Коэффициент сцепления шины с дорогой и нормы износа, эксплуатации автомобильной покрышки

Многие автолюбители интересуются, какой коэффициент сцепления колеса с дорогой на разных поверхностях и от чего оно зависит? Какие покрышки имеют лучшее трение? Коэффициент сцепления резины на различных покрытиях следующий:
асфальт (сухой) 0.7 — 0.8;
асфальт (мокрый) 0.4 — 0.5;
грунт (сухой) 0.5 — 0.6;
грунт (мокрый) 0.2 – 0.3;
укатанный снег 0.25 – 0.35;
гололёд 0.1 – 0.2

Прежде всего, для лучшего показателя сцепления колеса с дорогой для определённого покрытия нужно использовать специализированные покрышки, предназначенные для него. Не зря раллийные гонщики перед гонкой, хорошо анализируют трассу, на которой будет гонка, и выбирают резину согласно поверхности для оптимального сцепления. Так как от правильных подобранных покрышек будет зависеть время и победа. Самый сложный выбор для гонщиков, когда трасса состоит из нескольких различных покрытий.

Самые важные характеристики покрышки – это состав резины и протектор. Существует мнение, что от ширины шины улучшается сцепление, но есть убеждение, что от увеличения ширины колеса соединение его с поверхностью не улучшается, так как с увеличением её уменьшается нажатие на 1 квадратный сантиметр. Но если это было так, то производители не выпускали на машину более широкую резину. Существует определённый баланс между шириной и нажатием на 1 квадратный см на поверхность и производители находят его.

На коэффициент связи шины с магистралью очень влияет состав её. Каждая фирма производитель авторезины держит его в секрете. Для твёрдого покрытия – асфальт, самое лучшее соединение обеспечивает резина под названием слики. Они не имеют углублений, канавок и состоят из мягкого состава, но они подходят только для идеально ровного и гладкого твёрдого покрытия, на котором нет катышков песка, земли и другого мусора. Также для этих покрышек асфальт должен быть сухим.

Поэтому повседневные или городские покрышки для асфальта имеют протектор. Продольные полосы на нём нужны для отвода воды, чтобы не получился эффект аквапланирования – это когда колёса авто теряют соединение с трассой из-за большого количества попадание под них воды. Поперечные канавки по бокам покрышки для лучшего сцепления, если попадаются катушки или другой мусор.

Если приходится ездить по неровностям за городом или бездорожью, то шина с выраженным протектором подходят для этого лучше всего. Также если нужно преодолеть скользкий участок, то давление в колёсах следует понизить. Всем известный автомобиль Хамер имеет функцию понижения и увеличения давления в них, которая управляется с салона. Сделано это для улучшения проходимости. При понижении его в колёсах пятно контакта с поверхностью увеличивается и если встречаются неровности на ней то оно, как бы их огибает и не теряет существенно сцепление, как было бы если его не понизить.

При езде во время дождя коэффициент трения с дорогой падает. Здесь существенно роль будет играть, как структура резины, так и канавки. Протектор должен быть глубокий и канавки широкие – это надо для быстрого отвода воды из-под колеса. Как только покрышка не успеет отвести воду из-под него, начнётся аквапланирование, и машина потеряет сцепление с поверхностью. Новая хорошая городская шина при скорости больше 100 км/ч во время дождя имеет низкое соединение с поверхностью.

На показатель связи колеса с поверхностью также зависит от температуры окружающей среды. При температуре выше 10 градусов по Цельсию покрышка имеет хорошее сцепление. Чем ниже температура на улице, тем хуже трение шины.

Нормы эксплуатации шин и как продлить их срок службы

Автошина — достаточно важная составляющая автомобиля, так как от неё зависит сцепление с дорогой и безопасность движения. Поэтому своевременно надо применять нормы эксплуатации автомобильных шин: следить за давлением в колёсах, глубиной протектора и менять их в соответствии с сезоном. Летние шины, рекомендуют во время эксплуатации заменить на зимние, когда средняя температура составляет 4 — 5 градусов по Цельсию, так как при такой температуре летняя резина становиться жёсткой и теряет свои нормы сцепления.

После того, как температура поднялась выше 7 градусов, зимние следует сменить на летние для нормальной эксплуатации, так как езда на зимних ведёт к негативным последствиям. Многим автолюбителям нравится ездить на зимней резине, так как она создаёт меньше шума из-за своего мягкого состава. На этом все плюсы эксплуатации этой резины в тёплое время года закончились. К минусам нормам эксплуатации можно отнести существенно повышенный расход топлива, усиленный износ, увеличение тормозного пути.

От того, выдержана ли инструкции по эксплуатации шин зависит управляемость, сцепление, расход бензина и срок службы автошины. Давление в колёсах регламентируется самим заводом-производителем в книге сервисного обслуживания и обычно составляет 2-2,2 атмосферы (бара), нужно проверять его не реже 1 месяца. Падение давления в колёсах с 2 бар до 1,5 бар приведёт к перерасходу топлива примерно на 3% и повышенному норм износа покрышек. Так же к большему потреблению топлива приводит более широкая резина, так как увеличивается пятно контакта колеса с дорогой и улучшается сцепление с асфальтом.

В автошине следует понизить давление, когда вам нужно преодолеть скользкий или сыпучий участок дороги. В этом случае его в шине можно понизить до 1 – 1,2 бара, что существенно увеличит сцепные свойства покрышки. Более низкое давление может ещё улучшить сцепление с дорогой, но существует возможность разбортирования колеса (покрышка слетит с диска). Обычно профессионалы, участвующие в гонках по бездорожью, понижают его в шинах ниже 1 бара.

Нормы эксплуатации покрышек заключаются также в следующем: остаточная глубина протектора летней шины должна составлять не менее 1,6 мм, так как при езде по грунтовым дорогам ей нечем просто будет цепляться. При поездках в дождь по лужам она не сможет отводить воду из-под колеса, и начнётся аквапланирование, что приведёт к сносу автомобиля с траектории.

Существует три вида покрышек: летние, зимние, всесезонные. В последнее время такой вид резины как всесезонная начали исчезать, её до сих пор выпускают производители непопулярных брендов. Автошина летняя отличается от зимней рисунком протектора, глубиной и составом резины.

Покрышка имеет следующую основную маркировку:

1. 175/70 R13: 175 – ширина протектора покрышки в мм;
70 – размер профиля (боковой части) в процентах. Посчитав 175/100*70=122.5 мм — получили размер профиля в мм.
R13 – радиус в дюймах. 1 дюйм = 25 мм.

2. Winter – автошина для использования зимой;
Summer – летом;

3. Также на автошине написана максимальная нагрузка, наибольшее допустимое давление, максимальная скорость для неёи.

Правильно эксплуатируя шину можно существенно продлить их норму службу, уменьшить потребление топлива и повысит безопасность движения.

Нормы износа шин и остаточная глубина протектора резины

Нормы износа автомобильных шин, прежде всего, зависит от правильной эксплуатации их. Чем выше нагрузка на них, тем интенсивнее они изнашиваются. В продаже существуют множество различных покрышек, среди которых всегда можно найти тот комплект, который подходит под стиль езды водителя.

Автопроизводители выпускают бюджетные шины, на которых можно проехать свыше 50 000 километров, при обычном движении. Они обладают жёстким протектором, для меньшего износа и средним сцеплением с дорогой. Существуют множество других видов.

Спортивные шины – обладают хорошим сцеплением на сухом покрытии. Изнашиваются быстро из-за своего мягкого состава. Шум издают небольшой. Стоят достаточно дорого.

Покрышки с ассемитричным направлением рисунка обладают хорошим коэффициентом сцеплением на сухом или скользком покрытии. Получили они своё название из-за того, что левая и правая сторона авторезины имеют разный рисунок протектора. Она устанавливается на диск колеса только в определённом направлении движения.

Минимальная глубина протектора летней и зимней покрышки

Средняя глубина новой летней шины составляет 8 мм и если она по правилам дорожного движения уже 1.6 мм, которую можно определить по перемычкам между протектором, то такую автошину следует заменить, так как сцепные свойства её не удовлетворяют нормам изнашивания.

Средняя глубина протектора новой зимней авторезины составляет 10 мм. Когда глубина менее 4 мм, специалисты рекомендуют заменить на новую.

Причины повышенного износа летних шин

1. Прежде всего, на нормы изнашивания резины легкового автомобиля влияет стиль езды водителя. Агрессивный или спортивный стиль движения изнашивает протектор интенсивней всего. Это мгновенное ускорение, торможение и прохождение поворотов под визг колёс.

2. Давление в шинах должно соответствовать рекомендуемым нормам завода изготовителя и обычно 2-2.2 бара. Падения давления в покрышках с 2 до 1.5 атмосферы вызовет значительное стирание их и расход бензина. Этот фактор является достаточно существенным, так как большинство водителей передвигаются с пониженным давлением, а его нужно проверять не реже 1 раза в месяц.

3. На причины неравномерного норм износа легковых шин также влияет не отрегулированный развал-схождения на авто и приводит к весьма усиленному стиранию протектора, и проехав 5-10 тыс. км можно сильно износить внутреннюю или другую часть покрышки.

4. Разбитая подвеска тоже вызывает высокое изнашивание резины плохое сцепление с дорогой, так как способствует дисбалансу колеса.

5. Не отбалансированные колёса также приводят к высокому изнашиванию резины и подвески.

6. Нагруженный автомобиль тоже способствует к значительной амортизации резины.

Основная причина повышенного износа зимней шины – это поездка по твёрдому покрытии в плюсовую температуру, а если точнее она обладает мягким составом резины. Поэтому на ней не рекомендуется ездить по жёсткому покрытии, и если температура на улице свыше +7 градусов по Цельсии, то движение на ней приводит к усиленному их износу. Кроме этого на амортизацию их влияют те же факторы, что и при изнашивании летней авторезины.

Поэтому если средняя температура на улице начинает превышать 5-7 градусов, то зимнию резину следует заменить на летнюю.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Сцепление шины с дорогой

Сцепление шины с дорогой оказывает большое влияние на процессы движения и управляемости автомобиля. Автомобиль движется благодаря силе трения покоя в области контакта шины с дорожным полотном. Чем сильнее сцепление, тем лучше машина ведет себя на поворотах.

Коэффициент сцепления шин с дорогой

Коэффициент сцепления, называемый также коэффициентом трения покоя в зоне контакта шины с дорогой, определяется скоростью движения автомобиля, состоянием шин и состоянием поверхности дороги (см. табл. «Коэффициенты трения покоя для пневматических шин на различных поверхностях дороги» ). Приведенные в таблице данные применимы для асфальтобетонных и гудронированных щебеночных покрытий в хорошем состоянии. Коэффициент трения скольжения (при заблокированных колесах) обычно ниже, чем коэффициент сцепления.

1. Износ до глубины протектора ⩾ 1,6 мм

Специальные резиновые составы, исполь­зуемые в шинах для гоночных автомобилей, позволяют обеспечить коэффициент сцепле­ния вплоть до 1,8.

Аквапланирование

Аквапланирование сильно влияет на контакт шины с дорогой. Это такое состояние, при котором пленка воды разделяет шину и поверхность дороги (рис. «Аквапланирование» ). Оно происходит, когда давление клина воды, не вытесненной из зоны контакта шины с дорогой, поднимает шину над дорогой. Склонность к аквапланированию зависит от толщины водяной пленки на дорожной поверхности, скорости движения автомобиля, формы рисунка протектора, его износа и давления, оказываемого шиной на дорогу.

Широкопрофильные шины более подвержены аквапланированию. Аквапланирующий автомобиль не может передавать на поверхность дороги силы, требуемые для управления и торможения, что может стать причиной заноса.

Ускорение и торможение

Автомобиль может ускоряться (разгоняться) или замедляться (затормаживаться) с постоян­ной интенсивностью, когда величина а остается неизменной. Для условий, когда начальная или конечная скорость равны нулю, используются уравнения, приведенные в табл. «Ускорение и торможение».

Максимально допустимые ускорения и замедления

Когда тяговые или тормозные силы на колесах автомобиля не превышают силы сцепления шины с дорогой (сцепление еще существует), зависи­мости между углом продольного уклона дороги а, коэффициентом сцепления и максималь­ным ускорением или замедлением имеют вид, приведенный в табл. «Ускорение и замедление» и «Достижимое ускорение». Реальные значения рассматриваемых параметров всегда оказыва­ются меньше, так как не все шины автомобиля одновременно обеспечивают максимальное сцепление с дорогой при каждом ускорении (за­медлении). Электронные системы ABS, TCS, ESP обеспечивают поддержание величины тягового усилия вблизи максимального коэффициента сцепления.

При расчетах ускорения и замедления применя­ется коэффициент к-отношение нагрузки, при­ходящейся на ведущие или затормаживаемые колеса, к общей массе автомобиля. Когда на все колеса действует сила тяги или тормозная сила, к = 1. При распределении нагрузки 50% к = 0,5.

При торможении автомобиля на подъеме (+): а_mах = 4,5 м/с 2 ,

При торможении на уклоне (-): а_mах = 1,5 м/с 2 .

Работа и мощность

Мощность, требуемая для получения заданного ускорения (замедления), изменяется в соответствии с изменением скорости движения авто­мобиля (см. табл. «Работа и мощность» ). Мощность, необходимая для движения с ускорением, равна:

P -выходная мощность двигателя

P_w — мощность, расходуемая на движение.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Добавить комментарий Отменить ответ

Главы

• Энциклопедия техники (19)
• История автомобиля (20)
• Полезные советы (3)
• Действующие единицы (1)
• Законы физики в автомобиле (15)
• Математическое моделирование в автомобилестроении (3)
• Материалы для автомобилестроения (10)
• Рабочие жидкости (5)
• Детали машин (6)
• Способы соединения деталей (8)
• Физика автомобиля (10)
• Двигатели внутреннего сгорания (24)
• Диагностика двигателя (8)
• Нормы контроля и диагностики токсичности отработавших газов (17)
• Системы управления бензиновыми двигателями (11)
• Работа двигателя на альтернативных видах топлива (2)
• Системы управления дизельными двигателями (9)
• Альтернативные виды приводов (3)
• Трансмиссия (47)
• Системы шасси (18)
• Управление шасси и активная безопасность (6)
• Кузова автомобилей (10)
• Пассивная безопасность (1)
• Системы охраны автомобилей (1)
• Охранные автомобильные системы (1)
• Электрооборудование автомобилей (11)
• Свечи зажигания автомобилей (6)
• Автомобильная электроника (21)
• Системы комфорта и удобства (2)
• Пользовательские интерфейсы (3)
• Системы повышения безопасности дорожного движения (7)

О справочнике

За последние время автомобилестроение превратилось в чрезвычайно сложную отрасль. Все труднее и труднее становится представить всю отрасль в целом, и еще сложнее постоянно следить за направлениями, которые важны для автомобилестроения. Многие из этих направлений подробно описаны в специальной литературе. Тем не менее, для тех, кто впервые сталкивается с данными темами, имеющаяся специальная литература не представляется легкой и тяжело усваивается в ограниченные сроки. В этой связи этот «Автомобильный справочник» будет очень кстати. Он структурирован таким образом, чтобы быть понятным даже для тех читателей, которые впервые встречаются с каким-либо разделом. Наиболее важные темы, относящиеся к автомобилестроению, собраны в компактном, простом для понимания и удобном с практической точки зрения виде.

http://axainfo.net/view_post.php?id=65
Источник http://press.ocenin.ru/stseplenie-shiny-s-dorogoj/