Dinamička stabilnost i upravljivost automobila presudno ovise o bočnim silama koje kotači mogu preuzeti, a one ovise o već iskorištenim uzdužnim silama (kočenje/ubrzavanje) i definiraju se krugom maksimalne sile prianjanja kotača…

Prianjanje kotača (grip) najvažnija je značajka dinamike, stabilnosti i sigurnosti automobila. Ona se određuje silom trenja, a to je po definiciji umnožak vertikalnog opterećenja i koeficijenta trenja.

U osnovnoj teoriji koeficijent trenja ovisi samo o kontaktnim materijalima, a ne o kontaktnoj površini niti o opterećenja. No to je samo teorija, praksa pokazuje drugo.

Automobil sa širim gumama ima kraći zaustavni put, a to pokazuje da koeficijent trenja ipak ovisi o površini. O tome ćemo u posebnom dijelu serijala, a suština je u kohezijskoj komponenti trenja (bitnoj, primjerice, kod gusjeničara), koja ovisi o površini, za razlika od adhezijske komponente koeficijenta trenja, koja ovisi.

Kad guma stoji na asfaltu javlja se reaktivna sila trenja, koja je suprotna uzdužnoj, bočnoj, odnosno kombiniranoj aktivnoj sili, zbog uvjeta vožnje (ubrzavanje, kočenje, vožnja u zavoju). Dakle, oko središnje točke dodira može se opisati krug, čiji je radijus maksimalna postiziva sila trenja, umnožak vertikalnog opterećenja i koeficijenta trenja.

Riječ je o ‘krugu trenja’, odnosno ‘Kammovom krugu trenja’. Pritom, važno uočiti:

1. U stvar riječ je o ‘elipsi trenja’, a ne ‘krugu trenja’, jer je uzdužna komponenta sile do 10 do 20 posto veća od poprečne (bočne)
2. Dakle, kotač može prenijeti silu trenja najviše do iznosa na obodu kruga odnosno elipse. To je ukupna, odnosno rezultantna sila.
3. U riječi ‘rezultantna’ krije se suština ove priče. Dakle rezultantna sila  znači koliki dio otpada na uzdužnu komponentu (ubrzavanje, kočenje), a koliki na bočnu (bočno vođenje).
4.  A najvažnije je sljedeće: ako se u uzdužnom smjeru iskoristi cjelokupna  raspoloživa sila trenja (blokiranjem kotača pri kočenju), tada ne ostaje apsolutno ništa za bočno vođenje.
5. Činjenica da se blokiranjem kotača, dakle dolaskom uzdužne komponente do ruba kruga trenja, gubi mogućnost svake bočne sile je smisao uvođenja sustava ABS. Dakle, uzdužnu komponentu sile trenja udaljavamo od ruba kruga (elipse) trenja te se omogućava uspostava bočne sile, za upravljanje.
6. Prethodno je važno za osiguranje upravljivosti (bočno vođenje prednjih kotača) i stabilnosti (bočno vođenje stražnjih kotača).
7. Polumjer kruga trenja (odnosno osi elipse) ovisi o vertikalnom opterećenju svakog kotača i koeficijentu trenja. Dakle, vozna svojstva, upravljivost i stabilnost bitno ovisi o krugu (elipsi) trenja na svakom kotaču, iskorištenoj uzdužnoj komponenti, odnosno proestaloj ‘rezervi’ za bočno vođenja.

Potpisnik ovih redaka je 1997., na Fakultetu strojarstva i brodogradnje u Zagrebu, doktorirao iz područja dinamike vozila (Vehicle Dynamics), s naglaskom na utjecaj sustava upravljanja na dinamičku stabilnost automobila. Istraživanja iz tog područja nastavio je postdoktorskim programom, sljedeće tri godine, u Fordovom razvojnom centru John Andrews u Kölnu i testnom poligonu Lommel Proving Ground u Belgiji. To je zaključio koautorstvima u stručnim knjigama Subjektive Fahreindrücke sichtbar machen I i Subjektive Fahreindrücke sichtbar machen II.

Što se događa u tri glavne osi automobila (x, y, z)?

Otpor kotrljanja kotača: kako nastaje, o čemu ovisi, na što utječe?

ASR, ASC+T, Traction Control: kontrola pogonskog proklizavanja

Autor