Тест зимних шин от Авторевю 2020
В конце сентября 2020 авторитетный журнал «Авторевю» обнародовал результаты очередных тестов зимних шипованных шин. В общей сложности на полигоне в северной Финляндии было испробовано 16 моделей покрышек. В качестве авто для тестирования использовали кроссовер Renault Arkana, только готовящийся к выходу на европейский рынок.
Сразу необходимо отметить, что представленные для испытания шины во многих случаях имели сокращенное количество шипов, например, на модели Nokian Hakkapeliitta 9 SUV их количество сократили до 136 единиц для типового размера 215/60 R17. Причина подобных действий со стороны шинников кроется в изменениях требований законодательства к степени воздействия шипованных шин на асфальт. С целью уложиться в предложенные нормы, производителям зимней резины пришлось повсеместно сокращать число шипов до 50 единиц на погонный метр.
На этом фоне интересно выглядит резина от Michelin, имеющая 269 шипов. Оказалось, что французские инженеры сделали их значительно меньше по размерам, с одной стороны соответствуя требования теста overrun test, а с другой стороны обеспечивая сцепление на ледяной поверхности.
Стоит отметить, что соответствующие ограничения рассматривают и российские депутаты, причем предложения поступают различные, от установления скоростного режима, до полного перехода на фрикционную резину. Между тем, лучшие из нешипованных шин по длине тормозного пути уступают шиповкам от Michelin на 50%, то есть при езде на скорости 80-90км/ч длина тормозного пути оказывается на несколько десятков метров больше. Для России с ее длительными и снежными зимами вопрос безопасности на дорогах как нельзя актуален.
Конечно, определенные ограничения необходимы, например, на скоростных трассах можно ограничить скорость езды на шипованных шинах, ведь именно они приводят к появлению на трассах продавленной колеи. При наличии скоростных ограничений водитель сможет выбирать между спокойной ездой и безопасностью или скоростным вождением на дороге с чистым асфальтом.
Если же вернуться к результатам испытаний, проведенных экспертами «Авторевю», то здесь победителем оказалась модель Michelin X-Ice North 4. Для тех, кто не готов платить за премиальную резину, можно рекомендовать модель Formula Ice, показавшую хорошие показатели сцепления и управляемости. Кто с тестами не справился, так это продукция брендов Gislaved и Toyo. Их результаты оказались слабее, чем у покрышек фрикционного типа.
При рассмотрении покрышек б/у, необходимо выделить практически полное отсутствие ухудшения качества торможения, что обеспечивается увеличением выступа шипов до 1,3мм (+0,2мм), но вот время прохождения тестового круга протяженностью в 950 метров при использовании шин Nordman 7 SUV выросло на 8,5 секунд при переходе на поддержанный комплект.
Значительно хуже ситуация для б/у покрышек на снегу, где основную роль играют уже не шипы, а рисунок и состояние протектора. В результате те же
Тест зимних нешипованных шин 205/55 R16 (ADAC, сентябрь 2020)
Снег, лед, слякоть, сухая и морозная погода: какие из актуальных моделей нешипованных зимних шин лучше других справляются с разнообразными условиями эксплуатации в холодное время года? Чтобы выяснить это, эксперты Всенемецкого автомобильного клуба ADAC провели сравнительные тесты 15 фрикционок размерностью 205/55 R16 91H, подходящих для оснащения компактных и среднеразмерных легковых автомобилей, таких как Audi A3; BMW 1й, 2й и 3й серии; Ford C-Max, EcoSport и Focus; Hyundai i30, Ioniq и iX20; Mercedes A-, B- и C-Klasse; Opel Astra, Meriva и Zafira; Skoda Octavia, Scala и Superb; Toyota Auris, Corolla и GT86; VW Caddy, Golf, Jetta, New Beetle, Passat и Touran.
Фото www.adac.de
В сравнительных испытаниях с использованием тестового автомобиля VW Golf GTI, проходивших на заснеженном полигоне в финском Ивало и на тестовом треке Bridgestone неподалеку от Рима, приняли участие:
— Bridgestone Blizzak LM005;
— Michelin Alpin 6;
— Dunlop Winter Sport 5;
— Hankook i*cept RS2;
— Maxxis Premitra Snow WP6;
— Falken Eurowinter HS01;
— Continental WinterContact TS860;
— Goodyear UltraGrip 9+;
— Sava Eskimo HP2;
— Toyo Observe S 944;
— Pirelli Cinturato Winter;
— Giti GitiWinter W1;
— Semperit Speed-Grip 3;
— King Meiler Winter Tact WT81;
— Tristar Snowpower HP.
В целом, результаты тестов были оценены экспертами ADAC, как положительные: из 15 моделей шин, протестированных на ходовые качества и безопасность, а также на комфорт езды и экономичность, пять шин получили оценку «хорошо», ещё семь – «удовлетворительно».
Фото www.adac.de
ЛИДЕРЫ
Итак, по крайней мере пять моделей нешипованных шин получили в ходе тестирования оценку «настоятельно рекомендуется». И прежде всего, это Bridgestone Blizzak LM005, которые впечатлили экспертов ADAC на сухой и, особенно, на мокрой поверхности. При этом. японские фрикционки уступили другим представителям Топ-5 по износостойкости.
Тем, кто зимой накатывает по многу километров, лучше подойдут шины Michelin Alpin 6, занявшие второе место: французская модель премиум-класса немного уступает японке на сухой дороге, но в тестах на износостойкость с прогнозируемым пробегом почти 43 000 километров получила отметку «sehr gut» («очень хорошо»).
Фото www.adac.de
Dunlop Winter Sport 5 и Hankook i*cept RS2 также едва уложились в границы оценки «хорошо» на сухих дорогах.
Как отмечают эксперты, поведение шин Dunlop при маневрировании немного ухудшается по мере нагрева из-за снижения стабильности задней оси автомобиля, Hankook не слишком надежны при резких маневрах и склонны к сносу задней оси в поворотах. При этом обе шины показывают хорошие результаты на мокрых и заснеженных дорогах, а Dunlop к тому же демонстрирует высокую стойкость к износу с прогнозируемым пробегом в 39 500 километров.
Пятерку «хорошистов» замыкает зимняя шина от тайваньского производителя — Maxxis Premitra снег WP6, получившая полновесные «хорошо» на сухой и мокрой дороге, и с трудом удержавшаяся в границах хорошей отметки в ходе испытаний на снегу и тестах на износ. В целом же все модели нешипованных шин из первой пятерки обладают сбалансированностью характеристик, которая и обеспечила им хорошие результаты по итогам тестов.
Фото www.adac.de
СЕРЕДНЯКИ
У семи следующих за лидерами моделей фрикционных шин с оценками «удовлетворительно» и экспертным заключением «рекомендуется» есть одна общая слабость — управляемость на сухой поверхности, которая, собственно, и повлияла на общую оценку.
Все модели из этой группы обеспечивают хороший отклик на повороты руля, но из-за небольшого сноса задней оси водителю тестового автомобиля было нелегко выдерживать траекторию в поворотах и приходилось постоянно немного подруливать. Кроме того, при резком маневрировании и в быстрых поворотах тестовый автомобиль проявлял избыточную поворачиваемость, которая привела к снижению общей оценки, особенно, у таких моделей, как Pirelli Cinturato Winter и Giti GitiWinter W1.
Фото www.adac.de
Невысокие характеристики на сухой дороге испортили общий результат некоторым из реальных претендентов на итоговые высокие места. Например, немецкой фрикционке Continental WinterContact TS860, сумевшей занять второе место в испытаниях на мокрой дороге. Или моделям Goodyear UltraGrip 9+ и Pirelli Cinturato Winter, впечатлившим на мокрой дороге и показавшим абсолютно лучшие результаты на снегу.
Шины Falken Eurowinter HS01 не сумели показать на заснеженной дороге результат выше удовлетворительной оценки, а Sava Eskimo HP2 и GitiWinter W1 были довольно посредственны на мокром покрытии: у Sava плохо обстояли дела с управляемостью, а у Giti — с управляемостью и аквапланированием.
Фото www.adac.de
АУТСАЙДЕРЫ
«Условно рекомендуется» — такой «приговор» эксперты ADAC вынесли модели Semperit Speed-Grip 3, которая уверено держалась в испытаниях на мокрой трассе и даже вошла в тройку лучших на снегу, однако её недостатки на сухих дорогах проявились слишком ярко и отправили шину австрийского бренда в аутсайдеры. По мере нагрева шины Semperit начинают «уходить», и автомобиль трудно удержать на траектории в поворотах из-за избыточной поворачиваемости.
Фото www.adac.de
King Meiler Winter Tact WT81 была единственной шиной с восстановленным протектором в минувших тестах и получила от ADAC категоричное «не рекомендуется». Её характеристики на мокрой дороге, в целом, оставляют желать лучшего: у восстановленной шины не только самый длинный тормозной путь, но и худшая среди всех управляемость.
Кроме того, продукт немецкой компании обладает серьезными недостатками на сухой дороге и обеспечивает худший комфорт езды. Но есть у King Meiler и плюсы, такие как производительность на снегу и лучшая среди всех участников тестов износостойкость с прогнозируемым пробегом около 45 000 километров. Увы, но недостатки в обеспечении безопасности явно преобладают над редкими достоинствами этой модели.
И, наконец, на последней строчке итогового протокола расположилась китайская Tristar Snowpower HP. Эта бюджетная фрикционка впечатляет минимальным тормозным путем на сухой дороге, но при этом абсолютно несостоятельна на снегу и беспомощна на мокрой дороге: её управляемость и стойкость к аквапланированию в поворотах можно оценить только как плачевные.
Фото www.adac.de
Перед вами полные итоги тестов:
Напомним, в аналогичных сравнительных тестах зимних нешипованных шин размерностью 205/55 R16, проведенных экспертами ADAC в 2018 году, оценку «хорошо» получили только три модели шин: Continental WinterContact TS 860 (2,2), Goodyear UltraGrip 9 (2,2) и Dunlop Winter Sport 5 (2,3).
Авторевю 2019: Большой тест зимних шин размера 225/50 R17
По материалам: Авторевю, фото: Дмитрий ПитерскийИзданием Авторевю опубликованы результаты большого теста, в котором были протестированы зимние шипованные и фрикционные зимние шины размера 225/50 R17. В финале рейтинги шин были разделены на две категории, однако, как оказалось, если внимательно изучить набранные к финишу баллы, некоторые нешипованные шины могут дать фору резине с шипами.
Впрочем, начнём с самого начала. Чёртова дюжина представленных в тесте моделей в принципе объясняет почему он называется большим. Но с учётом делёжки на шипы и «нешипы» (в соотношении шесть на семь) тест по большому счёту только оставляет читателей с носом, что касается размера, а уж тем более тех, кто знает про ежегодные тесты зимних шин Auto Bild, в котором, например, в 2019 году принимало участие 53 комплекта шин.
С учётом засилья продукции Nokian и Continental в числе участниц, а также отсутствия шин брендов Goodyear и Michelin, новых Pirelli и Dunlop, или хотя бы Kumho в обновленной версии, актуальность этого теста Авторевю под большим вопросом.
Компания Michelin якобы отказалась от участия теста буквально за неделю до начала его проведения, почему нет остальных история умалчивает. Но ничего страшного, другие тесты зимних шин 2019 года перекрывают эти пробелы.
Есть вопросы и к выбранному для теста размеру. 225/50 R17 назвать «попсовым» можно с натяжкой.
Список протестированных зимних шипованных шин:
- Continental IceContact 3 — новинка зимнего сезона 2019/2020
- Gislaved Nord*Frost 200
- Hankook Winter i*Pike RS2 W429
- Nokian Hakkapeliitta 9
- Nokian Nordman 7
- Yokohama iceGuard iG65
Список протестированных зимних фрикционных шин:
- Bridgestone Blizzak Ice — дебют в тестах
- Continental VikingContact 7
- Hankook Winter i*Cept iZ2 W616
- Nokian Hakkapeliitta R3
- Nokian Nordman RS2
- Toyo Observe GSi-6 — новинка зимнего сезона 2019/2020
- Yokohama iceGuard iG60
Примечательно, что четыре из шести представленных шиповок были с увеличенным количеством «стальных зубов».
Результаты теста Авторевю 2019
Погодные сюрпризы преподнесли уникальную возможность тест-группе почувствовать разницу в шинах при трёх разных температурах: -20°C, -10°C и +6°C. Причём в последнем случае проводились именно тесты на льду, а не на мокром асфальте.
Согласно замерам экспертной группы журнала Авторевю, шипованные шины способствуют сокращению тормозного пути в среднем на 30%. Особенно эффективны они при температурах, близких к нулю. При большем «минусе» твёрдость льда выше, что затрудняет работу шипов, в результате чего ухудшается механический зацеп, а на первый план выходит работа резиновой смеси и рисунка протектора.
Какие выводы эксперты сделали на основе тестов при различных температурах? С понижением температуры хуже работают как шипованные, так и фрикционные шины. Но данная зависимость не всегда однозначная и чётко прямопропорциональная, свою лепту вносит шероховатость льда. К примеру, при -10°C управляемость фрикционок на льду в целом лучше, чем у шиповок, что обусловлено повышенным количеством кромок, цепляющихся за микронеровности.
Это – важные аргументы, разрушающие стереотип «лед – значит шипы».
На большой воде зимние шины с их мягкими протекторами не дают сильно разогнаться, лучший результат едва достигает 56 км/ч.
Результаты теста зимних шипованных шин размера 225/50 R17. Авторевю, 2019. Для увеличения нажмите.Рейтинг шин. Коротко о главном
Что же, смена асимметричного рисунка протектора на классический направленный определённо принесла компании Continental свои дивиденды. Её новые шиповки Continental IceContact 3 отправили в нокаут доминирующую до этого момента в тестах модель Nokian Hakkapeliitta 9. Впрочем, как говорит технический специалист Shina.Guide, здесь не лишним будет ещё раз напомнить об отсутствии в тесте «вооружённых до зубов» шипами шин Michelin X-Ice North 4 и новинки сезона Pirelli Ice Zero 2. Очевидно, что наибольший интерес вызовет баттл именно этой четвёрки.
Продукция второго эшелона концерна Continental – шины Gislaved Nord*Frost 200 – неожиданно набрали такое же количество баллов, что и Hakkapeliitta 9. Неужели мы и взаправду наблюдаем падение титана?
С минимальным отставанием пришли к финишу шины Hankook W429 Winter i*Pike RS2, Nokian Nordman 7 и Yokohama iceGuard iG65. Как обозначили тестеры, они так же достойны внимания. Их цена компенсирует все их недостатки.
Фрикционки
Результаты теста зимних нешипованных шин размера 225/50 R17. Авторевю, 2019. Для увеличения нажмите.В лагере фрикционных моделей победу одержала снова-таки продукция немецкого шинного концерна. Continental VikingContact 7 не только возглавили свою подгруппу, но и по баллам «переплюнули» две шиповки, обосновавшиеся на втором месте рейтинга шипованных шин Авторевю 2019.
Шины Nokian Hakkapeliitta R3 немногим отстали от лидера, в основном за счёт разгонной динамики и эффективности торможения на зимних покрытиях.
Модели Nokian Nordman RS2 и Hankook W616 Winter i*Cept iZ2, представляя собой разумное сочетание качества и цены, разместились на третьей позиции в своём сегменте. Параллельно с тем из-за умеренных сцепных свойств на льду шины Yokohama iceGuard iG60, Bridgestone Blizzak Ice и Toyo Observe GSi-6 замкнули рейтинг.
Продукция Bridgestone растеряла баллы в том числе и в тесте на проходимость. Уж совсем Blizzak Ice, как оказалось, не гребёт.
Обновлено (07.10.2020)
В данном тесте принимала участие и одержала победу шина Continental IceContact 3. Обрезиненные шипы ContiFlex, применяемые в этой модели (начиная с 17-го диаметра), оказались ненадёжными и покупатели сталкиваются с их частой потерей. В связи с этим производитель прекратил выпуск шин с шипами ContiFlex, а издание Vi Bilägare отозвало результаты шин Ice Contact 3 в своём тесте. Преждевременное выпадение шипов зафиксировали и испытатели Teknikens Värld. Об этом и комментариях производителя в нашем материале.
Как дополнительно уточнили для Shina Guide в российском представительстве Continental, на российском рынке IceContact 3 «не будет предлагаться с технологией Flexstud».
Впрочем, не исключено, что в свободной продаже всё ещё присутствуют шины, имеющие подобную ненадёжную конструкцию шипов. Отличить такие шины можно по маркировке ContiFlexStud на боковине.
Это может быть интересно: помимо множества прошлогодних сравнительных испытаний уже доступны и свежие тесты зимних шин 2020 года.
В оригинальном и полном виде тест Авторевю доступен на сайте издания, а также в формате видео-обзора на канале в Youtube.
Похожие новости:
Test World: Тест зимних шин размера 205/55 R16 (2019) » Новости » Kolesa62.ru
Nokian Hakkapeliitta 8 когда-то совершили революцию на рынке зимних шин. Финны установили в свои шины рекордное количество шипов – 190 штук, что было почти на 50% больше предыдущего рекорда и вдвое больше, чем у многих шин на рынке. С тех пор количество шипов в зимних шинах продолжает расти год от года, и каждый производитель – рано или поздно – следует этой тенденции и меняет дизайн своих шин, хотя для этого и нужны дополнительные затраты на разработки, тесты и т.д.
В TW составили график, чтобы посмотреть, каким было среднее число шипов в шинах, участвовавших в испытаниях с 2013 года. За это время их среднее количество в шинах выросло на 41%, со 122 до 172 штук, и эта тенденция сохраняется.
Как отмечает Юкка Антила (Jukka Antila), специалист по шинным тестам из TW, только увеличение числа шипов уже может существенно повлиять на сцепление на льду. В этом году в тесте не было ни одной шины, у которой число шипов на погонный метр протектора было меньше 50 штук. Это означает, что все производители провели override тест и подтвердили, что шины укладываются в нормативы по дорожному износу.
Лидером по количеству шипов остаются Michelin, у которых их 250 штук (в размере 205/55 R16). На втором месте по этому параметру неожиданно оказались китайские Goodride, в которых установлено ровно по 200 шипов. По словам г-на Антилы, было особенно интересно посмотреть, как большое количество шипов помогает зарабатывать очки шинам, которые не считаются лучшими в классе.
Тесты на льду должны проводиться на совершенной чистой поверхности, и на ней не должно быть снежной пыли и мелких частиц, выбитых шипами. Иначе могут существенно исказиться результаты
В тесте также приняли участие шины, в которых установлено по 190 шипов – Continental, Bridgestone, Hankook и Nokian. Новинкой были только Continental, причем в размерах с диаметром от 17 дюймов они предлагаются с новыми прорезиненными шипами, которые, как заявляет производитель, дополнительно увеличивают сцепление на льду. 17-дюймовые Continental уже выиграли в тесте Vi Bilagare, но в испытаниях TW участвовали шины меньшего размера со стандартными металлическими шипами. Возможно, выбери TW другую размерность, финальный рейтинг мог бы измениться.
«То, что появляются шипы нового типа, говорит о важности их характеристик и давлении, которое оказывается на производителей, — отметил г-н Антила. – Конкуренция очень жесткая, и в конечном счете это выгодно для автомобилистов, которые предпочитают шипованную резину».
Большое количество шипов позволяет шинам лучше цепляться за лед. При этом также важно, чтобы каждый следующий шип контактировал с новым участком поверхности
В участвовавших тесты Vredestein и Yokohama было по 170 шипов, а в Cordiant, Gislaved, Goodyear и Nordman – по 130, то есть в этом плане они все еще верны традициям, и это сказывается на их результатах на льду. По словам г-на Антилы, для повседневной жизни все эти шины подходят, но небольшое количество шипов может негативно сказаться в экстремальной ситуации.
Корреляция между количеством шипов и сцеплением на льду очевидна, однако есть и исключения. К примеру, Goodyear показали более высокие результаты, чем можно было ожидать, ориентируясь на число шипов, тогда как у Goodride все было наоборот. «Это хорошие примеры того, как на характеристики шин влияют другие технологические ноу-хау производителей, — отметил г-н Антила. – Увеличение числа шипов может повышать сцепление на льду, но лишь до определенного предела».
Г-н Антила также отмечает, что на самом деле современные нешипованные шины по некоторым своим характеристиками все больше приближаются к шипованным покрышкам, и часть моделей отлично работает на скользком снегу. С другой стороны, есть и не очень удачные модели. По словам экспертов, лучшие из фрикционных шин на льду работают так же, как некоторые шипованные шины, и чем холоднее и жестче становится поверхность льда, тем меньше помогают шипы.
Тесты зимних шин на мокром покрытии должны проводиться при низкой температуре. Такие условия воссоздаются в крытом комплексе Test World
В этом году в тесте TW также приняли участие шины Michein из линейки CrossClimate, которая вызвала много споров, но при этом также заставила многих производителей пересмотреть свою маркетинговую стратегию. Шины позиционируются как летние, но способные при этом сохранять сцепление в холодную погоду. В то же время даже в северных странах их иногда определяют как всесезонные, которыми они в этом климате не являются. Нюанс в том, что они снабжены маркировкой с изображением снежинки, как и все зимние шины в тесте. Этот символ можно получить, если шины прошли официальные тесты на сцепление на снегу и доказали, что в таких условиях они работают существенно эффективнее летних шин, которые эти испытания пройти не могут.
Тест TW показал, что на самом деле Michelin не особенно эффективны на снегу, хотя тут есть простор для интерпретации результатов. В то же время на льду у них очень слабое сцепление и опасные показатели, если сравнивать их с зимними шинами. В то же время на асфальте все было наоборот, и, как говорит г-н Антила, Michelin показали, как должны работать зимние шины в условиях межсезонья.
В тесте на управляемость важно определить разницу в поведении шин. Хорошие шины всегда отзываются на действия водителя и сохраняют сцепление в любой ситуации
«К сожалению, в работе разработчиков шин все еще очень много компромиссов, и пока что невозможно создать шины, которые были бы эффективны в любых условиях, — говорит эксперт TW. – Когда одна характеристика улучшается, другая становится хуже. Michelin хорошо подойдут для холодного северного лета, но от сезонной смены шин пока явно отказываться рано».
В общем зачете теста победили шипованные Michelin, которые продемонстрировали отличные результаты на снегу и льду и с минимальным отрывом в 0,1 балла опередили Continental.
Курсовая устойчивость шин оценивалась на специально подготовленной поверхности, имитирующей неровную зимнюю дорогу. Одни шины в таких условиях не могут точно следовать курсу, и приходится часто подруливать, тогда как другие «идут, как по рельсам»
В целом никаких сюрпризов не было, и все шипованные и почти все фрикционные шины показали как минимум приемлемые результаты. С другой стороны, летние Michelin, как и ожидалось, совершенно не подходят для зимы, хотя их и легально можно использовать в зимний период в странах с обязательной сезонной сменой резины.
В тесте этого года приняли участие в том числе и российские Cordiant, которые заняли не очень высокое место из-за слабостей на льду и снегу, однако нужно отметить, что тестировались шины предыдущего поколения, и им на смену уже была представлена новая модель.
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ
Большой тест 22 моделей фрикционных и шипованных зимних шин размера 205/55R16 (2016)
В этом году Test World протестировала шипованные и фрикционные шины нордического типа, добавив в список зимние шины европейского типа, чтобы напомнить о том, чем они отличаются от шин для северной зимы.
Список протестированных зимних шин размера 205/55R16:
шипованные шины:
- Bridgestone Noranza 001
- Continental IceContact 2
- Gislaved Nord*Frost 200
- Goodyear UltraGrip Ice Arctic
- Hankook Winter i*Pike RS+ W419D
- Kumho WinterCraft ice Wi31
- Michelin X-Ice North 3
- Nokian Hakkapeliitta 8
- Pirelli Ice Zero
- Toyo Observe G3-ICE
нешипованные шины скандинавского типа:
- Bridgestone Blizzak WS80
- Continental ContiVikingContact 6
- Goodyear UltraGrip Ice 2
- Hankook Winter i*cept iZ2 W616
- Landsail Winter Lander
- Michelin X-ice Xi3
- Nankang Ice Activa Ice-1
- Nokian Hakkapeliitta R2
- Pirelli Ice Zero FR
- Sava Eskimo Ice
- Yokohama iceGUARD iG50 plus
нешипованные шины европейского типа:
- Continental ContiWinterContact TS850
Основной акцент был сделан на тестах на льду (самая высокая весомость оценок), поскольку, по мнению экспертов, именно во время езды по обледенелой поверхности характеристики шин имеют критическое значение. На второе место были поставлены показатели на сухом и мокром асфальте, поскольку даже на севере водители очень часто ездят по подобным типам покрытия. Далее в плане весомости оценок следуют результаты тестов на снегу, а также испытаний на уровень шума. При этом те, кто придает большое значение шумности покрышек, могут ориентироваться на этот параметр и выбрать шины в соответствии со своими предпочтениями.
Тесты показали, что на льду шипованные шины все так же работают эффективнее всего. Тормозной путь шипованных Nokian с 50 км/ч составил 39,7 метра, а лучшие среди фрикционных шин — Michelin — остановили автомобиль только через 55,7 метра. На снегу отличия между шинами двух типов почти полностью нивелируются, и тормозной путь лучших шипованных шин (Hankook) с 80 км/ч был всего на 3,4 метра короче, чем у лучших нешипованных (Continental).
На сухом треке фрикционные шины по большей части выступили лучше шипованных, и они явно будут более предпочтительным выбором, если делать акцент на уровне шума. В этом плане разница между двумя категориями шин более чем существенна.
После нескольких мягких зим в Скандинавии многие местные водители рассматривают возможность перехода на так называемые зимние шины европейского типа, поэтому эксперты своими тестами напомнили о том, что они менее эффективны на снегу и льду. Стоит хотя бы сказать, что на обледенелой поверхности их тормозной путь был более чем на 20 метров длиннее, чем у Michelin скандинавского типа. В то же время на мокром асфальте они останавливают автомобиль быстрее всех остальных шин, так что они будут хорошим выбором для тех, кто зимой ездит в основном по сухим и мокрым дорогам.
Отдельно стоит поговорить о количестве шипов. Хотя в Скандинавии их число ограничено 50 штуками на погонный метр протектора, пару лет назад Nokian представила шины со 190 облегченными шипами, доказав, что они укладываются в нормативы касательно дорожного износа. После этого свои шины с большим количеством шипов представили и другие производители, и тесты показывают, что такое решение действительно увеличивает сцепление на льду. В то же время не так давно власти Норвегии провели дополнительные испытания, по итогам которых было установлено, что шипы этого типа приводит к созданию мелких частиц пыли, вредных для человека. Возможно, результаты этого исследования приведут к появлению новых требований, но в этом сезоне шины с большим количеством шипов явно останутся на рынке.
После недавнего скандала, связанного с манипуляцией результатами шинных испытаний компанией Nokian, теперь Test World ввел новую процедуру, чтобы избежать подобных рисков. Все шины, как и раньше, анонимно покупаются у дилеров, а поскольку в тест, который проводится зимой и в начале весны, могут попасть совершенно новые модели, еще не доступные на рынке, осенью они приобретаются в свободной продаже и проводятся дополнительные «антидопинговые» тесты, чтобы понять, нет ли каких-либо вариаций. Так было и на этот раз, и в TW отметили, что никаких различий между шинами обнаружено не было, то есть результаты тестов релевантны для шин, которые можно купить в магазине.
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВ
Цветовое обозначение типов шин
Торможение на льду
(Тормозной путь с 50 до 0 км/ч, м)
Разгон на льду
(Время разгона с 5 до 20 км/ч, с)
Управляемость на льду
(Время круга, с)
Управляемость на льду
(Субъективные оценки, баллы)
Торможение на снегу
(Тормозной путь с 80 км/ч, м)
Разгон на снегу
(Время разгона с 5 до 35 км/ч, с)
Управляемость на снегу
(Время круга, с)
Управляемость на снегу
(Субъективные оценки, баллы)
Торможение на мокром асфальте
(Тормозной путь с 80 км/ч, м)
Управляемость на мокром асфальте
(Время круга, с)
Управляемость на мокром асфальте
(Субъективные оценки, баллы)
Торможение на сухом асфальте
(Тормозной путь с 80 км/ч, м)
Управляемость на сухом асфальте
(Субъективные оценки, баллы)
Шум
(Баллы)
Сопротивление качению
(Разница в расходе топлива, %)
Мнения экспертов о каждой шине представлены ниже
| Место | Шина | Мнение экспертов | ||
|---|---|---|---|---|
| 1 | Оценка: 8,6 | Индекс нагрузки/скорости:94T Многочисленные шипы обеспечивают Continental высокое сцепление на льду, а на снегу шины тоже ведут себя предсказуемо и контролируемо. На мокром асфальте шины продемонстрировали хорошее и стабильное сцепление, позволяющее без сюрпризов осуществлять экстренные маневры, а на сухом были отмечены несколько замедленные реакции на повороты руля. В плане шума и экономичности Continental выступили на уровне, типичном для шипованных покрышек. + Высокое сцепление на снегу и льду | ||
Continental | ||||
| 1 | Оценка: 8,6 | Индекс нагрузки/скорости:94T На льду Nokian все так же недосягаемы для соперников, хотя теперь конкуренты с такими же большим количеством шипов определенно стали ближе. На снегу Nokian тоже ведут себя уверенно и логично. Поскольку Nokian разработаны для «настоящей» зимы, на асфальте у них относительно слабое сцепление и замедленные реакции на повороты руля, но поведение тоже отличается предсказуемостью. Сопротивление качению — среднее, и стоит учитывать, что Nokian оказались самыми шумными шинами в тесте. + Высокое сцепление на льду | ||
Nokian | ||||
| 3 | Оценка: 8,4 | Индекс нагрузки/скорости:94T Новинка от Bridgestone обладает очень хорошим сцеплением на льду, где большое количество шипов улучшает управляемость, а также эффективность разгона и торможения. На снегу Bridgestone выступили средне, но и без явных недостатков. В то же время на асфальте все было уже хуже, и шины неохотно откликаются на повороты руля, и у них длинный тормозной путь, а во время экстренного маневра может потеряться сцепление на передней оси. Уровень шума — высокий, но Bridgestone могут снизить расход топлива. + Высокое сцепление на льду | ||
Bridgestone | ||||
| 4 | Оценка: 8,3 | Индекс нагрузки/скорости:94T На льду у Pirelli высокое продольное сцепление, позволяющее быстро останавливать автомобиль. В то же время в поперечном направлении сцепление несколько слабее, из-за чего в определенных ситуация возникает опасность заноса. На снегу шины ведут себя логично и безопасно. На мокром треке Pirelli продемонстрировали хорошую контролируемость и эффективное торможение. Стоит также отметить, что у Pirelli достаточно низкий уровень шума, но сопротивление качению могло бы быть и ниже. + Высокое сцепление на льду | ||
Pirelli | ||||
| 5 | Оценка: 8,2 | Индекс нагрузки/скорости:94T Hankook хорошо работают на льду и обеспечивают необходимый контроль в экстренных ситуациях, так что резкой потери сцепления можно не бояться. На снегу у шин тоже хорошее сцепление, особенно на задней оси, и быстрые маневры проблемой не будут. Hankook, как и Nokian, явно были разработаны для самой суровой зимы, и на асфальте у них слабое сцепление, плохая контролируемость и очень длинный тормозной путь. + Хорошие результаты на снегу и льду | ||
Hankook | ||||
| 6 | Оценка: 8,1 | Индекс нагрузки/скорости:94T Goodyear хорошо подходят для зимних условий, и хотя по уровню сцепления на льду они уступают лидерам, управляемость вполне приемлемая. Кроме того, Goodyear заслужили похвалу за короткий тормозной путь и безопасное поведение на снегу. На асфальте результаты Goodyear стали разочарованием, и у них длинный тормозной путь как на сухом, так и на мокром покрытии. С боковым сцеплением все немного лучше, но во время экстренного маневра есть опасность, что задние колеса уйдут в занос. Goodyear позволяют экономить топливо, шум — средний. + Короткий тормозной путь и хорошая управляемость на снегу | ||
Goodyear | ||||
| 7 | Оценка: 7,7 | Индекс нагрузки/скорости:94T Шины Gislaved последовали существующей тенденции, и теперь у них 130 шипов, тогда как у модели предыдущего поколения их было меньше сотни. Сцепление на льду действительно неплохое, хотя тормозной путь можно было бы и сократить. Кроме того, во время прохождения поворотов контакт с дорогой может потеряться слишком резко. На снегу Gislaved несколько замедленно реагируют на действия водителя, что особенно заметно во время быстрых маневров. В то же время на мокром асфальте у Gislaved очень хорошее сцепление, и они контролируемо ведут себя в экстренных ситуациях, а управляемость была отличной и на сухом, и на мокром покрытии. Можно даже сделать вывод, что Gislaved вообще лучше всех других шипованных шин подходят для езды по асфальту. Уровень шума — низкий, сопротивление качению — среднее. + Высокое сцепление и хорошая управляемость на сухом и мокром асфальте | ||
Gislaved | ||||
| 7 | Оценка: 7,7 | Индекс нагрузки/скорости:94T Что можно сказать о Michelin? Это действительно хорошие шины, приемлемо работающие в любых условиях, но им просто не хватает сцепления, чтобы сравниться с шинами на верхних строчках рейтинга. На снегу и льду Michelin вели себя уверенно и логично, но эксперты отметили, что есть явная потребность в увеличении количества шипов. У Michelin средняя эффективность торможения на мокром асфальте, и хотя устойчивость во время маневров была достаточно хорошей, если бы шины быстрее реагировали на повороты руля, оценки были бы еще выше. Уровень шума — средний, сопротивление качению — одно из самых высоких в тесте. + Очень сбалансированные шины с хорошей управляемостью в любых условиях | ||
Michelin | ||||
| 9 | Оценка: 7,6 | Индекс нагрузки/скорости:94T Continental продемонстрировали очень хорошее сцепление на льду для нешипованных шин — они быстро останавливают машину, хорошо управляются, а отличная боковая устойчивость помогает при объезде препятствия. На снегу тоже проблем не было. У Continental также относительно высокая эффективность торможения на асфальте, и хотя реакции на сухом покрытии были замедленными, неприятных сюрпризов шины не преподносили и уверенно удерживали сцепление на задней оси. Так же было и на мокром покрытии, то есть первыми теряли сцепление передние шины. Акустический комфорт и экономичность — хорошие. + Высокое сцепление на снегу и льду | ||
Continental | ||||
| 10 | Оценка: 7,5 | Индекс нагрузки/скорости:94R Nokian очень эффективны в зимних условиях, и хотя на льду они не попали в число абсолютных лидеров, у них были хорошие управляемость и контролируемость даже после начала заноса. На снегу Nokian получили высокие оценки и за эффективность торможения, и за поведение во время экстренных маневров. У Nokian достаточно серьезные проблемы со сцеплением на мокром асфальте, и на сухом покрытии тоже могут быть сложности, поскольку во время резкого маневра может потеряться сцепление на задней оси. Акустический комфорт и экономичность — хорошие. + Высокое сцепление и хорошая управляемость на снегу и льду | ||
Nokian | ||||
| 11 | Оценка: 7,4 | Индекс нагрузки/скорости:94T Goodyear заняли высокое место в своем классе в том числе благодаря хорошему продольному и поперечному сцеплению на льду. При этом хотя в основном шины ведут себя предсказуемо, в том числе во время скоростных маневров, иногда сцепление теряется слишком резко. На снегу Goodyear обеспечивают хорошую управляемость, а на мокром асфальте и вовсе стали лучшими в своем классе, поскольку быстро останавливают автомобиль и гарантируют оптимальную контролируемость даже в сложных ситуациях. На сухом покрытии шины ведут себя типично для своей категории, то есть медленно откликаются на действия водителя. В то же время в поворотах они не склонны к заносу на задней оси, а это определенно хорошо. С шумом и экономичностью тоже все в порядке. + Высокое сцепление и хорошая управляемость в любых условиях | ||
Goodyear | ||||
| 11 | Оценка: 7,4 | Индекс нагрузки/скорости:94H Michelin стали лучшими в своем классе в плане тормозных свойств на льду, но при этом боковая устойчивость уже не такая хорошая, а это означает, что шины могут резко потерять сцепление во время маневра. На снегу торможение было не таким эффективным, как на льду, но в целом шины ведут себя надежно и стабильно. На асфальте Michelin тоже выступили достаточно хорошо, и хотя они ведут себя немного инертно, резких потерь сцепления зафиксировано не было. В то же время у них относительно длинный тормозной путь на мокром покрытии. Уровень шума — низкий. + Очень короткий тормозной путь на льду | ||
Michelin | ||||
| 11 | Оценка: 7,4 | Индекс нагрузки/скорости:91T Сцепление Toyo на льду в лучшем случае можно назвать удовлетворительным, и шипы работают со слабой эффективностью, возможно, потому что их не очень много. Как бы то ни было, Toyo довольно предсказуемы и неплохо справляются с быстрыми маневрами. В то же время на снегу у Toyo явные проблемы и с управляемостью, и с торможением, и с боковой устойчивостью, а в этом случае винить шипы уже не получится. Хотя можно было ожидать, что Toyo реабилитируют себя в тестах на асфальте, этого не случилось, и на самом деле на мокром покрытии шины очень легко могут потерять сцепление во время объезда препятствия, причем невозможно угадать, на какой оси это произойдет — передней или задней. Toyo достаточно хорошо тормозят на асфальте, особенно сухом, но во время резкого маневра на сухом покрытии задние колеса с легкостью уходят в занос. Шумность и экономичность — средние. + Короткий тормозной путь на сухом асфальте | ||
Toyo | ||||
| 14 | ||||
ТОП 10 — Рейтинг зимних шин
Рейтинг зимних шин обновлен — 02.07.2020 года.
Для каждого автолюбителя перед зимним сезоном встает не простой выбор — какие зимние шины лучше купить. От этого зависит безопасность движения, жизни людей и соблюдение закона в целом. Согласно пункту 5.5 приложения №8 Таможенного союза законом оговорен обязательный срок езды на зимней резине с декабря по февраль каждого года. Однако погодные условия в нашей стране каждый год разные, и снег может «лечь» еще в октябре, а сойти в конце января. Именно поэтому срок обязательной «переобувки» определяют региональные власти. Разрешены как нешипованные зимние шины, так и с шипами. Правилами ПДД регулируются обязательный размер протектора и сам размер зимних шин для каждого автомобиля.
Кроме создания безопасности дорожного движения, наличие шипов (как считают власти) создает угрозу современному дорожному покрытию, на котором нет снега. Это приводит к разрушению слоев дороги, поэтому сотрудники дорожной полиции тщательно проверяют «обувку» легковых автомобилей в межсезонье.
Особенности зимних шин
Если вы все знаете о зимней резине, выбрали модель и хотите уже купить зимние шины — зайдите в магазин «Колеса даром» — проверенный! Не раз заказывали на нем, цены всегда выгоднее чем у других. Большой выбор шин, дисков и различных автотоваров. Заказ можно произвести онлайн с доставкой даже в регионы.
Перед тем как рассмотреть рейтинг ТОП 10 зимних шин, давайте разберем особенности резины и какие зимние шины лучше купить. Обычная летняя резина на морозе твердеет и трескается. Поэтому производители зимних шин стараются применять в создании колес инновационные подходы, которые сохранят резину в целости при любой отрицательной температуре. У недорогих зимних шин, резина может быть не высокого качества, из за чего срок ее службы гораздо меньше. При этом нужно помнить, что зимняя резина в отличии от летней, почти не стирается, посему может служить больше 5 лет.
Перед покупкой резины, продавцы по понятным причинам не дадут провести тест зимних шин, поэтому основываться придется на отзывах и репутации продукции. Отзывы о зимних шинах вы можете почитать внизу статьи, а так же на сайтах производителей, на специальных автомобильных порталах и в группах соцсетей.
Новые или б/у зимние шины
Кроме большого разнообразия производителей покрышек в магазине, автолюбители выбирают между новыми колесами и бывшими в употреблении. И у тех и у других есть свои плюсы и минусы.
Новые зимние шины
Такие колеса гарантированно не вздуются при первой езде (в случае качественного производства). Если такое произошло – их можно вернуть по гарантии. Новые шины прослужат дольше без ремонта, в них будет не сложно устанавливать новые шипы, если есть такая возможность. К некоторым моделям автомобилей трудно найти б/у шины, поэтому приходится покупать или заказывать только новый товар. Единственным недостатком является высокая цена. Но и она превращается в плюс, если посчитать данные в соотношении амортизации и срока службы новой резины.
Подержанные покрышки
Если нужно купить зимние шины, многие автовладельцы сначала обращаются к популярным сайтам, на которых продают товары, бывшие в употреблении. Там владелец указывает, сколько времени эксплуатировались колеса. Информация преподносится со слов, проверить подлинность сведений бывает невозможно, поэтому покупателю приходится верить. Цена на зимние шины, которые уже использовались другим автовладельцем будет ниже, чем на новую продукцию. Но при учете среднего срока службы от 2 до 4 сезонов, в итоге такое приобретение не всегда рентабельно.
Дмитрий Серегин
Эксперт в области автоспорта и контраварийного вождения.
Если экономите и всё же решили покупать зимние шины бу, перед монтажом на автомобиль, осмотрите внимательно покрышки, особенно внутреннюю часть.Убедитесь в том, что резина не подвергалась ремонту.
Некачественный ремонт резины, может привезти к аварийной ситуации.
После установки резины на диски, вернуть или обменять их, уже не получится.
Какие зимние шины лучше
Как уже сказано, шины на зиму могут быть шипованными и нешипованными. Между ними разница не только в наличии шипов.
Нешипованная резина:
- Скандинавская зимняя шина– создана для максимального сцепления с заснеженным или обледенелым дорожным покрытием. Имеет среднюю глубину рисунка от 8 до 10 мм, с разряженным эффектом. Рисунок нанесен в шахматном порядке, прямоугольными или ромбовидными узорами. Протектор снабжен ламелями. Между рисунком большое расстояние. Такая форма создана для продавливания поверхности;
- Европейская зимняя шина – создана для движения по мокрой дороге от дождя или снега. Все прорези тонкие, с большим количеством каналов для воды.
Шипованная резина:
Шипы на таких пок
Влияние модели трения и маневрирования шины на контактное напряжение шины с дорожным покрытием
Цель этой статьи — моделировать влияние различных моделей трения на торможение шины. Радиальная шина грузового автомобиля (295 / 80R22.5) была смоделирована, и модель была проверена с прогибом шины. Модель трения с экспоненциальным затуханием, которая учитывает влияние скорости скольжения на коэффициенты трения, была принята для анализа эффективности торможения. Результат показывает, что модель трения с экспоненциальным затуханием, используемая для оценки тормозной способности, соответствует требованиям к конструкции антиблокировочной тормозной системы (ABS).Были проанализированы характеристики контактного напряжения шины с дорожным покрытием при различных условиях движения (статика, свободное качение, торможение, развал и прохождение поворотов). Установлено, что изменение условий движения имеет прямое влияние на распределение контактных напряжений шины с дорожным покрытием. Результаты служат руководством для оценки эффективности торможения шины.
1. Введение
Различные исследования моделирования [1, 2] и результаты экспериментов [3, 4] показали, что контактное напряжение шины с дорожным покрытием оказывает большое влияние на управляемость и устойчивость транспортного средства.Контактное напряжение между шиной и поверхностью дороги зависит от таких параметров, как нагрузка на шину, скорость, характеристики покрытия и скорость скольжения. Хотя контактное напряжение можно оценить по коэффициенту сцепления между шиной и поверхностью дороги, классической кулоновской модели трения недостаточно для моделирования реакции трения резинового эластомера [5]. Савкур [6] предложил формулу коэффициента трения скольжения резины, которая эффективно учитывает коэффициент трения со скоростью, указав, что коэффициент трения увеличивается с увеличением скорости скольжения, а затем, с увеличением скорости скольжения, коэффициент трения начинает снижаться. .Dorsch et al. [7] обнаружили, что существует нелинейная связь между трением и параметрами, такими как контактное напряжение шины, скорость скольжения и температурные параметры. Ma et al. В [8] на основе модели Савкора изучалось влияние свойств резины и покрытия на коэффициенты трения скольжения. Ли и др. [9] представили унифицированную модель трения на основе данных испытаний, которая характеризует различные характеристики трения резины протектора. Численные результаты соответствуют экспериментальным результатам.
ABS — это система контроля безопасности транспортного средства с противоскользящими и антиблокировочными свойствами.Вообще говоря, протектор представляет собой скольжение и качение, соответственно, при движении вперед и вдоль окружности под действием ABS [10]. Таким образом, простое моделирование скольжения шины не является истинным отражением эффективности торможения. И при анализе методом конечных элементов покрытие шин обычно моделировалось с помощью модели Кулона; однако из-за вязкоупругих свойств самой модели и ограничений материала кулоновской резины метод моделирования больше не может точно отражать состояние торможения.
В этом исследовании изучалось влияние различных моделей трения на тормозную силу шины. Обнаружено, что при использовании модели трения экспоненциального затухания, в которой угол торможения может быть изменен, максимальная сила торможения может быть получена, когда шина достигает критического пробуксовки шины. В этом исследовании также смоделировано распределение различных условий контактного напряжения в различных условиях движения шины (статическое, свободное качение, торможение, развал и поворот), что дает рекомендации по оценке эффективности торможения.
2. Проверка модели и модели шины FEM
2.1. Численная модель резинового материала
В этой статье была построена модель радиальной шины 295 / 80R22.5 под давлением в 900 кПа и нагрузкой 35,5 кН. Резиновые материалы могут выдерживать большую упругую деформацию из-за высокой линейности зависимости напряжения от деформации. Каучук является изотропным гиперупругим материалом и может быть описан с помощью моделей Огдена, Нео-Гука и Йео [11]. Однако модель Йео отличается от других моделей тем, что она зависит только от первого инварианта деформации; таким образом, его можно использовать для согласования различных моделей деформации с данными об одноосном растяжении.
Модель Yeoh находится в следующем уравнении:
SAE # 2 Friction Testing
SAE # 2 — это тест на трение на высокой скорости для оценки сцепления и жидкости.
Высокоскоростные тесты SAE * # 2 оценивают фрикционные характеристики сцепления и комбинации жидкости при остановке вращающейся массы. Стенды для высокоскоростных испытаний на трение SAE # 2 (3600 об / мин), включая стенд с регулируемой высокой / низкой скоростью (0-3600 об / мин) и стенд с регулируемой низкой скоростью (0-300 об / мин).
Испытательная головка, установленная на выходном валу двигателя, удерживает муфты. Некоторые муфты прикрепляются к валу двигателя (вращаются), а некоторые — к испытательной головке (неподвижно). Двигатель вращает маховик, отключается, затем блок сцепления приводится в действие системой срабатывания давления. Событие остановки регистрируется и анализируется для определения коэффициентов трения (рассчитанных на основе измеренного крутящего момента) в различных точках события остановки.
Испытания на низкой скорости оценивают фрикционные характеристики сцепления и комбинации жидкости при вращении на низкой скорости.Эти испытания были разработаны для оценки постоянно проскальзывающих муфт, которые обычно встречаются в преобразователях крутящего момента последних моделей трансмиссий, а также для оценки способности жидкости вызывать дрожание гидротрансформатора. Испытательные головки могут использоваться с дисками сцепления диаметром до 6 дюймов или с бандажными муфтами.
Поддерживаются стандартизированные тесты для оценки жидкости для автоматической трансмиссии:
- DEXRON® Plate (высокоскоростное дисковое сцепление)
- DEXRON® Ремешок (высокоскоростная лента / барабанное сцепление)
- DEXRON® Low Speed Friction (низкоскоростное дисковое сцепление)
- MERCON® Clutch Friction Durability (высокоскоростное дисковое сцепление)
- MERCON® Anti-Shudder Durability (низкоскоростное дисковое сцепление с высоким скоростное сцепление / старение жидкости)
- Allison Graphite Friction (высокоскоростное дисковое сцепление)
- Allison Paper Friction (высокоскоростное дисковое сцепление)
- JASO M348 and T904 Friction
В дополнение к оценке смазочных материалов, SAE No.Для оценки фрикционных характеристик материала сцепления можно настроить 2 испытательных стенда. Испытания могут быть настроены с помощью комбинации времени цикла, количества циклов, давления сцепления, инерционной нагрузки и скорости вращения.
* Общество инженеров автомобильной промышленности
Услуги по тестированию трансмиссионной жидкости:
Отправьте нам заявкуНужна помощь или есть вопрос?
4.Трение дорожного покрытия и текстура поверхности | Направляющая по трению
Ниже приведен неисправленный машинно-читаемый текст этой главы, предназначенный для предоставления нашим собственным поисковым системам и внешним машинам богатого, репрезентативного для каждой главы текста каждой книги с возможностью поиска. Поскольку это НЕПРАВИЛЬНЫЙ материал, пожалуйста, рассматривайте следующий текст как полезный, но недостаточный прокси для авторитетных страниц книги.
19 ГЛАВА 4. Трение дорожного покрытия и поверхность. ТЕКСТУРА ТРЕНИЕ НА ДВИЖЕНИИ Определение Трение о дорожное покрытие — это сила, которая сопротивляется относительному движению шины транспортного средства и поверхность тротуара.Эта сила сопротивления, показанная на рисунке 8, создается, когда шина катится. или скользит по поверхности тротуара. Рисунок 8. Упрощенная диаграмма сил, действующих на вращающееся колесо. Сила сопротивления, характеризуемая безразмерным коэффициентом трения μ, представляет собой отношение тангенциальной силы трения (F) между резиной протектора шины и горизонтальной пройденная поверхность к перпендикулярной силе или вертикальной нагрузке (FW) и вычисляется с использованием уравнение 1.Fw F = μ Ур. 1 Трение о дорожное покрытие играет жизненно важную роль в удержании транспортных средств на дороге, поскольку оно дает водителям способность безопасно управлять / маневрировать своими транспортными средствами как в продольном, так и в продольном направлениях. боковые направления. Это ключевой ввод для геометрического проектирования шоссе, поскольку он используется в определение адекватности минимальной останавливающей визирной дистанции, минимальной горизонтальной радиус, минимальный радиус вертикальных изгибов гребня и максимальное превышение высоты в горизонтальные кривые. Вообще говоря, чем выше трение на тротуаре — шинный интерфейс, тем больше у водителя контроля над автомобилем.Вес, FW Сила трения, F Направление движения Вращение
20 Продольные силы трения Между катящейся пневматической шиной возникают продольные силы трения (в продольном направление) и дорожное покрытие при работе в режиме свободного качения или с постоянным торможением. В режиме свободного качения (без торможения) относительная скорость между окружностью шины и тротуар, называемый скоростью скольжения, равен нулю. В режиме постоянного торможения скольжение скорость увеличивается от нуля до потенциального максимума скорости транспортного средства.Продолжение математическое соотношение объясняет скорость скольжения (Meyer, 1982): Уравнение 2 где: S = скорость скольжения, миль / час. V = скорость автомобиля, миль / час. VP = Средняя окружная скорость шины, миль / час. Ï ‰ = Угловая скорость шины, радиан / сек. r = Средний радиус шины, фут. Опять же, в состоянии свободного качения шины VP равно скорости транспортного средства; таким образом, S является нуль. Для заблокированного или полностью заторможенного колеса VP равно нулю, поэтому скорость скольжения или скольжения равна равна скорости автомобиля (V).Состояние заблокированного колеса часто называют 100% пробуксовкой. передаточное число, а состояние свободного качения — коэффициент скольжения нулевой процент. Следующие математические соотношения дают формулу расчета коэффициента скольжения (Meyer, 1982): Уравнение 3 где: SR = коэффициент скольжения, процент. V = скорость автомобиля, миль / час. VP = Средняя окружная скорость шины, миль / час. S = скорость скольжения, миль / час. Как и в предыдущем объяснении, в состоянии свободного качения шины VP равно скорость автомобиля и S равны нулю, поэтому коэффициент скольжения (SR) равен нулю процентов.Для заблокированного колеса VP равно нулю, S равно скорости автомобиля (V), поэтому коэффициент скольжения (SR) составляет 100 процентов. На рисунке 9 показана сила грунта, действующая на свободно катящуюся шину. В этом режиме наземная сила находится в центре давления зоны контакта шины и смещен от центра на величину a. Этот смещение вызывает момент, который необходимо преодолеть, чтобы повернуть шину. Сила, необходимая для Противодействие этому моменту называется силой сопротивления качению (FR). Значение а является функцией скорость и увеличивается с увеличением скорости.Таким образом, FR увеличивается со скоростью. В режиме постоянного торможения (рисунок 10) дополнительная сила, называемая силой тормозного скольжения. (FB) требуется для противодействия добавленному моменту (MB), создаваемому при торможении. Сила пропорционально уровню торможения и результирующему коэффициенту скольжения. Полная сила трения равна сумма силы сопротивления свободному качению (FR) и силы тормозного скольжения (FB). ) 68,0 (rVVVS P à — à — ∠’= − = Ï ‰ 100100 × = à — ∠’= V S V ВВСР П
21 Рисунок 9.Сила сопротивления качению свободно катящейся шины с постоянной скоростью по голому, сухая мощеная поверхность (Андресен и Вамболд, 1999). Рисунок 10. Силы и моменты колеса с постоянным торможением на голой, сухой асфальтированной поверхности. (Андресен и Вамболд, 1999). а Сухопутные войска, ФГ Диаграмма свободного тела, устойчивое состояние Вес, FW Радиус, r Направление вращения Движение Сопротивление качению Сила, FR Торможение Момент, МБ Тормозное усилие скольжения, FB а Сухопутные войска, ФГ Диаграмма свободного тела, устойчивое состояние Вес, FW Радиус, r Направление вращения Движение Сопротивление качению Сила, FR
22 Коэффициент трения между шиной и дорожным покрытием изменяется при изменении скольжения, так как показано на рисунке 11 (Генри, 2000).Коэффициент трения быстро увеличивается с увеличением увеличение скольжения до пикового значения, которое обычно происходит между 10 и 20% скольжения (критическое скольжение). Затем трение уменьшается до значения, известного как коэффициент трения скольжения, что происходит при 100-процентном скольжении. Разница между пиковым коэффициентом и коэффициентом скольжения трения может составлять до 50 процентов от значения скольжения и намного больше на мокрой дороге. тротуары, чем на сухих тротуарах. Взаимосвязь, показанная на рисунке 11, является основой антиблокировочной тормозной системы (ABS), который использует преимущество переднего пикового трения и сводит к минимуму потерю боковое трение / трение рулевого управления из-за скольжения.Автомобили с АБС предназначены для применения тормоза постоянно включаются и выключаются (т. е. накачивают тормоза), так что скольжение удерживается рядом с вершина горы. Торможение отключается до достижения пика и включается в установленное время или процентное снижение ниже пика. Собственно хронометраж является фирменной разработкой производителя. Рис. 11. Зависимость трения о дорожное покрытие от скольжения шины. Боковые силы трения Другой важный аспект трения касается возникающего бокового или бокового трения. когда транспортное средство меняет направление или компенсирует поперечный уклон и / или боковой ветер последствия.Связь между силами, действующими на шину транспортного средства и дорожное покрытие поверхность, когда автомобиль движется по кривой, меняет полосу движения или компенсирует поперечный сил выглядит следующим образом: Уравнение 4 Пиковое трение Критическое скольжение Полный скольжение 100 (полностью заблокировано) 0 (свободный прокат) Проскальзывание шин,% Коэффициент трения Повышенное торможение Прерывистый скольжение е р VFS ∠’= 15 2
23 где: FS = Боковое трение. V = скорость автомобиля, миль / час. R = радиус пути центра тяжести транспортного средства (также, радиус кривизна кривой), фут.e = Высота тротуара, фут / фут. Это уравнение основано на диаграмме силы поворота и поворачиваемости шины от дорожного покрытия и шины на рис. 12. Он показывает, как фактор трения боковой силы действует как противовес центростремительной силе. разработан как транспортное средство, совершающее боковое движение. Рис. 12. Динамика движения транспортного средства по кривой постоянного радиуса. с постоянной скоростью, и силы, действующие на вращающееся колесо. Комбинированное торможение и прохождение поворотов При комбинированном торможении и прохождении поворота водитель либо рискует не остановиться так быстро, либо проигрывает. контроль за счет снижения боковых / боковых сил.При работе на пределе сцепления шины с дорогой взаимодействие продольных и поперечных сил таково, что при увеличении одной силы другие должны уменьшиться на пропорциональную величину. Применение продольного торможения значительно снижает боковую силу. Точно так же приложение большой боковой силы снижает продольное торможение. На рисунке 13 показаны эти эффекты (Gillespie, 1992). Обычно называемый кругом трения или эллипсом трения (Radt and Milliken, 1960), векторная сумма двух объединенных сил остается постоянной (круг) или почти постоянной (эллипс) (см. рисунок 14).При работе в пределах сцепления шины величина торможения и компоненты трения вращения могут изменяться независимо, пока их векторная сумма компоненты не превышают пределы сцепления шины с дорогой, определяемые кругом трения или трением эллипс. Степень эллипса зависит от свойств шины и дорожного покрытия. Вт Масса автомобиля P Центростремительная сила (горизонтальная) FS Сила трения между шинами и поверхность проезжей части (параллельно покрытие проезжей части) Î ± Угол подъема (tan Î ± = e) R Радиус кривой Î ± Î ± W п FS Направление путешествия Сила перетаскивания Боковое трение (Коэффициент трения) Колесо для измерения трения
24 Рисунок 13.Тормозные (Fx) и поперечные (Fy) силы как функция продольного скольжения (Гиллеспи, 1992). Рис. 14. Зависимость поперечной силы от продольной при постоянных углах скольжения (Gillespie, 1992). Механизмы трения Трение о дорожное покрытие является результатом сложного взаимодействия двух основных сил трения. компоненты — адгезия и гистерезис (рисунок 15). Адгезия — это трение, возникающее в результате мелкомасштабное соединение / сцепление резины автомобильной шины и поверхности тротуара, как они вступают в контакт друг с другом.Это функция прочности на сдвиг границы раздела фаз и контактная площадка. Гистерезисная составляющая сил трения возникает из-за потерь энергии из-за
25 Рис. 15. Основные механизмы трения дорожной одежды и покрышек. к объемной деформации шины транспортного средства. Деформацию обычно называют обволакивание шины по текстуре. Когда шина прижимается к асфальту поверхность, распределение напряжений заставляет энергию деформации накапливаться внутри резинка.Когда шина расслабляется, часть накопленной энергии восстанавливается, а другая часть теряется в виде тепла (гистерезис), что необратимо. Эта потеря оставляет чистое трение сила, чтобы помочь остановить поступательное движение. Хотя есть и другие составляющие трения дорожного покрытия (например, сдвиг резины в шинах), они незначительна по сравнению с составляющими силы сцепления и гистерезиса. Таким образом, трение можно рассматривать как сумму сил трения адгезии и гистерезиса. Уравнение 5 Оба компонента во многом зависят от характеристик поверхности дорожного покрытия, контакт между шина и дорожное покрытие, а также свойства шины.Кроме того, поскольку резина покрышки является вязко-эластичной материал, температура и скорость скольжения влияют на оба компонента. Поскольку сила сцепления создается на стыке дорожного покрытия и шины, она наиболее чувствительна к неровности на микроуровне (микротекстура) частиц заполнителя, содержащихся в поверхность тротуара. Напротив, сила гистерезиса, развиваемая внутри шины, наиболее реагирует на неровности макроуровня (макротекстуру), образованную на поверхности путем смешивания методы проектирования и / или строительства.В результате этого явления адгезия определяет общее трение на гладком и сухом покрытии, а гистерезис — это доминирующий компонент на мокрых и шероховатых покрытиях. Гистерезис В основном зависит от макро- ровная шероховатость поверхности Адгезия Зависит в основном от микроуровня шероховатость поверхности Резиновый элемент V F HA FFF + =
26 Факторы, влияющие на трение в дорожном покрытии Факторы, влияющие на силы трения покрытия, можно разделить на четыре категории: характеристики покрытия, эксплуатационные параметры транспортного средства, свойства шин и экологические факторы.В таблице 2 перечислены различные факторы, входящие в каждую категорию. Так как Каждый фактор в этой таблице играет роль в определении трения дорожного покрытия, трение необходимо учитывать как процесс, а не неотъемлемое свойство дорожного покрытия. Только когда все эти Факторы полностью указаны, что трение принимает определенное значение. Наиболее важные факторы выделены жирным шрифтом в таблице 2 и кратко обсуждаются ниже. Среди этих факторов, которые считаются находящимися под контролем дорожного агентства, являются микро- текстуры и макротекстуры, свойств материалов дорожного покрытия и скорости скольжения.Таблица 2. Факторы, влияющие на доступное трение дорожного покрытия (модифицировано из Wallman and Astrom, 2001). Поверхность тротуара Характеристики Эксплуатация автомобиля Параметры Свойства шин Окружающая среда • Микротекстура â € ¢ Макро-текстура • Мега-текстуры / неровность â € Свойства материала â € ¢ Температура â € Скорость скольжения ¾ Скорость автомобиля ¾ Тормозное действие â € ¢ Маневр вождения ¾ поворот ¾ Обгон â € Foot Print • Дизайн протектора и состояние â € Резиновый состав и твердость â € Инфляционное давление â € ¢ Загрузить â € ¢ Температура â € ¢ Климат ¾ ветер ¾ Температура ¾ Вода (осадки, конденсат) ¾ снег и лед â € Загрязняющие вещества ¾ Противоскользящий материал (соль, песок) ¾ Грязь, грязь, мусор Примечание. Критические факторы выделены жирным шрифтом.Характеристики поверхности дорожного покрытия Текстура поверхности Текстура поверхности дорожного покрытия характеризуется наличием неровностей на поверхности дорожного покрытия. Такие неровности могут варьироваться от неровностей на микроуровне, содержащихся в отдельных агрегатные частицы до неровностей, протянувшихся на несколько футов в длину. Два Уровни текстуры, которые преимущественно влияют на трение, — это микротекстура и макротекстура (Генри, 2000). Как показано на рисунке 16, микротекстура — это степень шероховатости, которую агрегатных частиц, тогда как макротекстура — это степень шероховатости, придаваемая отклонения между частицами.Микроструктура в основном отвечает за трение о дорожное покрытие при низкие скорости, в то время как макротекстура в основном отвечает за снижение потенциала разделение покрышки и поверхности дорожного покрытия из-за аквапланирования и возникновения трения вызванный гистерезисом для транспортных средств, движущихся с высокой скоростью. Дальнейшее обсуждение микро- текстуры и макротекстуры представлены далее в этой главе под заголовком «Тротуар». Текстура поверхности ».
27 Рисунок 16. Микротекстура в сравнении с макротекстурой (Flintsch et al., 2003). Свойства материала поверхности Свойства материала поверхности дорожного покрытия (т.е. агрегатные и смешанные характеристики, текстурирование узоры) помогают определить текстуру поверхности. Эти свойства также влияют на долгосрочное долговечность текстуры благодаря их способности противостоять полировке агрегатов и истирание / износ как заполнителя, так и смеси в условиях накопленного трафика и окружающей среды нагрузки. Параметры эксплуатации автомобиля Скорость скольжения Коэффициент трения между шиной и дорожным покрытием изменяется при изменении скольжения.Это быстро увеличивается с увеличением скольжения до пикового значения, которое обычно происходит между 10 и Проскальзывание 20 процентов. Затем трение уменьшается до значения, известного как коэффициент скольжения. трение, возникающее при 100-процентном скольжении. Свойства шин Конструкция и состояние протектора шины Дизайн протектора шины (то есть тип, рисунок и глубина) и состояние имеют значительное влияние при сливе воды, которая скапливается на поверхности тротуара. Вода застряла между дорожное покрытие и шина могут быть вытеснены через каналы, образованные дорожным покрытием текстура поверхности и протектор шины.Глубина протектора особенно важна для автомобили движутся по толстым слоям воды на высоких скоростях. Некоторые исследования (Генри, 1983) сообщили о снижении трения на мокрой дороге от 45 до 70 процентов для полностью изношенных шин по сравнению с новыми ед. Давление в шинах Недокачивание шин может значительно снизить трение на высоких скоростях. Недокачанные шины позволить центру протектора шины сжаться и стать очень вогнутым, что приведет к сужение дренажных каналов в протекторе шины и снижение контактного давления.
28 В результате шина задерживает воду на поверхности дорожного покрытия, а не позволяет ей течь. через ступени. Как следствие, снижается скорость аквапланирования. С другой стороны, чрезмерное накачивание шин вызывает лишь небольшую потерю трения о дорожное покрытие (Генри, 1983; Кулаковский и др., 1990). Чрезмерно накачанные шины снижают эффект захвата и урожайность более высокое давление для вытеснения воды из-под шины транспортного средства. Повышенное давление в шинах а меньшая площадь контакта с шиной приводит к более высокой скорости аквапланирования.Окружающая среда Тепловые свойства Автомобильные шины представляют собой вязкоупругие материалы, и их свойства могут значительно изменяться. зависит от изменений температуры и других термических свойств, например, термических проводимость и удельная теплоемкость. Исследования показывают, что трение между шиной и дорожным покрытием в целом уменьшается с повышением температуры шины, хотя это трудно определить количественно. вода Вода в виде дождя или конденсата может действовать как смазка, значительно сокращая трение между шиной и дорожным покрытием.Влияние толщины водяной пленки (WFT) на трение минимальна на низких скоростях (<20 миль / час [32 км / час]) и весьма выражена на высоких скоростях (> 40 миль / час [64 км / час]). Как показано на рисунке 17, коэффициент трения скольжения шины транспортного средства на мокрой поверхности тротуара экспоненциально уменьшается с увеличением WFT. Скорость, с которой коэффициент трения обычно уменьшается с увеличением WFT. В Кроме того, эффект WFT зависит от конструкции и состояния шин, при этом изношенные шины наиболее чувствителен к WFT.Рис. 17. Влияние толщины водной пленки на трение о дорожное покрытие (Генри, 2000). WFT, дюйм Пт IC ти на 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 25 30 35 год 40 45 50 Изношенная ребристая шина Новая ребристая шина Гладкая шина
29 Очень небольшое количество воды может значительно снизить трение о дорожное покрытие. Результаты тестирования от исследование, спонсируемое FHWA (Harwood, 1987), показывает, что всего 0.002 дюйма (0,05 мм) вода на поверхности дорожного покрытия может снизить коэффициент трения на 20-30 процентов сухой коэффициент трения. В некоторых случаях водяная пленка толщиной 0,001 дюйма (0,025 мм) может уменьшить трение значительно. Такая тонкая пленка может образоваться в течение любого часа, в течение которого хотя бы Выпало 0,01 дюйма (0,25 мм) дождя. Гидропланирование может происходить при наличии относительно толстых слоев или пленок воды и транспортных средств. движутся с более высокой скоростью. Гидропланирование происходит, когда шина транспортного средства отделяется от поверхность покрытия из-за давления воды, которое создается на стыке покрытия и шины. (Хорн и Бульманн, 1983), в результате чего трение упало до почти нулевого уровня.Это сложный явление, на которое влияет несколько параметров, включая глубину воды, скорость автомобиля, макротекстура покрытия, глубина протектора шины, давление в шине и площадь контакта шины. Относительно толстые пленки воды образуются на поверхности дорожного покрытия при недостаточном дренаже во время сильных дождей или когда на тротуаре появляются колеи или из-за износа образуются лужи. Потеря прямого Контакт с дорожным покрытием и шиной может происходить на скоростях от 40 до 45 миль / час (от 64 до 72 км / час) на лужи глубиной около 1 дюйма (25 мм) и длиной 30 футов (9 м) (Hayes et al., 1983). Макротекстура покрытия и глубина протектора шины влияют на начало динамического аквапланирования. двумя способами. Во-первых, они имеют прямое влияние на критическую скорость аквапланирования, потому что Обеспечьте путь для выхода воды с поверхности раздела между дорожным покрытием и шиной. Во-вторых, у них есть косвенно влияет на критическую скорость аквапланирования, поскольку чем больше макротекстура, тем вода должна быть глубже, чтобы вызвать аквапланирование. Однако поверхность тротуара также должна иметь правильную микротекстуру для развития адекватного трения.Снег и лед Снег и лед на поверхности тротуара представляют собой наиболее опасное состояние для автомобиля. торможение или прохождение поворотов. Уровень трения между шинами и дорожным покрытием таков, что почти любое резкое торможение или резкое изменение направления приводит к скольжению заблокированного колеса и потеря путевой устойчивости автомобиля. Веб-документ NCHRP 53 (Al Qadi et al., 2002) отметил, что характеристики трения транспортного средства могут резко ухудшиться, если площадь контакта шины не достигает поверхности тротуара из-за льда и снега.Загрязняющие вещества Загрязняющие вещества, обычно встречающиеся на автомагистралях, включают грязь, песок, масло, воду, снег и лед. Любое загрязнение на стыке покрытия и шины отрицательно скажется на тротуар — трение шины. Посторонние предметы действуют как шарики в шарикоподшипнике или как смазка между поршнем и цилиндром в двигателе, уменьшающая трение между ними поверхности. Чем толще или вязче загрязнитель, тем больше уменьшается тротуар — трение шины. Эффект измельчения твердых загрязнений, таких как песок, ускоряется скорость износа дорожного покрытия.
30 ТЕКСТУРА ПОВЕРХНОСТИ Тротуара Определение Текстура поверхности дорожного покрытия определяется как отклонения поверхности дорожного покрытия от истинного плоская поверхность. Эти отклонения происходят на трех различных уровнях шкалы, каждый из которых определяется длина волны (») и размах амплитуды (A) ее составляющих. Три уровня текстуры, как установлено в 1987 году Постоянной международной ассоциацией автомобильных дорог. Конгрессы (PIARC) заключаются в следующем: • Микротекстура (»<0.02 дюйма [0,5 мм], A = от 0,04 до 20 мил [от 1 до 500 мкм]) - Поверхность качество шероховатости на невидимом или микроскопическом уровне. Это функция поверхностные свойства частиц заполнителя, содержащихся в асфальте или бетоне материал для мощения. • Макротекстура (»= от 0,02 до 2 дюймов [от 0,5 до 50 мм], A = от 0,005 до 0,8 дюймов [от 0,1 до 20 мм]) - Качество шероховатости поверхности определяется свойствами смеси (форма, размер и градации заполнителя) асфальтобетонных смесей и способ отделка / текстурирование (перетаскивание, тонирование, нарезание канавок; глубина, ширина, интервалы и ориентация каналов / пазов), используемых на бетонных поверхностях с твердым покрытием.• Мегатекстура (»= от 2 до 20 дюймов [от 50 до 500 мм], A = от 0,005 до 2 дюймов [от 0,1 до 50 мм]) - Текстура с длинами волн в том же порядке размера, что и поверхность раздела тротуар-шина. Это в значительной степени определяется повреждениями, дефектами или «волнистостью» на поверхности покрытия. Длины волн, превышающие верхний предел (20 дюймов [500 мм]) мегатекстуры, определяются как шероховатость или неровность (Генри, 2000). На рисунке 18 показаны три диапазона текстур, как а также четвертый уровень - шероховатость / неровность - представляющий длины волн длиннее, чем верхний предел (20 дюймов [500 мм]) мегатекстуры.Широко признано, что текстура поверхности покрытия влияет на множество различных покрытий - взаимодействия шин. На рисунке 19 показаны диапазоны длин волн текстуры, влияющие на различные взаимодействие транспортного средства с дорогой, включая трение, внутренний и внешний шум, брызги и брызги, сопротивление качению и износ шин. Как видно, на трение в первую очередь влияют микро- текстура и макротекстура, которые соответствуют сцеплению и гистерезису трения компоненты соответственно. На рисунке 20 показано относительное влияние микротекстуры, макротекстуры и скорости на трение о дорожное покрытие.Как видно, микротекстура влияет на величину трения шины, в то время как макротекстура влияет на градиент скорости трения. На низких оборотах микротекстура преобладает на уровне мокрого и сухого трения. На более высоких скоростях наличие высоких макро- текстура облегчает дренаж воды, так что адгезивный компонент трения обеспечивает по микротекстуре восстанавливается при нахождении над водой. Гистерезис увеличивается с увеличением скорость экспоненциально, и на скорости выше 65 миль / час (105 км / час) составляет более 95 процентов трения (PIARC, 1987).
31 Рисунок 18. Упрощенная иллюстрация различных диапазонов текстур, существующих для данного поверхность тротуара (Sandburg, 1998). Рис. 19. Влияние длины волны текстуры на взаимодействие между дорожным покрытием и шиной. (адаптировано из Генри, 2000 г. и Сэндберга и Эйсмонта, 2002 г.). Шероховатость / неровность Справочная длина Короткая растяжка дороги Шины Мега-текстура Усиление ок. 50 раз Усиление ок.5 раз Усиление ок. 5 раз Дорога-Шина Контактная информация Макро-текстура Микротекстура Один Сколы 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 м Микротекстура Макротекстура Мегатекстура Шероховатость / Неровность Int. Шум Всплеск / спрей Сопротивление качению Повреждение шины / автомобиля Длина волны текстуры Примечание: более темное затенение указывает на более благоприятный эффект текстуры в этом диапазоне. 0,00001 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10100 футов Износ шин Ext. Шум Трение
32 Рисунок 20.Влияние микротекстуры и макротекстуры на трение шины с дорожным покрытием при различных скорости скольжения (Flintsch et al., 2002). Факторы, влияющие на текстуру Факторы, влияющие на текстуру поверхности дорожного покрытия, которые относятся к заполнителю, вяжущему и смешивать свойства материала поверхности и любую текстуру, нанесенную на материал после размещения, заключаются в следующем: • Максимальные размеры заполнителя — размер самых крупных заполнителей в асфальте. бетонное покрытие (AC) или покрытие PCC с открытым заполнителем обеспечит доминирующую макро- длина волны текстуры, если они расположены близко и равномерно.• Тип грубого заполнителя — выбор типа грубого заполнителя будет контролировать камень материал, угловатость, коэффициент формы и прочность. Это особенно критичен для дорожных покрытий с переменным током и открытым заполнителем. • Тип мелкого заполнителя — угловатость и прочность выбранного мелкого заполнителя. Тип будет зависеть от выбранного материала и от того, раздроблен ли он. • Вязкость и содержание связующего — связующие с низкой вязкостью, как правило, вызывают кровотечение. легче, чем более твердые сорта.Также чрезмерное количество связующего (всех типов) может привести к кровотечению. Кровотечение приводит к уменьшению или полной потере покрытия. микроструктура поверхности и макротекстура. Поскольку связующее также удерживает заполнитель частицы на месте, очень важно связующее с хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям. • Градация смеси — градация смеси, особенно для пористого покрытия, повлияет на устойчивость и наличие воздушных пустот в дорожном покрытии. • Воздушные пустоты в смеси — повышенное содержание воздуха обеспечивает повышенный дренаж воды для улучшения трение и повышенный отвод воздуха для снижения шума.Низкая макротекстура, высокая микротекстура Высокая макро-текстура, высокая микротекстура Низкая макротекстура, низкая микротекстура Высокая макротекстура, низкая микротекстура Bâ € ™ Aâ € ™ Dâ € ™ Câ € ™ Sl мне бы в грамм C э ff IC т.е. нт о f F ри ct io п, F S Гладкая шина Постоянная температура. Скорость скольжения предела скорости при испытании, В
33 • Толщина слоя — увеличенная толщина слоя для пористого покрытия обеспечивает большую объем для диспергирования воды. С другой стороны, увеличение толщины снижает частота пикового звукопоглощения.• Размеры текстуры — размеры PCC для обработки, обработки канавок, шлифовки и дерна перетаскивание влияет на макротекстуру и, следовательно, на трение и шум. • Интервал текстуры — интервал поперечной обработки PCC и обработки канавок не только увеличивается амплитуда определенных длин волн макротекстуры, но может влиять на шум частотный спектр. • Ориентация текстуры — текстурирование поверхности PCC может быть ориентировано поперечно, продольно и по диагонали по направлению движения. Ориентация влияет на шину вибрации и, следовательно, шум.• Изотропный или анизотропный — однородность текстуры поверхности во всех направлениях (изотропный) сводит к минимуму более длинные волны, тем самым уменьшая шум. • Перекос текстуры — положительный перекос возникает из-за большинства пиков в макро- профиль текстуры, тогда как отрицательный перекос возникает из-за большинства впадин в профиле. В таблице 3 представлена сводная информация о том, как эти факторы влияют на микротекстуру и макротекстуру. текстура. Эти факторы можно оптимизировать для получения требуемых характеристик поверхности дорожного покрытия. для данной проектной ситуации.Таблица 3. Факторы, влияющие на микроструктуру и макроструктуру дорожного покрытия (Sandberg, 2002; Генри, 2000; Rado, 1994; PIARC, 1995; AASHTO, 1976). Тротуар Тип поверхности Фактор Микротекстура Макро-текстура Максимальные габариты агрегата X Типы грубых заполнителей X X Типы мелкого заполнителя X Градация смеси X Содержание воздуха в смеси X Асфальт Смесь связующего X Крупный агрегат типа X (для подвергнутого агг. PCC) X (для подвергнутого агг. PCC) Мелкий заполнитель типа X Градация смеси X (для экспонированного агг. PCC) Размеры текстуры и интервал X Ориентация текстуры X Бетон Наклон текстуры X МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТРЕНИЯ И ТЕКСТУРЫ Обзор Измерение трения и текстуры покрытия имеет первостепенное значение для последние 50 лет.Было разработано много различных типов оборудования, которое используется для измерения эти свойства и их различия (с точки зрения принципов и процедур измерения и способ обработки и передачи данных измерений) может иметь большое значение.
34 Только для испытаний на трение существует несколько серийно выпускаемых устройств, которые могут работать при фиксированном или переменном пробуксовке, на скорости до 100 миль / час (161 км / час) и при испытательной шине с переменным током условия, такие как нагрузка, размер, конструкция и конструкция протектора, а также давление в шине.Текстура поверхности дорожного покрытия, будь то микро-, макро- или мега-текстура, может быть измерена различными способами, включая резиновые скользящие контактные устройства, объемные методы и методы водоотведения. В этом разделе представлен обзор методов измерения трения и текстуры, а также в наличии представительское оборудование. ASTM и AASHTO разработали набор поверхностных характерные стандарты и стандарты измерительной практики для обеспечения сопоставимости Отчетность по текстуре и трению.Поскольку стандарты обеспечивают сопоставимость измерения для практических целей, методы и устройства обсуждаются попарно и сгруппированы по измерениям, выполненным на скоростях шоссе и измерениям требующие закрытия полосы движения (т. е. низкоскоростные / пешеходные и стационарные устройства). В целом, измерительные устройства, требующие закрытия полосы движения, проще и относительно недорогие, в то время как устройства для движения по шоссе более сложные, дорогие и требуется дополнительное обучение для обслуживания и эксплуатации.С недавним развитием технологий в сборе данных, сенсорной технологии и вычислительной мощности компьютеров Истинное превосходство качества данных для стационарных и низкоскоростных устройств уменьшается. Разрешение и точность данных, полученных от низкоскоростных или стационарных устройств, могут по-прежнему превосходят высокоскоростные устройства, но с все меньшими и меньшими запасами. Трение Два устройства, обычно используемые для измерения характеристик трения покрытия в в лаборатории или на малых скоростях в полевых условиях используются британские маятниковые тестеры (BPT) (AASHTO T 278 или ASTM E 303) и тестером динамического трения (DFT) (ASTM E 1911).Оба эти устройства измеряют фрикционные свойства, определяя потерю кинетической энергии скольжения маятник или вращающийся диск при контакте с поверхностью дорожного покрытия. Потеря кинетической энергия преобразуется в силу трения и, следовательно, в трение о дорожное покрытие. Эти два метода очень портативный и простой в обращении. У DFT есть дополнительное преимущество: измерить зависимость трения дорожного покрытия от скорости, измеряя трение при различных скорости (Сайто и др., 1996). Для измерения сцепления на высоких скоростях используются одна или две шины для полномасштабных испытаний. фрикционные свойства дорожного покрытия в одном из четырех режимов: заблокированное колесо, боковая сила, фиксированное скольжение или переменное скольжение.Как отмечает Генри (2000) и подтверждено государственным опросом, проведенным в этом исследования, наиболее распространенным методом измерения сцепления с дорожным покрытием в США является закрытый колесный метод (ASTM E 274). Этот метод предназначен для проверки фрикционных свойств поверхность в условиях экстренного торможения для автомобиля без антиблокировочной системы тормозов. В отличие от методы боковой силы и фиксированного скольжения, испытания подхода заблокированного колеса при скорости скольжения, равной скорости автомобиля, что означает, что колесо заблокировано и не может вращаться (Генри, 2000).Результаты испытания заблокированного колеса сообщаются в виде числа трения (FN или числа скольжения [SN]), который вычисляется с использованием следующего уравнения:
35 FN (V) = 100µ = 100Ã- (F / W) Ур. 6 где: V = скорость тестовой шины, миль / час. µ = коэффициент трения. F = Горизонтальная сила тяги, приложенная к шине, фунт. W = Вертикальная нагрузка, приложенная к шине, фунт. Тестеры трения заблокированных колес обычно работают на скоростях от 40 до 60 миль / ч (от 64 до 96 км / ч). км / ч).Испытания можно проводить с использованием гладкой (ASTM E 524) или ребристой шины (ASTM E 501). Ребристая шина нечувствительна к толщине водной пленки на поверхности дорожного покрытия; таким образом это нечувствителен к макротекстуре дорожного покрытия. А вот гладкая шина чувствительна к макротекстуре. Метод боковой силы (ASTM E 670) измеряет способность транспортных средств поддерживать контроль в изгибается и включает в себя поддержание постоянного угла, угла рыскания, между шиной и направление движения. Коэффициент боковой силы (SFC) рассчитывается следующим образом: SFC (V, Î ±) = 100Ö (FS / W) Ур.7 где: V = скорость тестовой шины, миль / час. Î ± = угол рыскания. FS = Сила, перпендикулярная плоскости вращения, фунт. W = Вертикальная нагрузка, приложенная к шине, фунт. Поскольку угол рыскания обычно небольшой, от 7,5 до 20 °, скорость скольжения также довольно мала; это означает, что измерители бокового усилия особенно чувствительны к микротекстуре дорожного покрытия. но обычно нечувствительны к изменениям макротекстуры дорожного покрытия. Двумя наиболее распространенными приборами для измерения боковой силы являются Mu-Meter и Side-Force. Coefficient Road Inventory Machine (SCRIM).Основное преимущество боковой силы измерительные устройства — это возможность непрерывного измерения трения на протяжении всего испытания раздел (Генри, 2000). Это гарантирует, что области с низким трением не будут пропущены из-за процедура отбора проб. Устройства фиксированного скольжения измеряют трение, которое испытывают автомобили с антиблокировочной тормозной системой. Устройства фиксированного скольжения поддерживают постоянное скольжение, обычно от 10 до 20 процентов, как к испытательной шине прикладывается вертикальная нагрузка (Генри, 2000). Сила трения в направлении движение между шиной и дорожным покрытием измеряется, и процент скольжения вычисляется как следует: Уравнение8 где: Процент скольжения = отношение скорости скольжения к испытательной скорости, проценты. V = Тестовая скорость. r = эффективный радиус качения шины. Ï ‰ = угловая скорость тестовой шины. Эти устройства также более чувствительны к микротекстуре из-за низкой скорости скольжения. 100) (à — à — ∠’= V rVSlipPercent Ï ‰
36 Устройства переменного скольжения (ASTM E 1859) измеряют силу трения при снятии шины через заранее определенный набор коэффициентов скольжения. Текстура Оборудование для измерения текстуры, требующее перекрытия полосы движения, включает метод песчаного пятна (SPM) (ASTM E 965), расходомер (OFM) (ASTM E 2380) и круглая текстура метр (CTM) (ASTM E 2157).SPM — это объемный метод точечного тестирования, который оценивает макро- текстуры за счет нанесения известного объема стеклянных шариков по кругу на очищенный поверхность и измерение диаметра получившегося круга. Объем деленный на площадь круга указывается как средняя глубина текстуры (MTD). OFM — это метод измерения объема, который измеряет скорость отвода воды через текстура поверхности и внутренние пустоты. Он указывает на потенциал аквапланирования поверхности с помощью относящийся к времени утечки воды под движущимся колесом.Оборудование состоит из цилиндр с резиновым кольцом снизу и открытым верхом. Датчики измеряют время требуется для прохождения известного объема воды под уплотнением или в дорожное покрытие. В параметр измерения, время оттока (OFT), определяет макротекстуру; высокие OFT указывает на гладкую макротекстуру и грубую макротекстуру с низким OFT. CTM — это бесконтактное лазерное устройство, которое измеряет профиль поверхности по длине 11,25 дюйма. (286 мм) круговая траектория поверхности дорожного покрытия с интервалами 0.034 дюйма (0,868 мм). Устройство измерителя текстуры вращается со скоростью 20 футов / мин (6 м / мин) и генерирует профильные трассы. поверхности дорожного покрытия, которые передаются и хранятся на портативном компьютере. Два по этим профилям могут быть рассчитаны различные индексы макротекстуры — средняя глубина профиля (MPD) и среднеквадратичное значение (RMS). MPD, который представляет собой двумерную оценку трехмерное МПД (Flintsch et al., 2003), представляет собой среднее значение самого высокого профиля пики, встречающиеся в восьми отдельных сегментах, составляющих круг измерения.RMS — это статистическое значение, которое позволяет оценить, насколько фактические данные (измеренный профиль) отклоняется от наилучшего соответствия (смоделированного профиля) данных (McGhee и Flintsch, 2003). Высокоскоростные методы определения текстуры поверхности дорожного покрытия обычно основаны на методы бесконтактного профилирования поверхности. Пример бесконтактного профилировщика для использования в для характеристики текстуры поверхности дорожного покрытия является анализатор дорожного покрытия (РОСАНВ), разработан FHWA. РОСАНВ — это переносная автоматизированная система, устанавливаемая на автомобиле. измерение текстуры дорожного покрытия на скоростях шоссе вдоль линейного пути.РОСАНВ включает в себя лазерный датчик, установленный на переднем бампере автомобиля, и устройство может быть работал на скорости до 70 миль / час (113 км / час). Система рассчитывает как MPD, так и оценочная средняя глубина текстуры (EMTD), которая является оценкой MTD, полученной из MPD с помощью уравнения преобразования. Автоматизированная система измерения обеспечивает получение большого количества ценных и менее дорогие данные текстуры, что значительно снижает проблемы безопасности и управления движением
37 присущие объемным методам, выполняемым вручную.Некоторые из приложений РОСАНВ включают следующее: • Измерения текстуры для систем управления дорожным покрытием (PMS). • Измерения текстуры на конкретном участке для исследований безопасности. • Измерения контроля качества (QC) для нового покрытия для сертификации покрытия соответствие контрактным спецификациям в отношении текстуры и пределов сегрегации агрегатов. • Комбинирование оборудования для испытания на трение, такого как бортовой прицеп, с РОСАНВ для одновременное измерение поверхностного трения и текстуры. • Измерение текстуры и деталей поверхности (канавки, тонирование) при исследовании шума исследования.Краткое описание методов и оборудования испытаний Высокоскоростное оборудование для измерения трения описано и проиллюстрировано в таблицах 4 и 5. а низкоскоростное или стационарное фрикционное оборудование, требующее перекрытия полосы движения, показано в таблицах 6. и 7. Таблицы 8 и 9 содержат сводную информацию для высокоскоростного измерения текстуры. устройства, а таблицы 10 и 11 предоставляют то же самое для низкоскоростных текстурных устройств.
38 Таблица 4. Обзор методов испытаний на трение на шоссе.Контрольная работа Метод Связанный Стандартное описание оборудования Заблокировано Рулевое колесо ASTM E 274 Это устройство установлено на прицепе. который буксируется за измерительным транспортное средство со стандартной скоростью 40 миль / ч (64 км / ч). Вода (0,02 дюйма [0,5 мм] толстый) наносится перед тестом шина, тестовая шина опускается как необходимо, а тормозная система вынужден заблокировать шину. Тогда сила сопротивления сопротивления измеряется и в среднем от 1 до 3 секунд после тестовое колесо полностью заблокировано. Измерения можно повторить через колесо переходит в состояние свободного качения еще раз.Тестирование требует буксировки автомобиль и запертый- трейлер заноса колеса, оснащен либо ребристая шина (ASTM E 501) или гладкая шина (ASTM E 524). В гладкая шина больше чувствителен к асфальту макротекстура и ребристая шина больше чувствителен к микро- изменения текстуры в тротуар. Боковая сторона- Сила ASTM E 670 Устройства для измерения бокового трения измерить трение стороны тротуара или сила поворота перпендикулярна направление движения один или два перекошенные шины. Вода помещается на поверхность тротуара (4 галлона / мин [1.2 Л / мин]) и один или два перекосных, свободный вращающиеся колеса натягиваются на поверхность (обычно при 40 миль / час [64 км / ч]). Боковое усилие, нагрузка на шину, расстояние, и скорость автомобиля записываются. Данные обычно собирается каждые 1–5 дюймов (25 до 125 мм) и в среднем по 3 футам (1- м) интервалы. -Британский мю-метр, показано справа, измеряет боковую силу разработан двумя рыскавшими (7,5 градусов) колеса. Покрышки могут быть гладкими или ребристый. -Британский боковой путь Коэффициент силы Обычное расследование Машина (SCRIM), показано справа, имеет угол рыскания колеса 20 градусов.Исправлена- Скольжение Различные устройства фиксированного скольжения измеряют сопротивление вращению гладких шин скольжение с постоянной скоростью скольжения (от 12 до 20 процентов). Вода (0,02 дюйма [0,5 мм] толстый) наносится перед убирающаяся шина, установленная на прицепе или автомобиль обычно движется со скоростью 40 миль / час [64 км / час]. Вращение тестовой шины заблокировано в процентах от скорости автомобиля на цепной или ременной механизм или гидравлическая тормозная система. Рулевое колесо нагрузки и силы трения измеряется датчиками силы или приборы для измерения натяжения и крутящего момента.Данные обычно собираются каждые 1– 5 дюймов (от 25 до 125 мм) и усредненное значение Интервалы 3 фута (1 м). -Дорога и взлетно-посадочная полоса тестеры трения (RFT). -Аэропорт Поверхность Тестер трения (ASFT), показано справа. -Saab Тестер трения (SFT), показано справа. -СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО. Показан гриптестер справа. -Finland BV-11. -Анализатор дорог и Рекордер (ROAR). -ASTM E 1551 указывает Тестовая шина подходит для использование в устройствах с фиксированным скольжением. Переменная Скольжение ASTM E 1859 г. Устройства переменного скольжения измеряют трение как функция скольжения (от 0 до 100 процентов) между колесом и шоссе поверхность.Вода (0,02 дюйма [0,5 мм] толстый) наносится на тротуар поверхность и колесо разрешено свободно вращаются. Постепенно тестовое колесо скорость снижается, и автомобиль скорость, пройденное расстояние, вращение шины скорость, нагрузка на колесо и сила трения собираются на 0,1 дюйма (2,5 мм) интервалы или меньше. Исходные данные записывается для последующей фильтрации, сглаживания, и отчетность. -Французский IMAG. -Норвежский Norsemeter RUNAR, показано на верно. -РУЧ и СОЛТАР системы.
39 Таблица 5.Дополнительная информация о методах испытаний на трение об асфальте на скоростной автомагистрали. Метод измерения Индекс измерения Применения Преимущества Недостатки Locked-Wheel Измеренная сила сопротивления сопротивления и нагрузка колеса на тротуар используются для вычисления коэффициента при трение, μ. Трение обозначается как число трения (FN) или число салазок (SN). Полевые испытания (Прямо сегменты). Сетевой уровень трение мониторинг. Хорошо развита и очень широко используется в США Более чем 40 штатов используют заблокированные колесные устройства.Системы пользовательские дружелюбный, относительно просто, а не время потребляющий. Можно использовать только на прямые отрезки (нет кривые, тройники или карусели). Может пропустить скользкие пятна, потому что измерения прерывистый. Боковая сила Боковая сила, перпендикулярная плоскость вращения измеряется и среднее значение для вычисления числа Мю, MuN, или коэффициент боковой силы, SFC. Полевые испытания Прямо сечения, кривые, крутые уклоны. Данные в разные Приложения должно быть собраны по отдельности.Относительно хорошо управляемый занос состояние похоже на фиксирующее устройство полученные результаты. Измерения непрерывный на протяжении всего теста участок тротуара. Метод обычно используется в Европе. Очень чувствителен к дороге неровности (выбоины, трещины и т. д.), которые могут быстро разрушить шины. Мю-метр в первую очередь используется только для аэропортов в Соединенные штаты. Fixed-Slip Измеренная сила сопротивления сопротивления и нагрузка колеса на тротуар используются для вычисления коэффициента при трение, μ. Трение обозначается как FN.Полевые испытания (Прямо сегменты). Сетевой уровень трение мониторинг. Уровень проекта трение мониторинг. Непрерывный, высокий трение разрешения собранные данные. Устройства с фиксированным скольжением принимают показания при указанном скорость скольжения. Их промах скорости не всегда совпадают с критическими значение скорости скольжения, особенно над льдом и заснеженные поверхности. Использует большое количество вода в непрерывном Режим. Требуются квалифицированные данные уменьшение. Переменное скольжение При использовании для переменного скольжения измерения, система обеспечивает диаграмма взаимосвязи скольжения число трения и скорость скольжения.В результирующие индексы: • Число трения продольного скольжения â € ¢ Пиковое значение трения скольжения • Коэффициент критического скольжения • Коэффициент скольжения â € ¢ скольжение к коэффициенту трения скольжения â € Расчетное число трения â € Коэффициент формы Rado При использовании для заблокированного колеса измерения, система обеспечивает Значения FN. Полевые испытания (прямо или изогнутый сегменты). Сетевой уровень трение мониторинг. Уровень проекта трение мониторинг. Может обеспечить постоянно любой желаемый фиксированный или переменное трение скольжения полученные результаты.Может предоставить Rado коэффициент формы для детальная оценка. Большой, сложный оборудование с высоким расходы на обслуживание и сложная обработка данных и потребности в анализе. Использует большое количество вода в непрерывном Режим.
40 Таблица 6. Обзор методов испытаний на трение покрытия, требующих регулирования движения. Метод испытания Связанный Стандартное описание оборудования Остановка Расстояние Измерение ASTM E 445 Поверхность дорожного покрытия опрыскивают водой до насыщенный.Транспортное средство управляется на постоянной скорости (40 миль / ч [64 км / ч] указано) сверх поверхность. Колеса заблокирован, а расстояние автомобиль едет, достигая отмеряется точка. Как вариант, разные скорости и полностью задействованный антиблокировочная система (ABS). Легковой автомобиль или свет грузовик (не менее 3200 фунтов [желательно есть с сверхмощным система подвески]) указано. Торможение система должна быть способный к полному и длительная блокировка.Шины должен соответствовать ASTM E 501 ребристая конструкция. Замедление Показатель Измерение ASTM E 2101 Тестирование обычно проводится в зимой загрязнен условия. Во время путешествия на стандартной скорости (от 20 до 30 миль / ч [от 32 до 48 км / ч]), тормоза применяются для блокировки колеса, до замедления ставки можно измерить. В скорость замедления записывается для расчета трения. Механический или электронный оборудование, показанное на справа, установлен на любой автомобиль для измерения и рекордное замедление скорость при остановке.Портативный Тестеры ASTM E 303 ASTM E 1911 г. Можно использовать портативные тестеры измерить трение свойства дорожного покрытия поверхности. Эти тестеры используют теория маятника или ползунка, чтобы измерить трение в лаборатории или в полевых условиях. Британский маятниковый тестер (BPT) производит низкоскоростной скользящий контакт между стандартный резиновый слайдер и поверхность тротуара. В высота, на которую рука качели после контакта обеспечивает индикатор фрикционного свойства. Данные пяти показания обычно собраны и записаны рука.Тестер динамического трения измеряет крутящий момент необходимо повернуть три маленький, подпружиненный, резиновый колодки по круговой траектории над поверхность тротуара на скорость от 3 до 55 миль / час (5 до 89 км / час). Вода применяется при 0,95 гал / мин (3,6 Л / мин) во время тестирования. Скорость вращения, вращательная крутящий момент и направленная вниз нагрузка измеряются и записываются в электронном виде. -БПТ вручную эксплуатируется и задокументировано, как показано вверху справа. -ДПФ, показанный на внизу справа, это модульная система, которая контролируемый в электронном виде.Полученные результаты обычно записываются в 12, 24, 36 и 48 миль / ч (20, 40, 60 и 80 км / час), а скорость, отношения трения могут быть построенным. Он вписывается в багажник автомобиля и в сопровождении воды бак и переносной компьютер.
41 Таблица 7. Дополнительная информация о методах испытаний на трение, требующих контроль движения. Метод измерения Индекс измерения Применения Преимущества Недостатки Остановка Расстояние Измерение Номер тормозного пути (SDN) или коэффициент трения (μ) определяется используя следующее уравнение: где: μ = коэффициент трения.v = скорость торможения автомобиля, фут / сек (м / сек). g = ускорение свободного падения, 32,2 фута / сек2 (9,81 м / сек2). d = Тормозной путь, фут (м). Полевые испытания (Прямо сегменты). Сбой расследования. Самый простой способ для определения поверхность тротуара трение. Полученные тестовые значения: не очень повторяемый. Управление трафиком есть требуется. Замедление Показатель Измерение Используется измеренная сила торможения. для расчета поверхности дорожного покрытия коэффициент трения,., с использованием уравнение: грамм onDeceleratiMeasured = μ где: μ = коэффициент трения. g = ускорение свободного падения, 32,2 фута / сек2 (9,81 м / сек2). Измеренное замедление может быть непосредственно измеряется для полного прекращение работы или определено на частичная остановка как разница между начальное и конечное замедление разделено по времени торможения. Полевые испытания (Прямо сегменты). Сбой расследования. Систему легко использовать, малый, портативный легкий и простота установки и удалять.Требует внезапного тормозной маневр быть сделал, и такие маневров не может быть оперативно желательно (Аль-Кади и др., 2002). Не может использоваться для оценка сети. Обычно требуется закрытие полосы движения. Портативный Тестеры BPT предоставляет британский маятник Число (BPN) на основе маятника высота качания калиброванного БПТ. Тестер динамического трения (DFT) производит числа ДПФ или трение коэффициенты и график трения коэффициент для разных скоростей вращения.Это устройство также сообщает о пике трение, связанная с ним пиковая скорость скольжения и Международный индекс трения (IFI), обозначены буквами F (60) и SP. BPT обеспечивает трение и микро- индикаторы текстуры для любого покрытия, будь то в поле или из лабораторный анализ порошковой или подготовленные образцы. Он также используется для оценить эффект износа на трение и текстуры. ДПФ может быть используется для поля и лабораторное тестирование за качество контроль / качество гарантия (QC / QA), проект, и следственный данные о трении коллекция.BPT используется во всем мире как мера трения и текстуры. это подходит как для лаборатория и оценка поля. BPT может быть используется для измерения оба продольных и боковой тротуар-шина трение. ДПФ обеспечивает хорошая повторяемость и воспроизводимость и не затронут операторами или ветер. Это также обеспечивает трение коэффициенты, которые репрезентативны высокой скорости ценности. Это может создать МФИ статистика, и это хорошо коррелирует с BPN. Вариабельность BPN велика и может быть затронута операторские процедуры и ветровые эффекты.Управление трафиком есть требуется для обоих портативные тестеры. Они не всегда имитировать дорожное покрытие — шину характеристики. И то и другое устройства собирают только место измерение и нельзя использовать для оценка сети. Чтобы количественно оценить данный раздел тротуара, несколько измерения должны быть сделано по длине секция. dg v à — × = 2 2 μ
42 Таблица 8. Обзор методов испытания текстуры поверхности дорожного покрытия на скоростной автомагистрали. Метод испытания/ Оборудование Связанный Стандарт Описание оборудования Электрооптический (лазерный) метод (МНВ) ASTM E 1845 ISO 13473-1 ISO 13473-2 ISO 13473-3 Бесконтактный очень быстрый лазеры используются для сбора отметки поверхности тротуара с интервалом 0.01 дюйм (0,25 мм) или меньше. Этот тип система, следовательно, способна мерного покрытия макротекстура поверхности (от 0,5 до 50 мм) профили и индексы. Системы глобального позиционирования (GPS) часто добавляют к этому система для помощи в поиске тестовый сайт. Сбор данных и программное обеспечение для обработки фильтрует и вычисляет текстурные профили и другие показатели текстуры. Высокоскоростной лазер измерение текстуры оборудование (такое как FHWA ROSAN система показана на справа) использует комбинация горизонтальное расстояние измерительное устройство и очень высокий скорость (64 кГц или выше) лазер датчик триангуляции.Вертикальное разрешение обычно 0,002 дюйма (0,5 мм) или лучше. В лазерное оборудование установлен на высоком скорость транспортного средства, и данные собираются и хранится в портативном компьютер. Таблица 9. Дополнительная информация о методах испытания текстуры поверхности дорожного покрытия на скоростной автомагистрали. Контрольная работа Метод / оборудование Индекс измерения Преимущества Недостатки Электрооптический (лазер) метод (EOM) Используя измеренные профили текстуры, система EOM вычисляет среднее глубина профиля (MPD) как разница между пиком и средним подъемов для последовательных 2-дюймовых (50- мм) сегментов, усредненных по 4 дюйма (100 мм) сегменты профиля.По оценкам MTD (EMTD) можно вычислить с помощью отношения развились между MPD и MTD на Международной Эксперимент PIARC. RMS макро- уровни текстуры также могут быть вычислены. Сила текстурных длин волн может также определяться с помощью мощности расчеты спектральной плотности. • Постоянно собирает данные на высокие скорости. • Хорошо коррелирует с МПД. • Может использоваться для обеспечения постоянная скорости до сопровождают данные о трении. • Оборудование очень дорогое. • Требуются квалифицированные операторы для сбора и данных обработка.
43 Таблица 10. Обзор методов испытания текстуры поверхности дорожного покрытия, требующих регулирования движения. Метод испытания/ Оборудование Связанный Стандарт Описание оборудования Песчаный патч Метод (SPM) ASTM E 965, ISO 10844 Это объемное пятно метод испытаний обеспечивает средняя глубина покрытия макротекстура поверхности. В оператор распространяет известный объем стеклянных бусин в обвести на очищенную поверхность и определяет диаметр и впоследствии означают глубина текстуры (МПД).Оснащение включает: Ветрозащитный экран, 1,5 дюйма3 (25000 мм3) контейнер, весы кисть и диск (2,5- до 3 дюймов [60-65- мм] диаметр). Стекло ASTM D 1155 бусы. Расходомер (OFM) ASTM E 2380 Этот метод измерения объема измеряет дренаж воды скорость через текстуру поверхности и внутренние пустоты. Это указывает на аквапланирование потенциал поверхности относительно времени побега вода под движущейся шиной. Корреляции с другими текстурные методы также был разработан. Оборудование — это цилиндр с резиновое кольцо на дно и открытое верхняя.Датчики измерить время требуется для известного объем воды до пройти под печатью или в тротуар. Круговой Измеритель текстуры (CTM) ASTM E 2157 Это бесконтактное лазерное устройство измеряет текстуру поверхности в 11,25-дюймовом (286-мм) диаметр круглого профиля поверхность тротуара на интервалы 0,034 дюйма (0,868 мм), соответствующий путь измерения ДПФ. Он вращается со скоростью 20 футов / мин. (6 м / мин) и обеспечивает следы профиля и среднее глубина профиля (MPD) для поверхность тротуара.Оборудование включает водоснабжение, портативный компьютер, и текстура прибор счетчика.
44 Таблица 11. Дополнительная информация о методах испытания текстуры поверхности дорожного покрытия, требующих контроль движения. Контрольная работа Метод / оборудование Индекс измерения Преимущества Недостатки Метод песчаного пятна (SPM) Средняя глубина текстуры (MTD) макротекстура вычисляется как: 2 4 D VMTD Ã — Î = где: MTD = Средняя глубина текстуры, дюйм (мм) V = объем образца, дюйм3 (мм3) D = средний диаметр материала, дюйм (мм) â € Просто и недорого методы и оборудование.â € ¢ В сочетании с другими данные, могут вызвать трение Информация. • Широко используемый метод. â € Метод медленный и требует закрытие переулка. • Представляет только небольшую площадь. • Только макротекстура оценен. â € Чувствительность к оператору изменчивость. • Трудоемкая деятельность. Счетчик расхода (OFM) Время оттока (OFT) — это время в миллисекунды для истечения указанного объем воды. Более короткий отток время указывает на более грубую поверхность текстура. â € Простые методы и относительно недорогой оборудование.• Обеспечивает индикацию потенциал аквапланирования в дождливая погода. â € Метод медленный и требует закрытие переулка. â € ¢ представляет только небольшую площадь поверхности тротуара. â € Выход не имеет хорошего корреляция с MPD или MTD Круглая текстура Метр (CTM) Индексы, предоставленные CTM включить среднюю глубину профиля (MPD) и среднеквадратичное значение (RMS) макротекстура. • Измеряет тот же диаметр, что и ДПФ, позволяющий создавать текстуры — сравнение трения. • Повторяемость, воспроизводимость, и не зависит от операторов • Хорошо коррелирует с МПД.• Измеряет положительные и негативная текстура. • Маленький (29 фунтов [13 кг]) и портативный. • Время настройки короткое (менее 1 минута) â € Метод медленный (около 45 секунд до завершения) и требует закрытия полосы движения. â € ¢ представляет собой небольшую поверхность площадь.
45 ИНДЕКСЫ ТРЕНИЯ Индексы трения используются давно. В 1965 году ASTM начал использовать Skid Число (SN) (ASTM E 274) как альтернатива коэффициенту трения.В более поздние годы AASHTO принял метод испытаний E 274 и изменил терминологию с номера Skid Number. к числу трения (FN). В начале 1990-х годов PIARC разработала International Friction Индекс (IFI), основан на исследовании международной гармонизации PIARC. Усовершенствованная модель IFI был разработан вскоре после этого как часть доктора философии. диссертации (Rado, 1994). Использование индексов трения позволило согласовать различную чувствительность различные принципы измерения трения для микротекстуры и макротекстуры.При условии Ниже приводится краткое обсуждение этих первичных индексов трения. Число трения Число трения (FN) (или число салазок [SN]), полученное по стандарту ASTM E 274 для фиксации — устройство для испытания колес представляет собой средний коэффициент трения, измеренный в ходе испытания интервал. Он вычисляется с использованием уравнения 6, приведенного ранее. Диапазон значений отчетности от 0 до 100, где 0 означает отсутствие трения, а 100 означает полное трение. Значения FN обычно обозначаются скоростью, с которой проводится испытание, и тип шины, использованной в испытании.Например, FN40R = 36 указывает значение трения 36, так как Измерено при испытательной скорости 40 миль / час (64 км / час) и с ребристой (R) шиной. По аналогии, FN50S = 29 означает значение трения 29, измеренное при испытательной скорости 50 миль / ч (81 км / ч) и с гладкой (S) шиной. Международный индекс трения ПИАРК спонсировал международное исследование по гармонизации трения в 1992 году, в котором приняли участие представители 16 стран. Эксперимент проводился на 54 объектах. в США и Европе и включала 51 различную систему измерения.Различные виды оборудования для испытаний на трение, включая заблокированное колесо, фиксированное скольжение, ABS, переменное скольжение, боковая сила, маятник и некоторые прототипы устройств. Текстура поверхности была измеряется с помощью песчаного пятна, лазерных профилометров (методом триангуляции), оптическая система (методом светового секционирования) и расходомеры. Одним из основных результатов эксперимента PIARC стала разработка Международного Индекс трения (IFI). IFI стандартизировал, как зависимость трения от шины сообщается скорость скольжения.Как мера того, насколько сильно трение зависит от относительной скорость скольжения автомобильной шины, градиент значений трения, измеренных ниже, и выше 37 миль / ч (60 км / ч) сообщается как значение экспоненциальной модели для IFI индекс. Этот градиент называется числом скорости (SP) и находится в диапазоне от 0,6 до 310 миль / ч (от 1 до 500 км / ч). Эксперимент PIARC убедительно подтвердил, что SP является мерой макротекстуры. влияние на поверхностное трение. Макротекстура признана одним из основных факторов трения характеристики безопасности по нескольким причинам.Самая известная причина — гидравлический
46 дренажная способность макротекстуры для мокрого покрытия во время или сразу после дождь. Эта возможность также минимизирует риск аквапланирования. Другая причина что износ или полировка макротекстуры можно интерпретировать из SP, поскольку она меняет значение со временем для участка дороги. Выраженная форма пика или крутой отрицательный наклон кривой трения-скорости скольжения — это считается опасным.Обычный водитель испытает неожиданную потерю торможения. мощность, когда педаль тормоза нажата на максимум, а мощность торможения не на своем максимум. Минимально возможный отрицательный наклон или даже плоская форма скорости трения-скольжения кривая поэтому желательна и получается с правильной макротекстурой. IFI состоит из двух цифр — F (60) и SP — а также обозначения и отчетности этот индекс — IFI (F (60), Sp). IFI основан на математической модели (называемой PIARC Friction Model) коэффициента трения как функции скорости скольжения и макротекстуры.В Число скоростей IFI и число трения вычисляются с использованием следующих уравнений (выражено в метрической форме, как указано в ASTM E 1960): SP = a + bà — TX уравнение. 9 где: SP = номер скорости IFI. a, b = калибровочные постоянные в зависимости от метода, используемого для измерения макротекстура. Для MPD (ASTM E 1845) a = 14,2 и b = 89,7 Для MTD (ASTM E 965) a = –11,6 и b = 113,6. TX = Размер макротекстуры (MPD или MTD), мм. Уравнение 10 где: FR (60) = Скорректированное значение измерения трения FR (S) при скорости скольжения от S до скорость скольжения 60 км / час.FR (S) = значение трения при выбранной скорости скольжения S. S = Выбранная скорость скольжения, км / час. F (60) = A + Bà — FR (60) + Cà — TX Ур. 11 где: F (60) = число трения IFI, полученное из корреляции уравнения 11. A, B = калибровочные константы в зависимости от устройства измерения трения. C = Калибровочная константа, необходимая для измерений с использованием шины с оребрением. Предыдущее уравнение можно использовать для корректировки измерений, выполненных на скоростях, отличных от стандартные 40 миль / ч (64 км / ч) с прицепом ASTM E 274 для расчета FN40 с использованием следующее уравнение: Уравнение12 pS VS V eFNSFN −∠’ â ‹… =) ( ) 60 ( ) () 60 (PS S eSFRFR ∠’ × =
47 Например, измерение, выполненное на низкой скорости, скажем, 20 миль / час (32 км / час), или измерение, выполненное на высокая скорость 60 миль / час (96 км / час), может быть отрегулирована до FN40, установив S равным 40 миль / час (64 км / час) и V к измеряемой скорости (20 или 60 миль / час [32 или 96 км / час]). Какие бы единицы (миль / час или км / час) используются для S, а V также необходимо использовать для SP. Использование IFI для оценки значений трения на любой скорости показано на рисунке 21.Имея измеренное SP и значение трения F (60) при 37 миль / ч (60 км / ч), значение трения при любом другую скорость скольжения можно оценить, выбрав значение S. Кривая трения построена с использованием предыдущего уравнения и числа F (60) и SP указаны на графике. Рисунок 21. Модель трения IFI. SP для поверхности дорожного покрытия может быть измерен устройством, измеряющим макро- текстура. SP также можно получить, выполнив минимум два цикла измерений поверхность при каждом пробеге с разной скоростью скольжения при одинаковой скорости автомобиля.Некоторое трение измерительные устройства одновременно измеряют силу трения и макротекстуру измерение. IFI описывает трение, которое испытывает водитель при экстренном торможении. (от блокировки колес до остановки) с использованием тормозов без АБС, тогда как модель Rado (обсуждается следующий) описывает тот же процесс торможения с использованием тормозов с АБС и касается трения. опытен в начальных тормозных механизмах. Модель Rado IFI Для оценки тормозного действия с тормозами с АБС максимальное значение трения, когда колесо по-прежнему катится с низким коэффициентом скольжения, это существенно.В таких условиях шина будет работать, чтобы дать автомобилю контроль направления, а также выполнять торможение. В заблокированном колесе В таком состоянии шина не может способствовать управляемости. 60 Скорость скольжения (S) 0 Пт IC ти на N ммм быть р 0 100 СП Ж (60)
48 Модель трения Rado была разработана в дополнение к модели PIARC путем моделирования поведение максимального значения трения. Эта модель имеет следующий вид: Уравнение 13 В этом отношении μmax — максимальное значение трения, а Smax — соответствующая скорость скольжения, также известна как критическая скорость скольжения.Другими словами, когда шина скользит по покрытие со скоростью скольжения Smax при движении по нему создает трение μmax. $ C — это коэффициент формы, который тесно связан с константой скорости (SP) в модели PIARC. Параметр $ C определяет скошенную форму полной кривой трения (см. Рисунок 22). Модель Rado также рассматривает μmax как функцию от свойств поверхности и шин, измеряя скорость и скорость скольжения. Рисунок 22. Модели трения IFI и Rado IFI (Rado, 1994).Модель Rado позволяет определять фактическую кривую трения для процесса торможения. от свободного хода до заблокированного состояния колеса. Устройства для измерения переменного скольжения могут использовать это модель для характеристики их измерения с помощью трех параметров, которые полностью описывают весь процесс трения (μmax, Smax, $ C). Используя различные математические процедуры, эти три параметра можно оценить по необработанным данным измерений. Это уменьшает тысячи измеренные точки данных, составляющие кривую трения от измерения до трех чисел что вместе с математической формой может воссоздать всю кривую трения.() 2 Ë † пер Максимум Максимум ⎟⎟ ⎟⎟ ⎟ ⎠⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎜ ⎠⎠› â⎟⎠⎞ ⎜⎜⎠⎠› ∠’ × = C S S eS μμ 60 Скорость скольжения (S) 0 Пт IC ти на N ммм быть р 0 СП Ж (60) Smax μ м топор CË † (форма) Модель Rado (μmax, SMAX, CË †) â ‰ ˆ IFI (F (60), SP)
49 Методика характеризуется контролируемым торможением колеса на измерительной шине, при сохранении постоянной скорости движения. Измерительное колесо постепенно тормозится от свободного качения до заблокированного состояния в диапазоне доступных скоростей скольжения.Получив сотни значений трения при известных скоростях скольжения, можно получить кривую числа трения. соответствует полученным точкам данных. Уравнение кривой числа трения: определяется. Также выводится уравнение для максимальных значений трения. С использованием уравнения, значения трения могут быть оценены и представлены для любых скоростей скольжения и скольжения, а также разные скорости движения в одних и тех же условиях окружающей среды. Модель Rado может напрямую сообщать IFI, F (60) и SP. SP — производная кривой в точке F (60) при преобразовании в логарифмическую форму.Максимальные значения трения можно спрогнозировать для измеренной полосы поверхности при всех других скоростях движения для тех же покрышку с использованием этой модели. Индексные отношения За прошедшие годы было проведено множество исследований, чтобы сопоставить различное трение и методы измерения текстуры. Установленные корреляции важны в определение того, как микротекстура и макротекстура влияют на трение шины производительность в различных условиях дорожного покрытия. Ниже обсуждаются некоторые ключевые отношения.Микротекстура В настоящее время нет прямого способа измерения микротекстуры в полевых условиях. Даже в лаборатории, это было сделано только с очень специальным оборудованием. Из-за этого и потому что микротекстура связана с трением с низкой скоростью скольжения, суррогатное устройство используется для микро- текстура. В прошлом наиболее распространенным устройством был BPT (ASTM E 303), который производит низко- число оборотов мокрого трения BPN. Более новым испытательным устройством является DFT (ASTM E 1911), которое измеряет трение как функцию скорости скольжения от 0 до 55 миль / час (от 0 до 90 км / час).ДПФ на 20 км / ч (DFT (20)) теперь все чаще используется во всем мире в качестве замены для BPN. Испытания на семинарах NASA Wallops Friction Workshops показали, что DFT (20) более воспроизводимый, чем BPN (Генри, 2000). Макро-текстура Основными индексами, используемыми для характеристики макротекстуры, являются MTD и MPD. Пока в международном эксперименте PIARC было установлено, что лучший параметр для определение константы скорости (SP) IFI является MPD, хорошие возможности прогнозирования были также наблюдается для MTD (Генри, 2000).Чтобы разрешить преобразование в любой из этих макросов индексы текстуры, следующие отношения (даны как в английской, так и в метрической форме, соответственно) были разработаны (PIARC, 1995):
50 Для оценки MTD из измерений MPD, полученных с помощью профилировщика (ASTM E 1845): Расчетное значение MTD (или EMTD) = 0,79Ã — MPD + 0,009 Английское (дюймов) уравнение. 14 EMTD = 0,79Ã — MPD + 0,23 метрических единиц (мм) Для оценки MTD на основе измерений MPD, полученных с помощью CTM (ASTM E 2157): EMTD = 0.947Ã — MPD + 0,0027 английское (дюйм) уравнение. 15 EMTD = 0,947Ã — MPD + 0,069 метрических единиц (мм) Для оценки MTD по времени истечения (OFT), измеренному с помощью устройства OFM (ASTM E 2380) (PIARC, 1995): EMTD = (0,123 / OFT) + 0,026 Английский (дюйм) Ур. 16 EMTD = (3,114 / OFT) + 0,656 метрическая система (мм) Трение (микротекстура и макротекстура) Было показано, что при использовании комбинации гладких (ASTM E 524) и ребристых шин (ASTM E 501) на скоростях шоссе (т. Е.> 40 миль / ч [64 км / ч]), FN можно предсказать из микротекстура и макротекстура.Взаимосвязи (уравнения с 17 по 19) основаны на макротекстура, измеренная с использованием SPM (ASTM E 965) и BPN (ASTM E 303), как суррогат микротекстуры. Подобные уравнения могут быть получены из другой макротекстуры. методы измерения (такие как MPD [ASTM E 1845]) и аналог микротекстуры (например, DFT (20) [ASTM E 1911]). IFI предоставляет способ сделать это с помощью следующие уравнения (Wambold et al., 1984): BPN = 20 + 0,405Ã — FN40R + 0,039Ã — FN40S Ур. 17 МПД = 0.039–0,0029Ã — FN40R + 0,0035Ã — FN40S Eq. 18 где: BPN = британское число маятника. FN40R = число трения с ребристой шиной при скорости 40 миль / ч. FN40S = число трения при использовании гладкой шины при скорости 40 миль / час. MTD = Средняя глубина текстуры, дюймы. Система уравнений показывает, что BPN (микротекстура) на порядок больше зависит от ребристой шины, чем от гладкой. Обратное верно для МПД (макро- текстура). На основе комбинированного набора данных (400 измерений) от NASA Wallops Friction Workshops, следующие отношения со значением R2, равным 0.86 разработано: FN40R = 1,19Ã — FN40S — 13,3Ã — MTD + 13,3 Ур. 19 Так что плавное трение шины и измерение текстуры, сделанное для определения IFI, все еще может быть используется для прогнозирования FN40R для справки. Однако BPN не очень воспроизводим, и уравнения действительны только для BPT, используемого в корреляции. По этой причине следующие корреляции с DFT (20) и MPD (из CTM) были разработаны с использованием NASA Данные Wallops Friction Workshops:
51 FNS = 15.5Ã — MPD + 42,6Ã — DFT (20) — 3.1 Ур. 20 FNR = 4,67Ã — MPD + 27,1Ã — DFT (20) + 32,8 Ур. 21 год И корреляция FN40R как функции FN40S и MPD следующая: FN40R = 0,735Ã — FN40S – 1,78Ã — MPD + 32,9 Ур. 22
Эта страница намеренно оставлена пустой.
Шины— Vehicle Physics Pro
В разделе «Шины» определяется кривая трения в шинах колес транспортного средства.
- Горизонтальная ось
- Скорость скольжения в м / с (каждая вертикальная зеленая линия равна 1 м / с), то есть разница в скорости вращения колеса при пятно контакта.
- Вертикальная ось
- Коэффициент трения () как функция фактической скорости скольжения. Небольшая скорость скольжения увеличивает коэффициент трения до максимального значения трения шины. Увеличение скольжения за пределами этой пиковой точки трение уменьшилось до более низких значений.
Характеристические значения кривой трения шины показаны под графиком:
- Приверженец ()
- Коэффициент трения в сцепленном состоянии (т. Е. Автомобиль остановлен и заторможен) и малом скольжении скорости до заданного значения м / с.
- Пик ()
- Максимальное трение, которое может развить шина. Это трение возникает только при заданном скорость скольжения.
- Предел ()
- Минимальное трение, возникающее при резком скольжении шины сверх заданной скорости скольжения. Коэффициент трения плавно изменяется от пика до предела при скольжении и остается постоянным после.
Это кривая трения шины по умолчанию в VPP:
- Для клиньев <0.5 м / с коэффициент трения 0,95
- Для проскальзывания> 0,5 м / с коэффициент трения постепенно увеличивается до 1,1 при 1,5 м / с.
- При проскальзывании> 1,5 м / с коэффициент трения постепенно уменьшается до 0,8 при скорости 4 м / с
- Для проскальзывания> 4 м / с коэффициент остается постоянным на уровне 0,8
Настройка шин по умолчанию очень щадящая и позволяет хорошо контролировать автомобиль в большинстве ситуаций.
Шина для соревнований выглядит примерно так:
В этой шине максимальное трение (1.1) достигается всего на 0,6 м / с. Любой промах за пределами этого, и трение быстро падает 0,6. Настоящие автогонщики умеют правильно использовать дроссель. чтобы обеспечить максимальное трение шины.
Более реалистичная форма трения может быть достигнута с использованием модели трения Пацейки:
В этом случае значение жесткости задает скольжение там, где кривая достигает пика трения.
Понимание сцепления, крутящего момента и ускорения
К колесу приложен крутящий момент.Шина преобразует крутящий момент в силу в точке контакта. Этот Затем к твердому телу прикладывается сила, вызывающая ускорение и фактическое движение транспортного средства.
Крутящий момент создается двигателем и трансмиссией, соединенными с ведущими колесами. Пока это крутящий момент может быть практически любой величиной, захват фактически ограничивает величину силы, которая передано на автомобиль:
где
(N) — это максимальное усилие, которое шина может передать автомобилю,
(N) — вертикальная прижимная сила на шине, а
коэффициент трения шины о поверхность.
Сила, поддерживаемая колесом, зависит от нескольких факторов: веса, ускорения, аэродинамика. Когда автомобиль ускоряется, часть его веса переносится спереди назад. колеса. Транспортные средства с задним приводом (RWD) имеют лучшее ускорение из-за увеличенной прижимной силы. на ведущих колесах при ускорении обеспечивает дополнительное сцепление. Когда автомобиль тормозит, часть вес переносится на передние колеса, сцепление с которыми увеличивается при торможении. Вот почему Тормозные системы обычно прикладывают больше тормозного усилия к передним колесам ( смещение тормоза, ).
Наконечник
Чем больше вес, тем лучше сцепление с дорогой, но также меньше ускорение из-за массы автомобиля. Как правило thumb ускорение 1G требует, чтобы все колеса выполняли коэффициент трения .
Коэффициент трения определяется кривой трения шины в сочетании с величиной скольжение. Упрощенная кривая трения зависит только от сцепления с поверхностью. Реалистичная кривая зависит от многие факторы: развал, температура, давление, сцепление с поверхностью, вертикальная прижимная сила, износ шин…
Аэродинамика имеет огромное влияние на сцепление с дорогой, потому что она значительно увеличивается на высоких скоростях. Автомобили Формулы-1 могут достигать устойчивого бокового ускорения 4G на высокоскоростных поворотах. Без Эффект аэродинамики будет означать шины с коэффициентом трения 4. Типичный дорожные шины могут достигать 1. Гоночные слик-шины могут работать в диапазоне 1,7 — 1,9. Только аэродинамика может еще больше увеличить сцепление.
Когда крутящий момент превышает сцепление колеса, превышение крутящего момента вызывает пробуксовку колеса и шина скользит по поверхности.На типичных кривых трения превышение определенного значения скольжения снижает хватка. Кроме того, скольжение вперед снижает боковое сцепление шины с дорогой, поэтому автомобиль может легко скользить боком.
Советы по улучшению сцепления с дорогой и ускорению
- Держите переднее скольжение под контролем. В двигателе может быть установлен ограничитель оборотов, чтобы первая передача получает контролируемое количество вращения, ограничивая скольжение при старте с места.
- Система контроля тяги (TCS) сокращает мощность двигателя для ограничения переднего скольжения и, следовательно, увеличить хватку.
- Используйте аэродинамику для увеличения сцепления с дорогой на высоких скоростях. Аэродинамические компоненты должны обеспечивать сбалансированная прижимная сила между передней и задней осями.
- Заднеприводные и полноприводные автомобили ускоряются лучше, чем переднеприводные. транспортных средств.
Рулевое управление, трение, поперечное скольжение и поперечные силы
Вот пошаговое объяснение различных факторов, влияющих на поперечные силы в шинах и скорость прохождения поворотов:
- Угол поворота передних колес 29-22 градуса (1)
- Скорость 106.3 км / ч или 66 миль / ч (5)
- При указанном выше угле поворота и скорости колеса испытывают боковое скольжение на 12-10 м / с (4)
- Проскальзывание кривой трения шины приводит к коэффициенту трения ~ 0,82. (не отображается в телеметрии; подробнее ниже).
- Нормальная нагрузка на колеса 1952 — 4955 Н (2)
- При указанном выше коэффициенте трения и нормальной нагрузке колеса создают поперечную силу в 1611-4178 N (3)
- Боковые силы, прикладываемые к транспортному средству, создают угловую скорость вращения 0.30 рад / с или 17,2 град / с (6) . Это означает, что на этой скорости автомобиль может совершить поворот на 90 ° за ~ 5,2 секунды.
Это кривая трения шины в автомобиле:
Пиковое трение достигается при 1,5 м / с. Поскольку передние колеса испытывают скорость 10-12 м / с, это означает, что они развивают минимальное трение (коэффициент трения ~ 0,82).
Максимизация боковых сил
- Используйте вспомогательное средство ограничения рулевого управления для поддержания бокового скольжения близко к значению, при котором максимальное трение развивается.Например, угол поворота 3 градуса в сцене выше увеличивает скорость прохождения поворотов до 0,50 рад / с (= 28,6 град / с, или всего 3,15 секунды для завершение поворота на 90º).
- Отрегулируйте кривую трения шины так, чтобы максимальное трение развивалось при значении, более близком к типичное боковое скольжение колес. Объедините этот раствор с предыдущим один.
- Настройте аэродинамические компоненты так, чтобы на передние колеса прикладывалась большая прижимная сила, чем на задние колеса на высоких оборотах.Это также может увеличить избыточную поворачиваемость. задние колеса на высоких оборотах. Это также может увеличить избыточную поворачиваемость.
Преобразование существующей установки Пацейка в VPP
Стандартные наборы Пацейки основаны на коэффициенте скольжения и угле скольжения , в то время как кривые трения в VPP равны на основе скорость скольжения . Таким образом, стандартные коэффициенты Пацейки не совместимы напрямую с VPP. Тем не менее, существующие наборы Pacejka могут быть адаптированы к VPP, выполнив следующую процедуру:
Определите скорость транспортного средства и вертикальную нагрузку.В идеале это должны быть одинаковые значения, используемые для извлечения исходных коэффициентов Пацейки из реальной шины. Если они недоступно, используйте некоторую репрезентативную скорость и нагрузку из диапазонов, на которые рассчитана шина. работать в.
Используйте математическое программное обеспечение (Mathematica, Matlab) для построения нормализованной кривой трения шины:
— сила, вычисленная из набора Пацейки, является вертикальной нагрузкой, а сила Коэффициент скольжения () для продольной версии Пацейки или угол скольжения () для бокового исполнения:
, где — горизонтальное значение на графике.Таким образом, продольный вариант будет:
А боковая версия:
Сконфигурируйте трение в шинах в VPP так, чтобы получилась кривая как можно точнее.