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

2. Η συμπεριφορά των ελαστικών 2/4/2001

H επίδραση των εγκάρσιων δυνάμεων πριν την απώλεια πρόσφυσης

Φανταστείτε ένα τρένο που κινείται πάνω σε ευθείες ράγες. Αν ασκήσουμε πάνω του μια δύναμη κάθετη στην τροχιά του, τότε το τρένο θα συνεχίσει την ευθεία πορεία. Αυτό συμβαίνει γιατί οι ρόδες του τρένου "κουμπώνουν" μέσα στις ράγες. Στα σημεία επαφής των τροχών με τις ράγες δημιουργείται η αντίδραση που εξισορροπεί την εγκάρσια δύναμη και το τρένο συνεχίζει την ευθεία πορεία. Αν η δύναμη μεγαλώσει τόσο ώστε να σπάσουν οι τροχοί, τότε και μόνο τότε το τρένο θα παρεκκλίνει της ευθείας πορείας του. Στο σχήμα 3, με κόκκινο χρώμα συμβολίζουμε την εξωτερική εγκάρσια δύναμη, ενώ με κίτρινο την αντίδραση που αναπτύσσουν οι ράγες.

Σχήμα 3

Η συμπεριφορά των ελαστικών ενός οχήματος είναι τελείως διαφορετική. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα λάστιχα παρουσιάζουν ελαστικότητα κατά την εγκάρσια κατεύθυνση. Αν το παραπάνω πείραμα γινόταν με αυτοκίνητο, τότε ακόμα και μια μικρή εγκάρσια δύναμη θα αρκούσε για να μεταβάλλει την ευθεία τροχιά του οχήματος. Και προσέξτε: Δεν θα χρειαζόταν να χαθεί η πρόσφυση των ελαστικών για να αλλάξει η πορεία του αυτοκινήτου. Η αλλαγή της πορείας θα επερχόταν ακόμα και με μια ελάχιστη εγκάρσια δύναμη, λόγω της παραμόρφωσης των ελαστικών κατά την εγκάρσια κατεύθυνση, όπως φαίνεται στο σχήμα 4:

Σχήμα 4

Παρατηρούμε ότι τα λάστιχα έχουν παραμορφωθεί προς τα αριστερά, χωρίς να έχουν χάσει την πρόσφυσή τους. Αυτό το γεγονός έχει το εξής αποτέλεσμα: Καθώς οι τροχοί περιστρέφονται προς τα εμπρός, το επόμενο σημείο επαφής τους με το οδόστρωμα είναι λίγο αριστερότερα του προηγούμενου, εξαιτίας της εγκάρσιας παραμόρφωσης των ελαστικών. Έτσι, ολόκληρο το όχημα μετακινείται σιγά σιγά προς τα αριστερά, διατηρώντας, ωστόσο, την πρόσφυση των τροχών. Αν απομονώσουμε έναν τροχό σε κάτοψη, παρατηρούμε ότι δεν διαγράφει τροχιά παράλληλη προς το μέσο κατακόρυφο επίπεδό του, αλλά αντιθέτως η πραγματική τροχιά του παρεκκλίνει ως προς τη θεωρητική κατά μια γωνία α. Καταχρηστικά, η γωνία αυτή ονομάζεται γωνία ολίσθησης. Και λέμε καταχρηστικά, γιατί όπως αναφέραμε δεν σχετίζεται με ολίσθηση, δηλαδή με απώλεια πρόσφυσης. Η γωνία ολίσθησης α, που φαίνεται στο σχήμα 5, είναι η σημαντικότερη γωνία κατά τη μελέτη της οδικής συμπεριφοράς ενός οχήματος.

Σχήμα 5

Το παραπάνω σχήμα μπορεί να σας φαίνεται λίγο δυσνόητο, αλλά στην ουσία είναι πολύ απλό: Το λάστιχο πατάει καλά στο έδαφος και ο τροχός δείχνει ευθεία μπροστά. Όμως, λόγω της άσκησης εγκάρσιας δύναμης, το πάνω μέρος του ελαστικού μαζί με τη ζάντα κινούνται προς τα αριστερά, ενώ το μέρος του ελαστικού που εφάπτεται στο έδαφος παραμένει δεξιά, με αποτέλεσμα τη δημιουργία αυτής της περίεργης παραμόρφωσης. Καθώς ο τροχός περιστρέφεται προς τα εμπρός, το "πάτημα" του τροχού μετακινείται σιγά σιγά προς τα αριστερά, οπότε η πραγματική τροχιά του τροχού παρεκκλίνει κατά τη γωνία α.

Μια πιο παραστατική απεικόνιση φαίνεται στο σχήμα 6. Το εικονιζόμενο όχημα στρίβει προς τα αριστερά, ενώ εμείς βλέπουμε τη δεξιά πλευρά του. Το μεγάλο γαλάζιο βέλος που ξεκινάει απ' τη μέση του αυτοκινήτου, συμβολίζει τη φυγόκεντρο δύναμη με φορά προς το εξωτερικό μέρος της στροφής. Τα δυο μικρά γαλάζια βέλη συμβολίζουν τη συνιστώσα της απαραίτητης κεντρομόλου που αναπτύσσει καθένας από τους τροχούς της συγκεκριμένης πλευράς του αυτοκινήτου. Τα κίτρινα βέλη δείχνουν τη θεωρητική τροχιά του κάθε τροχού. Όμως, η παραμόρφωση των ελαστικών προς τα έξω, προκαλεί μια απόκλιση της πραγματικής τροχιάς επίσης προς τα έξω. Η γωνία μεταξύ των κίτρινων και των κόκκινων τόξων είναι η γωνία ολίσθησης α. Για κάθε τροχό του αυτοκινήτου, η γωνία αυτή διαφέρει, αφού εξαρτάται τόσο από τη στιγμιαία εγκάρσια δύναμη που αναλαμβάνει ο κάθε τροχός, όσο και από την ευκαμψία των ελαστικών. Για παράδειγμα, αν έχουμε δυο ίδια ελαστικά και τους ασκήσουμε εγκάρσιες δυνάμεις διαφορετικού μέτρου, τότε το ελαστικό με τη μεγαλύτερη δύναμη θα παραμορφωθεί περισσότερο, οπότε και η γωνία ολίσθησης θα είναι μεγαλύτερη. Αντίστοιχα, αν ασκήσουμε την ίδια εγκάρσια δύναμη σε ελαστικά με διαφορετική ευκαμψία, τότε το ελαστικό με τη μικρότερη ευκαμψία θα παραμορφωθεί περισσότερο, οπότε η γωνία ολίσθησης σε αυτό θα είναι μεγαλύτερη.

Σχήμα 6

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