5 ISSN 1842 – 4074 Ingineria automobilului Nr. 71 / iunie 2024 1. INTRODUCERE Asociat cu autovehiculul sau roata, auzim adesea rostit cuvântul aderență: mi-am cumpărat anvelope cu aderență mărită; accidentul s-a produs din cauza lipsei de aderență; mașina mea de raliu rupe frecvent aderența. Dar ce este de fapt aderența pneurilor? Căutând în dicționare, cărți și articole științifice sau pe diferite site-uri profe- sionale, se găsesc destul de rar definiții pentru aderență, cu particularizare la autovehicule; totuși, din cele găsite, se desprind câteva caracteristici ale acestui termen: fenomen fizic; reacțiune; frecare 1 între pneu și suprafața de rulare; legătură între drum și vehicul; abilitate a pneului 2 de a răspunde la cerințele impuse de conducător pentru obținerea tracțiunii, frânării sau virării; asigu- rarea unui control adecvat al autovehiculului, atât pe drum drept, cât și în viraje. Oricum, din enunțurile întâlnite se poate înțelege că aderența este un proces fizic esențial pentru dinamica vehiculelor terestre. Dacă pentru interacțiunea roții cu un sol tare, neted și orizontal, câteva dintre definițiile întâlnite ar putea fi satisfăcătoare, în cazul general, al interacțiunii cu orice fel de sol, marea majoritate a definițiilor nu mai sunt acceptabile și, pe bună dreptate, pentru că lucrurile nu sunt prea simple. Riscând ca aceasta să nu fie suficient de clară, se va enunța totuși o definiție cât se poate de scurtă: aderența este fenomenul fizic care se opune mișcării rela- tive a roții față de sol. Însă, un cârcotaș (ca autorul, de ex.) s-ar putea întreba imediat: care este direcția mișcării? poate fi oricare? sau este una anume, ce trebuie cunoscută? Lucrurile sunt și mai complicate pentru termenul „forță de aderență”. Facem abstracție de faptul că în multe definiții se spune că „forța de aderență este forță de frecare”, dar reținem că aceasta are legătură cu „două suprafețe care se află în contact”. O altă definiție, mai bună, este: “Forța de aderență a pneului este o mărime fizică ce se referă la forța tangențială care se manifestă la suprafața de contact dintre un pneu și calea de rulare a vehiculului”. Nu numai că întrebările enunțate mai sus, la definiția aderenței, rămân, dar pot să mai apară și altele: de exemplu, cât de mare este această forță sau unde se consideră punctul ei de aplicație? În legătură cu ultima întrebare, putem accepta enunțul 1. Dacă aderența ar însemna doar frecare, nu ar mai fi fost nevoie de acest cuvânt. În caz general, aderența include frecarea, dar poate reprezenta mai mult decât atât. 2. Aderența nu este doar o caracteristică a pneului, ci a perechii sol-pneu (ambele elemente trebuie să fie considerate împreună). anterior, că forța de aderență este o forță tangențială? Observăm iar că lucru- rile nu sunt foarte clare. Constatăm de asemenea că, în literatura de specialitate (autohtonă sau internațională) din domeniul interacțiunii roții cu solul nu există un consens în ce privește denumirile și definițiile pentru forțele și momentele implicate în apariția forței de aderență (ca, de altfel, și pentru razele de lucru ale roților). Un aspect extrem de util în clarificarea multor noțiuni necesare în acest domeniu a constat în apariția a două foarte utile standarde, realizate de două societăți renumite: Society of Automotive Engineers (SAE) [1] și Interna- tional Society for Terrain-Vehicle Systems (ISTVS) [2]. Însă chiar și între aceste standarde există unele neconcordanțe, iar anumite definiții nu cores- pund unor situații particulare. Și mai este un aspect: standardul SAE tratează (fără a fi specificat explicit) doar interacțiunea pneului cu un sol neted și nedeformabil (cu drumul), iar standardul ISTVS, cu orice tip de sol (tare sau moale), dar neted. Mai mult, nu sunt clarificate suficient implicațiile pe care le aduce o înclinare laterală (față de direcția de mers) a acestui sol neted. În continuare, termenul sol va fi folosit pentru a indica baza de sprijin a pneului (teren neamenajat sau drum). Acesta a fost preferat atât pentru că este mai scurt decât „cale de rulare” sau „suprafață de rulare”, dar și pentru că suge- rează ceva spațial (tridimensional) și material. Prin sol neted se va înțelege că zona de sprijin este plană înainte de trecerea pneului. Această suprafață plană reprezintă planul solului. În [3] s-a încercat clarificarea câtorva dintre definițiile aferente acestui domeniu, precum și găsirea echivalențelor dintre termenii din limba engleză și din limba română. Acest articol a fost realizat cu dorința de a prezenta altfel modul de generare a aderenței și, pornind de la aceasta, de a încerca o definire mai clară pentru forța de aderență, razele roților, rezistența la rulare și forța la roată, inclusiv pentru cazuri descrise mai rar, precum încercarea autovehiculelor pe standuri cu role sau trecerea peste obstacole. 2. DEFINIȚII Pentru buna înțelegere a unor aspecte din următoarea parte a prezentării, se vor da mai întâi câteva definiții. Axa roții este axa de rotație a acesteia. Planul (median al) roții este planul de simetrie perpendicular pe axa sa de rotație. ADERENŢA PNEU-SOL: O ALTĂ PERSPECTIVĂ TIRE-GROUND GRIP: ANOTHER PERSPECTIVE REZUMAT: Fenomenul de interacțiune dintre pneu și sol denumit aderență este principalul responsabil de generarea forțele care permit controlul deplasării vehiculelor terestre. Acesta se află în strânsă legătură cu rezistența la rulare și cu modul în care momentul aplicat roții se transformă în forță de propulsie sau de ânare. Dacă înțelegerea acestor concepte pare a nu ridica probleme în majoritatea condițiilor specifice deplasării pe drum, există totuși numeroase alte situații care pot duce la discuții și interpretări. În textul următor, aceste procese fundamentale pentru autopropulsare sunt prezentate într-o perspectivă mai ampla, care să conducă la o mai bună înțelegere a lor și, prin aceasta, la utilizarea mai sigură și mai eficientă a autovehiculelor. ABSTCT: e phenomenon of interaction between the tire and the ground called grip is the main responsible for the generation of forces that allow the movement control of the land vehicles. It is closely related to the rolling resistance and to the way of converting the moment applied to the wheel into propulsive or braking force. If the understanding of these concepts does not seem to raise problems in most conditions specific to traveling on the road, there are still many other situations that can lead to discussions and interpretations. In the following text, these fundamental processes for self-propulsion are presented in a broader perspective, leading to a beer understanding of them and thereby to safer and more efficient use of automotive vehicles. Key-Words: tire-ground contact, grip, rolling resistance, tire modeling, experimental research Universitatea Transilvania din Brașov, Departamentul de Autovehicule și Transporturi, B-dul Eroilor, Nr. 29, 500024 BRAȘOV, România Prof. dr. ing. Ion PREDA pion@unitbv.ro