Padangų testas „Važiavimas“- išmatuokite stabdymo kelią per karštą ir šaltą - tai jau seniai praktikuojančių specialistų ir teoretikų ginčas. Pastarasis, kaip sustiprintas konkretus argumentas, mini priklausomybę, kurią 1779 m. Nustatė prancūzas Charlesas Augustinas de Coulombas. Tai daugeliui pažįstama kaip paprasta formulė iš fizikos mokyklos kurso: F = µN, kur F yra likusios trinties jėga, µ yra poilsio trinties koeficientas, o N yra normalios atramos reakcijos jėga, mūsų atveju rato jėga prispaudžiama prie kelio. Pagal šią formulę maksimali poilsio trinties jėga priklauso nuo prispaudimo jėgos ir kontaktinių paviršių medžiagų. Šioje formulėje nėra jokios sąlyčio vietos, todėl padangų protektorius! Pasirodo, uždėkite bet kokią padangą - plačią ar siaurą - ir stabdymo kelias nepasikeis?
Neskubėkite daryti išvadų. Kulono išskaičiuota priklausomybė susijusi tik su poilsio trinties jėga, kuri veikia tarp dviejų kontaktinių kūnų ir neleidžia atsirasti santykiniam judėjimui, tai yra, ji galioja tik tuo atveju, jei automobilio ratai yra nejudrūs (nėra riedėjimo).
Kokia poilsio trinties jėga?
Įsivaizduokite automobilį, stovintį nejudėdamas ant lygaus asfalto. Vairuotojas iš visų jėgų spaudžia stabdžių pedalą. Automobilis pritvirtintas prie traktoriaus per dinamometrą, kuris matuoja sukibimą. Traktorius pradeda judėti, o dinamometras užrašo jėgos vertę, kuri bus didžiausia tuo metu, kai automobilis su stabdytais ratais pradės judėti. Jei atliksite tokius matavimus, pakaitomis montuokite padangų rinkinius su skirtingo pločio protektoriais, bet iš to paties gumos mišinio, tada maksimalios jėgos vertės bus panašios. Šiuo atveju Kulono įstatymas veikia puikiai - gautų verčių neatitikimai bus mažiausi, neviršijant matavimo paklaidos ribų.
Kai tik automobilis pradės judėti, Kulono nustatyta priklausomybė praranda reikšmę, nes vietoje likusios trinties jėgos, kuri stabdomą automobilį nejudina, ims veikti kitos trinties jėgos. Tai reiškia, kad kitos jėgos veiks automobilį, kuris lėtėja (sulėtėja).
Stabdome pagal kitus įstatymus
Susijusios medžiagos
Padangos pagal dydį: kodėl reikia permokėti už žemą profilį? Kaip žinote, judančio kūno (pavyzdžiui, automobilio) kinetinė energija lygi mv² / 2 (kur m yra jo masė, o v yra greitis). Norėdami sustabdyti kūną, turite jį atsikratyti šios energijos. „Klasikinio“(be rekuperacijos) stabdymo proceso esmė yra automobilio kinetinę energiją paversti šiluma, o vėliau - šilumos išsklaidymu į aplinką. Kuo intensyviau šiluma išsiskiria ir išsisklaido, tuo trumpesnis stabdymo kelias.
Stabdymas (skaityti: energijos konvertavimas) atsiranda dėl stabdžių trinkelių trinties ant stabdžių disko (būgno) paviršiaus, protektoriaus gumos vidinės trinties (daugiausia tada, kai ji deformuojasi kontaktiniame pleistre), taip pat dėl protektoriaus trinties ant asfalto net ir šiek tiek slystant.
Maksimalus stabdymo efektyvumas pasiekiamas, kai rato paslydimas yra apie 15% (vadinamasis darbinis slydimas). Vasarinėms padangoms šis poveikis atsiranda dėl vidinės guminės trinties derinant protektoriaus deformaciją, mažų frakcijų šlyties kelio paviršiuje, taip pat dėl energijos, sugeriamos pakabos, energijos - ir jis naudojamas veikiant ABS, kuris leidžia šiek tiek paslysti padangoms kelio atžvilgiu. Taigi stabdymas vyksta pereinamuoju slydimo trinties etapu. Norint apibūdinti tokią sudėtingą įvairių rūšių trinties sąveiką, reikia peržengti pradinės fizikos ribas. Be to, šiame procese esantis riedėjimas prisideda nuolat pašalindamas „išeikvotą“šildomą protektoriaus dalį iš kontaktinės vietos ir tiekdamas į ją naują, šaltesnę.
Dėl trinties protektoriaus paviršius neišvengiamai įkaista, o temperatūros pokyčiai daro didelę įtaką gumos sukibimo savybėms. Protektoriaus perkaitimas lemia jo stiprumo sumažėjimą ir vėlesnį paviršiaus įtrūkimą (tirpimą), dar labiau susilpninantį „sukibimą“. Tipiškas pavyzdys - stabdymas automobiliais be ABS su visišku ratų užraktu, dūmais ir būdingu kvapu, paliekant juodus sudegusios gumos pėdsakus ant asfalto.
Platesnės padangos - didesnė trintis
Ką mes turime praktiškai? Kuo platesnis padangos protektorius, tuo didesnis jos sąlyčio taško su keliu plotas, taigi ir didesnis trinties paviršius. Taigi daugiau kinetinės energijos bus paversta šiluma. Be to, padidės šiluminės energijos išsisklaidymas ir sumažės perkaitimo rizika. Visa tai kartu suteikia efektyvesnį stabdymą.
Padangos atšaldymas taip pat neigiamai veikia jos sukibimą. Tai ypač akivaizdu blogėjant „šalto“stabdymui ant šlapio asfalto esant +6 ° C (ZR, Nr. 3 ir Nr. 4, 2018). Guma neturi galimybių sušilti iki darbinės temperatūros, todėl išlieka nepakankamai elastinga ir blogiau priglunda prie mikrodalelių asfalte. Esant tokiai situacijai, plačių padangų galimybė geriau atvėsti, priešingai, neigiamai veikia eksploatacines savybes - šaltu oru jų sukibimas blogėja labiau nei siaurų.
Dar kartą apie trinties koeficientą
Susijusios medžiagos
Stabdžių trinkelių bandymas „Solaris“ir „Rio“: karštoji linija Labai dažnai trinties koeficientas suvokiamas kaip pastovus stabdymo efektyvumą lemiantis veiksnys. Praktiškai ši vertė nustatoma eksperimentiniu būdu. Jo fizinė reikšmė yra santykis tarp trinties jėgos ir normalios reakcijos jėgos (tai jėga, kuri spaudžia ratą į kelią). Trinties jėga priklauso nuo trinančių paviršių savybių. Viena vertus, tai yra asfalto būklė ir kokybė, kita vertus, padangos gumos mišinio sudėtis ir savybės, sąlyčio taško plotas ir slėgio jėgų pasiskirstymas joje. Be to, dangos temperatūra ir oras, drėgmė ir daugelis kitų veiksnių turi įtakos trinties jėgai.
Pastebėtina, kad stabdant keičiasi bet kokių padangų sukibimas. Pradiniu laikotarpiu jie šiek tiek pagerėja, nes guma sušyla iki efektyviausios (darbinės) temperatūros, o paskui - jei gumos mišinys neturi laiko skirti šilumai ir perkaista, jis gali sugesti.
Kaip apskaičiuoti trinties koeficientą? Pagal formulę k = v² / 2gs (čia v yra stabdymo greitis, g yra sunkio jėgos pagreitis, s yra stabdymo kelias). Kiekvienos padangos stabdymo kelio vertė gaunama eksperimento būdu - išmatuojame stabdant ant asfalto. Skirtingos padangos užtikrina skirtingą stabdymo kelią - todėl, atsižvelgiant į sukabinimo savybes, jos skiriasi viena nuo kitos. Be to, kuo platesnis protektorius, tuo geresnis sukibimas (žinoma, jei gumos mišinys nėra perkaitęs). Mūsų padangų bandymo rezultatai tai patvirtina. Ir, kaip jūs jau supratote, jie neprieštarauja fizikos įstatymams.
- Į visus padangų klausimus atsakome tam skirtame portale. Čia galite peržiūrėti testus, išstudijuoti pardavėjų pasiūlymus ir palikti prašymą pirkti.
- Įsigytas padangas geriausia laikyti specialiais atvejais.