Mitä ovat pito ja kitka tiellä?

Kirjoittaja Ulrik Andersson,

Ajatpa sitten pientä kartingautoa tai raskasta kuljetuskalustoa, sinulla on oltava pitoa. Itse asiassa et voi edes kävellä ilman sitä. Pidosta puhutaan usein, ja moni luuleekin sen olevan vain synonyymi kitkalle. Mutta onko se? Tarkastellaanpa hieman kitkaa ja pitoa – mitä ne ovat ja miksi ne ovat niin olennaisia turvalliselle liikkumiselle.

Me kaikki tiedämme sen tunteen, kun renkaat menettävät pidon ja ajoneuvo alkaa liukua. Hallittu luistelu kartingradalla voisi olla hauskaa, mutta raskaan kaluston liukuminen tiellä voi olla hyvin vaarallista. Liukuminen johtuu siitä, että ajoneuvon pito tiehen heikkenee. Se liittyy erityisesti renkaisiin ja tienpintaan.

Kyse on kitkasta

Katsotaanpa ensin kitkan fysiikkaa ja lisätään sitten yhtälöön kumi ja asfaltti. Kitka sinänsä ei vie autoa eteenpäin. Kitka on vastustava voima, joka vastustaa kahden pinnan välistä liikettä. Yksinkertaisesti sanottuna moottori tuottaa ajon aikana vetopyörille voimaa, joka liikuttaa ajoneuvoa eteenpäin. Kitka on voima, joka estää renkaan kumia liukumasta tien pinnalla. Asiat eivät kuitenkaan ole oikeastaan niin yksinkertaisia – kitkaa on nimittäin kahta eri typpiä: staattista ja kineettistä.

Staattinen kitka eli lepokitka on kitkavoima sellaisten pintojen välillä, jotka EIVÄT liiku toisiinsa nähden.

Kineettinen kitka eli liikekitka on kitkavoima sellaisten pintojen välillä, jotka LIIKKUVAT toisiinsa nähden..

Mutta eikö pyörien pyöriessä kyse ole kineettisestä kitkasta? Ei. Kun ajetaan kuivalla tiellä, staattinen kitka pitää ajoneuvon vakaana nopeudesta riippumatta. Jos katsotaan mikroskoopilla – ja runsaasti hidastettuna – renkaan kosketusalue ei liiku suhteessa tienpintaan. Pyörän pyöriessä aina uusi osa renkaasta joutuu kosketuksiin tienpinnan kanssa.

Kitka on ratkaiseva tekijä ajoneuvon ohjaamisessa

Nyt tiedät, että staattinen kitka pitää ajoneuvon oikealla ajolinjalla tasaista vauhtia ajettaessa. Mutta on myös muita tilanteita, joissa kitka on välttämätöntä, jotta ajoneuvo käyttäytyy haluamallasi tavalla:

  • kun kiihdytät
  • kun käännyt
  • kun jarrutat

Näissä tilanteissa on ratkaisevan tärkeää, että staattinen kitkavoima ylittää muut voimat, kuten kineettisen energian, jotka voivat saada auton pois hallinnastasi. Muuten menetät pidon tiehen. Mikä sitten vaikuttaa pitoon tiellä?

Renkaiden pito on monien tekijöiden summa

Itse asiassa useat tekijät vaikuttavat pitoon tiellä. Jotkut niistä ovat kriittisiä pidon kannalta. Näitä ovat

  1. kosketuspintojen materiaali eli kumin laatu ja tienpinta
  2. materiaalien rakenne eli mitä karkeampi rakenne, sitä parempi pito tiellä
  3. voima, joka painaa pintoja yhteen, eli ajoneuvon paino
  4. muut materiaalit kosketuspintojen välissä, esim. vesi, jää, sora tai öljyvuoto.

Tyypillisessä ajotilanteessa kolme ensimmäistä tekijää ovat lähes vakioita: ajoneuvollamme on tietty paino ja tietyt renkaat, ja ajamme pitkää tietä. Mukautammekin ajotyylimme näiden tekijöiden mukaisesti. Mutta yhtäkkiä voi tulla rankkasade, ja kaikki muuttuu…

Staattinen voi muuttua kineettiseksi

Tietyissä olosuhteissa renkaan ja tienpinnan väliin voi tulla jotain muuta – esimerkiksi sadevettä. Vesi toimii voiteluaineena kumin ja asfaltin välissä, ja staattinen kitka vähenee. Vielä pahempi tilanne on silloin, kun tie on jäinen.

Kun kiihdytetään jäisellä pinnalla ja kohdistettu voima (pyörien käyttövoima) ylittää staattisen kitkan, pyörät menettävät pitonsa ja vain pyörivät.

Jos keskipakovoima ylittää staattisen kitkavoiman kääntyessä tai kaarrettaessa, pyörät menettävät pitonsa ja liike-energia saa ajoneuvon liukumaan suoraan eteenpäin, vaikka kääntäisit ohjauspyörää.

Kun staattinen kitka ylittyy, toisenlainen kitka ottaa vallan: kineettinen kitka, joka tunnetaan myös nimellä liikekitka. Ajoneuvo liukuu, kunnes tämä kineettinen kitka lopulta pysäyttää sen.

Pyörät pyörivät, kunnes staattinen kitkavoima ylittää kineettisen kitkavoiman (vähentämällä vauhtia) ja renkaat tarttuvat tien pintaan jälleen.

Kitkakerroin

Kitkakerroin määrittelee, kuinka pitkälle ajoneuvo liukuu ja kuinka liukas tie on.

Eri materiaalit ja tekstuurit tuottavat erilaista kitkaa. Kitkakerroin kuvaa sitä, kuinka paljon kitkaa materiaali tai tekstuuri tuottaa. Tämä kerroin on hyödyllinen tiedemiehille, kun kehitetään uusia materiaaleja renkaisiin ja tienpintoihin. Tavalliselle kuljettajalle riittää tieto, että mitä suurempi kitka, sen parempi – se pitää meidät vakaasti tiellä.

Mitä eroa on kitkalla ja pidolla?

Kitka on yleinen fysiikan ilmiö. Ajoneuvon pito voidaan määritellä vetopyörän ja tien pinnan väliseksi kitkaksi.

Pito on vetopyörän ja tien pinnan välistä kitkaa. Jos menetät pidon, menetät autosi hallinnan tiellä.”

Nyt tiedät, että kaikki johtuu kitkasta. Ymmärrät myös, että pitoa sellaisenaan ei voi lisätä sähköisten järjestelmien avulla. Pidon lisäämiseksi sinun on otettava fyysisesti käyttöön jotakin sellaista, jolla saat suuremman kitkakertoimen renkaidesi alle. Itse asiassa teet juuri niin silloin, kun hiekoitat jäistä tietä tai käytät lumiketjuja: lisäät kitkakerrointa. Loppujen lopuksi kyse on kitkasta sillä pienellä renkaan ja tien välisellä kosketusalueella – ja kaikki on puhdasta fysiikkaa.

Jos ajoneuvosi menettää pidon, on tärkeää saada se takaisin. Täältä näet joitakin tapoja pidon lisäämiseksi.

Vertaamalla menetelmiä vetovoiman lisäämiseksi

Lue lisää: Raskaan kaluston apuvälineet pidon lisäämiseen

vinkkejä talvi -ajoon

Ulrik Andersson

Ulrik Andersson

Ulrik työskentelee Global Brand Managerina Onspotin pääkonttorilla Vänersborgissa, Ruotsissa. Hän on ollut yrityksen palveluksessa yli kymmenen vuotta ja työskennellyt myynnin, markkinoinnin ja asiakassuhteiden parissa koko tämän ajan. Ulrik viettää aikaa vaimonsa, perheensä ja ystäviensä kanssa. Viikonloppuisin hänet saattaa löytää kamera kädessään, sillä Ulrik on harrastanut valokuvausta jo pitkään.

Kommentit