Содержание

На каком покрытии сцепление шин с дорогой будет хуже

Красивый протектор — хорошее сцепление. Миф или нет?

Автовладельцы часто выбирают шины, руководствуясь принципом: «Протектор красивый — будет хорошо держать дорогу, надо брать!» В большинстве случаев такая зависимость действительно есть, но истинная причина хороших характеристик шины кроется в основном в другом.

«Хорошо летать могут только красивые самолеты».

Авиаконструктор А.Н. Туполев

Для начала разберемся, какие бывают типы протектора шин и за что конкретно отвечают его элементы.

Зимние шины

Солидные производители выводят на рынок полную линейку зимних типов шин. У них присутствуют шипованные и нешипованные модели, шины для мягкой «европейской» зимы и для суровых морозов. Используются направленные и ненаправленные, симметричные и асимметричные рисунки протектора.

Разберем, как именно работают те или иные конструктивные решения, на примере продукции одного из самых именитых производителя шин в мире — компании Continental.

Шипованные

Шипованные шины применяют в регионах, где часто встречаются обледенелые дороги или где приходится ездить по укатанному снегу. Шипы обеспечивают хорошее сцепление шины с ледяной или плотно укатанной снежной поверхностью за счет прокалывания слоя и механического зацепления шипа подобно тому, как шестеренка зацепляется за зубчатую рейку.

Раньше шипы на шину устанавливали всего в несколько рядов, так, что проскользившая шина оставляла всего 4-6 канавок от шипов на льду. Но у современных покрышек шипы расположены по куда более сложной схеме и количество «царапин» на льду может составлять 16-20 штук. Некоторые производители применяют шипы разных типов на одной шине — в зависимости от места их установки в протекторе.

Есть и другие способы улучшить сцепление с дорогой. К примеру, при создании шин IceContact™ 3 больших размеров (от 17 дюймов) производитель применил еще одну инновацию. Корпус шипа изготовлен из резины. Парадокс? Нет. Просто хорошо подобранная, достаточно плотная резина, с одной стороны, очень хорошо удерживает металлическую часть шипа и вместе с тем обладает отличным «сродством» с материалом, из которого изготовлена сама шина. Такая технология получила название ContiFlexStud™. Шум от таких шипов несколько ниже, чем от обычных. Да и к дорожному покрытию шины с такой конструкцией шипов относятся бережнее. И ходят такие шипы дольше, чем обычные.

«Обычные шипы не способны полностью проникнуть в лед на дороге, потому что им мешает жесткое алюминиевое тело. Наши обрезиненные шипы ContiFlexStuds позволяют твердосплавным наконечникам глубже вонзаться в лед. В результате каждый из этих новых шипов обеспечивает примерно на 7% большее сцепление со льдом, а это означает серьезный прорыв в сфере активной безопасности», — говорит глава отдела разработки зимних шин компании Continental Марко Джеллингс.

Нешипованные

Трудно представить себе высокоскоростной спортивный автомобиль, скребущий асфальт шипами. На таких машинах зачастую выезжают «в охотку», когда зимние дороги немного подсыхают. Для подобных условий в линейке хорошего производителя найдутся нешипованные шины, или так называемые «липучки».

На примере этой шины разберем сразу несколько конструктивных особенностей. Широкие продольные канавки протектора хорошо отводят снежно-водяную кашу, предотвращая слэшпленинг — «всплывание» колеса при быстром движении, вплоть до полной потери контакта с дорогой из-за образовавшегося между ними клина из снежно-водяной каши. А еще такие продольные канавки способствуют хорошей курсовой устойчивости. Поперечные канавки, наоборот, относительно узкие — это обеспечивает достаточную жесткость блоков протектора и как следствие более эффективное торможение. Крупные блоки во внешней плечевой зоне увеличивают пятно контакта, что особенно важно при маневрировании. А еще вы, конечно, заметили асимметричный рисунок протектора.

Совет ЗР:

При выборе типа зимних шин во многом приходится ориентироваться на большинство. Ведь, согласитесь, если большинство автомобилей в регионе снабжено шипами, то и при покупке шин для своей машины лучше выбрать такие же. Ну, чтобы обеспечить себе сопоставимый тормозной путь и никого не «догнать». Таков, например, Московский регион. Большинство здесь ездит на шипованной резине, и это подтверждает статистика продаж. А вот на всем Дальнем Востоке нашей страны, наоборот, предпочитают «липучки». Да и в целом для регионов, в которых оттепели довольно часты, зимой целесообразно применять нешипованные шины.

Всесезонные шины

Всесезонные шины должны обеспечивать безопасность и высокую экономичность круглый год. К примеру, в протекторе шин AllSeasonContact™содержится специальные полимерные материалы и двуокись кремния для лучшего сцепления с зимними дорогами. Явно выраженный направленный рисунок протектора хорошо отводит снежно-водяную кашу зимой и предотвращает аквапланирование летом.

Совет ЗР:

Решение приобрести «всесезонки» во многом компромиссное. Но есть в России столь теплые регионы, где применение таких шин оправданно. На них можно ездить с начала осени и до конца весны. Ну а на лето – переобувать машину в летние шины (при желании). Весной и осенью к преимуществам всесезонных шин можно отнести несколько лучшую проходимость по скользким грунтовым дорогам, чем у летних шин. Темп износа на «теплых» (выше 0 градусов) дорогах далеко не так велик, как у зимних шин, из-за более твердых протекторных смесей. А вот жителям северных округов можно использовать всесезонные шины с начала весны и до конца осени. Такие шины хорошо «гребут» по грязи. Ну а к зиме можно их заменить на зимние шины.

Летние шины

Летом скорости выше, чем зимой. Но требования к летним шинам предъявляются почти такие же, как и к зимним: высокое сцепление с дорожным покрытием, низкий уровень шума, топливная экономичность.

Для скоростных автомобилей создают особые летние шины. В таких покрышках Continental применяется фирменная резиновая смесь Black Chili. Она обеспечивает максимальное сцепление с дорогой за счет применения частиц сажи наноразмера. Эта технология позволяют протектору шины значительно быстрее деформироваться, принимая форму поверхности дороги и тем самым улучшая сцепление. Крупные блоки протектора обеспечивают точность руления и высокую поперечную устойчивость в поворотах. Центральная дорожка шины, окруженная широкими канавками, способствует прекрасной курсовой устойчивости.

В нашей стране значительную часть автопарка составляют компактные автомобили с 13-14 дюймовыми колесами. Для их владельцев важны долговечность шины, короткий тормозной путь на сухой и мокрой дороге, да и проходимость по грунтовке не помешает. Вот как выглядит рисунок протектора у шин с такими характеристиками:

На примере этих разноплановых шин в идно, что отличные эксплуатационные качества шин идут в ногу с очень симпатичными рисунками протектора. Тесты, проведенные «За рулем», подтверждают, что шины, занимающие призовые места, всегда обладают привлекательным рисунком протектора. Но надо не забывать и о технической стороне вопроса. К примеру , летние шины с широкими продольными канавками хорошо отводят воду, а значит на таких покрышках будет комфортно передвигаться в дождливую погоду. А вот направленный и симметричный рисунок протектора встречается в линейке именитых производителей все реже. Вероятно, такой тип протектора со временем останется лишь в бюджетном сегменте. В случае с более дорогими покрышками рисунок протектора все замысловатее, чаще направленный и асимметричный — это делает шину эффективнее, особенно при движении на высоких скоростях.

Коэффициент сцепления шин с дорогой и факторы, влияющие на него

Направление ветра, скорость, давление в шинах – все эти факторы имеют особое значение для гонщиков-профессионалов, так как определяют собой поведение автомобиля на дороге. Для простых водителей основным фактором является коэффициент сцепления шин с дорогой, характеризующийся степенью скользкости дорожного покрытия.

От чего зависит коэффициент сцепления шин?

Дорожное покрытие однозначно влияет на поведение автомобиля на дороге. Грунтовка, плиты, брусчатка вызывают тряску. Однако подобные покрытия встречаются значительно реже, чем асфальт. Поэтому главными причинами, определяющими коэффициент сцепления, являются погодные условия: грязь, лед, слякоть, температура и другие.

Всегда нужно знать, на что обращать внимание и как действовать в определенных обстоятельствах. Вот несколько основных факторов, приводящих к появлению скользкого дорожного покрытия на отдельных участках.

Лужи. Главной опасностью на дороге в дождливую погоду является аквапланирование. Оно характеризуется полной или частичной потерей сцепления шин с дорогой при контакте с водой. Даже в сильный гололед оно отчасти остается, но в случае с водой сцепления почти нет. Маслянистые участки дороги. Разлитые нефтепродукты делают дорогу скользкой.
Заносы из снега или песка. Подобные явления возникают по причине гидрометеорологических бедствий, поэтому еще и сопровождаются плохой видимостью. Очевидно, что в такую погоду лучше не садиться за руль.
Грунтовая дорога. На таких поверхностях при малейшем контакте с водой образуется грязь, которая налипает на шины. Выезд с грунтовой дороги обычно очень скользкий и колёса очень плохо сцепляются с дорожным покрытием.
Частичный гололед. После сильных заморозков на дорогах появляется лед, но позже не весь он тает равномерно. Тени от деревьев, построек препятствуют таянию. Соответственно, в таких местах дороги значительно уменьшается сцепление.

Как предотвратить заносы и скольжения?

Лучше сторониться вышеуказанных мест на проезжей части либо снижать скорость при езде по ним. Особенно опасно проезжать по подобным местам только одной стороной машины. Это чревато заносом из-за разности коэффициентов сцепления с дорогой. Но иногда невозможно проехать иначе, в таком случае необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Избегать резких поворотов руля, изменений скорости движения, то есть плавно использовать педали тормоза и газа, стараясь придерживаться максимально прямой траектории движения.
Для безопасного движения на поворотах рекомендуется ехать внутренней парой колес по области с плохим сцеплением, а внешней парой держаться сухой поверхности.

Причины плохого сцепления с дорогой

Плохое сцепление на всей дороге может обуславливаться следующими причинами.

Гололед. Данное погодное явление бывает тяжело заметить на дороге, поэтому при температуре воздуха около ноля лучше почаще проверять поверхность на наличие обледенения. В такие дни рекомендуется выбирать маршрут с интенсивным движением, так как это способствует более быстрому таянию льда.
Дождь. Начало небольшого, на первый взгляд безобидного дождя может послужить причиной возникновения проблем на дороге. На сухой поверхности скапливается множество пыли, грязи, капель нефтяных и масляных отходов от автомобилей. С началом дождя на асфальте образуется небольшая пленка, которая бывает такой же скользкой, как легкое обледенение. При такой погоде лучше придерживаться тех же правил управления автомобилем, как и при гололеде.
Снег. В период заморозков на дорогах с большим движением образуется слякоть, которая препятствует сцеплению.
Булыжная дорога в дождь. Булыжная дорога в смоченном состоянии особенно опасна для проезда из-за особенностей материала изготовления.
Жаркая погода. В зной на асфальте выступает тончайшая маслянистая пленка вяжущего вещества, которая влияет на поведение автомобиля.
Опавшие листья. Ковер из мокрых листьев очень скользкий, лучше объезжать подобные места или быть предельно осторожным.

Таблица. Значения коэффициента сцепления шин с различными дорожными покрытиями.

Состояние дорожного покрытия

Как проверить скользкость дороги?

На небольшой скорости можно слегка притормозить либо резко надавить на газ, почти сразу отпустив педаль. Чтобы определить коэффициент сцепления более точно, нужно давить на газ множество раз, на каждый увеличивая резкость нажатия. Если приводные колеса начнут буксовать, это будет указывать на то, что дорога скользкая, и чем раньше они забуксуют, тем выше степень опасности.

Многие ошибочно полагают, что реагировать на опасные участки дороги нужно только по мере необходимости. На самом же деле, чтобы максимально обезопасить себя, нужно вести машину равномерно, независимо от дорожных условий.

Двигаться без резких движений, всегда контролировать руль, не выжимать сцепление в моменты торможения. Изменять скорость лучше только на ровной, прямой дороге. Если придерживаться данных рекомендаций, это значительно повысит устойчивость на дорогах в любых условиях и снизит вероятность заноса.

PhilosoF34 › Блог › Разрушаем мифы о сцеплении с дорогой

Добрый день, дамы и господа.Нашел очень интересную статью о сцеплении с дорогой и с чем это едят.Сам в этом чайник, потому и написана статья не мной…

Сцепление шины с дорогой не зависит от площади пятна контакта?

В прошлом выпуске я написал о размерах шин, терминологии и некоторых заблуждениях, связанных с шинами. Обсудим теперь, что есть что в размерах шины, и перейдем к следующей порции заблуждений.

Ширина профиля. Площадь пятна контакта

Шина под действием силы тяжести автомобиля деформируется, образуя так называемое пятно контакта. Пример из жизни: если сидящий в автобусе ребенок прислонится носом к окну, то папа с мамой с улицы увидят смешной «пятак» на кончике носа :). Это и есть пятно контакта. Аналогичная картина и с шиной, которая прижимается к дороге.

Среди автолюбителей принято считать, что чем шире шина, тем больше площадь пятна контакта шины с дорогой и тем лучше сцепление с дорогой. И, якобы, тем короче тормозной путь, тем лучше маневренность и управляемость машины. А еще иногда думают, что если машина тормозит не прямо, а боком, то тормозной путь будет короче, потому что шире пятно контакта. Это не так.

Сразу приведу доказательства из физики.

Здесь S – тормозной путь, v – скорость движения машины, µ — коэффициент трения шины о дорогу, g – ускорение свободного падения.

Как видно, тормозной путь не зависит от ширины профиля шины и площади пятна контакта шины с дорогой. В этой формуле есть единственный «представитель» от шины – это коэффициент трения, который зависит от природы соприкасающихся тел. В данном случае – от типа дорожного покрытия и от химического состава резиновой смеси протектора шины. Соответственно, и сцепление шины с дорогой зависит от состава резиновой смеси протектора. Поговорим.

Почему же пятно контакта не влияет на силу сцепления?

Очень просто. С одной стороны, чем больше его площадь, тем большим числом «щупальцев» шина цепляется за дорогу. Этот факт лежит на поверхности, и люди охотно думают, что сцепление пропорционально ширине шины. Но есть и другая сторона медали, о которой многие забывают: от размера пятна контакта напрямую зависит вес шины, приходящийся на единицу площади, то есть давление, которое она оказывает своим весом на дорогу. Чем больше площадь контакта, тем меньше давление шины на дорогу. Прошу вас не путать давление шины на дорогу с давлением воздуха в шине 🙂

Два примера из жизни

Что такое тупой нож и острый нож? Тупой – у которого лезвие толще, а острый – у которого тоньше. Разница всего лишь в давлении, которое нож оказывает, например, на хлеб. Тоньше (т.е. меньше площадь контакта ножа с хлебом) – больше давление, лучше режет, толще – хуже.

Предположим, рыбаку нужно перейти замерзший пруд с тонким льдом. Какие лыжи нужно надеть? Беговые – с шириной около 5 см, или охотничьи – с шириной порядка 30 см? Конечно, охотничьи. Потому что они шире, на них будет меньше давление на лед и ниже вероятность провалиться.

По этой причине, кстати, зимние шины всегда уже летних – чтобы увеличить давление на дорогу и лучше «вгрызаться» в снежно-ледяную корку.

В итоге, если мы увеличиваем площадь пятна контакта (т.е. вместо 205-й шины ставим 255), то мы уменьшаем давление на дорогу. Получается, во сколько раз мы увеличиваем площадь сцепления с дорогой, ровно во столько же раз мы уменьшаем давление на дорогу. Баш на баш – и сцепление не меняется.

Влияет ли на сцепление рисунок протектора?

Как кстати не влияет на сцепление и рисунок протектора. Если вы обратите внимание на гоночные слики, в той же Формуле 1, то они вообще “лысые” и не имеют какого-либо рисунка. Рисунок на летних шинах нужен только для того, чтобы отводить воду из пятна контакта. На сцепление влияет не рисунок, а тип протектора: грязевой, зимний, дождевой, летний. На летних шинах вы увязнете в грязи и снегу, а на грязевых “тракторных” не проедете быстро по извилистой дороге. Но это принципиально разный тип протектора, с разным предназначением.

Возьмите три разных шины Nokian Hakkappeliitta: 4,5 и 7. Рисунок у всех разный, но суть одна, все модели хорошие. Можно также взять топовые зимние шины от разных производителей Nokian, Michelin, Gislaved, Goodyear. У всех рисунки протектора разные, но характеристики схожи. Потому что у всех одинаковое предназначение и зимний тип протектора, имеющий грунтозацепы и ламели, а главное — состав резины. А вот у россиян, не помню точно производителя, есть шина — по рисунку протектора точная копия Goodyear Ultragrip 500. И разница между ними, как между небом и землей, как вы понимаете. Как рисунок не копируй, а без качественного состава резины никуда. И сцепление шины с дорогой зависит не от того, какой рисунок на шине — в ёлочку, полосочку или клеточку, а от состава резиновой смеси.

То есть зимними или летними шины делает тип протектора, а рисунок — единственное, что может “пощупать” покупатель при покупке и что может повлиять на эмоциональное восприятие шины. Конечно, есть любители запаха резины, который стоит в шинных магазинах, но это уже отдельный разговор 🙂

Что говорят о сцеплении законы физики?

Если снова прибегнуть к помощи формул, то сила трения сцепления (она же сила трения покоя) в отсутствии адгезии (эффекта приклеивания соприкасающихся поверхностей) определяется законом Кулона:

где µ — коэффициент сцепления, N — вес тела (шины, в данном случае), m — масса тела (шины), g — ускорение свободного падения.

Как вы понимаете, дорожные шины не приклеиваются к асфальту, поэтому это как раз наш случай. Как видите, площадь пятна контакта в силу трения покоя вклада не вносит, как и в длину тормозного пути.

Чтобы было понятнее, куда же делась площадь, можно закон Кулона переписать иначе, с учетом площади пятна контакта и отразить влияние пятна на давление. Все просто: давление тела на опору или, в нашем случае, шины на асфальт равно весу тела (шины), деленному на площадь контакта:

где P — давление шины на дорогу, N = mg — все тот же вес шины.

Тогда отсюда можно выразить вес через давление:

Теперь, если подставить эту формулу в закон Кулона, получим:

Или, выражаясь человеческим языком, сила сцепления шины с дорогой пропорциональна коэффициенту сцепления, давлению шины на дорогу и площади пятна контакта. Это именно то, как воспринимает силу сцепления большинство людей. Но здесь зарыта собака — в том, что давление напрямую зависит от площади пятна контакта и обратно пропорционально ему. Об этом нам говорит формула (3). Поставляя сюда выражение для давления, получим:

Тогда площадь мы успешно сокращаем и приходим к закону Кулона (2) и силе сцепления, не зависящей от площади пятна контакта.

Шина катится за счет трения качения или… покоя?

Кстати, скажу еще об одном частом заблуждении. Трение бывает разным: трения покоя, качения, скольжения. И часто люди думают, что шина катится за счет трения качения. Не буду углубляться в эти вопросы, напишу кратко. Шина катится за счет трения покоя. То есть во время качения пятно контакта шины с дорогой покоится относительно дороги.

Удивлены? А вы обратите внимание на ноги, обувь идущего человека. Как только человек делает шаг, его ступня останавливается, и он перемещает вес с нее на вторую ногу и делает еще один шаг. Выходит, верхняя часть тела человека движется в то время как одна нога покоится. Аналогично ведет себя шина, только она делает много-много маленьких шажочков, перекатываясь с одного элемента шины на другой, и каждый из них в момент переката покоится относительно дороги. Соответственно, во время качения между шиной и дорогой действует сила трения покоя.

Если же пятно контакта начинает двигаться относительно дороги, то это означает скольжение шины, и здесь трение покоя переходит в трение скольжения.

А трение качения — совершенно иной вид трения, возникающий из-за деформации шины и направленный всегда в сторону против направления качения. Чем больше деформация шины, тем выше трение качения. Поскольку спущенная шина деформируется больше накачанной, то напрашивается простой вывод: следите за давлением в шинах и поддерживайте его, согласно указаниям в руководстве пользователя автомобиля. То есть трение качения — паразитный вид трения, от которого, кстати, зависит расход топлива. Если силу трения покоя шины с дорогой конструкторы пытаются увеличить, то силу трения качения всегда пытаются уменьшить.

Выходит, сцепление шины с дорогой — сила трения покоя, и она не зависит от ширины шины и площади пятна контакта.

В чем практический смысл?

А применить в жизни написанное выше очень просто. Сцепление шины с дорогой — основа безопасного вождения, чем оно выше, тем безопаснее вы можете вести машину. Это ни для кого не секрет. Некоторые водители прохладно относятся к тому, какие шины стоят на их машинах, и думаю, что это неважно. Важно! Чуть ли не самое важное, что есть в машине. Но среди тех водителей, которые ценят безопасность, сцепление с дорогой и шины, встречаются те, которые думают, что они улучшат сцепление, если поставят на свой авто более широкие шины. Или еще часто думают, что можно повысить сцепление, установив шины с более “навороченным” рисунком протектора. Как вы уже поняли, это вещи не связанные.

Конечно, широкие шины важны, ведь для чего-то из производят и устанавливают на машины. А для чего нужны широкие шины — мы обсудим в следующей статье или на курсе MBA для водителя: Мастерство Вождения Автомобиля”, но тормозные свойства машины от них не улучшатся.

Кстати, еще задумайтесь над таким фактом: если было все так просто и широкие шины тормозили бы лучше узких, то производител шин могли бы легко решить проблему зимы — делали бы широченными зимние шины, и все дела! Однако этого не происходит и, более того, происходит обратное: зимние шины, как правило, уже летних…

Итак, чтобы улучшить сцепление шин с дорогой, нужно установить шины, сделанные из резины более высокого качества. Проблема в том, что при покупке шины мы не можем оценить качество состава резины и почти на 100% оцениваем шину визуально — по дизайну протектора, а также по ширине и высоте профиля. На это многие и покупаются…

Как же правильно выбрать шины? К сожалению, четкого ответа на этот вопрос нет. Есть общие соображения, их три.

ориентируйтесь на тесты шин в автомобильных журналах. Это не панацея, но по крайней мере даст вам общее представление о хороших и не очень шинах.
выбирайте шины известных производителей. Идея не решит сразу все вопросы, но шины, скажем, Michelin всегда будут лучше отечественной Камы или корейской Kumho.
выбирайте шины премиум-сегмента или, иначе, с высоким индексом максимальной скорости. У каждого производителя есть шины разного класса, с составом разного качества и с различной силой сцепления с дорогой. Например, у Michelin в линейке есть Economy, Pilot Exalto и Pilot Sport, это, соответственно, шины со средним сцеплением, хорошим и очень хорошим. И по разной цене. Вот и решайте.

Вы также можете заметить, что хорошие дорогие шины часто бывают шире средненьких эконом-класса, а также с более низким профилем. Это не значит, что ширина напрямую влияет на “держак”, но ширина профиля важнее для хорошей шины, чем для шины без претензии на скорость. Об этом и о том, для чего нужны низкопрофильные шины — в следующих статьях.

А пока промежуточный вывод: сцепление шины с дорогой не зависит от ширины шины, площади пятна контакта, дизайна протектора, а зависит от состава резиновой смеси протектора.

Всё о коэффициенте сцепления шин с дорогой

Как шины влияют на безопасность, когда вы ведете машину по шоссе? Какие факторы помогают предотвратить занос и позволяют контролировать ваш автомобиль при повороте и остановке?

Вопросы безопасности на дорогах включают не только выбор правильной резины, но и учитывают фактор дорожного покрытия, технические характеристики транспортного средства ТС, другие факторы о которых узнаете ниже.

Измерение коэффициента сцепления дорожного покрытия по ГОСТ 50597-93

Исследования проводились динамометрическим приборомПКРС-2, результаты сведены в таблицу, где указаны виды дорожного покрытия и их состояние в зависимости от погодных и климатических условий. С момента ввода этих коэффициентов прошло много лет. Изменились технологии строительства дорог, в частности контактная поверхность дорожного покрытия. Данные таблицы надо рассматривать, как ориентировочные.

Сцепление шин с дорогой

Совершенно ясно, что эти коэффициенты не есть величина постоянная, а зависят от многих факторов:

тип дорожного полотна, качество состояния;
состояние шин транспортного средства их скоростные, нагрузочные и другие характеристики, входящие в маркировку;
скорость движения ТС;
наличие веществ, снижающих сцепление в зоне контакта поверхности колеса и покрытия (грязь, пролитые ГСМ);
уклоны и опасные закругления автомобильной дороги.

Коэффициент сцепления между шиной и дорогой является одним из важных факторов, влияющих на безопасность дорожного движения. Состояние деформации шины различается в зависимости от силы торможения, вертикальной нагрузки на колесо.

Силы воздействия на участок поверхности шины во время торможения

Есть классическая формула в физике F =µN =µmg, которая связывает прямо пропорциональную зависимость силы трения от коэффициента сцепления контактирующих областей и прижимной силы. N равна произведению массы нагруженного колеса на ускорение свободного падения. Конечно распределение веса на переднюю ось будет больше при торможении, но эта классическая формула дает возможность понять какие факторы рассматриваются производителями шин, чтобы обеспечить безопасность автомобиля.

Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления шин с дорогой

Рисунок протектора колеса играет важную роль в определении трения или сопротивления скольжению. В сухих условиях на дорогах с твердым покрытием гладкая шина дает лучшую тягу, чем рифленый или узорчатый протектор, потому что имеется большая площадь контакта для создания сил трения. По этой причине резина, используемая для автогонок, имеет гладкую поверхность без рисунка протектора. К сожалению, гладкая шина развивает очень мало сцепления при влажных условиях, потому что фрикционный механизм уменьшается благодаря смазочной пленке воды между протектором и дорогой.

Рисунок канавки или каналы, по которым идет водоотвод, обеспечивает область прямого контакта между шиной и дорогой. Типовая шина дает коэффициенты сухого и влажного сцепления около 0,7 и 0,4 соответственно. Эти значения представляют собой компромисс между экстремальными значениями около 0,9 (сухих) и 0,1 (влажных), полученными с гладкой шиной.

Торможение на мокрой дороге

Когда автомобиль заторможен до жесткой остановки на сухой дороге, максимальная сила трения может быть больше, чем прочность протектора. В результате, вместо того, чтобы шина просто скользила по дороге, резина отрывается от протектора в области контакта шины и дороги. Несомненно, сопротивление протектора этому разрыву представляет собой сочетание прочности резины, канавок и щелей, составляющих дизайн протектора. Это тоже учитывают производители шин.

Сцепление шин таблица

Кроме того, размер контактной зоны очень важен в автомобильных шинах, потому что тяга является динамической, а не статической; то есть она изменяется по мере того, как колесо катится вперед. Максимальный коэффициент трения может происходить где угодно в области контакта, и чем больше площадь, тем больше вероятность максимальной тяги.

Таким образом, при одинаковой нагрузке и на одной и той же сухой поверхности более широкий профиль имеет большую площадь контакта и развивает более высокую тягу, что приводит к большей тормозной способности. Хотя некоторые специалисты считают, что большая площадь снижает давление на единицу поверхности и таким образом прижимная сила становится меньше, а потому выигрыш в тормозной способности остается под вопросом.

Коэффициент сцепления шин с дорогой — что это, на что влияет, как обозначается

Автомобильная шина отвечает за безопасность движения. В зависимости от покрытия подбирают варианты резины, обладающие наилучшим сцеплением в конкретных условиях. При выборе нужно учитывать коэффициент сцепления шины с дорогой.

Что такое индекс сцепления шин с дорогой

Одним из важнейших параметров любой авторезины является коэффициент сцепления шины. Он показывает силу, которая противостоит скольжению колеса относительно дорожного покрытия. При этом, параметр равняется силе трения, которая возникает в пятне контакта покрышки с дорогой.

Для дорог с грунтовым или другим неустойчивым покрытием, показатель уровня сцепления может отличаться.

На автошине маркируется словом Traction. Рядом с этим словом проставляется буква, соответствующая конкретному индексу. Всего используется три варианта показателей:

A – показывает самый лучший уровень для шины этого класса;
B – средний показатель.
C – минимально допустимый параметр.

Иногда встречается обозначение «AA». Оно характерно больше для спортивных покрышек, говорит об улучшенном коэффициенте сцепления.

Как измеряется коэффициент шины с дорогой

Стоит разобраться, как рассчитывается и измеряется индекс сцепления шины, обычно он показывается в виде коэффициента. Замеры производятся в строгом соответствии с регламентом, определенным:

ГОСТ 30413–96;
ГОСТ Р 50597-93;
ОДН 218.0.006-2002.

Перед началом работы требуется проверить уровень сцепления самой дороги. Для этого замеряется этот параметр с помощью динамометрического прибора, обязательно перед этим асфальт смачивается. Эти данные позволяют отсечь влияние, которое оказывает конкретное покрытие на шину, уменьшив показатель сцепления на полученную величину.

Непосредственно шина тестируется следующим образом.

Покрышка накачивается до давления 1,65 кг/см2. Но, если тестируются типы шин с другими требованиями, давление может отличаться.
Накаченная автошина монтируется на прицеп, имеющий смонтированное измерительное оборудование. Общая масса прицепа 984 кг, соответственно на одну покрышку приходится нагрузка в 492 кг.
Для проведения теста прицеп буксируют по мокрому асфальту со скоростью 65 км/ч. Далее резко тормозят до блокировки колеса прицепа. В этот момент и замеряют коэффициент сцепления.

Окончательные данные получаются путем расчетов, где учитываются параметры конкретного асфальта, замеренные перед тестом.

В зависимости от многих показателей, таких как загрязненность, температура и прочее, асфальт может оказывать разное влияние на коэффициент сцепления шины.

Как рисунок протектора влияет на индекс сцепления

На практике очень большое значение на индекс сцепления оказывает протектор. Именно от него во многом зависит, насколько будет эффективна шина в сложных дорожных условиях. Рассмотрим несколько примеров.

Если на улице дождь, дорога будет мокрая. При этом, на асфальте постоянно находится небольшое количество воды. Этого вполне достаточно для эффекта аквапланирования, и снижения сцепления. От того, насколько эффективно будет отводиться вода из пятна контакта, напрямую будет зависеть коэффициент сцепления. Наличие водоотводящих канавок на протекторе значительно улучшает качество работы автошины.
Ламели, на протекторе также усиливают сцепление. Особенно это проявляется на снегу, обледенелой дороге. Там также образуется пленка воды, ламели эффективно ее отводят, также помогают протекторным блокам плотнее прилегать к покрытию.
На качество сцепления оказывает влияние и размер блоков протектора. Тут нужно учитывать особенности дорожного покрытия, в одних случаях лучший показатель будет у крупных «шашек», в других лучше поведут себя мелкие шины.

Нужно учитывать, что коэффициент сцепления замеряется в сравнении с определенным типом шин и протектора. Для дождевой резины и шин, созданных для сухой дороги, показатель «A» будет разным в условиях, например, дождя.

Как ширина профиля влияет на сцепление шины с дорогой

Среди водителей ходит ошибочное мнение, что ширина покрышки влияет на качество сцепления. Считается, что при большей ширине увеличивается площадь контакта, это и улучшает эффективность сцепления. Это неверно.

Чем шире площадь контакта, тем меньше давление, которое оказывает колесо на квадратный сантиметр дороги. Соответственно сила трения снижается, и сцепление уменьшается.

Уменьшение показателя незначительно. Можно просто его не учитывать, считая, что ширина ската не оказывает влияния на сцепление.

Влияние температуры на сцепление

Температура покрытия оказывает значительное влияние на сцепление. Резина становится мягче или жестче при изменении температурного режима. Тут еще нужно учитывать, что шина сама нагревается при движении.

В общих чертах можно сказать, что для зимней авторезины, при понижении температуры от +5° до -15° коэффициент будет увеличиваться, а при более низких температурах уменьшаться. Для летней резины схожий процесс будет наблюдаться при увеличении температуры до +30°, после чего показатель станет снижаться.

Коэффициент сцепления шины важный параметр, оказывающий влияние на безопасность движения. Он указывается на боковине каждой покрышке, но водителю нужно помнить, что на практике сцепление отличается от полученных на тестах результатов.

Как разбортировать бескамерное колесо?