Co ovlivňuje přilnavost pneumatik a proč je to důležité
Trakce je definována jako „schopnost kola nebo pneumatiky udržet se na zemi, aniž by klouzala“. To je zvláště důležité, když je povrch kluzký, například při jízdě na sněhu.
Proč je trakce důležitá?
Vaše pneumatiky jsou zodpovědné za přenos energie vašeho vozidla na povrch vozovky a v tomto procesu za pohyb vozu vpřed. Čím lepší trakce, tím lepší přilnavost.
Trakce pneumatiky je testována a měřena na její schopnost přilnavosti za sucha i za mokra, protože některé běhouny a směsi vynikají na suchu, zatímco jiné fungují lépe na mokru a v zimě.
Udržet trakci je nejtěžší v zimě, kdy led a sníh způsobují, že povrch vozovky je kluzký a hůře se drží.
Co ovlivňuje trakci?
Trakci ovlivňuje řada věcí, včetně množství pneumatik, které jsou v kontaktu s povrchem vozovky. Takže zjednodušeně řečeno, širší pneumatika má větší povrch a teoreticky má největší trakci. Existují však i další ovlivňující faktory, jako je poměr stran pneumatiky (vztah šířky pneumatiky k její výšce), její vzorek běhounu, směs a tlak v pneumatikách.
Pneumatiky plus-sizing (náhrada původních pneumatik a kol za kolo s větším průměrem a pneumatikou s mělčí bočnicí) ovlivňuje poměr stran a zvětšuje styčnou plochu. Totéž lze říci o určitých vzorcích běhounu, které mají široké bloky povrchu pro větší přilnavost. Měkčí směs a/nebo nižší tlak v pneumatikách opět zajistí větší kontakt.
Jak je to s přilnavostí na zimních pneumatikách?
Uniroyal’s MS plus 77 (pro osobní automobily) a SnowMax 2 (pro dodávky/nákladní vozy) jsou určeny pro zimní období. Jejich široké běhouny se širokými, tuhými ramenními bloky mají přídavné lamely (úzké drážky), které umožňují pneumatice přilnavost na zimních silnicích a zároveň odhánějí nahromaděný sníh.
Pneumatika MS plus 77 používá specifickou směs siliky, která umožňuje, aby se pneumatika spojila s povrchem vozovky a poskytla vám větší přilnavost, zatímco směrový vzorek běhounu SnowMax 2 ve tvaru V vám poskytuje větší kontrolu a lepší ovladatelnost na sněhu a ledu.
Pro optimální bezpečnost vám doporučujeme upravit velikost pneumatik na zimu.
Co dává zimním pneumatikám jejich přilnavost?
Směs zimních pneumatik obsahuje více přírodního kaučuku než jiné pneumatiky, takže zůstávají pružné, když teploty klesnou pod 7ºC. Tato pryž má mnohem nižší teplotu skelného přechodu než letní nebo celoroční pneumatiky. Teplota skelného přechodu označuje teplotu, kdy polymer, stejně jako pneumatika, mění své vlastnosti a ztvrdne a zkřehne. To je důvod, proč plasty ponechané venku v zimě tak snadno praskají. Takže zatímco jiné pneumatiky v mrazu ztvrdnou, zimní pneumatiky zůstanou pružné, což vede k většímu kontaktu s vozovkou, menšímu hromadění sněhu a lepší trakci.
Měkčí směs drasticky zkracuje brzdnou dráhu, zatímco hlubší a užší bloky běhounu se snadno ohýbají, aby vychýlily drobné nedokonalosti na povrchu vozovky, což opět pomáhá s přilnavostí.
A co hloubka dezénu a vzorek?
Zimní pneumatiky, jako jsou Uniroyal MS 77 Plus nebo Snow Max 2, mají větší hloubku dezénu, která je navržena tak, aby se do jejich běhounů nabalil suchý sníh. Tento udusaný sníh ve skutečnosti pomáhá zlepšit trakci a tření sněhu na sněhu v hlubokém sněhu.
Vše spočívá v tom, že body mrazu a tání ledu souvisí jak s teplotou, tak s tlakem. Pokud si to představujete jako sněhovou kouli, můžete na sníh přitlačit a vytvoří ledovou vazbu. Když pneumatika drží hodně sněhu, stane se to samé, takže je dobré pro trakci, když pneumatika drží ve svém běhounu hodně sněhu.
Mezitím lamely – drobné kanálky vyříznuté do dezénových bloků – umožňují rozdrcení a rozptýlení vody, rozbředlého sněhu a tenkého sněhu. Když se pneumatika otáčí, jsou tyto lamely zatlačeny do sněhu. Jak se pneumatika ohýbá, její lamely se otevřou a uchopí sníh a led a rozkousají je na malé kousky.
Související témata
- #Tipy pro bezpečnost a řízení
- #Péče o pneumatiky
Je důležité, abyste věděli, jak zkontrolovat hloubku dezénu pneumatik. Hloubka dezénu totiž ovlivňuje ovladatelnost a zajišťuje přilnavost k povrchu vozovky. Čím hlubší je, tím větší přilnavost budete mít.
- #poradenství při nákupu
Jak koupit zimní pneumatiky
Pokud jezdíte v zimě spíše v chladných podmínkách, kde je běžný led a sníh, má smysl pořídit si vhodné pneumatiky.
Jak jezdit ve sněhu
Hloubka dezénu vašich pneumatik je rozhodující, když projíždíte sněhem a náledím. Přečtěte si naše užitečné zimní tipy pro bezpečnou jízdu.
Pneumatiky mají více konverzace než pravděpodobně jakákoli jiná položka na závodním autě, přesto jsou z velké části nepochopeny. Každý má své teorie o tom, jak používat pneumatiky k rychlejší jízdě, ale za jakýchkoli okolností může sada pneumatik zajistit pouze tolik trakce. Cílem bystrého závodníka by mělo být nepokazit celkovou dostupnou trakci, ale smutnou realitou je, že většina závodníků nevyužívá maximální trakční potenciál své pneumatiky.
Realita života na závodní dráze, za předpokladu, že chcete vyhrávat závody nebo alespoň zlepšit své časy na kolo a cílovou pozici, je taková, že vše, co děláte s podvozkem a aerodynamickým balíkem, pokud jej máte, je zvýšit celkovou trakci vozu. čtyři kontaktní plochy pneumatik. To zahrnuje to, co řidič dělá s ovládacími prvky na trati. Žádný řidič nemůže zvýšit trakci dané pneumatiky. Zkušený řidič může manipulovat s ovládacími prvky tak, aby udržel trakci co nejblíže maximu, ale méně zdatný řidič může trakci snížit.
Fyzikální zákony nelze interpretovat. Musíte je dodržovat, pokud je vaším cílem úspěch na trati. To, co zde čtete, je založeno na rozvoji porozumění fyzice prostřednictvím vzdělávání, čtení a zkušeností na dráze a v obchodě. Trvá stovky hodin a tisíce mil na závodních testech a závodech, než tyto věci skutečně pochopíte a uplatníte. Tento příběh vám má pomoci lépe porozumět trakci pneumatik a tomu, jak to funguje.
Většina závodníků chápe, že pneumatiky zajišťují trakci prostřednictvím tření mezi molekulami pryže na kontaktní ploše pneumatiky a závodním povrchem. A většina z nás chápe, že trakce se zvyšuje se zvyšujícím se vertikálním zatížením pneumatiky, což je důvod, proč aerodynamický přítlak funguje tak dobře. Kromě toho většina závodníků chápe, že pneumatika bude mít větší trakci, pokud bude celá kontaktní plocha rovnoměrně zatížena, a proto je sledování teplot pneumatik užitečné. V rámci těchto základních znalostí mohou mylné představy a dezinformace přidat zmatek do již tak obtížného tématu. Zkusme to trochu osvětlit.
V tomto článku se nebudeme zabývat designem nebo konstrukcí pneumatik, protože nikdo, koho znám, kdo závodí, stejně nemůže tyto parametry změnit. Mezi faktory, které máme pod kontrolou, patří: tlak v pneumatice, odklon pneumatiky, sbíhavost pneumatiky (vnější nebo vnitřní) a změna odklonu.
Každá z těchto položek má optimální nastavení, které umožňuje pneumatice vytvořit maximální trakci pro daný soubor okolností. Pak je tu vertikální zatížení pneumatiky, které je zásadní pro pochopení, ale také nejvíce nepochopený prvek trakce pneumatiky. Trakce se zvyšuje se zvyšujícím se vertikálním zatížením pneumatiky, ale je důležité pochopit, že vztah mezi vertikálním zatížením a trakcí není lineární. Být nelineární znamená, že pokud se zvýší zatížení pneumatiky, zvýší se také trakce, ale nezvýší se tolik jako zatížení. Pokud je například vertikální zatížení zdvojnásobeno, pak je nárůst trakce poněkud menší než dvojnásobný. Pokud se vertikální zatížení zvýšilo, řekněme o 200 liber, zvýšení trakce může být pouze asi 175 liber. Nyní je ten správný čas vysvětlit trakci v librách síly a vertikálního zatížení pneumatiky.
Jedním ze způsobů, jak se dívat na trakci, je v librách síly. Nejpohodlnějším způsobem, jak toho dosáhnout, je podívat se na auto jako celek a změřit sílu, kterou pneumatiky vytvářejí. Většina závodníků slyšela termín g síla. Pokud auto zrychlí na 1.0 g a auto váží 3,000 3,000 liber, pak pneumatiky produkují tažnou sílu 1.4 1.25 liber. To platí pro zrychlení vpřed, brzdění (negativní zrychlení) a zatáčení (příčné zrychlení). Pozdní model sériového vozu může vyvinout sílu v zatáčce asi 50 g v rovné zatáčce, asi 3,000 g při brzdění a někde kolem 1.4 g při zrychlení na krátké trati s velmi nízkým převodovým poměrem. Pro vůz o hmotnosti 4,200 3,000 liber v zatáčce při hmotnosti 1.4 g je trakce v librách 4200 XNUMX (XNUMX XNUMX x XNUMX = XNUMX XNUMX). To je velká síla z těchto čtyř kontaktních ploch pneumatik.
Vertikální zatížení je zatížení skutečně viditelné na kontaktní ploše pneumatiky. To zahrnuje váhu spočívající na kontaktní ploše pneumatiky Plus jakýkoli aerodynamický přítlak. Pokud vůz vytváří aerodynamický vztlak, pak vertikální zatížení pneumatiky bude menší než hmotnost pneumatiky, protože vůz se zvedá místo toho, aby byl stlačen dolů. Aerodynamický přítlak je dobrý, protože zvyšuje trakci bez zvýšení hmotnosti vozu. Podívejme se na to blíže, protože je to další oblast jistého zmatku.
Přítlak je do značné míry trakční hračka. Při zrychlení ve vysokých rychlostech to trochu stojí a o něco snižuje maximální rychlost, ale vozu to nepřidává žádnou váhu. Přidání hmotnosti do vozu ve skutečnosti snižuje relativní množství trakce ve srovnání s celkovou hmotností vozidla. V předchozím příkladu vůz vážící 3,000 4,200 liber vytvořil 500 XNUMX liber síly v zatáčkách na limitu. Řekněme, že do auta přidáme XNUMX liber, aniž by se nic jiného nezměnilo, včetně rozložení hmotnosti.
Je snadné pochopit, že auto nezrychlí tak rychle, protože váží více a motor má stejný výkon. Méně zřejmé je, že se rychlost v zatáčkách sníží. Zde je důvod. Hmotnost 500 liber přidává pneumatikám 500 liber vertikálního zatížení, ale protože vztah mezi zvýšením vertikálního zatížení a zvýšením trakce je nelineární, bude zvýšení trakce pouze asi 400 liber. To znamená, že pneumatiky nyní vytvářejí dalších 560 liber trakce (400 x 1.4) a celkem 4,760 4,200 liber (560 1.36 + XNUMX) trakce. To vychází na sílu v zatáčkách pouhých XNUMX g. To se rovná ztrátě rychlosti v zatáčkách pouze v důsledku vlivu na pneumatiky, nikoli na dynamiku odpružení. To je zcela dáno charakteristikou pneumatik, kde trakce neroste tak rychle jako zatížení. Tento nelineární vztah se také stává významnějším, když se blíží konstrukční zatížení pneumatiky.
Jinými slovy, pokud má pneumatika maximální nosnost 2,000 750 liber, ale běžně unese pouze 1,500 liber, zdvojnásobení zatížení na XNUMX XNUMX liber se blíží konstrukčnímu limitu. Zde se trakce může zvýšit pouze o polovinu dodatečného zatížení. Při překročení návrhového zatížení se situace zhoršuje. I když s pneumatikou nebo odpružením ve skutečnosti nemůžete udělat nic, abyste změnili tento nelineární vztah, existuje spousta faktorů, kterým musíte porozumět, abyste minimalizovali jeho účinek a umožnili vašemu závodnímu vozu vytvořit maximální možnou trakci.
Tyto faktory jsou klíčové pro maximalizaci trakce pro každou jednotlivou pneumatiku:
- Úhel odklonu vpředu a vzadu (v závislosti na typu zadního odpružení)
- Tlak v pneumatice
- Nastavení sbíhavosti vpředu a vzadu (v závislosti na typu zadního odpružení)
- Naklánění a pravoúhlost nápravy vzadu
- Bump řídit vpředu
Jednotným cílem v každém případě je mít celou kontaktní plochu pneumatiky rovnoměrně zatíženou po celém jejím povrchu. Pokud není celá kontaktní plocha rovnoměrně zatížena, nezískáváte z této pneumatiky veškerou možnou trakci. Podíváte-li se na kontaktní plochu pneumatiky jako na řadu jednopalcových čtverců, jeden čtverec ve srovnání s druhým funguje stejně jako jedna pneumatika ve srovnání s jinou pneumatikou. Snížením zatížení na jednom čtverci se zvýší zatížení na jiném čtverci. Čtverec ztrácí trakci rychleji, než druhý čtverec získává trakci ze zvýšeného zatížení. Jinými slovy, kontaktní plocha pneumatiky jako celek vykazuje menší trakci, než by mohla, kdyby byla kontaktní plocha rovnoměrně zatížena po celé její ploše. Toho je těžké dosáhnout, ale u týmu, který odvádí nejlepší práci, fungují pneumatiky nejefektivněji.
Jakmile bude celá kontaktní plocha pneumatiky v každém rohu pracovat na maximální potenciál trakce, pak je cílem dosáhnout toho, aby všechny čtyři pneumatiky vytvořily maximální možnou trakci pro celé vozidlo. Chcete-li toho dosáhnout, musíte rozumět přenosu hmotnosti.
K přenosu hmotnosti dochází vždy, když pneumatiky vytvářejí sílu. Zrychlení, brzdění a zatáčení jsou tři osy, na kterých dochází k přenosu hmotnosti. Pouze čtyři faktory ovlivňují množství přenosu hmotnosti. Použijeme-li jako příklad zatáčení, tyto faktory jsou:
- Centrum gravitace; výška nad zemí
- Rozchod vozidla
- Rychlost zatáčení vs. poloměr zatáčky
- Hmotnost vozidla
Vyšší těžiště znamená větší přenos hmotnosti, stejně jako užší rozchod kol, vyšší rychlosti v zatáčkách a vyšší hmotnost vozidla. Proč je přenos váhy problém? Větší přenos hmotnosti znamená větší změnu zatížení na kontaktních plochách pneumatik. Některé pneumatiky ztrácejí zatížení, některé nabírají zatížení, a stejně jako jsme viděli dříve, tento nelineární vztah znamená, že maximální potenciální trakce nastane pouze tehdy, když jsou všechny čtyři pneumatiky stejně zatíženy. Pneumatika, která hubne, ztratí trakci rychleji, než pneumatika, která přibývá na váze, získá trakci. To se rovná čistému snížení maximální možné trakce. Takže pro začátek chceme co nejvíce minimalizovat přenos hmotnosti.
Snížit přenos hmotnosti znamená udržet těžiště co nejníže. Chceme také zachovat šířku dráhy tak širokou, jak je povoleno, i když je třeba vzít v úvahu další faktory, jako je vyvážení ovladatelnosti, aerodynamika a podmínky závodního povrchu. Chceme běžet s minimální hmotností nebo co nejlehčí, pokud žádné minimum neexistuje. Projíždění zatáček pomaleji, než je možné, je v rozporu s výkonem, proto to eliminujte jako způsob, jak snížit přenos hmotnosti.
Kromě snížení množství přenosu hmotnosti se musíme také podívat na statické rozložení hmotnosti a na to, jak to ovlivňuje přenos hmotnosti. Pro silniční závody je žádoucí rozložení hmotnosti 50/50 zleva doprava. Proč? Řekněme, že na silnici běžíte 55 procent levé váhy. Vůz bude rychlejší v levotočivých zatáčkách než v ekvivalentních pravých. Vezmeme-li v úvahu přenos hmotnosti v zatáčkách, v levé zatáčce vnitřek zhubne a vnějšek (vpravo) nabere na váze, takže v zatáčce je dynamické rozložení hmotnosti asi 50/50. To se blíží ideálnímu stavu. Ale v pravotočivé zatáčce se dynamické rozložení hmotnosti změní na 60 procent doleva a 40 procent doprava. To znamená, že pneumatiky na pravé straně nepracují příliš tvrdě a síla v zatáčkách je mnohem nižší.
Co je tedy ideální? Jak určujete zatížení pneumatik? Teploty pneumatik. Nejprve by měly být v rozmezí 10 stupňů Fahrenheita po povrchu běhounu, aby byla každá pneumatika optimalizována. Průměrná teplota každé pneumatiky by pak měla být do 5 stupňů od ostatních tří pneumatik. Je těžké toho dosáhnout, ale to je cíl.
Přenos hmotnosti je při brzdění a zrychlování mnohem menším problémem vpředu i vzadu, protože rozvor je delší než rozchod kol a lépe odolává přenosu hmotnosti. Rozdíl až 5 procent ve statickém rozložení hmotnosti mezi přední a zadní nápravou není příliš znepokojující. Pokud statická hmotnost přední nebo zadní části přesáhne 55 procent, pak by se velikost pneumatiky (ve skutečnosti plocha kontaktní plochy) na těžkém konci měla zvětšit, aby se kompenzovalo vyšší vertikální zatížení.
K trakci přispívá mnoho faktorů, jako jsou konstrukční vlastnosti, design, vrcholové úhly skluzu a podmínky na trati. Věci, které řidič do určité míry ovládá, jako je rozložení hmotnosti a nastavení podvozku, dělají na závodní dráze rozdíl. Tým, který nejlépe využije potenciální trakci na všech čtyřech pneumatikách, má největší šanci na vítězství.
Na tomto infračerveném snímku ze Stack Motorsport můžete vidět, jak rychle teploty rostou a klesají po povrchu pneumatiky.
Video s laskavým svolením Stack LTD, U.K.
