ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ
Αυτοκίνητο 2001
 printer friendly version  -  στείλτε τη σελίδα με e-mail ]

3. Η απώλεια πρόσφυσης των ελαστικών 2/4/2001

Αναφερθήκαμε νωρίτερα στην απώλεια πρόσφυσης. Εδώ θα γίνουμε ακόμα πιο συγκεκριμένοι: Επειδή όπως είπαμε η τριβή μεταξύ ελαστικών και οδοστρώματος διαφέρει ως προς την κλασσική τριβή στο ότι εξαρτάται από το εμβαδόν της επιφάνειας επαφής, από δω και στο εξής θα χρησιμοποιούμε τον όρο "πρόσφυση" αντί του όρου "τριβή".

Η πρόσφυση, λοιπόν, είναι ευθέως ανάλογη της κάθετης δύναμης που παραλαμβάνει το ελαστικό. Αυτό σημαίνει ότι για να καταφέρουμε να μετακινήσουμε ένα ελαστικό γλιστρώντας το πάνω στην άσφαλτο (χωρίς να το περιστρέψουμε, γιατί τότε έχουμε κύλιση και τα πράγματα είναι πολύ ευκολότερα), θα πρέπει να ασκήσουμε τόσο μεγαλύτερη δύναμη, όσο μεγαλύτερο είναι και το βάρος που παραλαμβάνει το λάστιχο. Η ακριβής δύναμη που χρειαζόμαστε για να γλιστρήσουμε ένα ελαστικό πάνω στην άσφαλτο ισούται με την κατακόρυφη δύναμη που παραλαμβάνει το λάστιχο επί τον συντελεστή πρόσφυσης. Ο συντελεστής αυτός εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως είναι η ποιότητα των ελαστικών, η ποιότητα του δρόμου και η ύπαρξη ξένων προς το οδόστρωμα ουσιών (π.χ. λάσπη, νερό, χώμα, πάγος κ.α.). Προφανώς, μας συμφέρει να έχουμε μεγάλο συντελεστή πρόσφυσης, ώστε πολλαπλασιάζοντάς τον με την κατακόρυφη δύναμη που ασκείται στο ελαστικό, να αυξάνουμε τα όρια πρόσφυσης, δηλαδή τη μέγιστη δύναμη που μπορούμε να ασκήσουμε στο ελαστικό, χωρίς αυτό να αρχίσει να γλιστράει.

Μέχρι στιγμής δεν είπαμε τίποτα για την προέλευση και τη διεύθυνση των δυνάμεων που θα προσπαθήσουν να υπερβούν τα όρια πρόσφυσης ενός ελαστικού. Για την ανάλυσή μας θα δεχτούμε ότι ο συντελεστής πρόσφυσης μεταξύ ελαστικού και οδοστρώματος είναι ίσος προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό σημαίνει ότι οποιαδήποτε κι αν είναι η κατεύθυνση στην οποία προσπαθούμε να γλιστρήσουμε τα ελαστικά, θα πρέπει να ασκήσουμε την ίδια δύναμη, που όπως αναφέραμε ισούται με το βάρος που παραλαμβάνουν οι αντίστοιχοι τροχοί επί το συντελεστή πρόσφυσης.

Ας απομονώσουμε τώρα έναν συγκεκριμένο τροχό, ενός συγκεκριμένου οχήματος. Το όχημα ζυγίζει συνολικά 1000 κιλά, αλλά η κατανομή βάρους είναι τέτοια ώστε ο τροχός που απομονώσαμε να παραλαμβάνει 230 κιλά. Θεωρούμε ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι 10 m/sec2, οπότε τα 230 κιλά ισοδυναμούν με δύναμη μέτρου 2300 Newton (Στο πεδίο βαρύτητας, η δύναμη F σε Newton που ασκεί σώμα μάζας m σε κιλά είναι: F=m*g, όπου g η επιτάχυνση της βαρύτητας). Θεωρώντας ότι ο συντελεστής πρόσφυσης είναι ανεξάρτητος από την κατεύθυνση και έχει τιμή 0.8, αρκεί να ασκήσουμε δύναμη μέτρου 0.8*2300=1840 Newton, προκειμένου να γλιστρήσουμε το ελαστικό προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Επειδή η δύναμη αυτή είναι σταθερή για όλες τις κατευθύνσεις, μπορούμε να πούμε ότι η δύναμη που μπορεί να ασκηθεί μεταξύ ελαστικού και οδοστρώματος, περιορίζεται από έναν κύκλο με ακτίνα 1840 Newton, όπως φαίνεται στο σχήμα 7.

Σχήμα 7

Ο κύκλος πρόσφυσης μας λεει κάτι πολύ σημαντικό: Οποιοσδήποτε συνδυασμός διαμήκους με εγκάρσια δύναμη οδηγεί σε συνισταμένη μεγαλύτερη από την ακτίνα του κύκλου, οδηγεί στην απώλεια πρόσφυσης.

Αναφέρουμε παρακάτω μερικές περιπτώσεις απώλειας πρόσφυσης:

1.Όταν ένα αυτοκίνητο κινείται σε ευθεία τροχιά και φρενάρει, τότε μια διαμήκης δύναμη ασκείται σε κάθε ελαστικό ξεχωριστά. Ο κάθε τροχός μπορεί να μπλοκάρει σε διαφορετική χρονική στιγμή, ανάλογα με το πότε η αντίστοιχη διαμήκης δύναμη φρεναρίσματος θα υπερβεί την ακτίνα του κύκλου πρόσφυσης του αντίστοιχου τροχού.

2.Όταν ένα αυτοκίνητο επιταχύνει σε ευθεία τροχιά, τότε στους κινητήριους τροχούς αναπτύσσεται μια διαμήκης δύναμη. Αν η δύναμη αυτή υπερβεί την ακτίνα του κύκλου πρόσφυσης, τότε ο αντίστοιχος τροχός ολισθαίνει ανεξέλεγκτα (σπινάρει).

3.Όταν ένα αυτοκίνητο κινείται σε καμπύλη τροχιά χωρίς να επιταχύνει, τότε στα ελαστικά ασκούνται εγκάρσιες δυνάμεις (η συνισταμένη των οποίων αποτελεί την κεντρομόλο). Αν σε κάποιο τροχό η εγκάρσια δύναμη υπερβεί την ακτίνα του αντίστοιχου κύκλου πρόσφυσης, τότε ο τροχός αυτός χάνει την πρόσφυσή του.

Από τα παραπάνω παραδείγματα διαφαίνεται ότι η απώλεια πρόσφυσης εκδηλώνεται με διαφορετικό τρόπο κάθε φορά, δηλαδή είτε με μπλοκάρισμα των τροχών, είτε με σπινάρισμα. Το κοινό χαρακτηριστικό όλων των περιπτώσεων είναι ότι παύουμε να έχουμε ομαλή κύλιση, με την έννοια ότι στο φρενάρισμα οι στροφές του τροχού μειώνονται δραματικά σε σχέση με την ταχύτητα του οχήματος, ενώ στο σπινάρισμα, οι τροχοί περιστρέφονται πολύ γρηγορότερα από το κανονικό.

Τεράστιο ενδιαφέρον παρουσιάζει ο συνδυασμός φρεναρίσματος ή επιτάχυνσης με κίνηση σε καμπύλη τροχιά. Σ' αυτή την περίπτωση, η διαμήκης δύναμη σχηματίζει μια συνισταμένη με την εγκάρσια δύναμη, που είναι πάντα μεγαλύτερη από τις δύο προηγούμενες δυνάμεις ξεχωριστά, όπως φαίνεται χαρακτηριστικά και στο σχήμα 7. Έτσι, όταν στρίβουμε και ταυτόχρονα πατάμε γκάζι ή φρένο, τότε χάνεται ευκολότερα η πρόσφυση των ελαστικών. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η χρήση χειρόφρενου πάνω στη στροφή. Όλοι γνωρίζουμε ότι όταν στρίβουμε με μεγάλη ταχύτητα, αρκεί ένα απαλό σήκωμα του χειρόφρενου για να γλιστρήσει το πίσω μέρος του αυτοκινήτου. Αντιθέτως, θα διαπιστώσουμε ότι όταν το αυτοκίνητο κινείται σε ευθεία τροχιά είναι πολύ δύσκολο να κάνουμε τους πίσω τροχούς να γλιστρήσουν, ακόμα και με πιο δυνατό τράβηγμα του χειρόφρενου...

Οδική συμπεριφορά αυτοκινήτου: Εισαγωγή
1. Η σημασία των ελαστικών
2. Η συμπεριφορά των ελαστικών
3. Η απώλεια πρόσφυσης των ελαστικών
4. Υπο- Υπερστροφή: Οι μαγικές λέξεις της οδήγησης

Γιώργος Μαύρος
ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ (Μηχανολόγος μηχανικός)
Άλλα άρθρα του

Σχολιασμός Άρθρου
( πατήστε εδώ για καταχώρηση σχολίου )

 printer friendly version  -  στείλτε τη σελίδα με e-mail ]

Σπίτι
Αυτοκίνητο 2001
Προηγούμενο Επόμενο
Αναζήτηση 'Αρθρων
Σχολιασμός Άρθρου
Περιοδικό
   Editorials
   Sex
   Αθλητισμός
   Ακαδημαϊκά
   Αποκρυφισμός
   Αυτοκίνητο 2001
   Βία
   Γλώσσα
   Δραστηριότητες
   Εδώ Πολυτεχνείο (;)
   Εθνικά Θέματα
   Εικόνες
   Εκπαίδευση
   ΕΜΠ-ΕΠΙΣΕΥ
   Ενημερωτικά
   Επιστημ. φαντασία
   Έρευνα στο ΕΜΠ
   Ιστορίες
   Καθημερινότητα
   Κοινωνία
   Μ.Μ.Ε.
   Μόδα
   Παιδεία
   Ποιήματα
   Πολιτική
   Προσωπικά
   Σκέψεις
   Σκίτσα
   Τέλος εντύπου
   Τέχνες
   Τεχνολογία-Επιστήμες
   Φοιτ. Εκλογές `96
   Φοιτ. Εκλογές '95
   Χαβαλές
   Χαβαλές '96
   Χριστούγεννα '96
   Ψυχαγωγία
Μέλη
Ακαδημαϊκά
Επικοινωνία
Εκδρομές
Διασκέδαση
Σπίτι
Αυτοκίνητο 2001
Προηγούμενο Επόμενο

ΝΥΓΜΑ ανλίμιτεντ σαμ ράιτς ρισέρβντ 1994-2099