นี่เป็นคำถามที่น่าสนใจ! รถออฟโรดที่แข็งแกร่งที่สุดควรใช้ยางชนิดใด? ดูเหมือนว่ายาง MT (Mud Terrain) ก็สามารถลื่นไถลได้ แล้วอะไรล่ะที่สามารถรับมือกับถนนที่เต็มไปด้วยโคลนได้เหมือนพื้นเรียบได้? คำตอบคือ "แทร็ก" รถปราบดิน รถขุด หรือรถถังที่มีรางดูเหมือนจะไม่ลื่นไถล
ตอนนี้เรามาดูความแตกต่างระหว่างรางและล้อกันก่อน และก่อนอื่นให้ทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่แรงและแรงกด
พื้นที่แรงมากขึ้น=แรงกดน้อยลง
พื้นที่แรงน้อย=ความกดดันที่มากขึ้น
เรียกว่าอัตราส่วนของแรงกดที่กระทำต่อวัตถุต่อพื้นที่แรงความดัน- พูดง่ายๆ ก็คือ ยิ่งมีแรงกดดันมากเท่าใด แรงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
แรงเสียดทานของยางถูกกำหนดโดยปัจจัยหลักสามประการ และการยึดเกาะของยางจำเป็นต้องมีปัจจัยเพิ่มเติม:
ความหยาบผิวของพื้นที่สัมผัส
แรงกดดันเชิงบวก
พื้นที่ติดต่อ
แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการแรก เฉพาะเมื่อมีแรงเสียดทานแรงเพียงพอเท่านั้นจึงจะสามารถหลีกเลี่ยงการลื่นไถลของยางได้ อย่างไรก็ตาม,แรงกดดันเชิงบวกค่าคงที่ - น้ำหนักลดของรถยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และเฉพาะน้ำหนักรวมของผู้ขับขี่และผู้โดยสารเท่านั้นที่จะมีผลกระทบเพียงเล็กน้อย
ดังนั้น ปัจจัยหลักที่กำหนดการยึดเกาะของยางคือความขรุขระของพื้นผิวและพื้นที่สัมผัส พื้นที่สัมผัสส่วนใหญ่หมายถึงความกว้างของยาง ยางที่กว้างขึ้นอาจทำให้เสียรูปได้มากขึ้น ช่วยเพิ่มการยึดเกาะที่ความเร็วสูง โดยทั่วไป ยางหน้ากว้างมีแนวโน้มที่จะลื่นไถลบนหิมะและน้ำแข็งได้ง่ายกว่า ในขณะที่ยางหน้าแคบมีโอกาสลื่นไถลน้อยกว่า แต่ความแตกต่างนั้นน้อยมากเมื่อใช้โซ่กันลื่น
หากมวลของยานพาหนะเท่าเดิม แรงดันบนยางยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หากความดันคงที่ วิธีเดียวที่จะเพิ่มความดันได้คือการลดพื้นที่บังคับ.
แรงดันขึ้นอยู่กับทั้งพื้นที่แรงและแรงดันบวก เช่นเดียวกับแรงเสียดทานขึ้นอยู่กับความหยาบของพื้นผิวและพื้นที่สัมผัส หากไม่สามารถเปลี่ยนแรงดันบวกได้ วิธีเดียวที่จะเพิ่มแรงดันคือลดพื้นที่สัมผัส อย่างไรก็ตาม พื้นที่สัมผัสที่ใหญ่ขึ้นจะช่วยลดแรงกดทับได้ และสำหรับยางยาง สิ่งนี้สามารถปรับปรุงการยึดเกาะโดยปล่อยให้ยางเสียรูป แต่สำหรับโซ่หรือรางกันลื่นซึ่งทำจากโลหะ การเสียรูปไม่ใช่ปัจจัยหนึ่ง ดังนั้นพื้นผิวสัมผัสจึงลดลง
คำอธิบายนี้อาจยุ่งยากเล็กน้อยในการปฏิบัติตาม ดังนั้นเรามาทำให้ง่ายขึ้นกันดีกว่า การเพิ่มพื้นที่สัมผัสช่วยเพิ่มการยึดเกาะของยางเท่านั้น แต่ไม่เพิ่มการเสียดสี พื้นที่สัมผัสที่ใหญ่ขึ้นจะช่วยลดแรงเสียดทานได้จริง เนื่องจากจะทำให้พื้นผิวสัมผัสเรียบขึ้น
หากรางทำจากแผ่นเหล็กเรียบ พื้นที่สัมผัสกับพื้นจะใหญ่เกินไป ส่งผลให้แรงดันลดลงและแรงเสียดทานต่ำ ทำให้เกิดการลื่นไถล อย่างไรก็ตาม รางส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้มีส่วนแบบฝัง เหลือเพียงขอบโลหะที่ยื่นออกมาสัมผัสกับพื้น ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่สัมผัสและเพิ่มความหยาบของพื้นผิวสัมผัส (เป็นหลุมเป็นบ่อ/ไม่สม่ำเสมอ) ซึ่งจะเพิ่มแรงเสียดทาน นี่คือสาเหตุที่ยานพาหนะที่ถูกติดตามโดยทั่วไปไม่ลื่น แม้ว่าน้ำหนักของถังหรือรถขุดก็ช่วยได้เช่นกัน
(แม้ล้อของรางจะเรียบ แต่ก็เป็นเพียงล้อรับน้ำหนัก ล้อขับเคลื่อนได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อเชื่อมต่อกับราง)
โซ่กันลื่นเลียนแบบรอยทาง โซ่กันลื่นที่เป็นโลหะนั้นคล้ายกับรางรถไฟ แต่เนื่องจากมวลของรถน้อยกว่ามาก แรงกดดันที่กระทำกับโซ่โลหะจึงยังคงต่ำ การบดขยี้น้ำแข็งหรือชั้นหิมะที่อัดแน่นเป็นน้ำแข็งนั้นไม่เพียงพอ แรงเสียดทานที่ตำแหน่งปล่อยต่ำเกินไป ส่งผลให้ลื่นไถลอย่างต่อเนื่อง
โซ่กันลื่นหลายเส้นมีหนามแหลมทำจากเอ็นวัว ส่วนปลายของเดือยเหล่านี้มีขนาดเล็ก และยางจะกดลงบนพื้นโดยมีเพียงส่วนปลายที่สัมผัสกัน ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวสัมผัสมีขนาดเล็กมาก ทำให้แรงดันไม่เปลี่ยนแปลงแต่จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความกดอากาศสูงทำให้หนามแหลมเจาะน้ำแข็งได้ซึ่งช่วยดันรถไปข้างหน้า
ด้วยเหตุนี้ยางที่ติดตั้งโซ่กันลื่นจึงไม่ลื่นไถล เฉพาะโซ่ที่สามารถเจาะน้ำแข็งหรือโซ่ที่มีแรงเสียดทานสูงมากเท่านั้นที่สามารถป้องกันการลื่นไถล ซึ่งเป็นสิ่งที่ตัวยางเองไม่สามารถทำได้ ดังนั้น การขับขี่บนหิมะหรือน้ำแข็งจึงต้องใช้โซ่ป้องกันการลื่นไถลที่มีหนามแหลมหรือล้อแบบดัดแปลง (แม้ว่าอย่างหลังจะมีราคาแพงและใช้งานไม่ได้ก็ตาม)
โดยสรุป:โซ่ป้องกันการลื่นไถลที่มีหนามแหลมช่วยเพิ่มแรงกดและการเสียดสีบนพื้นผิวที่ลื่น ช่วยให้ยางยึดเกาะพื้นและป้องกันการลื่นไถล