Volgens mij heb ik een groot deel van de wrijvingsverwarring al uitgelegd in een of ander winterbandentopic.
Kort door de bocht heeft Wortel de juiste zaken gequoot van AMT.nl, maar ook zij missen een bepaalde diepgang die nodig is de details van bijv brede banden vs smalle te kunnen verklaren.
Een groter contactoppervlak levert in principe een lagere lokale druk op.
Wrijving komt door een combinatie van "plakkerigheden", wrijving bestaat uit:
adhesie+(tijdelijke) moluculaire verbindingen+mechanische inhaken+vervorming vd contactvlakken,
Allemaal afhankelijk van de lokale drukken en spanningen, uiteraard van de oppervlakte kwaliteiten en de materialen, maar niet allemaal in dezelfde mate en zelfs met elkaar tegenwerkende effecten:
Met een grover oppervlak is er veel minder adhesie en moluculaire verbindingen
Op microscopische schaal haken twee oppervlakken in elkaar, daaraan zit een limiet, dynamisch "stuiteren" de oppervlakken bij slip over elkaar, vandaar de lagere dynamisch wrijvingskracht.
Maar er zijn ook moluculaire krachten tussen twee materialen (die zijn weer ongevoelig voor druk, meer druk levert dus niks extra op.
Het gevolg is een regressieve druk vs wrijvings-coëfficient curve. Meer druk levert relatief minder incrementele wrijvingscoëfficiënt op, maar in absolute zin levert meer druk wel meer wrijving op.
Maar bij banden meten we nooit coëfficiënten maar krachten en dan worden de verbanden iets ondoorzichtiger. In principe is de contactdruk gelijk aan de bandspanning en neemt bij toenemende normaalkracht dus het oppervlak toe. De lokale druk echter is afhankelijk van de vervorming van het contactvlak (links-rechts, voor-achter) en de lokale geometrie (profiel, lamellen etc.)
Het contactvlak is dus per definitie de wiellast gedeelde door de banddruk, een twee keer zo hoge wiellast zorgt voor (ongeveer) een twee keer zo groot contactvlak. Op micro schaal is de druk uiteraard wel variabel, bovendien zie je een verloop van links naar rechts en van voor naar achter, een lang en smal contactvlak gedraagt zich anders dan een breed en kort contactvlak.
Net als bij een lijmlaag is er aan de voorand van het contactvlak bovendien een longitudinale compressie en aan de achterrand een expansie, ook de grootte van deze overgangzone is cruciaal, vooral voor het gedrag op de limiet (rol-slip)
Op microschaal wordt de druk bepaalde door de stijfheid van het rubber de vorm van het profiel en de wapening van het loopvlak, bijv. een radiaalband heeft een totaal andere drukverdeling dan een diagonaalband. Een dichter profiel (semi-slicks) heeft per definitie een lagere lokale contactdruk.
Een grover oppervlak (ZOAB ) heeft waarschijnlijk meer mechanical locking, maar het gunstige effect daarvan wordt teniet gedaan door minder adhesie en moluculaire verbindingen. De F1 rijdt niet op ZOAB maar op dicht asfalt, en niet op een open profiel maar op slicks.
Een lang en smal contactvlak gedraagt zich bij remmen anders dan een breed en smal vlak. In bochten is het precies andersom, al moet je dan ook nog rekening houden met een sliphoek, camber en een gewichtsverplaatsing van linker naar rechter wiel. Het gevolg is een drukverloop over het contactvlak (waar een constante druk verondersteld werd gelijk aan de bandenspanning!)
https://www.transport.vgtu.lt/upload/tif_zur/2006-3-ivanov_rusev_ilchev.pdf
Bedenk ook dit: vaak wordt een "cirkel van grip" verondersteld, waarvan de straal ongeveer overeen komt met de normaalkracht op de band.
We weten dus dat die straal regressief is met toenemende normaalkracht (hier komt de
foutieve veronderstelling vandaan dat 50/50 gewichtsverdeling per definitie beter is)
En we weten ook dat een auto in bochten nooit de dwearsversnelling haalt die hij bij het remmen wel als langsversnelling haalt. Voor een normale middenklasser is 0,9g dwars veel, maar 1,1g remmend is niet overdreven.
Beide gevallen worden gekenmerkt door een verdeling van krachten over de auto (gewichtsverplaatsing links-recht en voor-achter) en over het contactvlak van de banden (idem)
> Is er dan nog geen enkele autofabrikant op het idee gekomen om de binnenzijde van de velg te gebruiken als rem?
Jawel, zitten ook patenten op, maar wel eens gedacht hoe je dan makkelijk je wiel verwisselt? Psies
