Результаты исследований. В данных экспериментах применялся метод выбега, в котором начальная и конечная

В данных экспериментах применялся метод выбега, в котором начальная и конечная скорости варьировались в трех диапазонах. Опыты были проведены на примере PC шины размерностью 185/60 R14 в измерительных диапазонах 90-70 км/ч (рис 6.) с получением значений сил Fr и соответствующих им коэффициентов сопротивлений качению Cr, соответствующих скорости 80 км/ч. Значение испытательной нагрузки (80%) и внутреннего давления воздуха в шине (0,21 Мпа) соответствовали стандарту ISO [2]. Из циклограммы видно, что с началом выбега температура плечевой зоны начинает расти – это происходит вследствие уменьшения конвективного отвода тепла перемешивающимися массами окружающего воздуха. Вариация диапазонов скоростей выбега позволила иметь различную температуру в момент 80 км/ч. Метод выбега при измерении “учитывает” изменение сопротивления качению от температуры, поэтому измеренное сопротивление качению соответствует тому температурному состоянию, которое было на момент, когда скорость была равна 80 км/ч.

Рис. 6. Циклограмма испытаний - показаны 4 замера

(сверху – изменение скорости и колебания температуры поверхности плечевой зоны шины, внизу температура окружающей среды).

Рис. 7. Зависимость коэффициента сопротивления качению Cr от температуры плечевой зоны шины.

Как видно из графика представленная зависимость носит линейный характер. Коэффициент пропорциональности k=-0.03. Это значение в 3 раза выше рекомендуемого стандартом [2]. О том, что влияние температуры вносит гораздо более серьезный вклад подчеркивалось некоторыми исследователями и ранее, предлагались модели даже с экспоненциальной зависимостью, например в работе [6].

Соответственно формула приведения для этой шины к 25°С будет иметь вид:

F_r25 = F_r [ 1 + 0.033 (t_amb – 25°)],

Более точно оценить влияние фактора температуры окружающей среды на сопротивление качению можно путем индивидуальных коэффициентов влияния температуры для конкретной шины и лаборатории. Несомненно, температура беговой дорожки барабана также влияет на сопротивление качению, но такие исследования еще только предстоят. Учитывая, что стандартами регламентируется только его диаметр, стенды разных производителей будут иметь различную установившуюся температуру даже при одинаковых температурах окружающего воздуха в лаборатории.

Формулу приведения можно распространять для приведения коэффициента сопротивления качению через температуры контрольных точек шины или внутренней температуры воздуха в шине, а не привязывать ее к температуре окружающей среды (график на рис. 8) в силу прямой пропорциональности.

Рис. 8.Зависимость установившейся температуры плечевой зоны (t_t) шины от температуры окружающего воздуха (t_amb).

Многие исследователи [7] не учитывают, что формула должна применяться только в ограниченном диапазоне температур окружающего воздуха в лаборатории (20-30°С), и распространяют эту формулу на дорожно-полигонные испытания с температурами среды ниже 20°С, сталкиваясь при этом с определенными трудностями. В результате, в большинстве случаев, вообще отказываются от приведения к стандартной температуре (reference temperature).

Заключение.

1. Приведено экспериментальное подтверждение линейности зависимости сопротивления качению шин на барабанных стендах от температуры прогрева шины.

2. Предложено новое значение коэффициента k=0,03 для легковых шин в формуле приведения к стандартной температуре.

3. Формулу термокоррекции коэффициента сопротивления качению для сопоставления данных на одном стенде можно применять, используя температуры контрольных точек шины или внутренней температуры воздуха в шине, а не привязывать ее к температуре окружающей среды.

4. Необходимо провести дальнейшие эксперименты по проверке адекватности указанных в стандартах [1],[2] коэффициентов влияния температуры в формуле приведения для шин грузовых автомобилей.

5. В будущем необходимо провести эксперименты по оценке влияниятемпературы беговой дорожки барабана на сопротивление качению.

Список литературы.

1. ISO 18164:2005, Passenger car, truck, bus, and, motorcycle tyres – Methods of measuring rolling resistance.

2. ISO 28580:2009, Passenger car, truck and bus tyres – Methods of measuring rolling resistance – Single point test and correlation of measurement results.

3. Tae-Sok Song SAE Paper 980255, Rolling Resistance of Tires - An Analysis of Heat Generation / Tae-Sok Song, Ju-Wan Lee and Han-Jong Yu // Kumho Tire Co.,Ltd., 1998

4. В.А. Петрушов, Д.И. Хохлов Повторяемость и воспроизводимость результатов стендовых испытаний шин на сопротивление качению / Труды НАМИ: сб. науч. ст.– М ., 2012. – Вып. №248, – С.48–64.

5. F. Pompei, Increasing Production Speeds via IR Control of Product Internal Temperature, Measurements and Control, 2000

6. W.E. Meyer Descornet G., Road-Surface Influence on Tire Rolling Resistance, Surface Characteristics of Roadways: International Research and Technologies, ASTM STP 1031 / W.E. Meyer J. Reichert // Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, USA, 1990

7. Ulf Sandberg. “Comparison of Rolling Resistance Measuring Equipment – Pilot Study”. Swedish Road and Transport Research Institute (VTI), Report MIRIAM_SP1_04, 2011

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ

Хохлов Дмитрий Игоревич – ведущий инженер-исследователь научно-исследовательского отдела “Аэродинамики, сопротивлений качению и топливной экономичности” ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ».

Дата добавления: 2015-08-09