Qual è il raggio della ruota? Raggi delle ruote. Non c'è raggio su un pneumatico

Le ruote di un'auto (Fig. 3.4) hanno i seguenti raggi: statici r s, dinamico rD e qualità del raggio di rotolamento.

Raggio staticoè la distanza dall'asse della ruota ferma alla superficie stradale. Dipende dal carico sulla ruota e dalla pressione dell'aria nel pneumatico. Il raggio statico diminuisce all'aumentare del carico e alla diminuzione della pressione dell'aria nel pneumatico e viceversa.

Raggio dinamicoè la distanza dall'asse di una ruota che rotola alla superficie stradale. Dipende dal carico, dalla pressione dell'aria nel pneumatico, dalla velocità e dalla coppia trasmessa attraverso la ruota. Il raggio dinamico aumenta all'aumentare della velocità e al diminuire della coppia trasmessa, e viceversa.

Raggio di rotolamento Il rapporto tra la velocità lineare dell'asse della ruota e la sua velocità angolare si chiama:

Il raggio di rotolamento, a seconda del carico, della pressione dell'aria nel pneumatico, della coppia trasmessa, dello slittamento e dello slittamento della ruota, viene determinato sperimentalmente o calcolato utilizzando la formula

(3.13.)

Dove n a - numero di giri completi della ruota; S K - la distanza percorsa dalla ruota per l'intero numero di giri.

Dall'espressione (3.13) segue che quando la ruota slitta completamente (S k = 0), il raggio di rotolamento qualità= 0, e con scorrimento completo (n k = 0) qualità g → oz.

Come hanno dimostrato gli studi, su strade con superficie dura e buona aderenza, il raggio di rotolamento, il raggio statico e quello dinamico differiscono leggermente l'uno dall'altro. Pertanto è possibile

Quando eseguiremo i calcoli in futuro, utilizzeremo questo valore approssimativo. Chiameremo il valore corrispondente raggio della ruota e lo indicheremo rk .

Per diversi tipi di pneumatici, il raggio della ruota può essere determinato secondo GOST, che regola i raggi statici per una serie di valori di carico.

ki e pressione dell'aria nei pneumatici. Inoltre, il raggio della ruota, m, può essere calcolato dalle dimensioni nominali del pneumatico utilizzando l'espressione

(3.14)

Riso. 3.4. Raggi delle ruote

Secondo questa regola, nella marcatura dei pneumatici per autoveicoli vengono introdotti ulteriori indici di velocità e capacità di carico. Alcuni indici di velocità e capacità di carico degli pneumatici per auto sono presentati nella tabella seguente.

Alcuni indici di velocità e capacità di carico dei pneumatici per auto:

Esempi di designazioni di pneumatici secondo il Regolamento UNECE 30:

175/80R16Q88 – pneumatici per Niva;

175/80R16СN106 – pneumatici per Gazelle.

Raggio della ruota libera

Raggio liberoR 0 è il raggio della ruota nello stato libero (senza carico). Ad esempio, per uno pneumatico a basso profilo tipo 205/70-14 78 S(la designazione del pneumatico è data in conformità al Regolamento UNECE 30) questo raggio sarà trovato come:

R 0 = 0,5D+N= 0,5D+IN(N / A)10-2 ; (100×N/V) – serie di pneumatici; 1 pollice equivale a 25,4 mm, questo è:

R 0 = (0,5×14×25,4 + 205×0,7)×10 –3 = (177,8 + 143,5)×10 –3 = 0,321 M.

Raggio della ruota statica

Uno dei fattori determinanti nel calcolo delle proprietà operative di un'auto è il valore dal centro della ruota alla superficie di appoggio di una ruota ferma caricata con un carico normale (il peso di un'auto ferma). A rigor di termini, dato che il pneumatico è elastico e si deforma quando viene applicato un carico, questo valore rappresenta la distanza dal centro della ruota alla corda, tuttavia, nella teoria automobilistica, questo valore è solitamente chiamato raggio statico ( R st). Nei dati tecnici spesso non viene indicato il valore del raggio statico, ma viene invece indicata la marcatura del pneumatico. Ovviamente, se indichiamo il diametro del cerchio - D, larghezza del profilo del pneumatico - B, rapporto percentuale tra l'altezza del profilo del pneumatico e la sua larghezza (serie di pneumatici) - P, diametro esterno pneumatico - D, allora il raggio statico è definito come:

Per pneumatici toroidali:

;

Per pneumatici a basso profilo:

;

Per pneumatici a profilo largo

.

Qui: - coefficiente di deformazione radiale del pneumatico. Per pneumatici di autovetture con pressione interna compresa tra 0,15 e 0,25 MPa come prima approssimazione possiamo prendere = 0,15, per pneumatici da autocarro con pressione interna di 0,5 MPa = 0,1.

Proprietà del pneumatico

I pneumatici sono ampiamente utilizzati per le loro proprietà di assorbimento degli urti. Attenuano significativamente gli shock dovuti alle irregolarità della strada.

Le proprietà fisiche e meccaniche del pneumatico determinano indicatori di prestazione del veicolo come capacità di carico, efficienza, manovrabilità, capacità di cross-country, ecc. In definitiva, tutti questi indicatori sono determinati dal valore e dal tipo di deformazione del pneumatico sotto l'influenza di agenti esterni forze.

Esistono quattro tipi di deformazione di un pneumatico: radiale (normale), circonferenziale (tangenziale), trasversale (laterale) e angolare.

Deformazione radiale del pneumatico misurato dalla sua deflessione normale H N, pari alla differenza di libero (R 0 ) e statico ( R st) raggi della ruota:

H N =R 0 –R Arte.

Sotto l'influenza di un carico verticale statico (il peso di un veicolo fermo), a causa della deformazione della struttura elastica del pneumatico, la distanza dall'asse della ruota alla superficie di supporto diminuisce.

Deflessione normale– una delle caratteristiche più importanti di uno pneumatico, che ne determina la capacità di carico e la scorrevolezza. All’aumentare della deflessione, aumentano le sollecitazioni sugli elementi strutturali del pneumatico e diminuiscono la resistenza alla fatica e la durata di esercizio. Il valore massimo consentito del carico normale, al quale, nonostante la deformazione radiale, è assicurata la durata di vita specificata del pneumatico con una determinata pressione dell'aria al suo interno, è solitamente chiamato capacità di carico del pneumatico. Il valore di carico normale è regolato dalle regole GOST o UNECE 30 (per i veicoli di fabbricazione estera).

Il tipo e i parametri delle ruote motrici per le auto sono selezionati (Tabella 1) in base al carico normale su di esse. La norma prevede diversi carichi ammissibili su uno pneumatico a seconda della pressione dell'aria al suo interno. Quando scegli un pneumatico per la macchina che stai calcolando, devi essere guidato dalla seguente regola. Il carico normale sul pneumatico ottenuto mediante calcolo non deve superare il massimo consentito secondo lo standard alla pressione dell'aria più bassa tra i valori forniti dallo standard.

Quando si determina il carico sulla ruota motrice, è necessario prevedere il carico massimo possibile durante il funzionamento della macchina, tenendo conto del suo scopo tecnologico.

Con una distribuzione statica uniforme del peso del veicolo lungo gli assi, il carico massimo su una ruota dovrebbe essere determinato in base alla sua possibile ridistribuzione durante il funzionamento. In questo caso viene preso in considerazione il carico sulla ruota motrice derivante dalla gravità del veicolo e del carico trasportato, nonché dalla componente verticale della forza di trazione sul gancio di traino.

I parametri dello pneumatico selezionato vengono confrontati con il tipo e i parametri delle ruote motrici del veicolo prototipo. Quando si confrontano i parametri della ruota selezionata e della ruota prototipo, è necessario tenere presente che i produttori di autocarri a volte utilizzano pneumatici di dimensioni maggiori (se i requisiti del veicolo lo consentono). Gli pneumatici “sovradimensionati” sono più durevoli, esercitano meno pressione sul terreno e conferiscono al veicolo proprietà di trazione più elevate. L'uso di tali pneumatici è particolarmente consigliabile su autocarri che operano su strade sterrate o con fondo scadente.

Tabella 1.

Parametri dei pneumatici per auto (GOST 7463-89)

Deformazione normale del pneumatico H N a causa della sua deformazione non solo in direzione radiale, ma anche circonferenziale e trasversale. In questo caso, il 40% del carico di compressione totale del pneumatico viene speso per la deformazione del materiale e il 60% per la compressione dell'aria.

Distinguere pneumatici a bassa, media e alta pressione. I pneumatici a bassa pressione hanno un volume d'aria maggiore e meno strati di corda. Assorbono più dolcemente gli urti dovuti alle irregolarità della strada e hanno migliori proprietà di assorbimento degli urti, ma con una capacità di carico inferiore. Per pneumatici a bassa e media pressione, la deformazione normale ammissibile dello pneumatico è pari al 15...20% della sua altezza, mentre per pneumatici ad alta pressione è pari al 10...12%.

A causa dell'ampia varietà di tipi di deformazione di un pneumatico, il suo raggio non ha un valore specifico, come quello di una ruota con cerchione rigido.

Si distinguono i seguenti raggi di rotolamento delle ruote con pneumatici: libero g0, statico r cv dinamico g a e cinematico gk.

Raggio libero g0- questo è il raggio maggiore del tapis roulant di una ruota priva di carico esterno. È uguale alla distanza dalla superficie del tapis roulant all'asse della ruota.

Il raggio statico r st è la distanza dall'asse di una ruota stazionaria caricata con un carico normale al piano del suo supporto. I valori del raggio statico al carico massimo sono regolati dalla norma per ciascun pneumatico.

Raggio dinamico g i- questa è la distanza dall'asse della ruota in movimento al punto di applicazione delle reazioni elementari del terreno risultanti che agiscono sulla ruota.

I raggi statici e dinamici diminuiscono all'aumentare del carico normale e alla diminuzione della pressione dei pneumatici. Dipendenza del raggio dinamico dal carico di coppia, ottenuta sperimentalmente da E.A. Chudakov, mostrato in Fig. 9, UN, programma 1. Dalla figura si può vedere che all'aumentare della coppia M vea, trasmesso dalla ruota, il suo raggio dinamico diminuisce. Ciò si spiega con il fatto che la distanza verticale tra l'asse della ruota e la sua superficie di appoggio diminuisce a causa della deformazione torsionale del fianco del pneumatico. Inoltre, sotto l'influenza della coppia, si forma non solo una forza tangenziale, ma anche una componente normale che tende a premere la ruota sulla superficie stradale.

Riso. 9. Dipendenze ottenute da E.A. Chudakov: a - cambiamento nella dinamica (io e cinematica ( 2) raggi della ruota in funzione della coppia motrice: b - variazione del raggio cinematico della ruota sotto l'influenza delle coppie motrici e frenanti

L'entità del raggio dinamico dipende anche dalla profondità della carreggiata quando si muove su terreno o terreno deformabile. Maggiore è la profondità del solco, minore è il raggio dinamico. Il raggio dinamico della ruota è la spalla di applicazione della reazione tangenziale del terreno che spinge la ruota motrice. Pertanto, il raggio dinamico è anche chiamato raggio di potenza.

Il raggio cinematico o raggio di rotolamento di una ruota viene diviso per 2k la distanza effettiva percorsa dalla ruota in un giro. Il raggio cinematico è anche definito come il raggio di una ruota fittizia con cerchio rigido, che, in assenza di slittamenti e slittamenti, ha la stessa velocità angolare di rotazione e traslazione della ruota reale:

dove v K è la velocità di rotolamento in avanti della ruota; с к - velocità angolare di rotazione della ruota; S K- percorso della ruota per giro, tenendo conto dello slittamento o dello scivolamento.

Dall'espressione (5) segue che con slittamento completo (v K = 0) il raggio g a= 0, e con scorrimento completo (con k = 0) il raggio cinematico è pari a ©о.

Nella fig. 9, UN(programma 2) presentato da E.A. Chudakov, la dipendenza della variazione del raggio cinematico della ruota dall'azione della coppia M ha portato su di essa. Dalla figura consegue che l'entità del cambiamento nei raggi dinamici e cinematici a seconda dell'azione del momento è diversa. La dipendenza più ripida del raggio cinematico della ruota rispetto alla dipendenza del raggio dinamico può essere spiegata dall'azione di due fattori su di esso. Innanzitutto, il raggio cinematico diminuisce della stessa quantità di cui diminuisce il raggio dinamico dovuto all'azione del momento motore, come mostrato in Fig. 9, i, programma /. In secondo luogo, la coppia motrice o frenante applicata al pneumatico provoca una deformazione a compressione o trazione della parte scorrevole del pneumatico. I processi che accompagnano queste deformazioni sono facili da rintracciare se si immagina la ruota sotto forma di una spirale elastica cilindrica con avvolgimento uniforme delle spire. Come mostrato nella Fig. 10, a, sotto l'influenza del momento di guida, la parte mobile del pneumatico (anteriore) viene compressa, con conseguente diminuzione del perimetro totale della circonferenza del battistrada del pneumatico, la traiettoria della ruota S K diventa più piccolo per giro. Maggiore è la deformazione di compressione del pneumatico nella parte di corsa, maggiore è la riduzione della distanza SK, che, secondo la (5), è proporzionale alla diminuzione del raggio cinematico gk.

Quando viene applicata la coppia frenante si verifica il fenomeno opposto. Gli elementi allungati del pneumatico si adattano alla superficie di appoggio

(Fig. 10, B). Perimetro del pneumatico e percorso della ruota SK, percorso per giro aumenta all'aumentare della coppia frenante. Pertanto, il raggio cinematico aumenta.

Riso. 10. Schema di deformazione del pneumatico dall'azione dei momenti M led (a) e Mt(B)

Nella fig. 9, B mostra la dipendenza della variazione del raggio della ruota dall'azione della coppia attiva e del freno su di essa M1 momenti con adesione stabile della ruota al piano di appoggio. E.A. Chudakov ha proposto la seguente formula per determinare il raggio della ruota:

dove da g a 0 è il raggio di rotolamento della ruota in modalità di rotolamento libero, quando il momento motore e il momento di resistenza al rotolamento sono uguali tra loro; A, t è il coefficiente di elasticità tangenziale del pneumatico, a seconda del tipo e della struttura, che si ricava dai risultati degli esperimenti.

Nei calcoli ingegneristici, il raggio statico di un determinato pneumatico indicato nello standard ad una pressione dell'aria impostata e al carico massimo su di esso viene solitamente utilizzato come raggio dinamico e cinematico. Si presuppone che la ruota si muova su una superficie indistruttibile.

Quando si guida lungo un solco, il raggio statico è la distanza dall'asse della ruota al fondo del solco. Tuttavia, quando la ruota si muove lungo una pista, il punto di applicazione della risultante delle reazioni elementari del terreno, che forma la coppia (motrice o resistenza), sarà situato sopra il fondo della pista e sotto la superficie del terreno ( vedere Fig. 17). Il raggio dinamico in questo caso dipende dalla profondità del binario: più è profondo, maggiore è la differenza tra il raggio statico e quello dinamico delle ruote, maggiore è l'errore di calcolo dal presupposto gl = Gst

Durante il rotolamento, il pneumatico è soggetto a forze centrifughe. L'entità delle forze centrifughe dipende dalla velocità di rotolamento, dalla massa e dalle dimensioni del pneumatico. Sotto l'influenza dei setacci centrifughi, il diametro del pneumatico aumenta leggermente. I test hanno dimostrato che quando lo pneumatico rotola ad una velocità di 180-220 km/h, l'altezza del profilo aumenta del 10-13% (risultati dei test sugli pneumatici nelle gare motociclistiche su circuito stradale).

Allo stesso tempo, l'azione delle forze centrifughe provoca (a causa dell'aumento della rigidezza radiale del pneumatico) un leggero aumento della distanza dall'asse della ruota alla superficie di appoggio (piano stradale) con contemporanea diminuzione dell'area di contatto del pneumatico con la strada. Questa distanza è chiamata raggio dinamico del pneumatico Ro, che è maggiore del raggio statico Rc, cioè Ro>Rc.

Tuttavia, alle velocità operative Ro è praticamente uguale a Rс.

Il raggio di rotolamento è il rapporto tra la velocità lineare della ruota e la velocità angolare di rotazione della ruota:

dove Rк - raggio di rotolamento, m;
V - velocità lineare, m/s;
w - velocità angolare, rad/s.

Resistenza al rotolamento

Riso. Pneumatico che rotola su una superficie dura

Quando una ruota rotola su una superficie dura, il telaio del pneumatico è soggetto a deformazioni cicliche. Quando entra in contatto, il pneumatico si deforma e si piega, mentre quando esce dal contatto ripristina la sua forma originale. L'energia di deformazione del pneumatico, generata quando gli elementi entrano in contatto con la superficie, viene spesa per l'attrito interno tra gli strati della carcassa e per lo scivolamento nella zona di contatto. Parte di questa energia viene convertita in calore e trasferita all’ambiente. A causa della perdita di energia meccanica, la velocità di ripristino della forma originale del pneumatico quando gli elementi del pneumatico lasciano il contatto è inferiore alla velocità di deformazione del pneumatico quando gli elementi entrano in contatto. Per questo motivo, le reazioni normali nella zona di contatto sono in qualche modo ridistribuite (rispetto a una ruota ferma) e il diagramma di distribuzione delle forze normali assume la forma mostrata nella figura. La risultante delle reazioni normali, pari in grandezza al carico radiale sul pneumatico, si sposta in avanti rispetto alla verticale che passa attraverso l'asse della ruota di una certa quantità a ("deriva" della reazione radiale).

Il momento creato dalla reazione radiale rispetto all'asse della ruota è chiamato momento di resistenza al rotolamento:

In condizioni di movimento costante (a velocità di rotolamento costante) della ruota condotta, agisce un momento che bilancia il momento di resistenza al rotolamento. Questo momento è creato da due forze: la spinta
forza P e reazione orizzontale della strada X:

M = XRd = PRd,
dove P è la forza di spinta;
X - reazione orizzontale della strada;
Rd - raggio dinamico.

PRd = Qa - condizione di moto stazionario.

Il rapporto tra la forza di spinta P e la reazione radiale Q è chiamato coefficiente di resistenza al rotolamento k.

Oltre allo pneumatico, il coefficiente di resistenza al rotolamento è notevolmente influenzato dalla qualità del manto stradale.

La potenza Nk spesa per far rotolare la ruota motrice è pari al prodotto della forza di resistenza al rotolamento Pc e della velocità lineare di rotolamento V:

Espandendo questa equazione possiamo scrivere:

Nê = N1 + N2 + N3 - N4,
dove N1 è la potenza spesa per la deformazione del pneumatico;
N2 è la potenza spesa per lo slittamento del pneumatico nella zona di contatto;
N3 - potenza spesa per l'attrito nei cuscinetti delle ruote e la resistenza dell'aria;
N4 è la potenza sviluppata dal pneumatico durante il ripristino della forma dello pneumatico nel momento in cui gli elementi lasciano il contatto.

Le perdite di potenza dovute al rotolamento della ruota aumentano notevolmente all'aumentare della velocità di rotolamento, poiché in questo caso aumenta l'energia di deformazione e, di conseguenza, la maggior parte dell'energia viene convertita in calore.

All'aumentare della deflessione, aumenta notevolmente la deformazione della carcassa del pneumatico e del battistrada, ovvero la perdita di energia dovuta all'isteresi.

Allo stesso tempo, aumenta la produzione di calore. Tutto ciò alla fine porta ad un aumento della potenza spesa per far rotolare il pneumatico.

I test hanno dimostrato che il rotolamento di uno pneumatico motociclistico in condizioni di ruota motrice (su un tamburo liscio) richiede una potenza da 1,2 a 3 litri. Con. (a seconda delle dimensioni del pneumatico e della velocità di rotolamento).

Pertanto, le perdite totali dovute agli pneumatici sono piuttosto significative e paragonabili alla potenza del motore della motocicletta.

È chiaro che affrontare il problema della riduzione della potenza spesa per il rotolamento dei pneumatici delle motociclette è della massima importanza. La riduzione di queste perdite non solo aumenterà la durata degli pneumatici, ma aumenterà significativamente la durata del motore e dei componenti della motocicletta e avrà anche un effetto positivo sull'efficienza del carburante dei motori.

Le ricerche effettuate durante la creazione dei pneumatici di tipo P hanno dimostrato che le perdite di potenza durante il rotolamento di pneumatici di questo tipo sono significativamente inferiori (30-40%) rispetto a quelle dei pneumatici standard.

Inoltre, le perdite vengono ridotte durante la conversione dei pneumatici in una carcassa a due strati in corda 232 KT.

È particolarmente importante ridurre al minimo le perdite di potenza durante il rotolamento dei pneumatici per motociclette da corsa, poiché quando si muovono ad alta velocità, le perdite nei pneumatici ammontano fino al 30% rispetto al consumo totale di potenza per il movimento. Uno dei metodi per ridurre queste perdite è l'uso di una corda di nylon da 0,40 K nella carcassa dei pneumatici da corsa. Utilizzando tale corda, lo spessore della carcassa è stato ridotto, il peso del pneumatico è stato ridotto ed è diventato più elastico. e meno suscettibile al riscaldamento.

La natura del disegno del battistrada ha una grande influenza sul coefficiente di resistenza al rotolamento dello pneumatico.

Per ridurre l'energia generata quando gli elementi entrano in contatto con la strada, il peso del battistrada dei pneumatici da corsa è ridotto il più possibile. Mentre i pneumatici da strada hanno una profondità del battistrada di 7-9 mm, i pneumatici da corsa hanno una profondità del battistrada di 5 mm.

Inoltre, il disegno del battistrada dei pneumatici da corsa è progettato in modo tale che i suoi elementi forniscano la minima resistenza quando il pneumatico rotola.

Di norma, il disegno del battistrada dei pneumatici delle ruote anteriori (motrici) e posteriori (motrici) di una motocicletta è diverso. Ciò è spiegato dal fatto che lo scopo dello pneumatico della ruota anteriore è garantire una manovrabilità affidabile e lo scopo della ruota posteriore è trasmettere la coppia.

La presenza di tasselli ad anello sugli pneumatici anteriori aiuta a ridurre le perdite di rotolamento e migliora la maneggevolezza e la stabilità, soprattutto in curva.

Riso. Curve di perdita di potenza rispetto alla velocità di rotolamento: 1 - misura del pneumatico 80-484 (3,25-19), modello L-130 (stradale); 2 - misura pneumatico 85-484 (3.25-19) modello L-179 (per la ruota posteriore di motociclette da strada)

Il disegno del battistrada a zigzag della ruota posteriore garantisce una trasmissione affidabile della coppia e riduce anche le perdite di rotolamento. Tutte le misure di cui sopra consentono, in generale, di ridurre significativamente le perdite di potenza durante il rotolamento dei pneumatici. Il grafico mostra le curve di perdita di potenza a diverse velocità per pneumatici stradali e da corsa. Come si può vedere dalla figura, i pneumatici da corsa hanno perdite inferiori rispetto a quelli stradali.

Riso. La comparsa di un '"onda" quando il pneumatico rotola a una velocità critica: 1 - pneumatico; 2 - tamburo per banco prova

Velocità critica di rotolamento del pneumatico

Quando la velocità di rotolamento di uno pneumatico raggiunge un certo valore limite, le perdite di potenza di rotolamento aumentano notevolmente. Il coefficiente di resistenza al rotolamento aumenta di circa 10 volte.

Sulla superficie del battistrada del pneumatico appare un'“onda”. Questa “onda”, pur rimanendo immobile nello spazio, si muove lungo il telaio del pneumatico alla velocità della sua rotazione.

La formazione di un'“onda” porta alla rapida distruzione del pneumatico. Nella zona battistrada-carcassa, la temperatura aumenta notevolmente, poiché l'attrito interno nel pneumatico diventa più intenso e la forza del legame tra il battistrada e la carcassa diminuisce.

Sotto l'influenza delle forze centrifughe, che sono di entità significativa ad alte velocità di rotolamento, sezioni del battistrada o degli elementi del disegno vengono strappate.

La velocità di rotolamento alla quale appare l'“onda” è considerata la velocità di rotolamento critica del pneumatico.

Di norma, quando si rotola a una velocità critica, il pneumatico viene distrutto dopo una corsa di 5-15 km.

All’aumentare della pressione dei pneumatici, aumenta la velocità critica.

Tuttavia, la pratica dimostra che durante la SSC, la velocità delle motociclette in alcune aree è superiore del 20-25% rispetto alla velocità critica del pneumatico determinata allo stand (quando il pneumatico rotola su un tamburo). In questo caso i pneumatici non vengono distrutti. Ciò è spiegato dal fatto che quando si rotola su un aereo, la deformazione del pneumatico è inferiore (nelle stesse condizioni) rispetto a quando si rotola su un tamburo, e quindi la velocità critica è maggiore. Inoltre, il tempo impiegato da una motocicletta per spostarsi ad una velocità superiore alla velocità critica dei pneumatici è trascurabile. Allo stesso tempo, il pneumatico è ben raffreddato dal flusso d'aria in arrivo. A questo proposito, le caratteristiche tecniche degli pneumatici sportivi per moto destinati al GCS consentono un fuorigiri a breve termine entro certi limiti.

Rotolamento dei pneumatici in condizioni di guida e frenata. Il rotolamento degli pneumatici in condizioni di ruota motrice si verifica quando alla ruota viene applicata la coppia Mkr.

Il diagramma delle forze agenti sulla ruota motrice è mostrato in figura.

Riso. Diagramma delle forze agenti sul pneumatico della ruota motrice durante il rotolamento

Ad una ruota caricata con una forza verticale Q viene applicata una coppia Mkr.

La reazione della strada Qp, uguale in grandezza al carico Q, viene spostata rispetto all'asse della ruota di una certa distanza a. La forza Qp crea un momento di resistenza al rotolamento Mc:

La coppia Mkr crea il crivello di trazione RT:

Рт = Мкр/Rк

dove Rк è il raggio di rotolamento.

Quando il pneumatico rotola nelle condizioni della ruota motrice, sotto l'influenza della coppia, si verifica una ridistribuzione delle forze tangenziali in contatto.

Nella parte anteriore del contatto nella direzione del movimento le forze tangenziali aumentano, nella parte posteriore diminuiscono. In questo caso la risultante delle forze tangenziali X è uguale alla forza di trazione Рт.

La potenza spesa per far rotolare la ruota motrice è pari al prodotto della coppia Mkr e della velocità angolare Wk di rotazione della ruota:

Questa equazione è valida solo quando non c'è scorrimento nel contatto.

Tuttavia, le forze tangenziali provocano lo slittamento degli elementi del disegno del battistrada rispetto alla strada.

Per questo motivo il valore effettivo della velocità di traslazione della ruota Ud è leggermente inferiore al teorico Vt.

Il rapporto tra la velocità di avanzamento effettiva Vd e quella teorica Vt è chiamato efficienza della ruota, che tiene conto della perdita di velocità dovuta allo slittamento del pneumatico rispetto alla strada.

L'entità dello slittamento a può essere stimata utilizzando la seguente formula:

Ovviamente il valore della velocità effettiva Vd può variare da Vt a 0, ovvero:

L'intensità dello scivolamento dipende dall'entità delle forze tangenziali, che a loro volta sono determinate dall'entità della coppia.

Mostrato in precedenza:

Marco = XRk;
X = Рт = Qv,
dove v è il coefficiente di aderenza del pneumatico alla strada.

Quando la coppia aumenta fino a un certo valore superiore al valore critico, l'entità delle forze tangenziali risultanti X diventa superiore a quella consentita e il pneumatico scivola completamente rispetto alla strada.

Gli pneumatici per motocicli esistenti nell'intervallo di carico operativo possono trasmettere una coppia di 55-75 kgf*m senza scivolare completamente (a seconda delle dimensioni del pneumatico, del carico, della pressione, ecc.).

Quando una motocicletta frena, le forze che agiscono sullo pneumatico sono di natura simile alle forze che si generano quando lo pneumatico funziona in condizioni di ruota motrice.

Quando alla ruota viene applicata una coppia frenante Mt, si verifica una ridistribuzione delle forze tangenziali nella zona di contatto. Le maggiori forze tangenziali si verificano nella parte posteriore del contatto. La risultante delle forze tangenziali coincide in grandezza e direzione con la forza frenante T:

Quando la coppia frenante Mt aumenta al di sopra di un certo valore critico, la forza frenante T diventa maggiore della forza di aderenza del pneumatico alla strada (T>Qv) e inizia lo slittamento completo nel contatto, si verifica il fenomeno dello slittamento.

Quando si frena da uno slittamento nella zona di contatto, la temperatura del battistrada aumenta, il coefficiente di aderenza diminuisce e l'usura del disegno del battistrada aumenta notevolmente. L'efficienza della frenata diminuisce (la distanza di frenata aumenta).

La frenata più efficace si verifica quando la forza frenante T è vicina in grandezza alla forza di adesione del pneumatico alla strada.

Di conseguenza, quando il conducente sfrutta le qualità dinamiche di una motocicletta per ridurre l'usura dei pneumatici, è necessario fornire alla ruota motrice una coppia che garantisca il minor slittamento del pneumatico rispetto alla strada.