2.6. Демпфирующие свойства шины

При качении автомобильного колеса по неровной дороге шина деформируется, поверхность ее становится неровной по периферии, а степень восстановления деформированного участка шины к моменту его последующего контакта с дорогой зависит как от деформации, так и от времени ее чередования. Радиальная жесткость и демпфирующие свойства шины являются функцией конструктивных параметров, давления воздуха в шине и скорости движения автомобиля.

Если представить деформируемую часть шины в равновесии под действием внутренних (давление воздуха, жесткости материала шины и центробежных сил) и внешних (нормальной нагрузки и реакции дороги) сил, то можно определить динамический прогиб шины по Н_z.дин следующей зависимости:

где G_к - нормальная нагрузка на колесо; К_м - коэффициент, учитывающий жесткость материала шины, р_b - давление воздуха в шине; Р_ц - центробежная сила деформируемой части шины; R - радиус кривизны протектора в поперечной плоскости; r_св.д - свободный радиус качения шины, изменяющийся под действием центробежных сил.

Знаменатель приведенной выше зависимости есть динамическая жесткость шины. Расстояние от оси колеса до опорной поверхности, равное разности свободного радиуса качения и динамического прогиба шины, будет величиной переменной.

Результаты испытаний шин различной размерности на специальном стенде показали, что радиальная жесткость шины из-за действия центробежных сил материала протектора и возрастания скорости движения увеличивается более чем в 2 раза. При этом расстояние от оси колеса до опорной поверхности возрастает на 3-6%. Сглаживающая способность шины, определяющая ее свойство уменьшать вертикальные перемещения оси колеса по сравнению с приведенной высотой неровности [11], может быть оценена коэффициентом сглаживания, величина которого возрастает с 0,2 до 0,45 пропорционально внутреннему давлению воздуха и скорости движения автомобиля.

Демпфирующие свойства шины, определяемые ее способностью рассеивать энергию переменной радиальной деформации, оценивались декрементом затухания, величина которого изменялась от 1,05 до 2,6 обратно пропорционально давлению воздуха в шине и скорости движения автомобиля.

Упомянутые динамические характеристики позволяют уточнить механизм взаимодействия шины с опорной поверхностью в реальных условиях эксплуатации, что необходимо для обоснованного выбора конструктивных параметров шин и анализа динамики и топливной экономичности автомобилей с этими шинами.