Ez a különbség a sT = 2,3 mm dinamikus abroncssugárban FZ,W magassági erőin-gadozásokat okozna, amelyek mégis kisebbek lennének, mint a kerékfelfüggesztő csap-ágyakban tapasztalható súrlódás. 120 km/h feltételezett sebesség mellett teljesen sima úton haladva ennek következtében vibrációk keletkeznének, amelyek különösen az első tenge-lyen jelennének meg.
A példaként szolgáló járműnek tengelyoldalanként ci = 15 N/mm felépítmény rugó-zási rátával kellene rendelkeznie. A sT út ekkor az 5.0 egyenlet alapján a következő füg-gőleges erőkülönbséget eredményezné:
A súrlódási erő azonban az első tengelyeken általában nincs Ffr = ± 100 N (5.6. ábra) alatt, tehát csak akkor hidalható át, ha a talajegyenetlenségek miatt nagyobb függőleges erőingadozások lépnének fel. Minél puhábban van rugózva a kocsi, annál erősebben érez-hetők a radiális erőingadozások az abroncsban (ld. ehhez 5.1.2. fejezetet).
Az abroncsok oldalerő-ingadozása befolyásolja a jármű egyenes haladási képességét.
Még a pontosan egyenesen futó gumi esetén is, azaz ha a kúszási szög nulla, keletkeznek oldalirányú erők, amelyek még a haladási iránytól is függenek (ld. ehhez [4] irodalom 11.
fejezetét).
A keletkező hosszirányú erőingadozásokat a 3.6.5.2. fejezetben leírt gumicsapágyak-nak kell felvenniük a futómű oldaláról.
A forgásiránytól függő szögerő az övszerkezetből keletkezik a köpenytalp oldalirá-nyú eltolódása miatt. Ezzel szemben a kúpossági erő az abroncs szélességén bekövetkező átmérőváltozás következtében független a forgásiránytól. Mindkét erő zavarja a jármű egyenes haladását, ld. [4] irodalom 11. fejezetét.
2.6. Gördülési ellenállás
2.6.1. Gördülési ellenállás egyenes haladáskor
A gördülési ellenállás azoknak az energiaveszteségeknek a következménye, amelyek az abroncs talpfelületének alakváltozására és a gumi csillapítási tulajdonságaira vezethetők vissza. Ilyenkor a mechanikai energia hőenergiává alakul át, ami hozzájárul az abroncs felmelegedéséhez.
A gördülési ellenállás 60-70%-a a futófelületeken keletkezik (2.5. ábra), és mértéke alapvetően a gumikeveréktől és a köpenyszerkezettől függ. Az alacsony csillapítású futófe-lületi keverékek javítják a gördülési ellenállást, egyidejűleg azonban csökkentik a tapadási súrlódási tényezőt nedves útpályán. Hozzávetőlegesen azt lehet mondani, hogy 1:1 az arány: 10%-kal kisebb gördülési ellenállás 10%-kal hosszabb fékutat eredményez nedves körülmények között. A futófelületi csíkokban új anyagkombinációk (szilika) alkalmazásá-val sikerült ennek a konfliktusnak az élességét jelentősen enyhíteni.
A gördülési ellenállást vagy FR gördülési ellenállási erőként, vagy kR gördülési ellen-állási tényezőként adják meg:
(2.4)
kR fontos a menetteljesítmény diagram felállításához, és függ az FZ,W függőleges erőtől és az abroncs pT nyomásától. A 2.31. ábra a különböző sebességosztályba tartozó abroncsok elvi kR értékének alakulását mutatja a sebesség függvényében. Amíg a T abroncsok gördü-lési ellenállási tényezője kb. 120 km/h-tól kezdve az arányosnál jobban emelkedik, a H és V abroncsoknál ez a növekedés csak 160-170 km/h-nál következik be. E viselkedés oka a gördülési boltosodás kialakulása, ami a sebességosztálytól függően előbb vagy később következik be, és függ az övkötés merevségétől, azaz annak szerkezetétől. A T abroncsok-nál megfigyelhető alacsonyabb kR értékeket ennek a sebességosztálynak többnyire kedve-zőtlenebb nedves körülmények közötti megcsúszási viselkedése magyarázza.
2.31. ábra:
Közel azonos átmérőjű 3 abroncs kR,0gördülési ellenállási tényezője, az öves felépítésű abroncsok átlagos értékei a sebesség függvényében, dobos vizsgálópadon mérve. A csak 210 km/h sebességig engedélyezett H abroncsok gördülési ellenállása 160 km/h alatt kevesebb (, mint a V és W típusoknál), de az értékek
merede-ken emelkednek e sebesség fölött (a Continental cég mérései).
Az aszfaltozott utakon kR,0 mint kR kb. 20%-kal, és durva betonon legalább 30%-kal megnövekszik. Az iR
arányszám ekkor 1,2, illetve 1,3-1,4, a tényleges kR érték pedig:
(2.4a)
A különbség oka a fejlesztés különböző súlypontjaiban keresendő. A H, V és W abroncsok inkább az aktív biztonságra – azaz a kedvező nedves megcsúszási és vízen futási viselke-désre – vannak kihegyezve, ezzel szemben az S abroncsoknál inkább a gazdaságosság, azaz (a nem gyors haladásnál fontos szerepet játszó, és a városi üzemanyag-fogyasztást befolyásoló, 2.32. ábra) alacsonyabb gördülési ellenállás és a hosszú várható élettartam a fő szempont.
2.6.2. Gördülési ellenállás kanyarodáskor
Kanyarodáskor a gördülési ellenállás erős megváltozása tapasztalható. Ennek mértéke a sebességtől és a kanyar R sugarától, azaz μY,W (ld. 2.9. és 2.11. egyenlet, valamint 2.43.
ábra) és αf és αr értékétől függ. Az egyes számításokba belefolyó kR,co gördülési ellenállási tényező (ld. 3.35. ábra) a kR egyenes haladási tényezőből és a kR növekményből tevődik össze:
és (2.4b)
2.32. ábra: Városban és nem túl gyors haladás esetén országúton az üzemanyag-fogyasztás mértéke több mint 40%-ban a gördülési ellenállástól függ. Magasabb sebességeknél ezzel szemben a légellenállás játssza
a döntő szerepet (ld. ehhez [3] irodalom 2.1. és 2.2. fejezetét). Az ábra a VW cég Golfon végzett vizsgálatát mutatja.
Példaképpen a következő adatok szolgálnak:
Első tengelyen ébredő erő: ; és aszfaltozott út 155 R 1378S abroncs,
A 2.11. egyenlet alapján egy kerékre vonatkoztatva:
A 2.44. ábrán FY,W,f értékénél leolvasott kúszási szög kb. 4o, és megegyezik a 2.43. ábra értékeivel.
A kanyarban szerepet játszik az 1.5. ábrán látható kerékerő-áthelyeződés, aminek következtében a kanyarban a külső keréken nagyobb lesz a kúszási szög (a mérőpadon tapasztalt értéknél). A 2.38. ábra alapján a 82-es sorozat gumijai esetében hozzávetőlege-sen α = 5o:
(2.4c)
sin 5o esetén a 2.4b egyenlet alapján a következő növekmény adódik:
kR,0 = 0,012 értéket feltételezve a 2.4a egyenlet alapján aszfaltozott úton
lesz, és így a gördülési ellenállási tényező értéke kanyarban a következő lesz:
Alulkormányzottság esetén (2.41. ábra) megnövekszik kR,co értéke az elkormányzás miatt, és ha a kerekek meg vannak hajtva, μrsl értékét kell használni μY,W helyett (ld. 2.18. ábra);
a kúszási szög tovább emelkedik. A 65-ös sorozat abroncsainak azonban kisebb elkor-mányzásra van szükségük, és így a kocsi mozgékonyabb lesz.
(2.4d)
2.6.3. Egyéb befolyásoló tényezők A gördülési ellenállás növekszik
negatív, ill. pozitív kerékdőlésnél (ennek hatása max. ±2o-ig elhanyagolható),
a nyomtáv megváltozásakor (3.6. ábra),
a nulla kerékösszetartástól kb. 1% eltéréskor minden δ = 10’ után, ill. r = 1 mm után, valamint
a talaj egyenetlensége esetén.
Hozzávetőlegesen elmondható, hogy a 2.31. ábrán értelmezett iR arányszáma következő:
macskaköves úton kb. 1,5,
kátyús útszakaszokon kb. 3,
tömörre letaposott homokon mintegy 4 és
laza homokban akár 20.