Jak zmienia się współczynnik tarcia w zależności od temperatury?

Współczynnik tarcia w zależności od temperatury, na podstawie klocków hamulcowych.

    O tym jak ważny jest wysoki współczynnik tarcia dla bezpieczeństwa jazdy niech świadczą poniższe obliczenia.
Przyjmijmy, że samochód o masie 1500 kg porusza się z prędkością 100 km/h. Jego energia kinetyczna wynosi zatem 59 103 kGm. Przy założeniu sumarycznego nacisku klocków na tarcze hamulcowe rzędu 3000 kG, nietrudno wykazać, że:
•    przy niskim współczynniku tarcia materiału ciernego, równym 0,25 (przeciętny klocek) droga hamowania wyniesie s = 59 103 kGm/(3000 kG x 0,25) = 78,8 m;
•    przy współczynniku tarcia równym 0,45 (dobry klocek) droga hamowania wyniesie s = 59 0103 kGm/(3000 kG x 0,45) = 43,8 m

A zatem różnica w drodze hamowania to aż 35 metrów! Jakie mogą być tego konsekwencje w przypadku, gdy na drodze nagle pojawi się przeszkoda nikomu nie trzeba tłumaczyć.
Już tylko tytułem pewnej ciekawostki dodajmy, że np. materiał DS2.11 opracowany ostatnio przez Ferodo dla klocków stosowanych w sporcie wyczynowym cechuje się współczynnikiem tarcia o wartości 0,8 i to w temperaturze 700 oC. W sporcie kwestia ceny, a tym bardziej trwałości ma jednak drugorzędne znaczenie...
Dla każdego istotne jest natomiast, jak zmienia się współczynnik tarcia w zależności od temperatury klocków. Od tego wszak zależy skuteczność hamulców podczas jazdy w górach czy przy którymś z kolei gwałtownym hamowaniu. Oto wyniki takich badań dla kilku rodzajów klocków spotykanych na rynku polskim.

Z wykresu wynika, że wraz ze wzrostem temperatury spada współczynnik tarcia wydłużając drogę hamowania w samochodzie. Hamowność naszego pojazdu może spaść nawet o 70%. Współczynnik tarcia zwiększa się początkowo w związku z utlenieniem powierzchni. W początkowym zakresie temperatur powstaje zgorzelina twarda zwiększająca współczynnik tarcia. Przy dalszym podwyższaniu temperatury następuje jej mięknięcie i zaczyna ona spełniać rolę smaru.