Test pneumatík „Jazda“- zmerajte brzdnú dráhu v horúcom a chladnom stave. Ide o dlhodobý spor medzi praktizujúcimi a teoretikmi. Posledne menovaný ako posilnený konkrétny argument uvádza závislosť, ktorú v roku 1779 založil Francúz Charles Augustin de Coulomb. Mnohým je známe ako jednoduchý vzorec zo školského kurzu fyziky: F = µN, kde F je pokojová trecia sila, µ je koeficient pokojového trenia a N je sila normálnej reakcie podpery, v našom prípade je sila kolesa tlačená proti vozovke. Podľa tohto vzorca maximálna pokojová trecia sila závisí od prítlačnej sily a materiálov kontaktných povrchov. V tomto vzorci nie je žiadne kontaktné miesto, a preto behúň pneumatiky! Ukázalo sa, že je potrebné dať nejakú pneumatiku - širokú alebo úzku - a brzdná dráha sa nezmení?
Neponáhľajte sa k záverom. Závislosť odvodená Coulombom sa týka iba pokojovej trecej sily, ktorá pôsobí medzi dvoma kontaktnými telesami a zabraňuje výskytu relatívneho pohybu, to znamená, že platí iba za podmienky, že kolesá automobilu sú nehybné (nedochádza k valeniu).
Aká je zvyšná trecia sila?
Predstavte si auto stojace nehybne na plochom asfalte. Vodič zošliapne brzdový pedál. Vozidlo je pripevnené k traktoru pomocou dynamometra, ktorý meria trakciu. Traktor sa začne pohybovať a dynamometer zaznamená hodnotu sily, ktorá bude maximálna v okamihu, keď sa vozidlo s brzdenými kolesami začne pohybovať. Ak vykonávate takéto merania, striedavo inštalujete súpravy pneumatík s behúňmi rôznej šírky, ale z rovnakej gumovej zmesi, potom budú hodnoty maximálnej sily podobné. V tomto prípade Coulombov zákon funguje perfektne - rozdiely v získaných hodnotách budú minimálne, v medziach chýb merania.
Len čo sa vozidlo začne pohybovať, závislosť stanovená Coulombom stráca význam, pretože namiesto zvyšnej trecej sily, ktorá brzdí vozidlo v pohybe, sa začnú hrať ďalšie trecie sily. To znamená, že ostatné sily budú pôsobiť na auto, ktoré spomaľuje (spomaľuje).
Brzdíme podľa iných zákonov
Súvisiace materiály
Pneumatiky podľa veľkosti: Prečo preplatiť za nízky profil? Ako viete, pohybujúce sa telo (napríklad auto) má kinetickú energiu rovnú mv2 / 2 (kde m je jeho hmotnosť a v je rýchlosť). Na zastavenie tela musíte túto energiu zbaviť. Podstatou „klasického“(bez rekuperačného) brzdového procesu je premena kinetickej energie automobilu na teplo s následným rozptylom tepla do okolitého prostredia. Čím intenzívnejšie teplo sa uvoľní a rozptýli, tým kratšia je brzdná dráha.
Brzdenie (čítanie: premena energie) nastáva v dôsledku trenia brzdových doštičiek na povrchu brzdového kotúča (bubna), vnútorného trenia gumy behúňa (hlavne keď sa deformuje v kontaktnej ploche), ako aj trenia behúňa na asfalte aj pri miernom sklznutí.
Maximálny brzdný účinok sa dosiahne, keď preklzávanie kolies je asi 15% (tzv. Pracovný sklz). Na letných pneumatikách sa tento účinok prejavuje kombináciou vnútorného gumového trenia počas deformácie behúňa, strihu malých frakcií na povrchu vozovky, ako aj absorpcie energie pomocou odpruženia - a používa sa pri činnosti systému ABS, čo umožňuje mierne skĺznutie pneumatiky v porovnaní s vozovkou. Brzdenie teda nastáva v prechodnom štádiu klzného trenia. Aby bolo možné opísať tak komplexnú interakciu rôznych typov trenia, je potrebné ísť ďaleko za hranice elementárnej fyziky. Valcovanie prítomné v tomto procese navyše prispieva k tomu, že nepretržite odstraňuje „spotrebovanú“vyhrievanú časť dezénu z kontaktného miesta a dodáva do nej čerstvý, chladnejší úsek.
Trenie nevyhnutne vedie k zahriatiu povrchu behúňa a zmena teploty významne ovplyvňuje adhézne vlastnosti gumy. Prehriatie behúňa vedie k zníženiu jeho pevnosti a následnej mikrofrakcii (roztaveniu) povrchu, čo ďalej oslabuje „priľnavosť“. Typickým príkladom je brzdenie na vozidlách bez ABS s blokovaním kolies, dymom a charakteristickým zápachom, pričom na asfalte zostávajú čierne stopy spálenej gumy.
Širšie pneumatiky - vyššie trenie
Čo máme v praxi? Čím je behúň pneumatiky širší, tým väčšia je plocha jeho kontaktného miesta s vozovkou, a teda aj trecia plocha. V dôsledku toho sa viac kinetickej energie premení na teplo. Okrem toho bude rozptyl tepelnej energie intenzívnejší a riziko prehriatia sa zníži. To všetko spolu poskytuje efektívnejšie brzdenie.
Podchladenie pneumatiky tiež negatívne ovplyvňuje jej priľnavosť. Toto je evidentné najmä v zhoršujúcich sa výsledkoch „studeného“brzdenia na mokrom asfalte pri +6 ° C (ZR, č. 3 a č. 4, 2018). Guma nemá schopnosť zahriať sa na prevádzkovú teplotu, a preto zostáva nedostatočne elastická a pri asfalte horšie prilieha k mikroresnostiam. Naopak, schopnosť širokých pneumatík chladiť lepšie, naopak nepriaznivo ovplyvňuje výkon - v chladnom počasí sa ich priľnavosť zhoršuje výraznejšie ako v úzkych pneumatikách.
Ešte raz o koeficiente trenia
Súvisiace materiály
Test brzdových doštičiek pre Solaris a Rio: horúca čiara Koeficient trenia sa často vníma ako konštanta určujúca brzdný účinok. V praxi je táto hodnota stanovená experimentálne. Jeho fyzikálny význam je pomer medzi silou trenia a silou normálnej reakcie (to je sila, ktorá tlačí koleso na cestu). Trecia sila závisí od charakteristík treniacich plôch. Na jednej strane je to stav a kvalita asfaltu, na druhej strane zloženie a vlastnosti gumovej zmesi pneumatiky, plocha kontaktného miesta a rozloženie tlakových síl v nej. Okrem toho ovplyvňuje treciu silu teplota poťahu a vzduchu, vlhkosť a mnoho ďalších faktorov.
Je pozoruhodné, že pri brzdení dochádza k zmene priľnavosti pneumatík. V počiatočnom období sa mierne zlepšujú, keď sa guma zahrieva na najúčinnejšiu (pracovnú) teplotu, a potom - ak gumová zmes nemá čas na to, aby vydávala teplo a prehrievala sa, môže sa zhoršiť.
Ako vypočítať koeficient trenia? Podľa vzorca k = v² / 2gs (kde v je rýchlosť, pri ktorej začína brzdenie, g je zrýchlenie gravitácie, s je brzdná dráha). Hodnota brzdnej dráhy pre každú pneumatiku sa získa experimentálne - pri brzdení na asfalte merame. Rôzne pneumatiky poskytujú rôzne brzdné dráhy - preto sa z hľadiska svojich spojovacích vlastností navzájom líšia. Navyše, čím je behúň širší, priľnavosť je lepšia (samozrejme, ak gumová zmes nie je podchladená). Naše výsledky testov pneumatík to dokazujú. A ako ste už pochopili, nie sú v rozpore so zákonmi fyziky.
- Všetky otázky týkajúce sa pneumatík sú zodpovedané na našom špecializovanom portáli. Tu si môžete prezrieť testy, preštudovať ponuky predajcov a zanechať požiadavku na nákup.
- Zakúpené pneumatiky sa najlepšie skladujú v špeciálnych prípadoch.