Методи розрахунку реалізованого зчеплення між шиною автомобільного колеса та поверхнею дорожнього покриття

Автор(и)

  • Дмитро Леонтьєв Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна https://orcid.org/0000-0003-4255-6317
  • Герман Сметанін Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна https://orcid.org/0000-0002-2275-6891
  • Валерій Володін Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25. , Україна https://orcid.org/0009-0004-0107-5618
  • Віктор Малий Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна https://orcid.org/0009-0002-7800-9163
  • Олександр Рябушенко Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна https://orcid.org/0000-0002-8415-5733
  • Богдан Товт Дніпровський державний аграрно-економічний університет, вул. Сергія Єфремова, 25, м. Дніпро, Україна, 49009, Україна https://orcid.org/0009-0000-7670-8898

DOI:

https://doi.org/10.30977/VEIT.2025.28.0.3

Ключові слова:

реалізоване зчеплення, коефіцієнт зчеплення, шина, автомобільне колесо, поверхня дорожнього покриття

Анотація

Забезпечення безпеки дорожнього руху не можливе без точного прогнозування поведінки транспортного засобу у різних умовах експлуатації, тому визначення реалізованого зчеплення шини з поверхнею дорожнього покриття є актуальною задачею. В роботі проведено поглиблений аналіз літературних джерел і математичних моделей, здійснено чисельне моделювання з фіксованими значеннями ключових точок «f – S діаграми» та проведено порівняльну оцінку точності отриманих результатів. Встановлено, що не всі моделі дають повноцінний опис процесу реалізації зчеплення в усьому діапазоні ковзання шини. Частина рівнянь забезпечує високу точність лише у режимах часткового ковзання, водночас інші відомі моделі мають значні похибки та обмежену придатність. Отримані дані можуть бути використані при створенні пневматичних шин, оптимізації систем активної безпеки та високоточних симуляторів руху транспортних засобів на дорогах з різним покриттям.

Посилання

  1. Feng, S., Zhao, Y., Deng, H., Wang, Q., & Chen, T. (2021). Parameter identification of Magic Formula tire model based on Fibonacci tree optimization algorithm. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 26(5), 647–657. https://doi.org/10.1007/s12204-021-2354-9
  2. Burckhardt, M. (1979). Erfahrungen bei der Konzeption und Entwicklung des Mercedes-Benz Bosch-Anti-Blockier-Systems (ABS). Automobiltechnische Zeitschrift, 81(5), 201–208.
  3. Denny, M. (2005). The dynamics of antilock brake systems. European Journal of Physics, 26(6), 1007–1016. https://doi.org/10.1088/0143-0807/26/6/008 Grafiati
  4. Kiencke, U., & Daiss, A. (1994). Estimation of tyre friction for enhanced ABS systems. In Proceedings of the 2nd International Symposium on Advanced Vehicle Control (AVEC ’94) (pp. 515–520).
  5. Canudas-de-Wit, C., Tsiotras, P., Velenis, E., Basset, M., & Gissinger, G. (2003). Dynamic friction models for road/tire longitudinal interaction. Vehicle System Dynamics, 39(3), 189–226. https://doi.org/10.1076/vesd.39.3.189.14152 Taylor & Francis Online
  6. Michelin Technology Society. (1999). The tyre. Grip. Michelin.
  7. Michelin Technology Society. (2001). The tyre. Grip. Michelin.
  8. Han, K., Hwang, Y., Lee, E., & Choi, S. (2016). Robust estimation of maximum tire-road friction coefficient considering road surface irregularity. International Journal of Automotive Technology, 17(3), 415–425. https://doi.org/10.1007/s12239-016-0043-8
  9. Леонтьєв, Д. M. (2011). Системний підхід до створення автоматизованого гальмівного керування транспортних засобів категорій М3 та N3. Харківський національний автомобільно-дорожний університет. Leontiev, D. M. (2011). Systemnyi pidkhid do stvorennia avtomatyzovanoho halmivnoho keruvannia transportnykh zasobiv katehorii M3 ta N3 [A systematic approach to the creation of an automated brake control for vehicles of categories M3 and N3]. Kharkiv National Automobile and Highway University [in Ukrainian]
  10. Rill, G. (2009). Vehicle Dynamics. Lecture notes. Hochschule Regensburg University of Applied Sciences.
  11. Dugoff, H., Fancher, P. S., and Segel, L. (1969). Tire performance Characteristics Affecting Vehicle Response to Steering and Braking Control Inputs, Final Report for Contract No, CST-460, Office of Vehicle Systems Research, National Bureau of Standards, Washington.
  12. Фролов, А. А. (2023). Удосконалення методу визначення реалізованого зчеплення шин здвоєних коліс транспортного засобу в режимі гальмування. Харківський національний автомобільно-дорожній університет. Frolov, A. A. (2023). Udoskonalennia metodu vyznachennia realizovanoho zcheplennia shyn zdvoienykh kolis transportnoho zasobu v rezhymi halmuvannia. [Improvement of the method of determining the adhesion utilized of tires at dual wheels vehicle with the surface of the road pavement] Kharkiv National Automobile and Highway University [in Ukrainian]
  13. Klimenko, V., Kapski, D., Leontiev, D., Kuripka, O., & Frolov, A. (2021). Determination of tangential properties of a single pneumatic tire in the braking mode of a vehicle. Vehicle and Electronics. Innovative Technologies, 19, 28–34. https://doi.org/10.30977/veit.2021.19.0.28 Veit Automotive and Electronics
  14. Leontiev, D., & Don, E. (2016). Specifics of automobile dual wheels interaction with the supporting surface. Automobile Transport, 39, 74–79. https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2016.39.0.74 ResearchGate
  15. Leontiev, D. N., Mikhalevich, N. G., & Frolov, A. A. (2018). Influence of vertical load on braking force and tyre adhesion coefficient of vehicle wheel. Theory and Practice of Forensic Science and Criminalistics, 18, 383–392. https://doi.org/10.32353/khrife.2018.42 ResearchGate
  16. Leontiev, D., Klymenko, V., Aloksa, M., & Sylchenko, M. (2022). Regarding the issue of determining the deceleration of a two-axle vehicle with a damaged brake system. Automobile Transport, 50, 21–28. https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2022.50.0.03 Academia
  17. Maknickas, A., Ardatov, O., Bogdevičius, M., & Kačianauskas, R. (2022). Modelling the interaction between a laterally deflected car tyre and a road surface. Applied Sciences, 12(22), 11332. https://doi.org/10.3390/app122211332 ResearchGate+1
  18. Fathi, H., Khosravi, M., El-Sayegh, Z., & El-Gindy, M. (2023). An advancement in truck-tire–road interaction using the finite element analysis. Mathematics, 11(11), 2462. https://doi.org/10.3390/math11112462 IDEAS/RePEc+1
  19. Millan, P., & Ambrósio, J. (2024). Tire–road contact modelling for multibody simulations with regularised road and enhanced UA tire models. Multibody System Dynamics, 63(3), 273–302. https://doi.org/10.1007/s11044-024-09987-z ResearchGate+1
  20. Mantaras, D. A., Luque, P., & Alonso, M. (2022). Phase plane analysis applied to non-explicit multibody vehicle models. Multibody System Dynamics, 56(2), 173–188. https://doi.org/10.1007/s11044-022-09846-9 ResearchGate+1
  21. Guastadisegni, G., De Pinto, S., Cancelli, D., Labianca, S., Gonzalez, A., Gruber, P., & Sorniotti, A. (2024). Ride analysis tools for passenger cars: Objective and subjective evaluation techniques and correlation processes – A review. Vehicle System Dynamics, 62(7), 1876–1902. https://doi.org/10.1080/00423114.2023.2259024 Taylor & Francis Online+1
  22. Spiryagin, M., Edelmann, J., Klinger, F., & Cole, C. (2023). Vehicle system dynamics in digital twin studies in rail and road domains. Vehicle System Dynamics, 61(7), 1737–1786. https://doi.org/10.1080/00423114.2023.2188228 Taylor & Francis Online+1
  23. He, L., Pan, Y., He, Y., Li, Z., Królczyk, G., & Du, H. (2022). Control strategy for vibration suppression of a vehicle multibody system on a bumpy road. Mechanism and Machine Theory, 174, 104891. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2022.104891 ScienceDirect+1
  24. Mantaras, D. A., Luque, P., & Alonso, M. (2022). Phase plane analysis applied to non-explicit multibody vehicle models. Multibody System Dynamics, 56(2), 173–188. https://doi.org/10.1007/s11044-022-09846-9
  25. Petrov, L. M., Kishianus, I. V., Petryk, Y. M., Nikishyn, V. A., & Sheluhin, S. V. (2023). Structural improvement of the wheel drive of a military vehicle. Systems and Technologies, 65(1), 160–167. https://doi.org/10.32782/2521-6643-2023.1-65.20
  26. Петров, Л. М., Кішянус, І. В., Петрик, Ю. М., & Фролов, О. С. (2022). Виявлення неврахованого впливу стиснутої шини на змінення значення коефіцієнта зчеплення шини колісного рушія з дорогою та прискорення колісного рушія. Збірник наукових праць Військової академії, 2(18), 111–118. Vyiavlennia nevrakhovanoho vplyvu stysnotoi shýny na zminenennia znachennia koefitsiienta zcheplennia shýny kolisnoho rushiia z dorohoiu ta pryskorenni͡a kolisnoho rushiia [Detection of the unaccounted influence of a compressed tire on changes in the adhesion coefficient of a wheel-drive tire with the road and the acceleration of the wheel drive] Zbirnyk naukovykh prats Viiskovoi akademii, 2(18), 111–118. https://doi.org/10.37129/2313-7509.2022.18.111–118 [in Ukrainian]

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-08

Як цитувати

Леонтьєв , Д. ., Сметанін, Г., Володін, В., Малий, В., Рябушенко, О., & Товт, Б. (2025). Методи розрахунку реалізованого зчеплення між шиною автомобільного колеса та поверхнею дорожнього покриття. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології, (28), 25–36. https://doi.org/10.30977/VEIT.2025.28.0.3

Номер

№ 28 (2025)

Розділ

МОДЕЛЮВАННЯ ПРИКЛАДНИХ ЗАДАЧ В АВТОМОБІЛЕБУДУВАННІ І ТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМАХ

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Дмитро Леонтьєв , Герман Сметанін, Валерій Володін, Віктор Малий, Олександр Рябушенко, Богдан Товт

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.