Razlaga trenja pri pnevmatikah

[silver]

sicer niste pravi forum za to, vendar ker ne najdem drugega bom vseeno poskusil. torej forum študentov fak. za matematiko in fiziko očitno ne deluje, imam pa par nejasnosti glede trenja, sicer me zanima trenje pri avtomobilskih pnevmatikah.

torej vem da obstaja več vrst trenja:
1.mokro
2.suho, ki se deli na:
* statično
drsno (lepenje) Fl=kl*N
kotalno Fk=k'*N/r
* dinamično
drsno Ft=kt*N
* molekularno

no vendar mi ni jasna formula za kotalno trenje (zgornja je iz priročnika za fiziko).
torej nekje omenjajo da je pomembna tudi hitrost (ni zanemarljiva kot pri drnem ampak se v formuli kar množi), ter širina pnevmatike, torej povšina?
kot mi tudi ni jasno kašna oblika trenja nastopa pri vozilu, torej če stoji primeru gre očitno za lepenje, če se giblje gre za kotalno trenje, kaj pa pri računanju zavorne poti in poti v ovinek, sam bi trdil da gre v tem primeru za statično drsno trenje (lepenje), ker guma ne drsi glede na podlago, torej če računaš z kašno hitrostjo se ovinek lahko zvozi upoštevaš silo lepenja?

[keko]

Mogoče si boš lahko kaj pomagal s temi razlagami:
http://www.fpp.edu/~milanb/tpmeh/varnos ... ZILA33.pdf
http://www.jenko.si/pnevmatikevec2.php

[KLAN]

pri vožnji v ovinek ti samo trenje pnevmatik ne pomaga dosti, saj so sile zaradi nagibanja avtomobila (levo-desno, naprej-nazaj) za vsak trenutek za vsako pnevmatiko drugačne...poleg tega nastopi še deformacija oblike pnevmatike, podvozja, karoserije.....za največjo možno hitrost, s katero vozilo še lahko spelje ovinek brez zdrsa, je torej potrebno poznavanje celotne dinamike vožnje!
Torej veliko sreče pri branju dosegljive literature (CTK!)
LP KLAN

[silver]

pri vožnji v ovinek ti samo trenje pnevmatik ne pomaga dosti, saj so sile zaradi nagibanja avtomobila (levo-desno, naprej-nazaj) za vsak trenutek za vsako pnevmatiko drugačne...poleg tega nastopi še deformacija oblike pnevmatike, podvozja, karoserije.....za največjo možno hitrost, s katero vozilo še lahko spelje ovinek brez zdrsa, je torej potrebno poznavanje celotne dinamike vožnje!
Torej veliko sreče pri branju dosegljive literature (CTK!)
LP KLAN

kaj misliš z CTK?

drugače pa glede vožnje v ovinek nimaš ravno prav, pogledal se si zgornji internetni naslov in tam omenja silo na posamezno gumo, ki je odvisna od teže, gravitacije, naklonskega kota, višine in pozicije težišča vozila (h, l1, l2).
torej če pa se avto pelje po vseh 4 gumag potem nas pač ne zanimajo posamezne sile na določene pnevmatike (seveda če ne pride do pod ali predkrmiljenja!!), ker je seštevek vseh sil enk m*g*cosφ za silo trenja pa le še dodamo koeficient trenja. ter upoštevamo da je največja hitros odvisna od centripetalne sile, ki ne sme biti večja kot trenje. (seveda spet moramo upoštevati da se vozilo ne prevrne, ter zanemarimo razliko v vzmeteh, ki dejansko pripomorejo k zelo različnim silam na podlago kot bi bile če bi bilo vozilo brez vzmeti)

[Klemenn]

CTK je Centralna tehniška knjižnica v Ljubljani. Tam imajo na voljo veliko literature, ki te zanima. Kako pa misliš določit koeficient trenja? Vsaka guma ima drugačnega, predvsem pa, vsaj na naših cestah, ima tudi vsak ovinek svoj koeficient trenja oziroma svojo podlago.

Lep pozdrav,
Klemen

[keko]

Neglede koliko različnih koeficientov bo kdo upošteval in zajel nevem koliko različnih dejavnikov, bo to še zmeraj neki teoretični približek, ki se lahko samo delno približa dejanskim razmeram. Razmere med vožnjo se praktično nenehno spreminjajo in jih je nemogoče v celoti zajeti. To kar bomo dobili bo zmeraj bolj ali manj posrečen približek, na katerega se v praksi ni priporočljivo pretirano zanašati.

[silver]

Neglede koliko različnih koeficientov bo kdo upošteval in zajel nevem koliko različnih dejavnikov, bo to še zmeraj neki teoretični približek, ki se lahko samo delno približa dejanskim razmeram. Razmere med vožnjo se praktično nenehno spreminjajo in jih je nemogoče v celoti zajeti. To kar bomo dobili bo zmeraj bolj ali manj posrečen približek, na katerega se v praksi ni priporočljivo pretirano zanašati.

sploh nemislim delat nobenih izračunov koliko hitro skozi ovinek, ker se to ne dela računsko ampak z metodo eksperimenta.

zanimalo me je samo fizikalno dejstvo, ali je pomembna širina pnevmatike pri trenju, z katero vrsto pogona prideš v večji klanec pozimi, bolje pospešuješ na mokri podlagi...

sicer sem pa večino odgovorov dobil na naslovu ki je zgoraj.

drugače pa če se ne motim je bilo prvo vprašanje razlaga formule za kotalno trenje, namreč še zmeraj mi ni jasno zakaj nekateri omenjajo spremenljivke kot so hitrost in širino pnevmatike, ki pa jih v formuli za kotalno trenje ni. razen če mislijo pri hitrosti in širini večji zračni upor pnevmatike???

[Klemenn]

Zakaj je pomembna širina pnevmatike? Res je, da pomeni širša pnevmatika več zračnega upora, ki pa tudi ni zanemarljiv! Če upoštevamo formulo p=F/A, potem vidimo, da je tlak med pnevmatiko in asfaltom manjši. Toda po drugi strani pa imamo več mehanskega oprijema, ki pa je nadvse pomemben. To pomeni, da se večja površina gume odriva ali opira na "hribčke...oziroma špičke" asfalta (če bi površino asfalta pogledali pod povečevalnim steklom). To je mehanski oprijem, ki pa je spet odvisen od gume in podlage.

LP,
Klemen

[keko]

Širina pnevmatike je pri trenju sigurno pomembna, ker trenje povzroča tudi upor gume, ki je pa pri širši pnevmatiki večji, saj se guma upira deformaciji. To pomeni če je guma širša je tudi površina gume, ki se deformira večja in posledično je potrebno vlagati več energije za samo deformiranje gume pri kotaljenju, kar pa pomeni večji kotalni upor gume.

[KLAN]

Aham, torej ti želiš preračunati sile trenja za primer statike na ravnem? Samo, glede na to, da veš da višina težišča tvori pri zavijanju moment, kateri nagiba karoserijo navzven ovinka, potem bi lahko vedel, da ta moment deluje tudi na kolesa ( kolesa so povezana s karoserijo preko vzmeti, in če je karoserija nagnjena pomeni, da so vzmeti različno skrčene, kar pri linearni enačbi za silo vzmeti F=kX pomeni, da na vsako kolo deluje RAZLIČNA SILA!) Glede hitrosti in kotalnega trenja: Kot je že bilo napisano, je sila kotalnega trenja posledica deformacije gume. Ker je pri večji hitrosti potrebno opravljati večjo hitrost deformiranja pnevmatike in če upoštevamo dejstvo, da je za deformacije potrebno opraviti delo A, potem vemo da moč je delo na čas: P=A/t oz. sila krat hitrost: P=Fv lahko intuitivno hitro pridemo do sklepa, da kotalno trenje raste z hitrostjo.(Da, našel se bo kdo, ki zna to speljat lepše in pravilnejše, ampak za prvo silo je pa vseeno dobro)
Glede širine gume: Širša guma ima posledično manjšo strižno napetost, pa tudi tlačno. Iz mehanike fluidov vemo, da je hitrost izpodrivanja fluida odvisna od razlike tlakov, kar avtomatsko pomeni, da vozilo z širšo gumo, ne more dovolj hitro izpodriniti vode, blata.. izpod gume. Tako kolo hitreje zaplava na sloju fluida in izgubi stik z trdno podlago, vse kar ima na voljo pa je viskozno trenje med gumo in vodo. Efekt poznamo kot akvaplaning. Zakaj ima formula vseeno široke gume? Ker ima 800 konjev speljanih čez dve gumi! Ožja guma bi se enostavno prehitro obrabila! Slabši kot je teren, ožje gume potrebuješ (Primer: reli po finskem snegu&ledu...)!
Še na en zanimiv efekt bi te spomnil: ko se pelješ z vozilom po sipkih puščavah je problem, ko pesek enostavno vrže izpod gume, avto pa se ne premakne nikamor, samo zakoplje se... Dognali so, da je potrebno imeti čim težje vozilo. Takrat se pesek bolj stlači in rata bolj kompakten (trši) in posledično nudi boljši oprijem............in še bi lahko nakladal in nakladal:)
lp, klan
PS. tisto s težo, gravitacijo... si verjetno mislil MASO, gravitacijo..., kajneda;)

[silver]

manjši. Toda po drugi strani pa imamo več mehanskega oprijema, ki pa je nadvse pomemben.
LP,
Klemen

prvič slišim za mehansko trenje

Širina pnevmatike je pri trenju sigurno pomembna, ker trenje povzroča tudi upor gume, ki je pa pri širši pnevmatiki večji, saj se guma upira deformaciji. To pomeni če je guma širša je tudi površina gume, ki se deformira večja in posledično je potrebno vlagati več energije za samo deformiranje gume pri kotaljenju, kar pa pomeni večji kotalni upor gume.

jest govorim o sili!
če je guma večja (večja površina - recimo da tudi večji volumen), potem je manjši pritisk, in to pomeni da se večja guma manj deformira kot manjša, ker pa sta volumna različna je vloženega enako dela,
torej pri večji gumi je manjša deformacija kot pri manjši a je pri obeh vloženo (izgubljeno) enako energije. torej sila trenja je pri obeh enaka, saj morala bi biti po zakonitosti trenja (drsnega seveda), kotalni pa je odvisen od radija,

Glede hitrosti in kotalnega trenja: Kot je že bilo napisano, je sila kotalnega trenja posledica deformacije gume. Ker je pri večji hitrosti potrebno opravljati večjo hitrost deformiranja pnevmatike in če upoštevamo dejstvo, da je za deformacije potrebno opraviti delo A, potem vemo da moč je delo na čas: P=A/t oz. sila krat hitrost: P=Fv lahko intuitivno hitro pridemo do sklepa, da kotalno trenje raste z hitrostjo.
PS. tisto s težo, gravitacijo... si verjetno mislil MASO, gravitacijo..., kajneda;)

sedaj pa govoriš neumnosti, če govoriš o sili trenja nima to nič opraviti z hitrostjo in delom, če pa govoriš o energijski izgubi potem je pa res da če se hitreje pelješ se guma hitreje deformira in kot si rekel A=F*s, P=A/t, torej res je pri višji hitrosti več potošene energije v odvisnosti od časa, a sila je vseeskozi enaka.

da in tam sem mislil maso in težni pospešek, a vsi pogovorno govorimo kar o teži.

DRUGAČE PA TA TEMA SPLOH NIKAMOR NE VODI KER VSI GOVORITE O ČISTO DRUGIH STVAREH, ZA POVRHU PA TROSITE ŠE NEUMNOSTI, KI NIMAJO FIZIKALNE PODLAGE (GOVORIMO O SILI IN NE MOČI IN NE ENERGIJI!!!!!!) edini pameten je bil link - dinamika vozila, a vseeno ni odgovor na vprašanje

KER KOT SEM ŽE NA ZAČETKU REKEL JE TO VPRAŠANJE ZA FIZIKE, KLE OČITNO NI NOBENEGA, ZATO NE DAJAJTE ODGOVOROV KI JIH SPLOH NE RAZUMETE, TER TEMA NAJ SE ZAPRE KER BOM ODGOVOR POISKAL DRUGJE!

NA ŽALOST IMAJO ŠTUDENTI FMF UKINJEN FORUM

[keko]

Če boš hotel dobiti točne odgovore, kakšno vlogo ima pri trenju širina gume in hitrost vozila, bi bilo dobro, da pokličeš recimo v Sava Kranj, kjer gume izdelujejo. Oni ti bodo najbrž vedeli povedati, da zgradba ožje ali širše gume ni enaka in da tu postojijo neke zakonitosti, v katere tisti, ki pri razvoju gum ne sodelujejo nimajo vpogleda. Kot strojniku mi je jasno predvsem to, da ima na kotalno trenje velik vpliv tudi tehnična karakteristika gume. Mislim da s samo golo fiziko tudi ne boš daleč prišel. Guma ima svoje fizikalne, tehnične, dizajnske in še kakšne lastnosti in vse to tudi vpliva na to kar ti sprašuješ. Več kot boš iskal, več odgovorov in tudi več novih vprašanj boš dobil. Mogoče pa res drži, da te strojniki ne razumemo, mi namreč marsikaj naredimo tudi praktično, ker velikokrat namreč fizika odpove.

[KLAN]

Kolega,zakaj pa naj bi bila sila enaka?! Za isto geometrijsko deformacijo iste mase (gume) boš pri višji hitrosti imel večje pospeške iste mase (ker se mora hitreje gibati). Večji pospešek pa pomeni VEČJE sile (vsaj po njutnu:)).
Glede linka DINAMIKA: lepe izpeljave, model pa žal na nivoju osnovne šole. Če bi vsaj avto bil na vzmetenju,da bi še zanihal...pogrešam kakšen J, kotne hitrosti,pospeške...
Ja vidim da moramo najprej razčistiti o kakšnem nivoju zahtevnosti je tukaj sploh govora...srednja šola verjetno...v takem primeru bi pa res zanemaril kakšno stvar.
Drugače pa le zavi v CTK (centralna teh. knj.-Ljubljana, desno od Cankarjevega doma). V oddelku za strojništvo na polici "tehnika vozil in vojna oprema" ždi črna knjižica..mislim, da ima naslov tyre dynamics..Na oddelku za fiziko pa vem,da imajo tudi knjigo "Fizika" ak.Grabca -tam si boš na intuitiven način lahko razčistil stvari, kot so A=Fs,energija, različna trenja..skratka same uporabne stvari.
LP, KLAN

[silver]

Če boš hotel dobiti točne odgovore, kakšno vlogo ima pri trenju širina gume in hitrost vozila, bi bilo dobro, da pokličeš recimo v Sava Kranj, kjer gume izdelujejo. Oni ti bodo najbrž vedeli povedati, da zgradba ožje ali širše gume ni enaka in da tu postojijo neke zakonitosti, v katere tisti, ki pri razvoju gum ne sodelujejo nimajo vpogleda. Kot strojniku mi je jasno predvsem to, da ima na kotalno trenje velik vpliv tudi tehnična karakteristika gume. Mislim da s samo golo fiziko tudi ne boš daleč prišel. Guma ima svoje fizikalne, tehnične, dizajnske in še kakšne lastnosti in vse to tudi vpliva na to kar ti sprašuješ. Več kot boš iskal, več odgovorov in tudi več novih vprašanj boš dobil. Mogoče pa res drži, da te strojniki ne razumemo, mi namreč marsikaj naredimo tudi praktično, ker velikokrat namreč fizika odpove.

koeficient kotalnega trenja in drsnega statičnega in dinamičnega se pač zmeri z metodo eksperimenta, tako kot se to določi za koeficient zračnega upora tako bočnega kot stranskega in vzgonskega.

zračni upor merijo v vetrovniku, koeficien trenja za pnevmatike pa določijo za kotalno tako da zmerijo silo vlečenja na ravni podlagi in pri konstantnem gibnju (a=0, Fu=0)in potem s pomočje nje po formuli Fk=m*g*k'/r izračunajo koeficien trenja, seveda naredijo malo morje meritev in vzamejo srednjo vrednost, meritev pa poteka v vakumu ali pa upoštevajo zračni pritisk, in gostoto.
prav na isti način določijo koeficienta drsnega trenja in sicer za statično, vzdolžno-prečno merijo silo tik preden se predmet (vozilo z blokiranimi pnevmatikami) premakne vzdolžno-prečno (seveda ga ne smejo vleči ker bi pričlo do različnih sil N, zato si pomagajo z sistemom klanca in v formuli upoštevajo naklonski kot). za koeficient statičnega dinamičnega trenja pa si pomagajo na isti način le da se tu predmet giblje z konstantno hitrostjo.

torej eno je koeficent trenja/upora drugo pa je sila!
ampak če pogledaš koeficient trenja za določeno pnevmatiko - opravlja se ga za vsako posebej (ali koeficient upora in prečni presek za določeno vozilo) lahko potem po formuli določiš nekatere parametre.

recimo določitev hitrosti vožnje in časa zaviranja vozila ki je zletelo z ceste ali je povozilo pešča, kolesarja, se zaletelo v drugo vozilo - za sodno preiskavo. torej tu se da z fiziko kar točno določit zadeve, z sledovi blokiranih gum, pri ABSju pa so tudi sledovi ker abs deluje tako da guma za 11% del blokira ker je večji učinek zaviranja.

[silver]

Kolega,zakaj pa naj bi bila sila enaka?! Za isto geometrijsko deformacijo iste mase (gume) boš pri višji hitrosti imel večje pospeške iste mase (ker se mora hitreje gibati). Večji pospešek pa pomeni VEČJE sile (vsaj po njutnu:)).
LP, KLAN

sila N je enaka pa če maš gor gume 155/70/r13 ali pa 265/40/r17 (razen razlika v teži gume). torej od tod mora biti enaka tudi sila trenja, ki je odvisna od sile N in koeficienta (predpostavimo da imata obe gumi enkaega).

to je tako kot če bi ženska hodila po strmem klancu pozimi in bi bila obuta v petke (z podlago iz gume), ali pa v čevlje (z isto podlago gume - isti profil, po fizikalni formuli bi morala biti sila N in SILA TRENJA ENAKA.

in dinamika vozila - iz zgornjega linka gotovo ni srednješolsko znanje, (tudi ni fakultetno), ker se mi tega prav gotovo nismo učili v srednji šoli (spomnim pa se da smo samo omenjali formulo Ft=kt*N)