In meinen Artikeln nenne ich ab und zu bestimmte Bücher.
Der Grund ist einfach: Ich möchte, dass die Leute, die nach genau solchen Informationen suchen, sie auch finden können.
Ich will damit aber nicht sagen, dass Leute, die sagen: „Ich mag Autos, aber ich will keine schwierigen Bücher lesen …“, diese Bücher unbedingt lesen müssen.
Für jemanden, der dagegen denkt: „Diesen Teil würde ich gern genauer verstehen …“, ist es allerdings schwierig, weiterzukommen, wenn er die Bücher nicht lesen kann, auf denen die Erklärung basiert.
Autos sind kompliziert. Wenn man über komplizierte Themen spricht, sind gute Quellen wichtig. Deshalb bin ich dankbar für Bücher, die den Hintergrund und die Überlegungen hinter den Dingen, die sie behandeln, verständlich erklären.
Sind breitere Reifen wirklich besser?
Übrigens gibt es eine Frage, über die viele stolpern, wenn sie anfangen, sich mit Fahrzeugdynamik zu beschäftigen:
„Sind breitere Reifen besser oder schmalere?“
Wenn du zu den eifrigen Leuten gehörst, die sagen: „Ich weiß es nicht genau, also probiere ich einfach alles aus!“, dann ist das tatsächlich ein völlig legitimer Ansatz. Probier einfach verschiedene Reifen aus und nimm die, mit denen du die besten Rundenzeiten fährst.
Aber wenn du verstehen möchtest, welche Prinzipien eigentlich dahinterstecken, ist es nicht ganz so einfach.
Oft heißt es, dass schmalere Reifen tendenziell weniger Grip haben, während breitere Reifen bei der Höchstgeschwindigkeit und beim Rollwiderstand Nachteile haben können.
Die übliche Schlussfolgerung lautet also: die richtige Größe wählen.
Aber hier kommt ein grundlegendes physikalisches Gesetz über Reibung ins Spiel.
Reibungskraft F = Reibungskoeffizient μ × Last P
(Amontons-Coulomb-Reibungsgesetz)
Dabei hängt der Reibungskoeffizient μ unter anderem von den Eigenschaften des Gummis und davon ab, ob die Fahrbahn trocken oder nass ist.
Die Last wiederum hängt vom Fahrzeuggewicht, den aerodynamischen Kräften, der Kurven-G-Belastung, den Beschleunigungs- und Bremskräften sowie von der Richtung ab, in der die Kraft wirkt. Gemeint ist die Vertikallast, die in diesem Moment auf den jeweiligen Reifen wirkt.
Nun gibt es etwas Interessantes an dieser Gleichung.
Die Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahn taucht darin überhaupt nicht auf.
Wenn die Kontaktfläche nicht vorkommt, müsste die Reifenbreite – wenn wir nur dieses Gesetz betrachten – eigentlich nichts mit dem Grip zu tun haben.
Moment mal … was?
Echt? Das spielt keine Rolle?
Aber in der Realität fühlt es sich definitiv so an, als hätten breitere Reifen mehr Grip.
Oder fühlt es sich nur so an?
Die Gesetze der Physik stimmen nicht immer mit unserer Intuition überein.
Ähnlich ist es bei einem Körper, der im Vakuum fällt: Seine Fallgeschwindigkeit hängt nicht von seiner Masse ab.
Schauen wir uns dazu ein einfaches Beispiel an.
Nimm zuerst einen Tisch und einen Radiergummi.
Drück den Radiergummi fest auf den Tisch. Der haftet ziemlich gut an der Oberfläche, oder?
Jetzt leg zehn Bücher auf den Radiergummi.
Sagen wir, etwa 5 kg (11 lb) oder so.
Wenn du jetzt nur den Radiergummi bewegen willst, lässt er sich nicht leicht verschieben, weil er fest auf dem Tisch haftet.
Als Nächstes ersetzen wir den Radiergummi durch eine dünne Gummimatte.
Sagen wir, die Gummimatte ist nur etwas größer als die Bücher.
Leg dieselben Bücher darauf.
Wenn du jetzt an der Gummimatte ziehst, lässt auch sie sich nicht leicht bewegen, weil sie fest auf dem Tisch haftet.
Wenn der Radiergummi und die Gummimatte denselben Reibungskoeffizienten haben und das Gewicht der darauf liegenden Bücher gleich ist, dann ist auch die Reibungskraft gleich.
…Genau das bedeutet F = μP.
Der Radiergummi hat eine kleinere Kontaktfläche als die Gummimatte, aber die Reibungskraft verändert sich trotzdem nicht.
Wenn wir das Coulombsche Reibungsgesetz nun einfach so auf die Frage nach dem Grip eines Reifens anwenden, müssten wir zu dem Schluss kommen, dass die Reifenbreite überhaupt nichts mit dem Grip zu tun hat.
Aber wer tatsächlich auf der Rennstrecke fährt und auf Rundenzeiten aus ist, wird mit dieser Antwort wahrscheinlich nicht zufrieden sein.
Wenn mir etwas nicht einleuchtet, denke ich so lange darüber nach, bis ich verstehe, warum es so ist.
Es ist wichtig, die Grundlagen der Physik fest im Kopf zu haben und gleichzeitig immer die Frage im Hinterkopf zu behalten: „Übersehe ich vielleicht etwas?“
Viele Menschen haben sich mit dem Zusammenhang zwischen Reifenbreite und Grip beschäftigt, und im Laufe der Jahre wurde viel darüber diskutiert.
Aber wenn man Bridgestones Buch Fundamentals and Real-world Application of Automotive Tires liest, ist das Rätsel sofort gelöst. (Das Buch ist leider nur auf Japanisch erhältlich, daher kann ich keine englische Ausgabe verlinken – die gleiche Abhängigkeit von der Kontaktpressung ist allerdings auch in der allgemeinen Literatur über Reifen und die Reibung von Gummi gut dokumentiert. Siehe zum Beispiel Perssons Forschung darüber, wie die Reibung von Gummi von der Last abhängt.)
Warum breitere Reifen mehr Grip haben können
Bei Autoreifen gibt es etwas, das man als Kontaktpressungsabhängigkeit bezeichnet.
Der Reibungskoeffizient verändert sich abhängig von der Kontaktpressung.
Daher bieten breitere Reifen mehr Grip.
Das ist im Grunde die Idee.
Einfach, oder?
Na ja, streng genommen ist es natürlich nicht ganz so einfach, aber das ist die allgemeine Idee.
Kurz gesagt:
- Ein Reifen ist nicht einfach nur ein Klumpen Gummi. Er ist eine komplexe Konstruktion, die unter anderem Stahlgürtel enthält und mit Luft gefüllt ist.
- Der Reibungskoeffizient eines Reifens wird von der Kontaktpressung an der Aufstandsfläche beeinflusst, wobei ein höherer Kontaktdruck tendenziell zu einem niedrigeren Reibungskoeffizienten führt.
Aus diesen Gründen gilt bei gleicher Last: Je niedriger die Kontaktpressung an der Aufstandsfläche, desto größer der Grip.
Anders gesagt: Ein breiterer Reifen kann den Druck pro Flächeneinheit reduzieren und dadurch mehr Grip erzeugen.
Für die Details musst du dann aber Bridgestone fragen.
Als ich dieses Buch vor drei oder vier Jahren zum ersten Mal gelesen habe, dachte ich: „Moment mal! So etwas Wichtiges hätte doch im Grundschulbuch stehen müssen!“
Denn ich hatte mich mit genau dieser Frage ernsthaft herumgequält und konnte einfach keinen Sinn darin erkennen.
Natürlich wäre es etwas viel verlangt, von Grundschülern zu erwarten, dass sie die Kontaktpressungsabhängigkeit verstehen.
In Wirklichkeit werden High-Grip-Reifen bei Erwärmung klebrig.
Diese Klebrigkeit ist nicht einfach nur Reibung. Auch Adhäsion spielt dabei eine Rolle.
Und genau wie bei Klebeband wird die Adhäsion stärker, wenn die Kontaktfläche größer wird.
Das ist also ein weiterer Grund, warum breitere Reifen tendenziell Vorteile haben.
Die anderen Effekte lasse ich in diesem Artikel einmal außen vor.
Wenn wir den Forschungsergebnissen von Bridgestone vertrauen, muss die Frage nach der Reifenbreite also nicht endlos diskutiert werden.
Die Antwort war eigentlich die ganze Zeit schon da:
„Lies das erst einmal.“
Man sagt: „Sehen heißt glauben.“
Aber manchmal bringt es mehr, ein gutes Buch zu lesen, als hundertmal über etwas nachzudenken.
Etwas, mit dem sich jemand wie ich als einfacher Amateur jahrelang herumquälen kann, lässt sich manchmal durch ein einziges Buch lösen.
Natürlich bedeutet das nicht, dass wir alles, was in Büchern steht, einfach blind glauben sollten. Es ist trotzdem wichtig, selbst darüber nachzudenken und zu entscheiden, ob eine Erklärung wirklich schlüssig ist.
Im Fall des Buches von Bridgestone sprechen wir allerdings von Informationen, die ein weltweit führender Reifenhersteller auf Grundlage jahrelanger Forschung veröffentlicht hat. Im Vergleich zu den Annahmen und Vermutungen, die wir als Amateure selbst anstellen, ist das natürlich eine deutlich zuverlässigere Quelle.
Ich bin dankbar dafür, dass sie zumindest einen kleinen Teil dieser Forschung der Öffentlichkeit zugänglich gemacht haben.
Für mich ist genau das der Sinn davon, Bücher zu lesen und die Grundlagen zu lernen.
Die wichtigen Dinge sind eigentlich längst da. Wir müssen nur danach greifen.
Aber das ist völlig normal. Die meisten Menschen können ihren Alltag problemlos leben, ohne jemals etwas davon wissen zu müssen.
Wenn du irgendwann neugierig wirst und mehr verstehen möchtest, kannst du einfach ins Bücherregal greifen.
Allerdings reicht es auch nicht, sich nur auf Bücher zu verlassen. Es hat ebenfalls seinen Wert, Dinge selbst herausfinden zu wollen – mit eigener Erfahrung und Intuition.
Neue Ideen zu entwickeln erfordert natürlich eigenes Denken. Aber selbst die Leistungen anderer zu verstehen, ist ohne eigenes Nachdenken nicht möglich.
Wenn man kontinuierlich dranbleibt, zahlt sich das irgendwann aus.
…Auch wenn man sich manchmal jahrelang mit einer Frage herumquält und schließlich herausfindet, dass die Antwort schon seit Jahrzehnten allgemein bekannt ist. Das passiert häufiger, als man vielleicht denkt.
Wie dem auch sei: Unser Leben ist kurz, und was ein einzelner Mensch erreichen kann, ist begrenzt.
Deshalb sind die Leistungen der vielen Forscher, die über Jahre hinweg unser Wissen aufgebaut haben, wirklich bemerkenswert.
Aber ganz egal, wie erstaunlich die Fakten in einem Buch auch sein mögen: Sie zu kennen, macht einen Menschen nicht automatisch beeindruckend.
Die Anerkennung gebührt den Menschen, die jahrelang geforscht und dieses Wissen aufgebaut haben.
Ich habe ihre Arbeit einfach nur gelesen. Ich habe also eigentlich nichts Besonderes gemacht.
Genau deshalb ist es so wichtig, die Quelle klar anzugeben.
Damit sagt man: „Das hat diese Person herausgefunden.“
Oder: „Dasselbe Wissen kannst du dir aneignen, wenn du dieses Buch liest.“
Gute Bücher machen genau das Gleiche. Wenn sie auf früherer Forschung aufbauen, geben sie ihre Quellen klar an.
Alles, was wir heute haben, baut auf der Arbeit unzähliger Menschen auf, die vor uns gekommen sind.
Ich finde, dafür sollten wir immer Respekt zeigen.
Ein Buch enthält einen Teil des Lebens eines Menschen.
Schwierige Bücher zu lesen ist nicht einfach.
Aber allein dadurch, dass wir sie lesen, können wir so viel von den Menschen mitnehmen, die sie geschrieben haben.
Genau das macht Bücher aus.
Und ich finde, das ist eine wunderbare Sache.
Für mich bedeutet Wissen genau das.