3.7.1. Optimális kerékcsúszás
A fékerő felosztási diagrammal kapcsolatos eddigi számítások és az erre alapozott feltéte-lek azt sugallják, hogy egy abroncsra egyértelműen csak egy tapadási tényező µx,B diagram rendelhető hozzá. Ez az előfeltétel kedvező a fékezési jellemzők elméleti tárgyalása szem-pontjából. Ez azonban nem mindig igaz.
Azért, hogy dönteni lehessen, hogy az eddig felállított egyenletek a valóságnak mennyire felelnek meg, illetve mely esetekben szükségesek korrekciók, szükség van a gu-miabroncsok fékezés közbeni viselkedésére vonatkozó pontos ismeretekre. Egyenes meneti fékezéskor – és a következőkben csak ezt fogjuk tárgyalni – a gumiabroncs viselkedését az úgynevezett tapadási tényező – kerékcsúszás diagram jellemzi. Ennél a gumiabroncs tapa-dási tényezőjét µx,B az útfelülethez viszonyított kerékcsúszás λB függvényében ábrázolják (1.9. ábra). A λB értéket az 1.12 egyenlet határozza meg az 1.2.3. alfejezetben.
(1.12) λB = 0 a szabadon gördülő kereket jelenti
λB = 1 pedig a blokkoló kereket jelenti
Minden gumiabroncsnak összefüggésben az útfelülettel saját jelleggörbéje van. Ez főként a gumiabroncs konstrukciós felépítésétől, továbbá s futófelület gumikeverékétől függ, de jelentős hatása van a futófelület profiljának is. A gyakorlatban előforduló különböző gumi-abroncs jelleggörbék minőségileg két csoportba sorolhatók (3.13. ábra).
Az 1. csoportba sorolhatóknál a µx,B,max érték egy úgynevezett optimális csúszásnál λom relatíve nagy, rendszerint korszerű abroncsokról van szó, jól tapadó útfelületen 20%- 30% csúszás. Minél kevésbé jól tapadó az útfelület, annál kisebb lesz a λom érték. A blok-koló kerék csúszási tényezőjét is megadják, mérik a maximális tapadási tényezőt, ami kis értékű. A viszonyszám µG,B /µx,B,max = 0,8 jól használható. Többnyire ezek az abroncsok megfelelnek a kormányozhatóság és a nyomtartás vonatkozásában. A fékezési tulajdonság szempontjából azonban nem a legjobbak.
A 2. csoportba sorolható gumiabroncsoknál nincs kifejezett tapadási tényező maxi-mum megadva. A kis tapadási tényező következtében egy bizonyos, például 30 %-os ke-rékcsúszás felett elegendő csupán a µx,B értéket megadni, hogy jellemezni lehessen az ab-roncsot. Ez rendszerint az 1-kategóriába tartozó abroncs csúszási értékénél nagyobb. A kormányozhatóság és a nyomtartás vonatkozásában többnyire közepes minősítést kapnak.
A fékezési tulajdonság szempontjából azonban jó a minősítésük. Az ebbe a 2. csoportba
tartozó abroncsok viselkedését tárgyaltuk eddig és közölt fékerő felosztási diagramok is ezekre vonatkoznak. Az 1-csoportba tartozó abroncsoknál a fékezési viselkedések tényle-ges megítéléséhez korrekcióra van szükség, melyet a 3.14. ábra tartalmat.
3.13. ábra: Két különböző karakterisztikájú gumiabroncs tapadási tényezője µx,B egyenes meneti fékezéskor az abszolút kerékcsúszás λB függvényében.
1. görbe: Gumiabroncs kiemelkedő tapadási tényező µx,B,max maximummal.
2. görbe: „kiegynlített” gumiabroncs blokkoláskor a csúszási tényező µG,B nagy értékű.
3.14. ábra: Terhelt gépkocsi fékerő felosztási diagramja, mely gumiabroncsának kiemelkedő tapadási ténye-ző maximuma van (lásd 3.5. ábra).
1. Az ideális fékerő felosztás parabolája
2. A megvalósított fékerő arány egyenese, az első keréknél a tapadási tényező maximumának µx,B,v,max eléré-séig.
3. A megvalósított fékerő arány „instabil” szakasza
4. Az „instabil” fékerő felosztási szakasz blokkoló első kerekeknél (csúszási súrlódási tényező µG,B,v addig, amíg eléri a hátsó futóműnél a legnagyobb tapadási tényezőt µx,B,h,max.
5. A „végállapot” –amikor mind a négy kerék blokkol (µG,B,v =µG,B,h = z)
padási tényező µx,B,max egyenesét. Az ehhez a ponthoz tartozó lefékezettség:
(3.54) A hátsó futóműnél a fajlagos fékerő:
(3.55) A határérték legkisebb átlépésekor a 3.54 egyenlet szerint azonnal blokkol az első tengely és a tapadási tényező visszaesik µG,B, értékre. Ez a hátsó tengely fékerejét nem befolyásol-ja. Egy újabb, kisebb lassulás áll be. Ezt az értéket a 3.55 egyenese és az első tengely csú-szási súrlódás egyenesének µG,B,v metszéspontja határozza meg. Rövid számolással a kö-vetkező adódik:
(3.56) A blokkoló első kerekek ellenére tovább növekszik a pedálerő a fékezés üzemi pontja to-vább vándorol a µx,B,v = µG,B,v egyenesen felfelé, amíg metszésbe kerül a hátsó tengely ál-landó tapadási tényező µx,B,h = µx,B,h,max egyenessel. Ebben a pontban a lefékezettség:
(3.57) A fajlagos első tengely fékerő ezen a helyen:
(3.58) A hozzá tartozó fajlagos hátsó tengely fékerő:
(3.59) Egy további kis pedálerő növekedés azt eredményezi, hogy a hátsó tengely is blokkol. Ek-kor µx,B,v = µx,B,h= µG,B,v.A lefékezettség ekkor egyenlő a kerék csúszási tényezőjével µG,B,v
A maximális lefékezettség a 3.54 egyenletből adódik, vagyis amikor az első futómű blokkolási határát elértük. Bizonyos mértékig gyakorlott vezető a 3.57 egyenlet szerinti esetet, amelynél az első kerekek blokkoltak és a hátsó kerekek közvetlenül a blokkolás előtt vannak, viszonylag könnyen reagálható.
3.7.3. Számítási példa
A vizsgált gépkocsi hátsótengely terhelés részaránya Ψ = 0,52 a fajlagos tömegközéppont magasság χ = 0,21 a hátsó tengely fékerő részaránya Φ = 0,273. Az alkalmazott gumiab-roncsok maximális tapadási tényezője µx,B,max = 1,065 és a csúszási súrlódási tényező µG,B,h = 0,825. Keressük a blokkolási pontokat az első és a hátsó tengelynél.
A maximális lefékezettség közvetlenül az első futómű blokkolása előtt:
(3.54)
Az első tengely blokkolása után a lefékezettség:
(3.56) Közvetlenül a hátsó tengely blokkolása előtt:
(3.57) A viszonylagos első tengely fékerő:
(3.58) A viszonylagos hátsó tengely fékerő:
(3.59) Amikor blokkol a hátsó tengely is, a teljes gépkocsi lefékezettsége (g index) zbl,g = 0,825.
Így valamennyi keresett érték ismert. A legnagyobb lefékezettség z = 1,016 közvetlenül az első tengely blokkolása előtt. Utána csökken a lefékezettség 0,831-re amit a vezető is meg-érez. Közvetlenül azelőtt, hogy jelentős pedálerő növekedés lenne, a hátsó tengely is blok-kol. A második legnagyobb lefékezettség z = 0,904 értéket elérte. Végül pedig a beállítan-dó érték 0,825 jelentősen rosszabb, amit egy gyakorlott vezető optimálisnak tartana. Ez a viszony 0,825/1,016 = 0,812 értéket mutat.