Форум о веломобилях и лигерадах

Проблема оценки сопротивления качения регулярно всплывает в разных темах. Возникла идея собрать в одном месте все известные способы, думаю будет полезно.

1 Промышленно-лабораторный способ.
Изготавливаем стенд, ставим туда колесо, включаем электродвигатель и готово. Можно измерять сопротивление разных колес, можно менять покрышки на одном колесе и измерять коэффициент трения для покрышек, можно поставить колесо без покрышки и измерить сопротивление подшипников,можно менять скорость и нагрузку в широких пределах.
Короче, теоретически все красиво и просто, практически сделать тяжело.

Один из вариантов такого стенда:



Дальше идут методы измерения сопротивления для всего аппарата, а не для отдельного колеса.

2 Буксировка.
Тоже вполне очевидный способ, причем максимально приближенный к реальности. К автомобилю или мотоциклу цепляем трос, к тросу через динамометр цепляем испытуемый аппарат. Проблемы тоже вполне очевидны: камешки, ямки, повороты, подъемы, спуски, ветер, влияние аэродинамической тени буксирующего транспорта. Все это как-то надо заранее устранить, а потом еще как-то усреднить показания динамометра.
На практике вроде пока не применялся.

3 Метод Отшельника

Вроде пока единственный метод, применявшийся на практике. Дает довольно большой разброс результатов, возможно потому, что измеряет скорее трение покоя чем трение качения.
Подробнее здесь.

4 Мой вариант почти того же самого.

На практике не применялся. Подробности здесь.

5 Еще один вариант того же самого, но без ведра.
Идея взята из американского фильма про инвалидные коляски. Они там так проверяют свои изделия(5.03 - 5.04 и в конце, на 8й минуте)
Делается ровный пандус, длиной 3-4м, с возможностью регулировки наклона. На него ставим аппарат и слегка сдвигаем вперед. Если наклон достаточный и аппарат начнет разгоняться - уменьшаем наклон. Если недостаточный и аппарат остановится - увеличиваем. Найдя угол наклона, при котором он поедет не разгоняясь, рассчитываем силу сопротивления.
Преимущества. Не требует почти никаких измерительных приборов, компактен, можно менять тип покрытия в определенных пределах.

6 Беговая дорожка(метод Алексея).
Метод пока недостаточно проработанный даже на уровне идеи. Но уже можно сказать, что будет посложнее заводского стенда. Подробности здесь.

7 Мотор-колесо с измерителем мощности.
Едем и снимаем зависимость мощности от скорости. По полученным данным строим график. Если затрачиваемую мощность разделить на скорость, получим силу сопротивления. Теоретически сила сопротивления складывается из сопротивления качения и аэродинамического сопротивления. Если построить график зависимости от скорости, сопротивление качения будет горизонтальной линией, а аэродинамическое сопротивление - параболой. Суммарный график зависимости сопротивления от скорости должен иметь такой вид :



Из этого графика легко выделить отдельно аэродинамику и отдельно трение качения, если конечно он получится именно таким. Для этого нужно как минимум, полное отсутствие ветра при испытаниях.

8 Ступица с измерителем мощности.
То же самое, что и № 7, но крутить педали придется самому. Подробности о ступице здесь.

У кого есть что добавить - давайте.

Барабанный стенд и дорожка, единственные способы замера действительно только силы сопративлению качения. Еще спицы надо дисками закрывать

Во-первых, это не так, они замеряют и еще кое-что помимо сопротивления качения. А во-вторых: ну и что? Множество измерений в этом мире делается непрямыми методами и никто особо не расстраивается.

Если не секрет - что?

Ну, во-первых, назовем это "силы проскальзывания". На стенде из-за того, что ось барабана всегда не параллельна оси колеса, а на дорожке добавляется влияние положения руля и то, что колеса не в одной плоскости, плюс для трайков - влияние углов развала/схождения.
Во-вторых, в зависимости от конкретной конструкции стендов обязательно найдутся какие-то детали, вносящие свой вклад в погрешность.
Вообще, "чистых" измерений в мире не бывает, измерительный прибор всегда как-то влияет на объект измерения.

На накат одноколейника это не влияет

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......

Откуда такая уверенность?

От верблюда ))) А как кривая рама может влиять на накат? Разве что, если колёса стоят буквой Х (при виде спереди) тогда пятно контакта будет полумесяцем, и это увеличит трение.
Если заднее колесо поставить, скажем, немного с поворотом вправо, то при езде по прямой нужно будет это компенсировать поворотом руля. Таким образом колёса, в любом случае будут ехать вперёд (они же не могут скользить боком), но они просто не будут ехать по одной колее.
Нарисуйте схему и всё станет понятно. Кстати, тоже самое будет и с трайком. Абсолютно параллельно должны быть только передние колёса (если это тадпол) или задние (если дельта) а положение и направление 3-го колеса на накат не влияет. Если оно стоит с поворотом то это вызовет поворот машины (движение по радиусу). Компенсация этого поворотом руля на тадполе приведёт к движению боком, но при этом сами колёса останутся строго параллельны направлению движения.

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......

Тебе не кажется, что это об одном и том же?

Причем это на практике недостижимо. Их можно сделать параллельными настолько, насколько позволят имеющиеся измерительные инструменты. А потом на сиденье сядет человек и все размеры уплывут под нагрузкой, даже без подвески. А подвеской правильно выставить сход-развал еще сложнее. А как это повлияет на трение качения неизвестно, так что всегда будет непонятно, какая часть сопротивления вызвана неправильной установкой колес, а какая - трением качения.

Еще как влияет, если ехать прямо - накат один, если вилять все время - другой. А как сделать так, чтобы не вилять на беговой дорожке?

Принцип езды на велосипеде как раз и выходит в вилянии то вправо то влево, таким образом держишь равновесие, если руль зафиксировать и метра не проедешь(без гироскопа)
Хотя на трайке безусловно это схема не нужна, но по поводу 3-его колеса, которое стоит не правильно, ну будет оно смещено чуть, роли не играет.

На реальной дороге мы, в любом случае, будем ехать слегка виляя. Так что это будут как раз реальные помехи.



Значит мы недопонимали друг-друга. Я думал, что "не в одной плоскости" имелось в виду "не в одну линию".

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......

Так цель в чем состоит, найти трение качения или "реальные помехи"? Если второе, то буксировка или мотор-колесо намного реальнее беговой дорожки. И дешевле.

Добавлено через 19 минут 50 секунд:
Строго говоря они всегда не в одну линию и всегда с наклоном. Это может быть не заметно на глаз, но отклонения от идеала всегда есть. И они конечно будут влиять на результаты измерений, а насколько сильно - это вопрос.

Проблема с буксировкой или мотором в том, что мы точно не знаем ни коэффициент сопротивления качению, ни Сх аэродинамический. То есть, суммарное сопротивление узнать получится,но какая точно доля его приходится на аэродинамику, а какая на качение - как узнать?
По тому надо как-то измерить коэффициент сопротивления качению отдельно от аэродинамики. А потом, зная его, скорость и массу, уже можно будет высчитать потребляемую качением мощность, и отняв её от полной мощности получить затраты на аэродинамику.

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......

Построить график зависимости силы от скорости, см. п.7 в первом сообщении. Или ехать очень медленно, или при попутном ветре ехать со скоростью ветра.

Ясно. Пора приступать к сбору статистики из опытов.

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......

Что ребята из Inspired Cycle Engineering, что из HP Velotechnik считают, что должно быть небольшое схождение.

_________________


2385 км на recumbents и 2485 км на велосипеде в 2015-м    [2880/1886 км в 2014-м]     [0/5057 км в 2013-м]

Схождение делают что бы компенсировать люфты в колёсах и рулевых тягах. Чем меньше люфт и качественней колёса --тем меньше схождение....

_________________
Мой личный сайт (новый) - http://velomobily.at.ua/
Мой Канал на Ютуб - https://www.youtube.com/channel/UC4opyB ... ysH1I5pD2Q

У меня небольшой опыт езды на подобном трайке, но я заметил, что при небольшом схождении трайк намного легче управляется. При нулевом схождении управление не такое приятное, но катиться легче.

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......

Так 2 им это по вашему много?

_________________


2385 км на recumbents и 2485 км на велосипеде в 2015-м    [2880/1886 км в 2014-м]     [0/5057 км в 2013-м]

Я не знаю, т.к. у своего трайка так точно замерить величину схождения не пробовал.

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......