Refined assessment of tire rolling resistance in the starting mode

Володимир Карпенко; Едуард Нескреба

doi:10.30977/AT.2219-8342.2022.51.0.01

Автор(и)

Володимир Карпенко Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, 61002, Україна http://orcid.org/0000-0001-7404-6691
Едуард Нескреба Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, 61002, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2022.51.0.01

Ключові слова:

автомобільна шина, стартовий період, опір коченню, експериментальні дослідження, метод скінченних елементів, уточнена оцінка, стабілізація, пасивна безпека

Анотація

Проблема. Опір коченню є однією з найважливіших експлуатаційних характеристик автомобільної шини. В першу чергу від опору коченню залежать витрата палива, довговічність та ресурс шини. Зрозуміло, чим вище опір коченню, тим швидше та інтенсивніше буде зношуватися шина. Також від характеристики опору коченню непрямо можуть залежати параметри гальмування автомобіля, такі як уповільнення та відповідно гальмівний шлях. В свою чергу на опір коченню мають вплив як властивості самої шини, так і стан дорожнього покриття та погодні умови. Особливо важливою є оцінка експлуатаційних характеристик автомобільної шини в стартовий період руху, адже в цей час поведінка шини є непрогнозованою. Мета. Метою даної роботи є вдосконалення методики оцінки опору коченню автомобільної шини в стартовий період руху. Знаючи як змінюється в процесі стартового руху опір коченню можна оцінювати й експлуатаційні властивості автомобіля. Методологія. Уточнена оцінка здійснюється за допомогою залежностей, що були отримані в попередніх наукових працях. Але для того щоб результат оцінки опору коченню був коректним, потрібно визначити необхідні характеристики шини. А саме, мова йдеться про характеристики радіальної жорсткості. В роботі дані характеристики визначаються як шляхом проведення експериментальних досліджень, так і за допомогою застосування МСЕ. Результати. Завдяки проведеним дослідженням отримані вагомі результати зміни опору кочення в період стартового руху. Встановлено, що зі збільшенням внутрішнього тиску від 0,17 МПа до 0,225 МПа, внаслідок стартового руху, опір коченню зменшується приблизно на 20-25%. Оригінальність. З аналізу літератури можна зробити висновок, що в більшості з вивчених робіт, особливості взаємодії автомобільних шин з опорною поверхнею в стартовий період не враховуються під час різноманітних досліджень. Можна сказати, що оригінальність даної роботи з одного боку полягає в тому, що опір коченню досліджується в період стартового руху, а з іншого в тому, що його оцінка здійснюється як на основі результатів експериментальних досліджень так і за допомогою МСЕ. Практичне значення. В даній роботі можна виділити отримані результати, завдяки яким можна з достатньою точністю оцінювати опір коченню автомобільної шини. Методики визначення експлуатаційних характеристик автомобільної шини, що представлені в роботі, можна використовувати при її експлуатації та на стадії проектування.

Біографії авторів

Володимир Карпенко, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, 61002

д.т.н., проф. деталей машин і теорії механізмів і машин

Едуард Нескреба, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, 61002

бакалавр, студент автомобільного факультету

Посилання

Karpenko, V., Kaps’kyy, D., Rudenko, N., & Neskreba, E. (2021). Determining the starting time of car movement to stabilize the internal pressure and the temperature in the tires. Automobile Transport, 48, 38–44. https://doi.org/10.30977/ AT.2219-8342.2021.48.0.38

Karpenko, V., Voropay, O., & Neskreba, E. (2022). Indirect assessment of the rolling resistance of a car tire in the starting mode of motion. Automobile Transport, 50, 5–13. https://doi.org/10.30977/ AT.2019-8342.2022.50.0.01

Басов К.А. (2002) ANSYS в примерах и задачах / Под общ. ред. Д.Г. Красовского М.: КомпьютерПресс. Basov K.A. (2002) ANSYS v primerakh i zadachakh [ANSYS in examples and problems]. Moscow [In Russian].

Wriggers, Peter. Nonlinear finite element methods. (2008) / Springer Science & Business Media.

Перегон В.А., Карпенко В.А., Позднякова Е.И., Левченко А.Н., Загородний А.А., Баранник И.М., Коряк А.А. (2017) Колебания и виброакустика автомобильной шины. Х.: Лидер. Peregon V.А., Karpenko V.А., Pozdnyakova E.I., Levchenko А.N., Zagorodnij А.А., Barannik I.M., Koryak А.А. (2017) Kolebaniya i vibroakustika avtomobil’noj shiny’ [Vibrations and vibroacoustics of a car tire]. Kharkov [in Russian].

Рыков С.П., Тарасюк В.Н. (2004) Исследование выходных характеристик пневматических шин. Поглощающая способность. Системы. Методы. Технологии. Серия: Проблемы механики и машиноведения, 19-30. Rykov S.P., Tarasyuk V.N. (2004) Issledovaniye vykhodnykh kharakteristik pnevmaticheskikh shin. Pogloshchayushchaya sposobnost' [Investigation of the output characteristics of pneumatic tires. absorption capacity.] Sistemy. Metody. Tekhnologii. Seriya: Problemy mekhaniki i mashinovedeniya, 19-30. [in Russian]

Рыков С.П., Тарасюк В.Н. (2009) Коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса. Новый подход к моделированию и оценке. Системы. Методы. Технологии. Серия: Проблемы механики и машиноведения, 30-33. Rykov S.P., Tarasyuk V.N. (2009) Koeffitsiyent soprotivleniya kacheniyu avtomobil'nogo kolesa. Novyy podkhod k modelirovaniyu i otsenke [Rolling resistance coefficient of an automobile wheel. New Approach to Modeling and Estimation.] Sistemy. Metody. Tekhnologii. Seriya: Problemy mekhaniki i mashinovedeniya, 30-33. [in Russian]

Хольшев Н.В., Лавренченко А.А., Коновалов Д.Н., Минаев П.С. (2020) Обоснование диагностического параметра для определения скрытых повреждений шин автомобилей. Вестник гражданских инженеров 3. 191-196. Khol'shev N.V., Lavrenchenko A.A., Konovalov D.N., Minayev P.S. (2020) Obosnovaniye diagnosticheskogo parametra dlya opredeleniya skrytykh povrezhdeniy shin avtomobiley [Substantiation of a diagnostic parameter for determining hidden damage to car tires] Vestnik grazhdanskikh inzhenerov (3). 191-196. [in Russian]

Козарь Д.М., Крауиньш П.Я. (2013) Определение радиально и тангенциальной жесткости автомобильной покрышки. Современные проблемы теории машин, 1,

-140. Kozar' D.M., Krauin'sh P.YA. (2013) Opredeleniye radial'no i tangentsial'noy zhestkosti avtomobil'noy pokryshki [Determination of the radial and tangential stiffness of an automobile tire] Sovremennyye problemy teorii mashin, 1, 136-140. [in Russian]

Соколовский С.А., Коханенко В.Б., Яковлев А.Н. (2012) Обзор методов моделирования поглощающей способности шин. Вісті Автомобільно-дорожнього інституту. 1, 70-77. Sokolovskiy S.A., Kokhanenko V.B., Yakovlev A.N. (2012) Obzor metodov modelirovaniya pogloshchayushchey sposobnosti shin [Review of tire absorption modeling methods] Visti Avtomobilʹno-dorozhnʹoho instytutu, 1, 70-77. [in Russian]

Демидов С.П., (1979) Теория упругости. М.: Высшая школа. Demidov S.P. (1979) Teoriya uprugosti [Theory of elasticity]. Moscow [in Russian].

Эллис Д.Р., (1975) Управляемость автомобиля. М.: Машиностроение. Ellis D.R. (1975) Upravlyayemost' avtomobilya [Vehicle handling]. Moscow [in Russian].

Бидерман В.Л., Володина Т.Л., Пугин В.А. (1967) Исследование связи между деформациями каркаса и протектора шины и силами в площади её контакта с дорогой. М.: Химия. Biderman V.L., Volodina T.L., Pugin V.A. (1967) Issledovaniye svyazi mezhdu deformatsiyami karkasa i protektora shiny i silami v ploshchadi yeyo kontakta s dorogoy. [Investigation of the relationship between the deformations of the carcass and tread of the tire and the forces in the area of its contact with the road.]. Moscow [in Russian].