Давление шины на дорогу
При контакте шины с дорогой различают следующие типы давления, оказываемого шиной на дорогу:
– среднее нормальное на площади всего условного контакта;
– среднее нормальное на площади выступов протектора;
– истинное нормальное;
– истинное тангенциальное.
Давление среднее нормальное на полную площадь всего контакта определяется по следующей формуле
, (3)
Где Q – вертикальная нагрузка на шину; FП – полная площадь всего условного контакта; QСр – величина условная, т. к. фактически шина соприкасается с дорогой только выступами рисунка протектора, и, следовательно, реальной является величина среднего давления на площади выступов рисунка протектора.
Среднее нормальное давление на площади выступов рисунка протектора рассчитывается по формуле
. (4)
На практике чаще применяют QСр. Эта величина зависит, главным образом, от внутреннего давления в шине. При нормальном внутреннем давлении и малых значениях нагрузки Q давление QСр, как правило, меньше величины внутреннего давления.
С увеличением нагрузки на шину QСр возрастает и становится больше, чем внутреннее давление в шине РВн. Такое изменение QСр объясняется следующим образом: при малых нагрузках происходит деформация в основном протектора шины, с увеличением нагрузки начинает деформироваться каркас, который жестче по сравнению с протектором. Площадь контакта начинает медленно увеличиваться, и давление начинает расти. Среднее нормальное давление на площадивыступов рисунка протектора QСр. в. также зависит от внутреннего давления РВн, нагрузки на шину Q и соотношения площади выступов и всей площади условного контакта. Площадь выступов называется насыщенностью рисунка протектора элементами.
Истинное нормальное давление учитывает полную площадь контакта и площадь выступов рисунка протектора. Характеристикой этого нормального давления является действие сил, направленных перпендикулярно к поверхности протектора шины и дороге. Действие QСр на шину в контакте с дорогой влияет на износ протектора. Поэтому стремятся к более равномерному распределению QСр по площади контакта. Это, в основном, зависит от рисунка протектора.
Истинное тангенциальное давление, или касательное, направлено приблизительно к центру контакта. Эти силы возникают при касательном сжатии элементов протектора в области контакта шины
с дорогой.
Направление тангенциальных сил может несколько меняться в сторону движения колеса в начале движения и при торможении. Это изменение напряжения касательных сил оказывает воздействие на износ протектора. И, следовательно, на характер контакта шины с дорогой влияет нагрузка на шину, внутреннее давление, рисунок
протектора.