Hoe groot is uw bandencontactvlak? De wiskunde achter tractie

3

Kijk naar beneden. Serieus, buig voorover en staar naar je banden. Ze zijn niet rond. In ieder geval niet waar ze het trottoir ontmoeten. De bodem is afgevlakt. Die samengedrukte zone is het contactvlak. Het is het enige deel van uw auto dat daadwerkelijk de weg raakt.

Als je een glazen weg had en onder een sedan van twee ton kon kijken, zou je een kleine rechthoek van rubber zien. Om de totale voetafdruk te vinden, vermenigvuldigt u de lengte met de breedte van één band en vermenigvuldigt u dit vervolgens met vier. Eenvoudige geometrie. Maar hier is het rare: dat gebied is ongeveer gelijk aan het gewicht van je auto gedeeld door de bandenspanning.

Laten we de wiskunde doen. Neem een ​​auto van 4.000 pond. Pomp die banden op tot een standaard 30 psi. Deel 4.000 door 30. Je krijgt 133 vierkante inch. Dat is het totale oppervlak voor alle vier de banden. Verdeel dat over vier banden, en elk stukje is ongeveer 33 vierkante inch.

Denk nu eens aan de breedte. De meeste straatbanden zijn ongeveer 7 inch breed. Als je die 33 vierkante inch bij 7 inch deelt, krijg je een contactvlaklengte van ongeveer 4,75 inch per band. Minder dan een halve voet rubber op de grond hield een zware metalen kist omhoog.

Het voelt als meer. Waarschijnlijk is het meer.

Ga het meten. Neem een ​​band en schuif er twee vellen papier onder tot ze niet verder kunnen. Markeer de afstand. Je zult waarschijnlijk merken dat de patch langer is dan de berekening suggereert. Waarom? Omdat de druk niet uniform is.

Helemaal aan de rand van het contactvlak kust de band het asfalt. Bijna geen gewicht. Naarmate u naar het midden toe beweegt, neemt de belasting toe. De drukverdeling is een curve en geen vlakke lijn. Bij de berekening wordt uitgegaan van een uniforme druk, en dat is niet hoe rubber werkt.

Verlaag de druk tot 7,5 psi. Dat is een kwart van de oorspronkelijke 30 psi. Je zou verwachten dat de patch verviervoudigt in omvang. Dat zal niet gebeuren. De zijwanden nemen het over.

Banden zijn niet alleen luchtzakken. Het zijn complexe structuren. Wanneer de druk daalt, beginnen het rubber en de riemen in de zijwand de belasting te dragen. De band wordt structureel stijver. Het knijpt niet oneindig.

Dit is de reden waarom banden met laag profiel zich anders gedragen dan die dikke SUV-banden. Sportwagens rijden op stijve, korte zijwanden. Ze zijn bestand tegen vervorming. Je krijgt een smallere, scherpere plek. SUV’s hebben hoge, flexibele zijwanden. Ze knijpen meer. Ze verdelen het gewicht anders.

Dan zijn er runflatbanden. Deze dingen zijn zo stijf gebouwd dat ze zonder luchtdruk kunnen werken. Alleen al de structuur houdt de auto overeind. Geen lucht nodig. Het contactvlak verandert van vorm, maar de band bezwijkt niet.

“De structuur van de band begint een deel van het gewicht van de auto te dragen.”

Dus die 4,75 inch? Het is een basislijn. De echte wereld is rommeliger. Rubber strekt zich uit. Zijwanden buigen. De druk varieert.

U vraagt ​​zich misschien af ​​welke bandbreedte u de beste grip geeft zonder dat dit ten koste gaat van het brandstofverbruik. Of hoe runflatbanden het rijcomfort beïnvloeden in vergelijking met standaard zijwanden. De antwoorden liggen niet alleen in de wiskunde. Ze zitten in het rubber.

Controleer uw druk opnieuw. Is het echt 30 psi? Of heb je de plek gemist? De pleister wacht.