Ruch niehamowanego koła po łuku cz. II

Kąt znoszenia bocznego

Aby na styku opony z nawierzchnią drogi powstała siła boczna FB, równoważąca siłę odśrodkową FO (rys.21), konieczne jest wystąpienie znoszenia bocznego koła. Jego miarą jest kąt znoszenia bocznego koła α, zawarty pomiędzy płaszczyzną symetrii koła a kierunkiem (chwilowym) ruchu koła, stycznym do toru ruchu koła. Można również powiedzieć, że tor ruchu koła jest wypadkową dwóch ruchów koła: w płaszczyźnie symetrii koła  i w kierunku prostopadłym do tej płaszczyzny.

Wartość współczynnika tarcia bocznego opony

Jeśli koło porusza się po łuku i jest niehamowane, to wartość współczynnika tarcia bocznego opony μB zależy tylko od kąta znoszenia bocznego koła α. Jeśli dodatkowo jest hamowane to wartość współczynnika tarcia bocznego opony μB zależy również od poślizgu koła PK . Zależność współczynnika tarcia bocznego opony μB od kąta znoszenia bocznego koła α, przy stałej wartości poślizgu koła PK, przedstawia rys.22.

Wynikają z niego następujące wnioski:

• dla zerowej wartości kąta znoszenia bocznego koła α, wartość współczynnika tarcia bocznego opony μB jest zerowa
• jeśli rośnie wartość kąta znoszenia bocznego koła α, to niezależnie od rodzaju nawierzchni drogi, wartość współczynnika tarcia bocznego opony μB najpierw rośnie, potem osiąga wartość maksymalną, a następnie maleje

• im większa jest „przyczepność” nawierzchni drogi, tym wyższe są maksymalne wartości współczynnika tarcia bocznego opony μB (linie A i B wykresu, w porównaniu z liniami C i D).

Jeśli na koło działa siła odśrodkowa FO1 - część składowa siły odśrodkowej FOP działającej na cały samochód (rys.23a), to kąt znoszenia bocznego koła musi osiągnąć taką wartość α1, aby siła boczna FB1, która działa na styku opony i nawierzchni drogi, zrównoważyła siłę odśrodkową FO1. Jeśli np. wskutek wzrostu prędkości jazdy samochodu, siła odśrodkowa rośnie do wartości FO2 lub FO3 (rys.23b lub 23c), to zostanie ona zrównoważona przez rosnąca siłę boczną - odpowiednio FB2 lub FB3, przy wartości kąta znoszenia bocznego koła - odpowiednio α2 lub α3, jeśli jednocześnie zostaną spełnione dwa warunki:

• wzrost wartości kąta znoszenia bocznego koła α będzie powodował wzrost wartości współczynnika tarcia bocznego opony μB;
• siła boczna zrównoważy siłę odśrodkową, przy wartości współczynnika tarcia bocznego opony μB równej lub mniejszej niż maksymalna.

Przykładowo - powyższe warunki są spełnione dla linii A wykresu na rys.22, w zakresie wartości kąta znoszenia bocznego koła α, od 0 do 20O. Jeśli rośnie wartość siły odśrodkowej FO, ale mimo osiągnięcia przez współczynnik tarcia bocznego opony μB wartości maksymalnej, siła boczna FB nie zrównoważyła siły odśrodkowej FO, wówczas:

• następuje dalszy wzrost kąta znoszenia bocznego koła α;
• nie nastąpi równowaga pomiędzy siłą boczną FB a siłą odśrodkową FO.

Przykładowo - powyższe warunki są spełnione dla linii A wykresu na rys.22, dla wartości kąta znoszenia bocznego koła α większych od 20O. Niezrównoważona siła odśrodkowa FO przemieszcza koło w kierunku „na zewnątrz” zakrętu.