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词条创建者 零零六叔

滚动阻力

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当物体在被地面或墙壁支撑的同时滚动时,滚动物体和支撑物体的物体会连续变形并恢复。此时,由每个物体的变形引起的衰减和变形量的差异在物体的接触表面上引起摩擦。这种摩擦耗散了动能。因此,滚动阻力很大程度上取决于滚动物体和支撑该滚动物体的物体的结构和材料,表面的粗糙度以及物体之间的垂直阻力。

例如,当在铁板上滚动铁球并在木板上滚动时,木板的滚动阻力大于铁板的滚动阻力。作为另一示例,当通过将不同重量的重物放置在托架上来比较滚动阻力时,当托架的重量较大时,滚动阻力较高。

滚动阻力

轮胎滚动阻力

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自2010年 1月起,日本汽车轮胎协会(JATMA)引入了一种分级系统,该系统根据上述RRC值显示从“ AAA”到“ C”的等级。

汽车的整体能量损失结构根据驾驶条件而有很大变化。例如,对于卡车/客车轮胎,在模式行驶中轮胎滚动阻力与燃料消耗的比率约为20%,但在以80 km / h的陆地行驶中约为40%。因此,在高速驾驶对象的情况下,空气阻力的降低和滚动阻力值的降低对燃料消耗的改善有很大贡献

变形造成的能量损失

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关于轮胎的滚动阻力,当构成轮胎的橡胶反复变形时发生的能量损失(迟滞损失)约占滚动阻力的90%。橡胶是具有弹性粘性特性的粘弹性体,并且特别地,粘度具有在形变为热能期间耗散动能的强特性。轮胎是通过将各种橡胶,炭黑等填充剂和有机纤维等增强材料组合而成的部件,行驶时的应变也根据部件而有所不同。为此,已经通过分析每个部件的应变能和磁滞损耗来努力追求安全性,耐久性和低燃料消耗。例如,自1990年代以来,对于磁滞损失占总滚动阻力的一半以上的胎面部分,通过以高比例用二氧化硅代替一部分炭黑来减少损失,并实现了其他功能。滚动阻力在不牺牲的情况下降低了。

轮胎变形的大小在很大程度上取决于气压,如果轮胎气压低,则滚动阻力增加并且燃料消耗恶化。当空气压力极低时,由变形产生的热能导致胎侧部中的温度过度升高,并且还缩短了轮胎的寿命。

轮胎中产生的热量降低了滚动阻力。这是因为随着温度升高,磁滞损耗降低,这是因为橡胶的能量损耗系数与-10 °C以上的温度升高呈负相关。据说,取决于轮胎的类型,如果温度升高10°C,滚动阻力将降低5-10%。

占多于总滚动阻力的一半,滚动阻力和存在很大的关系的胎面的厚度,滚动阻力随着胎面厚增加[1] 。因此,除了耐用性和安全性之外,汽车在轮胎磨损时提高了燃油效率,并且在胎面磨损时获得了最高的燃油效率。另外,橡胶的损耗因数随时间减小,这有助于通过减小滚动阻力来提高燃料效率,但是通过减小胎面表面的柔韧性来促进不均匀磨损。

弹性材料的滚动阻力不受速度的影响很大,但是作为粘弹性体的橡胶的能量损失系数具有在几百赫兹时最大的频率特性,因此滚动阻力随着速度而增加。当超过临界速度时,它会迅速增加。这是由于驻波现象引起的应变能的突然增加,并且该临界速度主要由轮胎结构(反映在轮胎速度符号中)和气压水平确定。

摩擦导致的能量损失

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尽管它比整体略小,但也受路面状况的影响。例如,即使在相同的沥青路面上,在表面光滑且摩擦低的状态与刚铺设后摩擦高的情况之间,滚动阻力也存在差异。因此,轮胎滚动阻力测量机由国际标准(ISO28580)定义,并且还定义了与轮胎接触的鼓。

空气阻力

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当物体在空气中旋转时,由于边界层效应,其表面将受到与物体表面速度的平方成比例的空气阻力。通常,将空气阻力视为不同于滚动阻力的现象,但是由于无法在现实世界的真空中使充气轮胎旋转,因此空气阻力总是作为滚动阻力的寄生损失而存在。定义滚动阻力测量值的国际标准规定了不包括空气阻力的测量值。骑自行车是引起车轮的旋转空气阻力,特别地,辐条以产生湍流,从而强烈地受到由电阻,后轮旋转质量不影响太多转向或与盖盘轮使用制造一种减小电阻的装置。

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