Ανάλυση των Ελαστικών Αυτοκινήτου και των Φυσικών Νόμων που Διέπουν την Πρόσφυση
1. Τι είναι η πρόσφυση (traction/grip);
Πρόσφυση είναι η ικανότητα του ελαστικού να διατηρεί επαφή και «κράτημα» με το οδόστρωμα, αποτρέποντας την ολίσθηση. Χωρίζεται σε:
Στατική πρόσφυση: Όταν δεν υπάρχει σχετική κίνηση μεταξύ του πέλματος και του δρόμου (π.χ. στην επιτάχυνση).
Δυναμική/ολισθαίνουσα πρόσφυση: Όταν το ελαστικό αρχίζει να γλιστρά (π.χ. κατά το φρενάρισμα ή υπερβολική στροφή).
2. Ο ρόλος της Τριβής
Η πρόσφυση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη δύναμη τριβής, η οποία καθορίζεται από:
Όπου:
= Συντελεστής τριβής (εξαρτάται από την επιφάνεια του ελαστικού και του δρόμου)
= Κατακόρυφη δύναμη (βάρος του οχήματος στο συγκεκριμένο ελαστικό)
Ωστόσο, τα ελαστικά δεν συμπεριφέρονται όπως τα ιδανικά στερεά: ο συντελεστής τριβής δεν είναι σταθερός, αλλά εξαρτάται από:
Θερμοκρασία
Υφή ασφάλτου
Πίεση και φθορά του ελαστικού
Υγρασία, σκόνη, χιόνι ή πάγος
3. Ελαστικότητα – Καμπύλη Τριβής – Περιοχή Πρόσφυσης
Τα ελαστικά είναι εύκαμπτα, απορροφούν ενέργεια και παραμορφώνονται κατά την επαφή με τον δρόμο. Η καμπύλη τριβής παρουσιάζει τη σχέση μεταξύ της δύναμης πρόσφυσης και της ολίσθησης (slip ratio):
Μικρή ολίσθηση → αυξάνεται η πρόσφυση
Μέγιστη πρόσφυση → εμφανίζεται σε συγκεκριμένο ποσοστό ολίσθησης (π.χ. 10-15% κατά την επιβράδυνση)
Υπερβολική ολίσθηση → η πρόσφυση μειώνεται και εμφανίζεται γλίστρημα
Αυτή η καμπύλη εξηγεί γιατί τα ABS ή ESP είναι τόσο αποτελεσματικά: διατηρούν το ελαστικό εντός της «βέλτιστης ζώνης πρόσφυσης».
4. Δυνάμεις που Δρουν στο Ελαστικό
Τα ελαστικά καλούνται να διαχειριστούν τρεις βασικές δυνάμεις:
Διαμήκεις δυνάμεις: Από την επιτάχυνση και το φρενάρισμα
Εγκάρσιες δυνάμεις: Από τις στροφές (φυγόκεντρος δύναμη)
Κατακόρυφες δυνάμεις: Από το βάρος του οχήματος και την πίεση κατά την κύλιση
Αυτές οι δυνάμεις δεν μπορούν να εφαρμοστούν ταυτόχρονα στο μέγιστο. Αυτό περιγράφεται από τον "κύκλο πρόσφυσης" (traction circle):
Όσο περισσότερο χρησιμοποιείς την πρόσφυση για στροφή, τόσο λιγότερη απομένει για επιτάχυνση ή φρενάρισμα.
5. Η επίδραση της πίεσης ελαστικού
Η πίεση στον αέρα του ελαστικού επηρεάζει άμεσα:
Το σχήμα της επιφάνειας επαφής
Τη φθορά
Τη θερμοκρασία
Την κατανάλωση καυσίμου
Τη συμπεριφορά σε βρεγμένο ή ανώμαλο οδόστρωμα
👉 Χαμηλή πίεση: Μεγαλύτερη παραμόρφωση, μειωμένος έλεγχος, υπερθέρμανση
👉 Υψηλή πίεση: Μικρότερη επιφάνεια επαφής, λιγότερη πρόσφυση, σκληρή κύλιση
6. Υδρολίσθηση (Aquaplaning)
Όταν το πέλμα δεν προλαβαίνει να απομακρύνει το νερό από το οδόστρωμα, το ελαστικό χάνει πλήρως την επαφή με την άσφαλτο και "επιπλέει". Οι βασικοί παράγοντες είναι:
Υψηλή ταχύτητα
Φθαρμένο πέλμα
Χαμηλή πίεση
Βαθιά νερά
Η υδρολίσθηση μηδενίζει την πρόσφυση, καθιστώντας το όχημα ανεξέλεγκτο.
7. Φθορά και ηλικία ελαστικού
Το βάθος πέλματος πρέπει να είναι τουλάχιστον 1,6 χιλιοστά (νόμιμο όριο)
Η σύσταση του ελαστικού αλλάζει με τον χρόνο, ακόμα κι αν δεν έχει μεγάλη φθορά
Ελαστικά άνω των 5-6 ετών πρέπει να ελέγχονται, ενώ μετά τα 10 έτη συνιστάται αντικατάσταση ανεξαρτήτως φθοράς
Συμπέρασμα
Η απόδοση των ελαστικών βασίζεται σε μια λεπτή ισορροπία φυσικών νόμων και τεχνολογίας υλικών. Κάθε οδηγός οφείλει να κατανοεί πως ακόμα και το πιο προηγμένο σύστημα πέδησης ή ελέγχου ευστάθειας είναι τελικά τόσο αποτελεσματικό όσο η πρόσφυση που του προσφέρουν τα ελαστικά.
Η επιλογή, η φροντίδα και η συντήρηση των ελαστικών δεν είναι τυπική διαδικασία — είναι κρίσιμος παράγοντας οδικής ασφάλειας και μηχανικής αρτιότητας.
Καμπύλη Τριβής Ελαστικού, δείχνει τη σχέση μεταξύ της ολίσθησης και της δύναμης πρόσφυσης. Η μέγιστη πρόσφυση εμφανίζεται περίπου στο 10–15% slip ratio — εξηγώντας γιατί τα ABS και τα συστήματα ελέγχου σταθερότητας λειτουργούν κοντά σε αυτή τη ζώνη.
Κύκλος Πρόσφυσης Ελαστικού (Traction Circle). Δείχνει πώς οι διαμήκεις (επιτάχυνση/φρενάρισμα) και εγκάρσιες (στροφή) δυνάμεις μοιράζονται την "περιορισμένη πρόσφυση" του ελαστικού. Αν το όχημα κινείται κοντά στην περίμετρο του κύκλου, βρίσκεται στο όριο της πρόσφυσης· πέρα από αυτό, γλιστρά.
