fedot

Plukh, так где здесь фаза трения покоя?
Уже если мы оперируем физическими понятиями (а не инженерными, где есть некоторые допущения) то давайте раскроем эту тайну.

Plukh

Давайте раскроем, заодно проверим мои воспоминания о школьной физике :-). Трение скольжения и трение покоя - суть, одно и то же, вызваны одними и теми же физическими причинами (микронеровности соприкасающихся поверхностей, в свою очередь, ведущие к возникновению э/м сил отталкивания между молекулами двух материалов). Разница исключительно в том, как рассчитывается сила трения в этих двух случаях. В случае трения покоя до достижения определённого предела (называемого максимальной силой трения покоя) сила трения равна по модулю и противоположно направлена к проекции сдвигающих сил, действующих на тела, на плоскость их соприкосновения. При превышении этого лимита тела сдвигаются друг относительно друга (в простейшем случае - тело, к которому приложена внешняя сила, сдвигается относительно неподвижной поверхности). Сила трения, действующая при движении соприкасающихся тел друг относительно друга называется силой трения скольжения. Она равна по модулю максимальной силе трения покоя, а по направлению - противонаправлена к вектору скорости (и это, собственно, главное отличие трения скольжения от трения покоя).

Теперь, надеюсь, понятно, почему бессмысленно говорить в данном случае о "фазе трения покоя", "фазе трения скольжения" и "фазе трения качения". Трение качения (которое, по сути, отражение простой мысли, что пятно контакта никогда не бывает нулевой площади и, стало быть, всегда присутствует некоторое плечо, мешающее равномерному и прямолинейному качению) никуда не девается, оно продолжает оказывать своё влияние на движение. Но как только линейная скорость вращения поверхности колеса становится меньше скорости движения автомобиля, появляются дополнительные силы трения. Часть из этих сил относится к трению покоя (в тех местах пятна контакта, где протектор не начал проскальзывать относительно дорожного покрытия), часть - к трению скольжения (там, где уже начал), часть - к разного рода видам вязкого трения (там, где протектор начал плавиться или присутствует жидкость на дорожном покрытии). По мере увеличения разности между скоростью авто и скоростью колеса доля разных видов трения меняется, вплоть до полной блокировки колеса (когда сила трения качения действовать перестаёт, остаётся только сила трения скольжения и силы вязкого трения).

Раскрыли?

Plukh

P.S. В случае идеального колеса и идеального дорожного покрытия события будут развиваться следующим образом:

1. Пока сила торможения Fb (сила, развиваемая за счёт трения тормозных колодок о тормозные диски) такова что сила трения в пятне контакта Ft меньше максимальной силы трения покоя: действует сила трения качения Fr и сила трения покоя, компенсирующая разницу между трением качения и силой торможения: Fb = Ft + Fr. Колесо (идеальное, напомню) имеет линейную скорость, равную скорости авто.

2. Когда сила торможения Fb становится такой, что сила трения в пятне контакта Ft больше максимальной силы трения покоя: действует сила трения качения Fr и сила трения скольжения, равная максимальной силе трения покоя. Fb = Ftmax + Fr. Колесо имеет линейную скорость меньшую, чем скорость авто (колесо скользит относительно поверхности).

3. Когда сила трения тормозных колодок о тормозной диск становится больше определённого значения, колесо полностью блокируется. Сила трения качения перестаёт действовать, сила торможения Fb = Ftmax, максимальной силе трения покоя.

Я так понимаю, Вы именно это имели в виду, когда говорили, что нельзя перейти в фазу трения скольжения, минуя фазу трения покоя.

Plukh

P.P.S. Чёт и так лекция получилась, но не могу не добавить два важных следствия из вышеуказанного:

1. Максимальная сила торможения достигается, когда колёса продолжают вращаться (потому что Fr + Ftmax по определению всегда больше, чем просто Ftmax), даже если не рассматривать вопрос оплавления протектора в пятне контакта. На практике, на современных машинах с высоким давлением в шинах вклад Fr незначителен, но это не значит, что он отсутствует.

2. ABS позволяет сохранить управляемость именно потому, что сила трения покоя противонаправлена к силе, пытающейся сдвинуть поверхности друг относительно друга. Для вращающегося колеса эта сила лежит где-то между плоскостью вращения колеса и вектором скорости авто. Как только колесо начинает скользить - т.е. начинает действовать сила трения скольжения, вектор которой направлен против вектора скорости - крутить руль бесполезно, вектор силы трения скольжения от положения колёс в пространстве не зависит. Это верно независимо от того, заблокировано колесо или нет - просто чем бОльшая часть пятна контакта скользит относительно дороги (а, естественно, в реальных условиях оно никогда не начинает скользить всё полностью и одномоментно), тем хуже управляемость авто.

Вот теперь, как мне кажется, всё :-))))))))))))).

fedot

Угу.
Добавить особо нечего, кроме, что коэфф. трения при трении покоя, скольжения и качения разные (написал в порядке уменьшения коэфф), соответственно сила трения при трении покоя будет максимальной.

добавлено через 4 минуты
Я бы для четкости написал: "в момент блокировки колеса", так как дальше, если колесо остается заблокированным, то остается только трение скольжение и сила трения будет меньше, чем максимальная сила трения покоя.

Plukh

А вот здесь мы вас поправим (тм). Сила трения скольжения строго равна по модулю максимальной силе трения покоя. Вектор направлен по-другому, но модули равны. Поэтому для "идеального" колеса с точки зрения эффективности торможения не важно, скользит ли пятно контакта относительно поверхности, или нет. А про "неидеальное" колесо я много написал выше :-).

P.S. Коэффициенты трения покоя и скольжения - такого нет, есть просто коэффициент трения. А коэффициент трения качения - совсем другая величина, у неё даже размерность другая, чем у просто коэффициента трения.

P.P.S. Коэффициент трения зависит от скорости, но для небольших скоростей изменение крайне незначительно, поэтому в "школьном" курсе физики им пренебрегают и считают, что КТ от скорости не зависит.

fedot

Plukh, сдаюсь.
Напоследок объясните мне пример из учебника физики. Вы пытаетесь сдвинуть шкаф с места.
Вы прикладываете определенное усилие, но как только вы его сдвинули, то Вы начинаете прикладывать гораздо меньшее усилие, чтобы его двигать.
Это пример про трение покоя и трение скольжение. По вашему утверждению сила будет одинаковой. Я правильно изложил?

fedot

Plukh, вот эта таблица Ваше утверждение, что коэфф. трения покоя и скольжения одинаковые опровергает. Коэффициенты трения покоя и скольжения для наиболее распространенных материалов. DPVA.info - Инженерный справочник
Добавлю ещё вот это:
http://helpw.ru/KoefTrPok.php

ilejn

Вы опускаете важные детали.

К примеру, заблокированное колесо собирает перед собой снег (если он есть).

fedot

ilejn, я писал про это выше. В данный момент мы рассматриваем сухое трение и отсутствие препятствий.

Plukh

Хмда, ошибся. Откуда-то помнится, что сила трения скольжения равна по модулю максимальной силе трения покоя, но с наукой не поспоришь :-(.

fedot

Plukh, бывает. Но суть это не сильно меняет.
Торможение на грани срыва колеса в скольжение максимально эффективно. А вот как разные системы АБС это делают - это несколько другой вопрос. Мы же здесь рассматривали принципы работы АБС, а не конкретное инженерное решение.

Я думаю, если ни у кого больше вопросов нет, то дискуссию можно закрывать.

сергей

Сегодня в полной мере ощутил работу АБС и всех систем безопасности Колеоса. Прозевал начинающуюся пробку и пришлось оттормаживаться в пол. Замигала аварийка и АБС стрекотала весело. На Лужковском коктеле начался занос ,но электроника сделала свое дело , даже рулем крутить не пришлось. Видео с регистратора как то не страшно как в натуре. Ну главное до дома доехал без проишествий))))))))
Смотреть с 40й по 45ю секунду, а то можно и не заметить )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))))))))))

__________________
.
Нельзя вернуться в прошлое и изменить свой старт.Можно стартовать сейчас и изменить свой финиш.

Aleksey-F

Серега какие шины у тебя?

Пост скопирую в тему ESP.

сергей

Шины данлоп без шипов

__________________
.
Нельзя вернуться в прошлое и изменить свой старт.Можно стартовать сейчас и изменить свой финиш.