|
61 пневматическая шина практически превращается в колесо из земли, и мы имеем дело с качением подвижного грунта по неподвижному. Одним из условий зацепления почвозацепов протектора за грунт является отсутствие грунта в пространстве между ними. Для этого необходимо, чтобы сопротивление грунта на разрыв превышало силы, удерживающие грунт в пространстве между выступами; последние должны быть меньше центробежной силы, действующей на грунт при качении колеса. Только в. этом случае прилипший с шине грунт отбрасывается, очищая рисунок протектора (самоочищаемость шин). Под давлением колеса грунт запрессовывается в узкое пространство между выступами протектора. При этом происходит егоуплотнение с увеличением сил трения и прилипания влажного грунта к поверхностям выступов протектора и дну впадины. На рис. 2.15 представлена схема расположения 2 и стенок 1 выступов протектора шины, а.также их высота Ь: Рис. 2.15 Схема расположения впадин и выступов протектора шины Согласно работе В.Ф. Бабкова, сила Руд, удерживавшая грунт между выступами протектора, равно: VУд — $0СОП, + Р0Н • (ССдВ + (2.31) где 8 0 площадь дна впадины между выступами протектора, м 2; СОТР сцепление грунта с резиной при отрыве, Н/ м2; Ссда сцепление грунта с резиной при сдвиге, Н/ м2; Р0 периметр впадины, м; Ь высота впадины, м; Ч максимальное удельное давление колеса на дно колеи, НУ м2; гр угол внутреннего трения грунта, град.; % коэффициент бокового распора грунта. |
66 Подставив в уравнение (2.28) вместо 1К и ек значение из формулы (2.27) и (2.29), получим: Уравнение (2.30) показывает, что момент сопротивления колеса с массой, сосредоточенной на ободе, прямо пропорционален этой массе. Следует отметить, что чем больше создаваемый такой массой момент сопротивления, тем больше затрат энергии на перекатывание колесной машины. Кроме этого, заметно ухудшаются ее тягово-сцепные свойства и управляемость. Обычно наличие такой массы на колесе ухудшает управляемость, появляются неравномерные толчки (вибрация) машины. В таких случаях необходимо срочно удалить подобную массу, т.к. возрастает вероятность отрыва от шин инородного тела по касательной в сторону других участников движения, что может привести к травмированию последних и создать аварийную ситуацию. По аналогии с вышеизложенным, потенциальную опасность представляют и ослабленные шипы противоскольжения, вылетающие из-под колес. Установлено, что до 46 % шипов вылетают за годовой пробег автомобиля (в пределах 35...45 тыс. км) [27]. При движении транспортных машин по размокшим грунтовым дорогам и бездорожью (например, в условиях поля) рисунок протектора (пространство между почвозацепами) шины забивается фунтом, образуя обыкновенное колесо с протектором из почвы [28, 153]. Вследствие этого происходит интенсивное раздельное или совместное буксование ведущих колес и частичное скольжение направляющих относительно неподвижного грунта. Таким образом, действие почвозацепа заменяется земляным блоком, движущимся по грунту, вследствие чего протектор не участвует в работе; пневматическая шина практически превращается в колесо из земли, и мы имеем дело с качением подвижного грунта по неподвижному. Одним из условий зацепления почвозацепов протектора за грунт является отсутствие грунта в пространстве между ними. Для этого необходимо, чтобы сопротивление грунта на разрыв превышало силы, удерживающие грунт в про(2.30) 67 странстве между выступами; последние должны быть меньше центробежной силы, действующей на грунт при качении колеса. Только в этом случае прилипший к шипе грунт отбрасывается, очищая рисунок протектора (самоочищаемость шин). Под давлением колеса грунт запрессовывается в узкое пространство между выступами протектора. При этом происходит его уплотнение с увеличением сил трения и прилипания влажного грунта к поверхностям выступов протектора и дну впадины. На рис. 2.15 представлена схема расположения впадин 2 и стенок 1 выступов протектора шины, а также их высота //. Рис. 2.15. Схема расположения впадин и выступов протектора шины Согласно работе В.Ф. Бабкова, сила ГУДу удерживавшая грунт между выступами протектора, равна: Гуд = **сотг+ РА (Сав + Я 4 • *<Р) > (2.31) где 8о площадь дна впадины между выступами протектора, м2; Сотг сцепление грунта с резиной при отрыве, Н/м2; Ссдв сцепление грунта с резиной при сдвиге, Н/м2; Р0 периметр впадины, м; И высота впадины, м; ц максимальное удельное давление колеса на дно колеи, Н/м2; <р угол внутреннего трения грунта, град.; коэффициент бокового распора грунта. Если сила сцепления фунта при разрыве составляет РСц=80'С (где С А внутреннее сцепление грунта, Н/м ), то должно соблюдаться еще одно условие, при котором фунт не будет разрываться: Есц — ^ Руд — $0СОтр + ^о^*(^сдв + Я%**8Ф)> (2.32) Для самоочищения шины необходимо, чтобы центробежная сила была равна или превышала удерживающую, т.е. /,с Уу2 рц = * Руд = + Р9Ь• (С^+ •<х<р), 8** (2.33) |