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Bremswirkung bei versch. Reifenbreiten
Hallöchen,
ich hatte letztens mit Freunden eine recht interessante Diskussion, ob ein Fahrzeug mit schmaleren Reifen oder mit breiteren Reifen besser bremst.
Ich habe die Meinung vertreten, dass mit breiteren Reifen unter idealen Bedingungen (trockene Fahrbahn, keine Kurvenfahrt etc.) eine höhere Verzögerung möglich ist, konnte das aber rein physikalisch nur ansatzweise Begründen.
Mein Kumpel kam dann immerwieder mit der Haftreibung, die ja bei gleichem Gewicht von der Fläche der Reifen unabhänig ist etc. Ich war mir noch nichtmal sicher, ob man bei einem Reifen überhaupt die konventionelle Haftreibung ansetzen kann, da ja ein gewisser Verzahnungseffekt auch vorhanden sein dürfte.
Naja, will hier nicht zuviel labern, kann das einer mal physikalisch halbwegs richtig begründen, was nun richtig ist? ;)
Grüße, Frank
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13 Antworten
auf jeden fall breite Reifen...kann sein dass es ohne ABS, also mit blockierenden Rädern, die Sache anders aussieht, weiss ich nicht...
Und bei Schnee oder Matsch scheiden sich teilweise die Geister, meistens kommt bei so ner diskussion aber raus, dass zu schmal und zu brait nix ist, aber dass im bereich der Serienbereifung, also eher schmal die bessere Wirkung zu erzielen ist...
Es ist bewiesen worden, dass zB ein Smart fortwo, der ja vorne 135er Reifen hat, einen deutlich kürzeren Bremsweg hätte, wenn er vorne breitere Reifen hätte.
Und natürlich: Wenn du einen sehr leistungsstarken Wagen hast, dann hast du bessere Traktion mit breiteren Reifen. Umgekehrt verzögert der Wagen mit breiteren Reifen besser, weil die Auflagefläche des Reifens größer ist.
Die Auflagefläche ist größer, richtig, aber das Gewicht verteilt sich dann ja auch auf dieser größeren Fläche, was bedeutet, dass die Flächenpressung geringer ausfällt. So kann man den Unterschied nicht begünden glaub ich, oder begehe ich nen Denkfehler?
das mit dem Druck/Fläche ist wohl nur wirklich relevant bei schlechten Straßenverhältnissen, also Matsch und Schnee...
Re: Bremswirkung bei versch. Reifenbreiten
Zitat:
Original geschrieben von the_deity
Mein Kumpel kam dann immerwieder mit der Haftreibung, die ja bei gleichem Gewicht von der Fläche der Reifen unabhänig ist etc. Ich war mir noch nichtmal sicher, ob man bei einem Reifen überhaupt die konventionelle Haftreibung ansetzen kann, da ja ein gewisser Verzahnungseffekt auch vorhanden sein dürfte.
Naja, will hier nicht zuviel labern, kann das einer mal physikalisch halbwegs richtig begründen, was nun richtig ist? ;)
Das mit die Haftreibung (oder Gleitreibung wenn die Räder blockieren) ersteinmal nicht von der Auflagefläche abhängig ist, ist richtig. Aber es spielt auch immer noch ein Reibungskoefizient eine Rolle, und der ist halt bei Reifen nicht konstant, wie in dem einfachen Reibungsmodell aus der Schulphysik. Grössere Reifen haben hier einen geringfügig besseren Koeffizienten.
Eine weitere Rolle spielt auch die Normalkraft, die den Reifen auf die Strasse drückt. Man hat nämlich nicht ganz, wie in dem Schulmodell, doppelt soviel Reibungskraft, bei doppelt soviel Gewicht auf dem Reifen. Deswegen brauchen grössere Autos auch grössere Reifen.
Und der Reibungskoeffizient verschlechtert sich halt bei schlechten Witterungsbedingungen.
Die Reibung ist FR = mü * GR. Die Auflagekraft ist bei schmaleren Reifen größer, und damit auch FR.
In der Reihenfolge trocken - naß - Matsch - Schnee - Eis sind also breitere oder schmalere Reifen vorteilhafter.
So richtig zufriedenstellend sind die Antworten für mich irgendwie nicht ;)
Gehen wir mal weg von verschiedenen Witterungsbedingungen. Wir haben 25 Grad, eine Streckenoberfläche mit homogener Strucktur, also überall gleiche Rauhigkeit etc.
Wir haben 2 identische Fahrzeuge, also gleiches Gewicht, gleiche Bremsanlage usw. Beide Fahrzeuge haben Reifen mit identischer Gummimischung etc., nur Fahrzeug 1 hat etwas schmalere und Fahrzeug 2 eben etwas breitere Reifen.
Gibts einen Unterschied im Bremsweg und wenn ja, warum?
Ich hab mir das bisher so erklärt:
Das Fahrzeug mit den schmaleren Reifen bremst voll. Das Fahrzeuggewicht verlagert sich auf die Vorderachse und irgendwann ist der Gummi an der Grenze des Machbaren, sprich er ist kurz vor dem Blockieren. In Fahrzeug 2 ist zu diesem Zeitpunkt ja noch Reserve da, da sich das Fahrzeuggewicht auf eine etwas größere Fläche verteilen kann. Ergo kann man, da man ja noch Reserven hat, auch etwas stärker verzögern. Ist das grob richtig? ;)
Grüße
Zitat:
Original geschrieben von the_deity
Gibts einen Unterschied im Bremsweg und wenn ja, warum?
Ich hab mir das bisher so erklärt:
Das Fahrzeug mit den schmaleren Reifen bremst voll. Das Fahrzeuggewicht verlagert sich auf die Vorderachse und irgendwann ist der Gummi an der Grenze des Machbaren, sprich er ist kurz vor dem Blockieren. In Fahrzeug 2 ist zu diesem Zeitpunkt ja noch Reserve da, da sich das Fahrzeuggewicht auf eine etwas größere Fläche verteilen kann. Ergo kann man, da man ja noch Reserven hat, auch etwas stärker verzögern. Ist das grob richtig? ;)
Grüße
Nein, die Normalkraft ist ja gleich und verteilt sich auf eine größere Fläche.
Gleich weniger Druck und dadurch auch weniger Reibarbeit (auf die gleiche Fläche bezogen).
Die Erklärung von troll10 ist m.E. richtig.
Die Auflagefläche ist näherungsweise von der Reifenbreite unabhängig - hängt hauptsächlich vom Druck (im Reifen) und der Belastung (Normalkraft durch Gewicht) ab.
Breite Reifen haben eine breitere Auflagefläche, dafür ist sie weniger lang. Bei Breitreifen hat man dafür eher Spielraum mit einem niedrigeren Luftdruck die Auflagefläche zu vergrößern.
Wenn man aber bremst, verschiebt sich das Fahrzeuggewicht ja in Richtung Vorderachse. Wenn ein Breitreifen stärker verzögern könnte, so hätte man ja auch mehr Gewicht und somit eine höhere Kraft auf der Vorderachse. Somit würde sich dann ja die Kontaktfläche nochmals vergrößern, eben weil mehr Druck von Fahrzeugseite her ausgeübt wird, oder nicht ?
Bremsen: Vorderachse zusätzlich belastet, Hinterachse entlastet. Das was die Vorderachse nun mehr an Bremskraft übertragen kann geht hinten ab.
Grob berechnet: Auflagefläche des Reifens auf der Straße=Gewicht auf das Rad / Luftdruck des Reifens
Hier steht ne Menge richtiges zum Thema Reifen:
- Die Auflagefläche ist annähnernd nur vom Luftdruck abhängig wie cpp schon beschrieb. Der Grund warum Breitreifen normalerweise mit weniger Luftdruck gefahren werden als schmale.
- Breite Reifen haben meist etwas weichere Gummimischungen und damit bessere Haftung. Einfach daher möglich, da sich Verschleiss auf eine grössere Fläche verteilen kann.
- Und jetzt der Hauptgrund für die bessere Haftung: Wie von Troll10 richtig beschrieben ist mü nicht konstant sondern mit zunehmendem Druck abfallend. Heisst beim Reifen dass je grösser die Auflagefläche und je geringer die Radlast desto besser der Haftbeiwert. Erklären kann man das wie auch schon erwähnt so: Es gibt 2 Effekte, einerseits die normale Reibung und andererseits den sog. Formschlusseffekt, das ist die Verzahnung des Reifens mit dem Boden. Bei höherer Last erhöht sich ganz normal die Reibungskraft, nur die Verzahnung wird nicht im gleichen masse besser.
Fazit: Auf festen Untergründen bieten Breitreifen die bessere Haftung. Sobald aber Wasser oder Schneematsch verdrängt werden müssen ist mehr Breite ein Nachteil.
Gruß Meik
Ich wills mal so ausdrücken:
Stellen wir uns ein Auto ohne ABS vor. Dieses Auto macht eine Vollbremsung. Die Bremsgewalt ist so tark, dass die Räder blockieren und über den Asphalt radieren. Da dünnere Räder weniger auflagefläche haben, rutschen die dort auch weiter. Dickere Räder, mehr Auflagefläche (größere Reibung) rutschen nicht so lange. Probirs mal mit der Stirnseite eines Radiergummis aus im Vergleich zur Breitseite.
Dickere Reifen werden wohl auch nicht so schnell komplett blockieren wie dünnere.
Bei jedem Bremsvorgang, der die Reifen nicht zum blockieren bringt, is es egal welche Reifen man drauf hat. Die breiteren Reifen werden wohl durch die höhere Reibung etwas stärker abbremsen, aber nur marginal.
Bei einem Auto mit ABS kommt es drauf an, wie die Abstände eingestellt sind, also ob die Reifen kurzzeitig blockieren, bis das ABS wieder freigibt. Hier bremst also nur die reine Bremsanlage. Ergo dürfte sich beim ABS nicht viel Unterschied ergeben.