Z hlediska dynamiky vozidel existuje jen málo konceptů, které jsou tak fundamentální a zároveň v praxi tak často ignorované, jako je Kammova kružnice. Ta totiž definuje každý okamžik, kdy se pneumatika vašeho vozu dotýká asfaltu nebo jiného povrchu a to, jak bude interagovat.
Mez přilnavosti pneumatik se dá znázornit pomocí jednoduché kružnice
Články na téma pneumatiky:
- Nízkoprofilové pneumatiky - výhody a nevýhody
- Typy dezénů pneumatik
- Rozměry pneumatik a disků
- Z čeho se vyrábí pneumatiky
- Kam vyhodit staré pneumatiky?
- Tipy a rady, jak vybrat pneumatiky
- Letní a zimní pneumatiky na jednom voze
- Zimní vs. letní pneumatiky - jaké jsou rozdíly?
- Jak poslat pneumatiky
- Pneu a rotace směru
- Letní, zimní nebo celoroční? Dezény pneumatik pod lupou
- Ekologické pneumatiky: Budoucnost, nebo marketing?
- Kammova kružnice je zásadní pro pochopení toho, jak fungují pneumatiky - právě čtete
- 5 mýtů o pneumatikách, kterým věří i zkušení řidiči
- Váha pneumatiky: Jak moc je to důležitý údaj?
Není to jen teorie, je to tenký led, po kterém se pohybuje závodní jezdec při kvalifikačním kole, ale i hranice, kterou hlídají moderní stabilizační systémy. Abychom pochopili podstatu věci, musíme se na pneumatiku přestat dívat jako na pouhý kus gumy a začít ji vnímat jako přenašeč sil.
- Přečtěte si také: Jaký vliv má hloubka dezénu pneumatik na brzdnou dráhu za sucha i mokra?
Limity přilnavosti pneumatiky
Pneumatika má totiž k dispozici jen omezené množství přilnavosti, kterou může poskytnout. Limit, odborně řečeno maximální třecí síla, je dán součinem koeficientu tření mezi pneumatikou a vozovkou a svislého zatížení kola. Představte si to jako určitý „rozpočet“ přilnavosti, tedy to, co plášť zvládne udržet třením o vozovku. Kammova kružnice je grafickou vizualizací toho, jak tento rozpočet utrácíme. Její obsah je prostorem, kde se můžeme bezpečně pohybovat bez ztráty trakce.
Více věcí najednou
Na svislé ose grafického znázornění, které jsme si vypůjčili z webu škodovky a částečně přeložili, máme síly podélné (akcelerace a brzdění) a na vodorovné ose síly příčné (zatáčení). Zásadní problém nastává v momentě, kdy chceme po autě více věcí najednou. Mnoho řidičů žije v mylné představě, že auto dokáže brzdit na 100 % své kapacity a zároveň naplno zatáčet. Fyzika je však v tomto neúprosná a umí velmi snadno ukázat, že je to hrubý omyl.

Součet sil musí zůstat uvnitř
Pokud využijete celou dostupnou přilnavost pneumatiky pro brzdění, tedy se na grafu pohybujete po svislé ose až na samotný okraj kružnice, nezbývá vám absolutně žádná rezerva pro boční vedení. Vektorový součet sil totiž nesmí přesáhnout poloměr kružnice. Pokud při plném brzdění otočíte volantem, pneumatika nemůže vygenerovat boční sílu, protože její kapacita je vyčerpána podélným zpomalením. Výsledek? Nedotáčivý smyk, auto pokračuje rovně ven ze zatáčky.
Kouzlo rychlé a bezpečné jízdy spočívá v pohybu po obvodu této kružnice. Závodní jezdci využívají techniku zvanou trail braking. Jak se blíží do zatáčky, brzdí maximální silou v přímém směru. V momentě, kdy začnou zatáčet (tedy požadují po pneumatice boční sílu), musí plynule uvolňovat brzdový pedál. Tím „přelévají“ dostupnou přilnavost z podélné osy na příčnou. Pokud by brzdili stále stejně, součet vektorů brzdění a zatáčení by přesáhl hranici kružnice a došlo by ke ztrátě adheze.
Asistenční systémy s tím počítají
Je fascinující sledovat, jak tento teoretický koncept formuje moderní automobilovou techniku. Systémy jako ABS nebo ESP nejsou v podstatě nic jiného než velmi rychlé počítače, které se snaží udržet výslednici sil uvnitř Kammovy kružnice. Když ESP detekuje, že se vůz dostává za hranu fyzikálních možností, selektivním přibrzděním jednotlivých kol se snaží vektor výsledné síly vrátit zpět do bezpečné zóny. Pochopení Kammovy kružnice dává řidiči do rukou mocný nástroj, proto je její zjednodušené zobrazení i součástí telemetrických systémů, které pomáhají závodním inženýrům a jezdcům v okrajování tisícin sekund z časů na okruzích.
- Mohlo by vás zajímat: Které jízdní asistenty je lepší v zimě vypnout?
Reálné podmínky jsou násobně složitější
Celý tento text je samozřejmě zjednodušující. Skutečné grafické znázornění, zahrnující všechny reálné proměnné, by bylo daleko složitější. Předně by kružnice nebyla kružnicí, ale elipsou, protože pneumatika přenáší síly lépe v podélném směru než v příčném. Plocha, respektive velikost kružnice (elipsy) se bude lišit vozidlo od vozidla a pneumatiku od pneumatiky.
Je asi jasné, že ekologické pláště se směsí stavěnou na co nejnižší valivý odpor, budou mít kruh menší a závodní slicky ve srovnání s nimi obří. Museli bychom také vzít v potaz opotřebení pneumatiky, které nemusí být rovnoměrné a další a další proměnné, jako třeba měnící se povrch. Pakliže bychom chtěli simulovat Kammovu kružnici v reálném čase, její velikost by se neustále měnila, někdy i velmi dramaticky, například při přejezdu z náledí na suchou vozovku.
Zdroj médií: Depositphotos, Škoda.