Kreis von Kräften

Der Kreis von Kräften, der Traktionskreis, der Reibungskreis oder die Reibungsellipse sind eine nützliche Weise, an die dynamische Wechselwirkung zwischen einem Reifen eines Fahrzeugs und der Fahrbahn zu denken. Im Diagramm unten schauen wir auf den Reifen von oben, so dass die Fahrbahn im x-y Flugzeug liegt. Das Fahrzeug, dem der Reifen beigefügt wird, bewegt sich in der positiven y Richtung.

In diesem Beispiel würde das Fahrzeug nach rechts eine Ecke bilden (d. h. die positive x Richtung weist zum Zentrum der Ecke hin). Bemerken Sie, dass das Flugzeug der Folge des Reifens in einem Winkel zur wirklichen Richtung ist, die der Reifen (die positive y Richtung) bewegt. Dieser Winkel ist der Gleitwinkel.

Ein Reifen kann horizontale Kraft erzeugen, wo es die Fahrbahn durch den Mechanismus des Gleitens entspricht. Diese Kraft wird im Diagramm durch den Vektoren F vertreten. Bemerken Sie, dass in diesem Beispiel F auf dem Flugzeug des Reifens rechtwinklig ist. Das ist, weil der Reifen frei ohne Drehmoment rollt, das darauf durch die Bremsen des Fahrzeugs oder Laufwerk-Zug angewandt ist. Jedoch ist das nicht immer der Fall.

Der Umfang von F wird durch den verflixten Kreis beschränkt, aber es kann jede Kombination der Bestandteile F und F sein, der den verflixten Kreis nicht überschreitet. (Für einen wirklichen Reifen wird der Kreis wahrscheinlich an einer Ellipse mit der y Achse näher sein, die ein bisschen länger ist als die x Achse.)

Im Beispiel erzeugt der Reifen einen Bestandteil der Kraft in der x Richtung (F), der, wenn übertragen, dem Fahrgestell des Fahrzeugs über das Suspendierungssystem in der Kombination mit ähnlichen Kräften von den anderen Reifen, das Fahrzeug veranlassen wird, sich nach rechts zu drehen. Bemerken Sie, dass es auch einen kleinen Bestandteil der Kraft in der negativen y Richtung (F) gibt. Das vertritt Schinderei, die, wenn nicht entgegnet durch eine andere Kraft, das Fahrzeug veranlassen wird sich zu verlangsamen. Die Schinderei dieser Art ist eine unvermeidliche Folge des Mechanismus des Gleitens, durch das der Reifen seitliche Kraft erzeugt.

Das Diameter des Kreises von Kräften, und deshalb der maximalen horizontalen Kraft, die der Reifen erzeugen kann, wird durch viele Dinge, einschließlich des Designs des Reifens und seiner Bedingung (Alter und Temperatur, zum Beispiel), die Qualitäten der Fahrbahn und die vertikale Last auf dem Reifen betroffen.

Siehe auch


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