Wie groß ist die Kontaktfläche Ihres Reifens? Die Mathematik hinter der Traktion

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Schauen Sie nach unten. Im Ernst, beugen Sie sich vor und starren Sie auf Ihre Reifen. Sie sind nicht rund. Zumindest nicht dort, wo sie auf den Bürgersteig treffen. Der Boden ist abgeflacht. Diese gequetschte Zone ist die Kontaktfläche. Es ist der einzige Teil Ihres Autos, der tatsächlich die Straße berührt.

Wenn Sie eine gläserne Straße hätten und unter eine zwei Tonnen schwere Limousine schauen könnten, würden Sie ein kleines Rechteck aus Gummi sehen. Um die Gesamtaufstandsfläche zu ermitteln, multiplizieren Sie die Länge mit der Breite eines Reifens und dann mit vier. Einfache Geometrie. Aber hier ist das Merkwürdige: Diese Fläche entspricht ungefähr dem Gewicht Ihres Autos geteilt durch den Reifendruck.

Lass uns rechnen. Nehmen Sie ein 4.000 Pfund schweres Auto. Pumpen Sie diese Reifen auf einen Standarddruck von 30 psi auf. Teilen Sie 4.000 durch 30. Sie erhalten 133 Quadratzoll. Das ist die Gesamtfläche für alle vier Reifen. Verteilen Sie das auf vier Reifen, und jeder Patch ist etwa 33 Quadratzoll groß.

Betrachten Sie nun die Breite. Die meisten Straßenreifen sind etwa 7 Zoll breit. Wenn Sie diese 33 Quadratzoll durch 7 Zoll teilen, erhalten Sie eine Aufstandsflächenlänge von etwa 4,75 Zoll pro Reifen. Weniger als einen halben Fuß Gummi auf dem Boden, der eine schwere Metallkiste trägt.

Es fühlt sich nach mehr an. Wahrscheinlich ist es mehr.

Gehen Sie und messen Sie es. Nehmen Sie einen Reifen und schieben Sie zwei Blatt Papier bis zum Anschlag darunter. Markieren Sie den Abstand. Sie werden wahrscheinlich feststellen, dass der Patch länger ist, als die Berechnung vermuten lässt. Warum? Weil der Druck nicht gleichmäßig ist.

Am äußersten Rand der Aufstandsfläche berührt der Reifen gerade noch den Asphalt. Fast kein Gewicht. Je weiter man sich zur Mitte hin bewegt, desto größer wird die Belastung. Die Druckverteilung ist eine Kurve, keine flache Linie. Die Berechnung geht von einem gleichmäßigen Druck aus, was bei Gummi nicht der Fall ist.

Senken Sie den Druck auf 7,5 psi. Das ist ein Viertel der ursprünglichen 30 psi. Man würde erwarten, dass sich die Größe des Patches vervierfacht. Das wird nicht der Fall sein. Die Seitenwände übernehmen.

Reifen sind nicht nur Luftsäcke. Es sind komplexe Strukturen. Wenn der Druck abfällt, beginnen das Gummi und die Riemen in der Seitenwand, die Last zu tragen. Der Reifen versteift sich strukturell. Es quetscht nicht unendlich.

Aus diesem Grund verhalten sich Niederquerschnittsreifen anders als diese dicken SUV-Reifen. Sportwagen fahren auf steifen, kurzen Seitenwänden. Sie widerstehen einer Verformung. Sie erhalten einen schmaleren, schärferen Fleck. SUVs haben hohe, flexible Seitenwände. Sie quetschen mehr. Sie verteilen das Gewicht unterschiedlich.

Dann gibt es Runflat-Reifen. Diese Dinger sind so steif gebaut, dass sie ohne Luftdruck laufen können. Allein die Struktur hält das Auto aufrecht. Keine Luft nötig. Die Aufstandsfläche verändert ihre Form, aber der Reifen kollabiert nicht.

„Die Struktur des Reifens beginnt, einen Teil des Gewichts des Autos zu tragen.“

Also, diese 4,75 Zoll? Es ist eine Grundlinie. Die reale Welt ist chaotischer. Gummi dehnt sich. Seitenwände flexibel. Der Druck variiert.

Sie fragen sich vielleicht, welche Reifenbreite Ihnen den besten Grip bietet, ohne den Kraftstoffverbrauch zu beeinträchtigen. Oder wie sich Runflat-Reifen im Vergleich zu Standardseitenwänden auf den Fahrkomfort auswirken. Die Antworten liegen nicht nur in der Mathematik. Sie sind im Gummi.

Überprüfen Sie Ihren Druck noch einmal. Sind es wirklich 30 psi? Oder haben Sie die Stelle verpasst? Der Patch wartet.