2.10.1. Visszaállító nyomaték általában
Az abroncs felfekvési felületének erősúlypontja a terheléstől és oldalerőktől függő alakvál-tozás miatt a kerék középpontja mögött van. Emiatt az oldalerő támadáspontja is a kerékutánfutásnak nevezett rτ,T értékkel a kerék közepe mögé esik(3.119. ábra). Az első kerekeken FY,W,f kanyarodási erő és rτ,T (erőkarként) létrehozza az MZ,T,Y abroncs-visszaállítási nyomatékot, ami támogatja a kinematikailag fennálló abroncs-visszaállítási nyomaté-kot és az elkormányzott kerekeket újból egyenes állásba akarja hozni (ld. 3.8. fejezet).
A visszaállítási nyomatékot, az oldalerőt és a kúszási szöget egy munkamenetben mérik vizsgálópadon. Felveszik azMZ,T,Y nyomatékot a kúszási szög függvényében (2.49.
ábra), és az FZ,W függőleges erő a paraméter. Minél nagyobb FZ,W, annál erősebb lesz a visszaállítás, és a nyomaték pontosan úgy emelkedik a maximumig, mint az oldalerő, majd pedig ismét csökken. MZ,T,Y,max azonban már α 4o körül van, nem pedig az α≥ 10o tarto-mányban száraz úton (ahogy a 2.43. ábrán látható).
2.49. ábra: Száraz dobon a kúszási szög függvényében pT = 2,0 bar nyomáson mért visszaállítási nyomatékok a 175/70 R 13 82 S acélöves abroncson. Paraméterként a kN-ban megadott FZ,W függőleges erő szolgál. A nyomatékok kis szögeknél erősen növekednek, α = 3-4o körül van a maximumuk, majd lassan ismét csökken-nek. Emelkedő kanyarodási sebesség mellett tehát az abroncs-visszaállítási nyomaték csökken, ezzel szemben
a kinematikailag indokolt nyomaték magasabb lesz (ld. 3.8. fejezet).
2.10.2. Az abroncs utánfutása
Gyakorlatilag a kanyarodáskori visszaállítási nyomaték valamennyi számításába belefolyik az rτ,T abroncs utánfutás (3.10.3. fejezet), melynek hossza könnyen kiszámolható az oldal-erőből és a nyomatékból:
(2.20)
Ehhez két diagramra van szükség, egyik az FY,W = f(FZ,W és α), ill. μY,W = f(FZ,W és α), és egy másikra: MZ,T,Y = f(FZ,W és α). Példaként a 175/70 R 13 82 S acélöves abroncs 2.45. és 2. 49. ábrán bemutatott és pT = 2,0 bar nyomáson mért értékei szolgálnak. α = 2o és FZ,W = 5,0 kN értékeknél a tapadási súrlódási tényező μY,W = 0,44, és így:
Ugyanilyen szög és azonos kerékerő mellett a visszaállító nyomaték MZ,T,Y = 95 Nm, és ezzel:
A 2.50. ábra az így számított utánfutást mutatja. Nagyobb oldalerőkhöz nagyobb kúszási szögek tartoznak, ugyanakkor ez utóbbiak kisebb visszaállítási nyomatékokkal és rövidebb utánfutással járnak együtt. E tényt az magyarázza, hogy a kisebb kúszási szögeknél csak a felfekvési felületen lévő profil szenved alakváltozást. Az oldalerő támadáspontja továbbra is hátrafelé vándorol ellentétben a nagyobb szögekkel, amelyeknél túlnyomórészt a karkasz szenved alakváltozást. Az emelkedő függőleges erők hatására a gumi erősebben benyomó-dik, és így megnövekszik az abroncs felfekvési felülete és az utánfutás is.
2.10.3. Az első kerekeken ható befolyásoló tényezők
Az abroncs-visszaállítási nyomaték szerepet játszik a kanyarodáskor fellépő kormányzási erők meghatározásában, és mértéke különböző befolyásoló tényezőktől függ.
2.50. ábra: A 175/70 R 13 82 S acélöves abroncson pT = 2,0 nyomáson a 2.45. és 2.49. ábrából számított rτ,T utánfutási utak. Minél nagyobb az FZ,W függőleges erő (kN-ban) és minél kisebb az α szög,rτ,Tannál hosszabb
lesz.
2.10.3.1. Száraz útpálya
A visszaállítási nyomaték mérése többnyire görgős vizsgálópadon történik. A felület és a gumi közötti görgő μ0 = 0,8 – 0,9 tapadási súrlódási tényezőt tesz lehetővé.
Ha szükség van az úton kialakuló visszaállítási nyomatékra, megközelítően meghatá-rozható MZ,T,Y,μ értéke egy korrekciós tényező segítségével:
(2.21)
Példaként a μY,W 1,05 (2.43. ábra) értékű betonos burkolatot és a 175/70 R 13 82 S acél-öves abroncsot használjuk. A 2.49. ábra alapján ilyenkor:
és esetén A korrekciós tényező a következőképpen alakul:
vízrétegborítás és 100%-os profilmélység esetén μY,W értéke 0,86-ról 0,55-ra esik. A kisebb tapadási súrlódási tényező miatt MZ,T,Y,μ csak kisebb értéket vehet fel, tehát
Ha a vízréteg vastagsága nagyobb, a tapadási súrlódási tényező ugyan kisebb lesz, a visz-szaállítási nyomaték mégis növekszik: a víz a kereket az egyenes állásba visszafordítja.
Ehhez jön még, hogy a visszaállítás maximuma nedves útpályán a kisebb kúszási szögek irányába tolódik el.
2.10.3.3. Jeges útpálya
A jég síkossága csak nagyobb függőleges erőknél és kisebb kúszási szögeknél képes az abroncs felfekvési felületét alakváltozásra kényszeríteni, és ezzel rendkívül kicsi, mégis a visszaállításhoz még elegendő nyomatékot létrehozni. Az első tengely alacsonyabb terhelé-se vagy a kormánykorrekciók következtében kialakuló nagyobb α szögek negatív -MZ,T,Y
nyomatékot okoznának. Az alacsony keréknyomások elöl már korábban is problémát jelen-tettek a farmotoros személyautóknál.
2.10.3.4. Hosszirányú erők
A hajtóerők növelik a visszaállítási nyomatékot, ahogy az a 3.119. ábrán látható. Az egyenlet egy kerékre vonatkoztatva a következő:
( ) (2.22)
Fékezéskor gyengül a nyomaték, sőt annyira is lecsökkenhet, hogy negatív lesz, és arra készteti a kerekeket a kanyarban, hogy még jobban bevágjanak. Egy kerékre a képlet:
( ) (2.23) Az rτ,T és rT utak hossza a 3.117. ábra feliratában látható.
2.10.3.5. Légnyomás
A légnyomás megemelésével a visszaállítási nyomaték 0,1 baronként 6-8%-kal csökken,
és ennek megfelelően a nyomás csökkentésekor növekszik, mégpedig 0,1 baronként 9-12%-kal.
Például a 0,5 bar nyomásesés következménye ennek megfelelően a nyomaték több mint 50%-kal való megnövekedése lenne, amit a vezetőnek tulajdonképpen érzékelnie kellene.
2.10.3.6. További befolyásoló tényezők Csak csekély befolyást gyakorolnak
a pozitív kerékdőlés értékek, ezek csekély mértékben növelik a nyomatékot, a nega-tív értékek pedig csökkentik.
MZ,T,Y emelkedő sebességek mellett csökken, mert a centrifugális erő az acélövet megfeszíti, és az nehezebben deformálódik (2.16. ábra).
a szélesítése a visszaállítás csekély mértékű csökkenését eredményezi.
2.11. Az abroncs billenési nyomatéka és az erő támadáspontjának áthely