K
T BOCZNEGO
ZNOSZENIA OPONY
y
ródło: oponeo.pl
Maciej Gis gr. 1.1
KÄ…t bocznego znoszenia opony
Statecznością samochodu podczas ruchu nazywamy zdolność do
zachowania nadanego mu przez kierowcÄ™ kierunku jazdy. Utrata
stateczności ruchu, a więc niezależna od woli kierowcy zmiana
kierunku jazdy, może być wywołana zjawiskami przekroczenia
maksymalnej dopuszczalnej prędkości w zakręcie, impulsami
zewnętrznymi, a więc bocznym wiatrem nierównościami drogi itp.
Bardzo istotny wpływ na stateczność ruchu ma zjawisko bocznego
znoszczenia opony. OmawiajÄ…c ruch krzywoliniowy samochodu nie
brano dotychczas pod uwagę odkształceń sprężystych ogumienia,
wywołanych działaniem sił bocznych.
Pod wpływem działania tych sił zmienia się rozkład nacisków i
odkształceń na powierzchni styku opony z jezdnią oraz występują
mikropoślizgi o kierunku poprzecznym do kierunku ruchu.
KÄ…t bocznego znoszenia opony
Jeśli na toczące się koło działa siła poprzeczna F przyłożona
do osi koła, to opona ulega sprężystemu odkształceniu (rys. 5
a,b), a wektor prędkości koła odchyla się od kierunku
wyznaczonego przez pÅ‚aszczyznÄ™ symetrii koÅ‚a o kat Ã
zwany kÄ…tem bocznego znoszenia opony. Zmianie ulega
również kształt powierzchni styku opony z drogą.
Dla wyjaśnienia przebiegu tego zjawiska sporządzono model
pokazany na rysunku 5d, gdzie koło osadzone w
odpowiednim uchwycie uniemożliwiającym zmianę płaszczyzny
symetrii toczy się po powierzchni skośnie ustawionego bębna o
dużej średnicy.
KÄ…t bocznego znoszenia opony
Rys. d) Początek śladu współpracy koła z
bębnem znajduje się w punkcie A. W
miejscu tym bieżnik opony nie jest jeszcze
przesunięty w kierunku poprzecznym. Po
obrocie bębna o pewien mały kąt punkt A
bieżnika przemieści się do punktu A , gdzie
będzie utrzymywany w styku z powierzchnią
bębna siłami przyczepności.
Przy dalszym obrocie  przemieści się do
punktu A itd.
Rys. b) Powstanie niesymetryczny rozkład elementarnych naprężeń stycznych Y, wskutek czego
wypadkowa tych naprężeń, czyli reakcja poprzeczna Y przesunie się od osi symetrii koła o odległość
s. Powstanie wskutek tego moment Ts=SY zwany momentem stabilizacyjnym, dążący do ustawiania
płaszczyzny symetrii koła w kierunku zgodnym z kierunkiem wektora prędkości. Odległość s nosi
nazwÄ™ ramienia momentu stabilizacyjnego.
KÄ…t bocznego znoszenia opony
Dopóki żadne z elementarnych reakcji stycznych Y nie
przekroczy granicy przyczepności ź1z (rys. 5c),
zależność między wypadkową reakcją poprzeczną
a kątem bocznego znoszenia à jest prawie liniowa
Y=kÃ
Gdzie współczynnik k (kG/rad lub kG/10) nosi nazwę
współczynnika bocznego znoszenia.
Jeżeli przy dalszym wzroście siły bocznej w pewnym punkcie B śladu elementarna
reakcja styczna osiągnie wartość ź1=z rozpoczyna się częściowy poślizg koła w
kierunku poprzecznym, a wartość elementarnych reakcji stycznych szybko spadają
do granicy ź2=z , jak to wskazuje na rys.5c linia Y .
KÄ…t bocznego znoszenia opony
Od chwili rozpoczÄ™cia poÅ›lizgu bocznego, kat à przestaje być
proporcjonalny do wartości siły bocznej i szybko wzrasta, dążąc przy
dalszym wzroście Y do wartości /2 .
Dla nowoczesnych opon samochodowych liniową zależność miedzy siłą
boczna, a kÄ…tem znoszenia można przyjmować w granicach 3°-4°.
Współczynnik bocznego znoszenia zależy od wymiaru i budowy ogumienia,
ciśnienia powietrza w oponie, a także od kąta pochylenia koła względem
nawierzchni drogi oraz obciążenia.
Wartości współczynników bocznego znoszenia dla kilku typów opon
przedstawia tabela 1.
Rys. Różne
rozmiary
opon
KÄ…t bocznego znoszenia opony
Tabela 1. Wartości współczynników bocznego znoszenia dla kilku typów opon
KÄ…t bocznego znoszenia opony
Opony promieniowe (radialne) wykazują większą odporność na boczne
znoszenie niż opony diagonalne tego samego wymiaru.
Wzrost ciśnienia powietrza w ogumieniu wywołuje zwiększenie odporności
na boczne znoszenie, podobnie obciążenie.
Rys. Wartość kata znoszenia zależnie od siły bocznej Ph od obciążenia normalnego Gk
Rola kÄ…ta bocznego znoszenia
Wpływ konstrukcji zawieszenia na kierowalność przejawia się poprzez kąty
bocznego znoszenia, których wartości zależą od rozkładu obciążeń miedzy kołami
oraz od nachylenia koła w stosunku do jezdni przy jez
dzie po Å‚uku.
Nachylone koło toczy się wokół chwilowego
środka obrotu 0, który przesuwa się z
prędkością pojazdu. Elementy opony położone
po zewnętrznej stronie płaszczyzny środkowej
chciałyby się przemieszczać z prędkością
większą od średniej, a po wewnętrznej  z
mniejszą. Skutki takiej sytuacji najłatwiej sobie
wyobrazić po przyjęciu, że koło jest nieruchome,
a jezdnia składa się z dwóch listewek A i B.
Rys. Współpraca z jezdnią koła
nachylonego
Rola kÄ…ta bocznego znoszenia
Wtedy ruch względny odbywa się z poślizgiem a na oponę działają siły o
kierunkach zaznaczonych strzałkami. Siły te tworzą moment odchylający
Å›rodkowÄ… liniÄ™ styku o kat Ã. Zatem przechyÅ‚ koÅ‚a powoduje jego znoszenie w
stronÄ™ nachylenia.
Ogólnie: jeżeli pod wpływem siły bocznej, działającej na pojazd, koło nachyli
się w kierunku działania siły, to kąt (wypadkowy) bocznego znoszenia
wzrośnie.
Jeżeli koło nachyli się w kierunku przeciwnym do działania siły, to kąt
bocznego znoszenia zmniejszy siÄ™.
Wniosek:
należy tak dobierać geometrie zawieszeń, aby pierwszy
przypadek zachodził dla przedniego, a drugi dla tylnego
zawieszenia pojazdu.
Dziękuję za uwagę
y
ródło: wall.alphacoders.com