Pohon (strojírenství) - Traction (engineering)

Tažná síla , neboli tažná síla , je síla používaná ke generování pohybu mezi tělesem a tangenciálním povrchem pomocí suchého tření , ačkoli se běžně používá také smyková síla povrchu.

Trakce může také odkazovat na maximální tažnou sílu mezi tělem a povrchem, omezenou dostupným třením; v tomto případě je trakce často vyjádřena jako poměr maximální tažné síly k normální síle a nazývá se koeficient trakce (podobně jako koeficient tření ). Je to síla, díky níž se objekt pohybuje po povrchu překonáním všech odporových sil, jako je tření , normální zatížení (zatížení působící na vrstvy v záporné ose „Z“), odpor vzduchu , valivý odpor atd.

Definice

Pohon lze definovat jako:

fyzický proces, při kterém se tangenciální síla přenáší přes rozhraní mezi dvěma tělesy suchým třením nebo mezilehlým fluidním filmem, což má za následek pohyb, zastavení nebo přenos síly.

-  Základy a testování mechanického opotřebení, Raymond George Bayer

V dynamice vozidla je tažná síla úzce spjata s pojmy tažná síla a tažná síla , i když všechny tři pojmy mají různé definice.

Koeficient trakce

Schéma podélného součinitele adheze (fx) v závislosti na rychlosti a povětrnostních podmínkách pro asfalt:
A) suchý asfalt
B) Odvod asfaltu ve vlhkých podmínkách
C) Asfalt ve vlhkých podmínkách
D) Sníh
E) Led
Změňte průměr křížení (Fy) během ročních období (číselně vyjádřeno od 1 do 12) as různými povrchy vozovky.
A) Asfalt válcovaný za tepla
B) Štěrk
C) Křemenec
D) Konglomerátový cement
E) asfaltový tmel
F) Štěrk sedimentární (bez vazby)

Součinitel trakce je definován jako využitelné síly pro trakční dělená hmotností na podvozku (kola, stopy atd) a to:

použitelná trakce = součinitel trakce x normální síla

Faktory ovlivňující součinitel trakce

Trakce mezi dvěma povrchy závisí na několika faktorech:

  • Materiálové složení každého povrchu.
  • Makroskopický a mikroskopický tvar ( textura ; makrotextura a mikrotextura )
  • Normální síla přitlačující kontaktní plochy k sobě.
  • Kontaminující látky na hranici materiálu, včetně maziv a lepidel.
  • Relativní pohyb tažných ploch - klouzavý objekt (jeden v kinetickém tření) má menší trakci než neklouzavý objekt (jeden ve statickém tření).
  • Směr trakce vzhledem k určitému souřadnicovému systému - např. Dostupná trakce pneumatiky se často liší mezi zatáčením, zrychlováním a brzděním.
  • U povrchů s nízkým třením, jako je offroad nebo led, lze trakci zvýšit použitím trakčních zařízení, která částečně pronikají povrchem; tato zařízení využívají spíše pevnost ve smyku podkladového povrchu, než aby se spoléhaly pouze na suché tření (např. agresivní terénní běhoun nebo sněhové řetězy ) ....

Koeficient trakce v konstrukčním návrhu

V konstrukci kolových nebo pásových vozidel je vyšší trakce mezi kolem a zemí více žádoucí než nízká trakce, protože umožňuje vyšší zrychlení (včetně zatáčení a brzdění) bez prokluzu kol. Jedna významná výjimka je technika driftování v motoristickém sportu , při níž se při vysokorychlostních zatáčkách záměrně ztrácí trakce zadních kol.

Jiné konstrukce dramaticky zvětšují povrch, aby poskytovaly větší trakci než kola, například u vozidel s nepřetržitým a polopásovým pohonem. Cisterna nebo podobné pásové vozidlo používá pásy ke snížení tlaku v dotykových oblastech. 70tunová M1A2 by se potopila do bodu vysokého centrování, kdyby používala kulaté pneumatiky. Stopy rozložily 70 tun na mnohem větší kontaktní plochu než pneumatiky a umožnily tanku cestovat po mnohem měkčí zemi.

V některých aplikacích existuje komplikovaná sada kompromisů při výběru materiálů. Například měkké gumy často poskytují lepší trakci, ale také se rychleji opotřebovávají a při ohýbání mají vyšší ztráty - čímž se snižuje účinnost. Volby při výběru materiálu mohou mít dramatický účinek. Například: pneumatiky používané pro závodní vozy mohou mít životnost 200 km, zatímco pneumatiky používané u těžkých nákladních vozidel mohou mít životnost blížící se 100 000 km. Pneumatiky nákladních vozidel mají menší trakci a také silnější gumu.

Trakce se také liší podle kontaminujících látek. Vrstva vody v kontaktní ploše může způsobit podstatnou ztrátu trakce. To je jeden z důvodů pro drážky a usrkávání automobilových pneumatik.

Bylo zjištěno, že trakce nákladních vozidel, zemědělských traktorů, kolových vojenských vozidel atd. Při jízdě na měkkém a / nebo kluzkém povrchu se pomocí systémů pro kontrolu tlaku v pneumatikách (TPCS) významně zlepšuje. Systém TPCS umožňuje snížit a později obnovit tlak v pneumatikách během nepřetržitého provozu vozidla. Zvyšování trakce pomocí TPCS také snižuje opotřebení pneumatik a vibrace z jízdy.

Viz také

Reference

  1. ^ Laughery, Sean; Gerhart, Grant; Muench., Paul (2000), Evaluation Mobility Vehicle Using Bekker's Equations (PDF) , US Army TARDEC
  2. ^ Burch, Deryl (1997). "Použitelná síla" . Odhad výkopu . Craftsman Book Co. str. 215. ISBN   0-934041-96-2 .
  3. ^ „Tření“ . hyperfyzika.phy-astr.gsu.edu . Citováno 20. dubna 2018 .
  4. ^ Abhishek. "Metro Train Simulation" . metrotrainsimulation.com . Citováno 20. dubna 2018 .
  5. ^ Bayer, Raymond George. "Terminologie a klasifikace" . Základy mechanického opotřebení a testování . CRC Press. str. 3. ISBN   0-8247-4620-1 .
  6. ^ Schexnayder, Clifford J .; Mayo, Richard (2003). Základy řízení stavby . McGraw-Hill Professional. str. 346. ISBN   0-07-292200-1 .
  7. ^ Wong, Jo Yung. „4.1.3 Koeficient trakce“ . Teorie pozemních vozidel . str. 317. ISBN   0-471-35461-9 .
  8. ^ J670 Terminologie dynamiky vozidla , SAE .
  9. ^ Munro, Ron; MacCulloch, Frank (únor 2008). „Kontrola tlaku v pneumatikách u vozidel na přepravu dřeva: Některá pozorování u soudu ve Skotské vysočině“ (PDF) . ROADEX III severní periferie . Citováno 20. dubna 2018 .