Physik hinter Radschlupf

Es ist schwierig, die Räder bei hohen Geschwindigkeiten zum Durchdrehen zu bringen, weil Sie in einem höheren Gang sind, sodass das Drehmoment an den Rädern geringer ist. Ich nehme also an, Sie fragen nur nach dem Durchdrehen der Räder im ersten Gang, dh es ist ziemlich einfach, die Räder beim Anfahren im ersten Gang durchzudrehen, aber viel schwieriger, wenn Sie zB im ersten Gang mit 10 km / h fahren.

Der Grund ist, dass wenn Sie stehen und die Kupplung fallen lassen, der Drehimpuls des Motors zum Drehmoment beiträgt. Das heißt, das Drehmoment an den Rädern ist das Drehmoment des Motors plus das Drehmoment des im Schwungrad, der Kurbelwelle usw. gespeicherten Drehimpulses. Dies geschieht, weil sich der Motor schneller dreht als bei eingerückter Kupplung, sodass das Einrücken der Kupplung langsamer wird die Motordrehzahl. Das zusätzliche Drehmoment ergibt sich aus:

Wo$I$ist das Trägheitsmoment der sich drehenden Bits des Motors und$\omega$ist die Motordrehzahl, also$d\omega/dt$ist die Änderungsrate der Motordrehzahl. Wenn Sie die Kupplung fallen lassen, ändert sich die Motordrehzahl schnell$d\omega/dt$groß ist und das zusätzliche Drehmoment groß ist. Wenn Sie die Kupplung lösen$d\omega/dt$ist klein, so dass das zusätzliche Drehmoment klein ist und die Räder nicht durchdrehen.

Wenn Sie z. B. mit konstanten 16 km/h fahren, entspricht die Motordrehzahl der Raddrehzahl. Wenn Sie also plötzlich auf das Gaspedal treten, steht nur das Drehmoment des Motors zum Durchdrehen der Räder zur Verfügung. Sie bekommen den Beitrag nicht von$d\omega/dt$.

Um dies zu sehen, fahren Sie mit 8 km/h, lösen Sie dann die Kupplung, drehen Sie den Motor hoch und lassen Sie die Kupplung fallen. Wenn die Kupplung beißt, drehen die Räder genauso durch, wie sie es tun, wenn das Auto steht.

Es ist erwähnenswert, dass ein leistungsstarkes Auto die Räder im ersten Gang drehen kann, auch ohne mit der Kupplung zu spielen. Tatsächlich drehte ein alter Sportwagen, den ich vor vielen Jahren hatte, die Räder im zweiten Gang auf trockener und im dritten Gang auf nasser Straße durch!

Der Motor des Autos kann nur die den Rädern zugeführte Winkelbeschleunigung steuern. Je mehr Sie Gas geben, desto größer ist die Winkelbeschleunigung der Räder.

Es liegt in der Verantwortung der Reibung, die Winkelbeschleunigung der Räder in eine lineare Beschleunigung des Autos umzuwandeln.

Betrachten Sie nun ein Rad mit Radius$r$, rotiert mit einer Winkelbeschleunigung$\alpha$. Wenn es keinen Schlupf gibt, bedeutet dies, dass sich das Rad mit einer linearen Beschleunigung von vorwärts bewegt$\alpha r$. Und wenn die Masse des Autos ist$m$, das würde bedeuten, dass es Reibung der Menge geben muss$m\alpha r$am Auto wirken. Wenn diese Menge jedoch größer ist als das, was der Boden tragen kann, rutschen die Räder.

Die Traktion (die Reibung zwischen einem sich bewegenden Körper relativ zur Oberfläche) spielt hier eine wichtige Rolle, da ein oder mehrere Reifen im Auto die Traktion verlieren und zum Durchdrehen der Räder führen (dh) das Auto rutscht, bis es eine stabile Traktion erreicht . Dies wird am besten unter Zugkraft starten erklärt . Ein wichtiger Faktor, der in der Bahntechnik einen etwas höheren Stellenwert einnimmt. Sie verwenden "Locomotive Wheel-slip" anstelle unseres "Wheel-spin"..!

Dies liegt daran, dass das Gewicht eines Autos zu viel ist , um es in einem bestimmten Zeitraum sofort zu ziehen (dh das Leistungsgewicht sollte ebenfalls beachtet werden). Aber es ist weniger für Fahrzeuge und großartig für Lokomotiven und wird anhand des Leergewichts von Fahrzeugen berechnet.

Oberflächenbeschaffenheit: Dieses Rutschen tritt häufiger im Winter auf, da der Reibungskoeffizient für Schmiermittel wie Wasser, Öl, Fett, Schlamm usw. zu niedrig ist. Daher verhindert das kältere Wasser zwischen Straße und Reifen, dass sie auf der Straße haften bleiben. Genauer gesagt liefern die Differenziale genügend Drehmoment, damit die Räder durchdrehen. Ähnliches gilt für den Puck im Eishockey..!

Die Trägheit der Bewegung spielt auch hier eine Rolle, weil die Trägheit des Motors und des Reglerrads (Schwungrad) eine höhere Drehzahl hat als das Zahnrad, das versucht, die Getriebewelle des schweren Fahrzeugs auf die gleiche Geschwindigkeit zu bringen, beginnend im Ruhezustand. .! (was die Situation komplizierter macht...)

Sie können dies bei den meisten gängigen Drag- Rennen sehen und es wird Burnout genannt , bei dem diese Rennfahrer die Kupplung lösen und beschleunigen, während sie die Bremsen gedrückt halten. Sie nutzen sogar reservierte Nasspisten als Burnout-Boxen , um ihren Freestyle unter Beweis zu stellen . Aber der einzige Unterschied ist, dass diese Jungs es aus einem bestimmten Grund tun, während hier - es passiert, wenn Sie keine Erfahrung damit haben ...!

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Rutschen tritt auf, wenn die Kraft, die zum Bewegen des Autos aufgebracht wird, größer ist als die Reibung zwischen dem Rad und dem Boden widerstehen kann. Reibung wird benötigt, damit das Rad nicht rutscht.

Es wird zwischen Haftreibung und Gleitreibung unterschieden. Solange die Räder nicht durchrutschen, ist der Aufstandspunkt ortsfest zum Boden und es herrscht Haftreibung. Sobald die Räder rutschen, bewegt sich der Kontaktpunkt tatsächlich auf dem Boden, dh Gleitreibung. Während der Kontaktpunkt stationär ist, entspricht die aufgebrachte Kraft genau der Reibungskraft – bis zu dem Punkt, an dem die Kraft größer ist als die maximal mögliche Reibung zwischen Reifen und Boden.

Die kinetische Reibung ist geringer als die statische Reibung. Sobald die aufgebrachte Kraft ausreicht, um die Reibung zu überwinden, sinkt die erforderliche Kraft, wodurch das Durchdrehen der Räder noch leichter wird. An diesem Punkt müssen Sie die Kraft erheblich reduzieren, um das Rutschen zu stoppen.

Wenn Sie die Reibung verringern (z. B. auf Eis), ist das Rutschen viel einfacher, aber es gelten immer noch die gleichen Regeln. Die gleichen Regeln gelten auch in umgekehrter Situation, wenn Sie bremsen. Wenn Sie zu viel Kraft aufwenden, blockieren die Räder und Sie geraten in kinetische Reibung. An diesem Punkt müssen Sie die Bremsen lösen und es erneut versuchen. Das machen ABS-Systeme automatisch - daher das "Knarren" beim starken Bremsen.

Weitere Informationen zu statischer und kinematischer Reibung finden Sie hier.

Es gibt zwei Dinge, die die maximale Traktion (F) eines Autos begrenzen. Eine davon ergibt sich aus der Reibungsformel F = μR (Traktion = Reibungskoeffizient x Fahrzeuggewicht), oberhalb derer die Räder durchzudrehen beginnen. Das andere ist die Leistungsgleichung. P = Fv oder F = P / v (Traktion = Leistung / Geschwindigkeit), die der Motor nicht stark genug übertreffen kann. Beachten Sie, dass die maximale Traktion aufgrund der Reibungsgleichung nicht von der Geschwindigkeit abhängt, während die maximale Traktion aufgrund der Leistungsgleichung abnimmt, je schneller Sie fahren. Aus diesem Grund begrenzt die Reibungsgleichung (Durchdrehen der Räder) die maximale Traktion bei niedrigen Geschwindigkeiten, während die Motorleistung die maximale Traktion bei hohen Geschwindigkeiten begrenzt.