Визначення коефіцієнта опору кочення і коефіцієнта зчеплення покришки з поверхнею дороги
Мета роботи: Освоїти методику експериментального визначення:
а) коефіцієнта опору кочення і встановити вплив на нього тиску повітря в покришках і нормального навантаження;
б) коефіцієнта зчеплення покришки з дорогою і встановити вплив на нього стану опорної поверхні.
Обладнання: Установка для визначення коефіцієнта опору коченню і коефіцієнта зчеплення покришки з опорною поверхнею, модель автомобіля, вантажі, мікрокалькулятор.
Задачі роботи: Одержати експериментальні дані і зробити розрахунки коефіцієнта опору кочення та коефіцієнта зчеплення покришки з сухим і вологим покриттям опорної поверхні; проаналізувати як змінюється коефіцієнт опору коченню при зміні навантаження і стану покриття дороги.
Теоретичні положення
Коефіцієнт опору коченню.
Вага автомобіля, яка припадає на колесо, деформує покришку і опорну поверхню. При цьому чим м`якіша дорога, тим більша її деформація і менша деформація покришки, і навпаки. В результаті при їх деформації на внутрішнє тертя в покришці і дорозі, і тертя між ними витрачається енергія.
При коченні колеса під дією штовхаючої сили Р (рис. 1) внутрішнє тертя в покришці і дорозі, і тертя між ними, перешкоджає зростанню деформації в передній зоні поверхні контакту покришки із дорогою і зменшенню її в задній зоні.
Рис. 1. Розподіл сил, що діють на колесо автомобіля.
В результаті епюра нормальних тисків, симетрична в випадку нерухомого колеса, а при коченні змінюється, збільшуючись спереду і зменшуючись ззаду.
Рівнодіюча цих реакцій Rz, перпендикулярна до напрямку руху і рівна силі тиску колеса Gk, на опорну поверхню, при коченні колеса зміщується в сторону руху на віддаль а.
Реакція Rz створює відносно центра колеса момент опору коченню Mf:
Mf=Rz∙a (1)
В випадку рівномірного руху цей момент врівноважується моментом, який створюється штовхаючою силою Р на плече, яке рівне динамічному радіусу колеса rд.
Rz∙a = P∙rд (2)
Звідки: 
(3)
Внаслідок тертя між покришкою і дорогою в елементах поверхні їх контакту виникають дотичні реакції, які діють в сторону, протилежну напрямку штовхаючої сили Р. На твердій дорозі ці реакції паралельні напрямку руху і становлять рівнодіючу Rx, яка при рівномірному русі дорівнює силі опору коченню Рfk.
Величина 
називається коефіцієнтом опору кочення колеса.
Беручи до уваги, що Rz = Gk, вираз (3) можливо записати в вигляді
. (4)
Звідки:
, (5)
де Рfk - сила опору кочення колеса; Gk – нормальне навантаження на колесо, або для автомобіля:
, (6)
де Pf - сила опору коченню всіх коліс автомобіля; G - вага автомобіля.
Коефіцієнт опору коченню f, в основному залежить від матеріалу і конструкції покришок, тиску в них повітря, твердості і стану дороги, жорсткості підвіски і режиму руху автомобіля. Застосування матеріалів з малим внутрішнім тертям, зменшення жорсткості кордної тканини і числа її шарів, полегшення протектора і інші конструктивні міри значно знижують гістерезисні втрати в покришках.
Для кожного типу покришок в залежності від твердості і стану ґрунту (сніг та інш.) існує оптимальний тиск повітря, при якому загальний опір коченню мінімальний.
При русі по нерівному шляху коефіцієнт f зростає внаслідок жорсткості підвіски і амортизаторів. Він також зростає при збільшенні висоти ґрунтозачепів покришки. Слід відмітити, що на нерівних і м’яких поверхнях коефіцієнт f знижується із збільшенням діаметра колеса.
Із факторів, які характеризують режим руху покришок, найбільш впливає на коефіцієнт f швидкість руху та діючі на колеса вертикальні навантаження і бокова сила. Вплив швидкості на опір коченню по м’яким поверхням залежить від їх фізико-механічних властивостей.
Із збільшенням навантаження на колесо коефіцієнт f зростає, так як збільшуються деформації покришки і дороги.
В випадку дії бокової сили, яка виникає при повороті, поперечному нахилі дороги або боковому вітрі, коефіцієнт f значно збільшується внаслідок додаткових бокових деформацій покришок.
Режим руху, вологість дороги і температура навколишнього повітря відбивається на тепловому стані покришок. Із збільшенням нагріву покришок внутрішнє тертя в її матеріалі, а отже, і опір коченню знижуються. При температурі 70...80оС коефіцієнт f менше, чим у холодних покришок приблизно на 12...15%.