13) Poślizg, przyczepność, aquaplaning.doc

1

POD.NAD-TS-3

Lekcja 13

Temat: Poślizg, przyczepność, aquaplaning

Podczas ruchu koła ogumionego na powierzchni jego styku z nawierzchnią drogi występuje zawsze poślizg. Siłą, która wymusza ten poślizg jest styczna reakcja nawierzchni. Kierunek reakcji stycznej nawierzchni jest jednocześnie kierunkiem poślizgu. W miarę wzrostu wartości stosunku reakcji stycznej do obciążenia normalnego, udział poślizgu zwiększa się w efekcie, czego może wystąpić wyłącznie ruch obrotowy koła napędowego, albo wyłącznie ruch postępowy koła hamowanego.

Poślizg dla koła napędzanego jest to stosunek różnicy prędkości obwodowej koła
i prędkości pojazdu do prędkości obwodowej koła.

Poślizg dla koła hamowanego jest to stosunek różnicy prędkości jazdy i prędkości obwodowej koła do prędkości pojazdu .

gdzie: 

           - prędkość kątowa koła w ,

     - promień toczny koła w ,

    - prędkość pojazdu w .

Przyczepność jest zjawiskiem analogicznym do tarcia, lecz charakterystycznym dla współpracy koła ogumionego z nawierzchnią i uwzględniającym wszystkie warunki towarzyszące tej współpracy. Określenie „przyczepność nawierzchni drogi” stanowi pewien skrót, uproszczenie, gdyż przyczepność nie jest charakterystyczną i wymierną cechą wyłącznie nawierzchni, lecz cechą wspólną tak nawierzchni, jak i określonego ogumienia koła i to w ściśle określonych warunkach. Zmiana warunków może w zasadniczy sposób wpłynąć na zmianę przyczepności.

Siłą przyczepności nazywa się największą wartość wypadkowej sił stycznych wywieranych przez koło na nawierzchnie drogi lub największą wartość wypadkowej wszystkich stycznych reakcji nawierzchni działających na koło w danych warunkach ruchu.

gdzie:

- siła przyczepności,

- siła wzdłużna,

- siła poprzeczna,

- rekcja wzdłużna,

- reakcja poprzeczna.

Współczynnikiem przyczepności nazywamy stosunek siły przyczepności do siły nacisku koła na nawierzchnię bądź też stosunek wypadkowej reakcji stycznych do reakcji normalnej.

Jeżeli na koło nie działa siła boczna , to wówczas koło obciążone jest tylko siłą wzdłużną to stosunek reakcji wzdłużnej do reakcji normalnej jest względną siłą przyczepności wzdłużnej i nazywa się współczynnikiem przyczepności wzdłużnej

.

Jeżeli na koło nie działa siła wzdłużna , to wówczas koło obciążone jest tylko siłą poprzeczną to stosunek reakcji poprzecznej do reakcji normalnej jest względną siła przyczepności poprzecznej i nazywa się współczynnikiem przyczepności poprzecznej

czyli

.

Zależność między współczynnikiem przyczepności a poślizgiem przy stałej prędkości postępowej
i zwiększającym się momencie (napędowym lub hamowania) przedstawia rys.13.1.

Rys.13.1 Współczynnik przyczepności w funkcji poślizgu: - współczynnik przyczepności przylgowej (występuje w granicach %), - współczynnik przyczepności poślizgowej.

Przebieg zmian współczynnika przyczepności przylgowej w zależności od rodzaju nawierzchni
i prędkości jazdy przedstawia rys.13.2.

Rys.13.2 Wykresy współczynnika przyczepności w funkcji poślizgu w zależności od: a) rodzaju nawierzchni: 1- suchy asfalt, 2- mokry asfalt, 3- nieutwardzony żwir, 4- sypki śnieg, 5- gołoledź; b) prędkości jazdy.

W przypadku, gdy własności opony i nawierzchni drogi w przybliżeniu są jednakowe we wszystkich kierunkach w płaszczyźnie styku wówczas wypadkowa siły wzdłużnej i poprzecznej obciążająca oponę nie może być większa od maksymalnej siły przyczepności, jaka może wystąpić między oponą a nawierzchnią. Obrazem tej zależności jest koło o promieniu , które wyznacza granicę wartości wypadkowej siły wzdłużnej i poprzecznej oraz reakcji stycznej rys.13.3.

gdzie:

obciążenie pionowe koła ,
siła wzdłużna ,

siła poprzeczna ,

reakcje: - normalna, - wzdłużna,
- poprzeczna.

Rys.13.3 Granica przyczepności w przypadku jednakowych własności w płaszczyźnie styku z nawierzchnią (- współczynnik przyczepności przylgowej, - współczynnik przyczepności poślizgowej.

W przypadku działania sił bocznych i dopóki spełniony jest warunek , koło zachowa przyczepność. Jeżeli na koło działać będzie duża siła napędowa lub hamowania, wówczas reakcja wzdłużna ma również dużą wartość, a wtedy wystarczy niewielka siła boczna, aby wywołać ślizganie się koła w kierunku wypadkowej działającego układu sił.

Aquaplaning – zjawisko zmniejszające współczynnik przyczepności podczas jazdy z dużymi prędkościami po nawierzchni pokrytej warstwą wody. Zjawisko to polega na tworzeniu się klina wodnego między obracającą się oponą a nawierzchnią drogi w wyniku trudności usuwania wody z powierzchni styku, powoduje to unoszenie koła – koło zaczyna „płynąć” po wodzie bez styku
z nawierzchnią.

Przy jeździe z prędkością po powierzchni drogi pokrytej dwumilimetrową warstwą wody na oponach o szerokości bieżnika , dla umożliwienia styku koła z nawierzchnią drogi konieczne jest usuwanie wody w ilości

to jest

Lekcja 13