На мнозина сред нас се е случило гумите да загубят сцепление и автомобилът да започне да се пързаля. Макар понякога това да е забавно, неочакваната загуба на сцепление може да доведе до тежък пътен инцидент. Очевидно тук нещата опират до гумите и пътната настилка.
Преди да се задълбочим в сцеплението и тракцията, нека разгледаме физиката на триенето. Триенето не придвижва автомобила напред. Триенето е съпротивителна сила, която устоява на относителното движение на две повърхности. Просто казано, триенето е силата, която се противопоставя на възможността гумата да се пързаля по пътната повърхност.
Самото триене е два вида – статично и кинетично. Статичното е силата на триене между повърхности, които не се движат една спрямо друга. Кинетичното е силата на триене между повърхности, които се движат една спрямо друга.
Когато гумите се въртят, триенето не е ли кинетично? Не. На сух път, независимо от скоростта, сцеплението което държи автомобила в курса е статично. Ако погледнем на много бавен кадър, контактната площ на гумата не се движи спрямо пътната повърхност.
В други ситуации триенето също е важно за това дали автомобилът се държи както желаете – при ускорение, при завиване и при спиране. В тези ситуации е много важно силата на статично триене да е по-висока от други сили – кинетична енергия, която може да накара автомобила да загуби контрол или сцепление. Но какво влияе на сцеплението?
Факторите са различни, някои от тях – критични. Това са материалът на контактната повърхност, т.е. качеството на гумата и материалът на пътната повърхност, строежът на тези материали (колкото по здрав е той, толкова по-високо е сцеплението), силата на натиск между двете повърхности (тежестта на автомобила) и други материали между контактните повърхности, например вода, лед, чакъл или масло.
При нормално движение първите три фактори обикновено са константни. Автомобилът има едно и също тегло, едни и същи гуми и пътят е продължителен. Затова и адаптираме стила си на шофиране към тези фактори.
Когато обаче завали силно, всичко се променя. Водата между гумата и пътната повърхност действа като смазка и статичното триене намалява. В най-лошия случай пътят може да е заледен.
При ускорение по лед ако приложената сила (мощността към колелата) надхвърли статичното триене, гумите губят сцепление и превъртат. Ако в завой центробежните сили надхвърлят тези на статичното триене, гумите губят сцепление и кинетичната енергия кара автомобила да се движи напред, независимо че въртим волана.
В тези два случая, когато статичното триене бъде надхвърлено, в сила влиза другото триене -кинетичното, познато като динамично триене или триене при пързаляне. Автомобилът не спира докато кинетичното триене го спре.
Когато гумите превъртат, те ще се въртят докато силата на статично триене надхвърли тази на силата на кинетично триене. Това се случва когато отстъпим от газта и гумите намерят сцепление.
Колко дълго ще се пързаля автомобила и колко хлъзгав е пътят, се определя от коефициента на триене. Различните материали и структури създават различно триене. Коефициентът на триене е мярка за това колко триене създава материал или структура. Този коефициент се използва от учените при изработката на нови гуми или пътни повърхности, но за шофьорите е важно едно – той да бъде висок, защото само така стоим сигурно на пътя.
Каква е разликата между триене и тракция? Докато триенето е обща физична величина, тракцията на автомобила може да бъде определена като триене между задвижваното колело и пътната повърхност. Затова и тракцията не може да бъде увеличена от електронни системи. Увеличение може да се постигне ако се постави нещо с по-висок коефициент на триене под гумите – пясък на заледен път или вериги в снега.
В крайна сметка всичко опира до силата на триене в малката част на контакт между гумата и пътя. Въпрос на физика.
Снимки: dpa