Все о шинах, что нужно знать при их покупке и установке - новая книга о шинах. Страница 6

НОВАЯ КНИГА О ШИНАХ
Проскользыванне: проворачивают» колеса или блокируют, в любом случае между шиной и дорогой присутствует проскаль­зывание. Это влияет на возможную передачу силы.

щихся или полностью блокированных ко­лесах— господствует стопроцентное про­скальзывание, при этом сама шина в этом состоянии «трения скольжения» (величи­на трения скольжения uj все еще осуще­ствляет передачу силы на дорогу. Как правило, шина может передавать максимальные силы при показателях проскальзывания от 10 до 30%; об этом диапазоне говорят как о «трении сцепле­ния» (коэффициент трения рн). Разумеется, на проскальзывание оказы­вают влияние свойства дороги: на более мокрой, заснеженной илидеже обледе­нелой дороге вынужденно возникают низкие показатели трения со все более выраженным максимумом каждой кри­вой проскальзывания (см. диаграмму).
Зависимость
от угла бокового увода колес
На повороте центробежная сила отжима­ет автомобиль к внешней стороне тем сильнее, чем больше масса автомобиля
и скорость его движения (результатом этого является стремление сделать го­ночные автомобили как можно легче, т.к. более тяжелые должны преодолевать

t прошлое:
влияние
центробежной

Угловые силы: продольные и боковые силы складывают» в результирующую F,, которов показывает в направлении движения. Чтобы вообще создать боковой увод, нужно сильнее поворачивать колеса. Угол бокового увода, образующийся между продольной силой f{ и результирующей F,, может быть также нарисован в сторону центра поворота.
значительные центробежные силы). Компенсация центробежной силы в опор­ных поверхностях шины, деформирую­щейся на повороте, представляет собой чрезвычайно сложное взаимодействие разнообразных силовых компонентов и струдом анализируется даже специали­стами. Для того чтобы получить некото­рое представление о процессах, проис­ходящих на поворотах, достаточно упро­щенной модели. Согласно ей шина может передавать силы бокового увода только в том случае, если компонента скорости идет в направлении, поперечном враще­нию, и шина в результате этого враща­ется слегка наискосок к направлению движения, т.е. под углом бокового увода колес.
На практике колеса всегда повернуты чуть больше, чем этого требует конфигу­рация поворота. При обычном вождении мы мало замечаем этот дополнительный поворот руля; водитель неосознанно по-ворачи вает руль до тех пор, пока автомо­биль надежно не впишется в поворот. Физика движения отчетливо ощущается лишь в граничном диапазоне, когда ав­томобиль приближается вплотную к ли­миту сцепления шин: акт баланса между действующей центробежной силой и мак­симально полезными боковыми силами. Боковые силы, образованные шинами, по мере возрастания угла бокового увода в какой-то момент достигают при этом сво­ей верхней границы. Дополнительный поворот руля и связанное с этим увели­чение угла бокового увода в такой ситуа­ции уже не дают дополнительных преиму­ществ. Напротив, сила бокового увода снижается, автомобиль больше не может
Боковой увод и угол бокового увода

S* 10* IS*
Угол бокового увода
Помощь • упрощении автомобилем: с увеличением угла бокового увода боковое сила достигает максиму­ма. Хотв при повышенной нагрузке на колесо могут создаваться и более мощные силы бокового уводо.
НОВАЯ КНИГА О ШИНАХ
реагировать на рулевые движения. По рулю хорошо заметно, как в такой ситуа­ции снижается рулевое усилие. Лишь ког­да водитель слегка уменьшит поворот руля (уменьшится угол бокового увода).
снова возрастут передаваемые силы бо­кового увода.
Углы бокового увода возникают, разуме­ется, и в колесах задней оси, т.к. на пово­роте они тоже должны создавать силы бокового увода. Величина в данный мо­мент и распределение достигаемых сил бокового увода между передней и задней осью в большой степени определяют хо­довые характеристики автомобиля. Если передаваемые силы бокового увода впе­реди меньше, чем сзади, то автомобиль при достижении границы сцепления, под­руливая, не вписывается в поворот. В про­тивоположном случае задняя часть с из­лишней поворачиваемостью сдвинется к внешней стороне поворота. При этом на взаимодействие всех сил оказывают вли­яние такие конструктивные данные, как расположение центра тяжести, нагрузка на передние/задние колеса, а также ди­намические изменения нагрузки на ко­леса, которые вынужденно возникают на поворотах и разгружают внутренние по отношению к повороту колеса и нагружа­ют внешние. Разные шины в различных моделях автомобилей оказывают ощути­мое влияние на передающую силу боко­вого увода и его угол и существенно влия­ют на ходовые характеристики. В зависи­мости от состояния дороги (показателей трения р) при неудачном выборе шин это может привести к изменению ходовых характеристик. Даже при управляемой недостаточной поворачиваемости внезап­но активизируется задняя часть автомо­биля и поражает водителя странными ре­акциями на изменение нагрузки.

Еым угол бокового увода на передней оси больше, чем на задней, то автомобиль при недостаточной поБорачнваеиости не впишется в поворот. Это скорее некритическое состояние движения.

Температурная зависимость
Показатели трения р, мы это уже видели, при особом трении шин зависят от про­скальзывания и угла бокового увода ко­лес. Но это еще не все: резина шин про­являет выраженную температурную за­висимость.
Повышенный угол бокового увода на задней оси означает чрезмерную поворачиваемое» автомобиля. При быстром повороте с занесенной к внешней стороне задней частью автомобиля может справиться только мастер.
ФИЗИКА ДВИЖЕНИЯ
Темперстурозависнмый показатель трения р разных сортов кпучука
онная температура продолжает повы­шаться, показатели трения падают и в равной степени снова снижаются пере­даваемые силы. Температурная зависи­мость изображена в виде колоколооб-разной кривой показателей трения для каждого сорта резины, поставляющей химикам в проектных отделах шинной промышленности важные исходные дан­ные. Они пытаются решить проблемутем-пературно-зависимого изменения пока­зателей трения путем соединения не­скольких сортов каучука в гомогенную смесь, которая обеспечивает высокие показатели трения в максимально широ­ком диапазоне температур. Новые пла­ны, реализацию которых обещает приме­нение силики в технологии приготовле­ния смесей, благодаря чему создают ком­позиции для протекторов, обладающие максимальной величиной трения при са­мых разных температурах.

Трекие: две типичные кривые трении различных сортов каучука. При повышенных температурах Tlvr0lll каучук В имеет лучшие показатели трения
(р,      > р,      j. Hum температура опускает» во *......
то поведение обоих сортов меняется на противо­положное (р,    > р,    )• Смеси длв летних и зимних шин оптимизируются с учетом этого поведения.
Темлературозависимый показатель трения ji типичной каучуковой смеси
Зависимость от напряжения смятия
Показатели трения, встречающиеся на практике, зависят также от давления между отпечатком шины и дорогой. Не­значительное напряжение смятия допус­кает при этом высокие показатели тре­ния и наоборот. Если при той же нагрузке на колесо увеличивается отпечаток, то неизбежно снижается напряжение смя­тия, большее сжатие может не востребо-ваться. Этот полезный эффект является основанием значительного роста доли широкопрофильных шин в автомобиль­ном гоночном спорте и привел к их при­менению в «гражданской» области. В Conti в свое время так это сформулиро­вали: «Одним из отцов идеи широкопро­фильных шин был автомобильный спорт, такими же мощными стали его наследни­ки». Действительно, в практическом вож­дении с помощью широкопрофильных шин на дорогу переносится повышенное усилие. Следствие: улучшается тяга и со-

IBMUfflijjt ^
Путем смешивания различных каучуков можно достичь высоких показателей трения в широком диапазоне температур.
В диапазоне так называемых темпера­тур стеклования, когда шины твердеют на морозе, коэффициенты трения выглядят скромнее. Они возрастают по мере повы­шения температуры и достигают выра­женного максимума. Если эксплуатаци-
НОВАЯ КНИГА О ШИНАХ
Эффект ширины: отпечатки шин разной ширины показывают опорную поверхность. Слева -205/60 R 15 (143 мм к 148 ми), в центре - 205/55 к 16 (173 им х 143 им), справа - 225/45 ZR 17
(185 ии х 134 ни).

Аспект безопасности: как широкопрофильные шины влияют на длины тормозных путей (изнерения проведены на Audi A4, при 100 ки/час).
Средство сцепления: широкопрофильные шины снижают напряжение смятия и, таким образои, обеспечивают большее сцепление с дорогой.
кращается тормозной путь как на сухой, так и на мокрой дороге. Отмечается так­же повышенная устойчивость при быст­ром выходе в прямолинейное движение. Проверки на испытательных стендах в условиях образования углов бокового увода, возникающих на поворотах, пока-
зали наличие более благоприятных сил бокового увода при низкой нагрузке на колеса по сравнению с узкими шинами. Лишь при высоких нагрузках на колеса этот эффект меняется. Но т.к. на практи­ке чаще всего очень выраженное дина­мическое смещение нагрузки происходит
ФИЗИКА ДВИЖЕНИЯ
на внешние по отношению к повороту колеса, то и при этих условиях широко­профильная шина считается более безо­пасной. Фактом является также то, что широкопрофильные шины за счет мень­шей высоты боковых сторон и их повы­шенной жесткости обладают лучшей уп­равляемостью на поворотах и большей устойчивостью при движении. Реакции на изменения нагрузки у этих шин тоже, как правило, проявляются заметно меньше, чем при узких шинах. При одинаковой несущей способности одна проблема, связанная с широкопро­фильными шинами, решается с суще­ственно большими затратами на разра­ботки по сравнению сузкими шинами, это — поведение при аквапланировании. Как правило, для этих целей увеличивается доля негативного профиля, для этого ши­рокопрофильная шина обеспечивает до­статочное количество места. Но границы возможного определяются негативными сопутствующими явлениями, связанны­ми с шумом и долговечностью. Широко­профильные шины пользуются спросом для заводской комплектации автомоби­лей и рынка запчастей; на протяжении ряда лет шинная промышленность отме­чает в этом сегменте рынка огромный рост. Не в последнюю очередь потому, что широкопрофильные шины, наряду с улуч­шенными ходовыми качествами, облада­ют привлекательным внешним видом — это чаще всего главный аргумент для пос­ледующего переоснащения.

Фактор риска: по мере возрастания скорости влага оказывает заметное влияние на физические возможности передачи силы.
шины уменьшается только за счет цент­робежных сил. Кроме того, на мокрой до­роге снижается сцепляемость микропро­филя резинового протектора. Приведем к общему знаменателю: с увеличением скорости полезные силы трения умень­шаются. В дорожном движении это тем более фатально, т.к. в результате и без того критические условия еще более обо­стряются.
На сухой дороге самая лучшая передача силы достигается гладкими шинами, что известно по шинам для автомобильных гонок, и, кроме этого, едва ли имеет ве­сомое значение потеря силы — это еще около 20%, минимальная потеря на су­хой дороге — за счет снижения коэффи­циента трения, обусловленного скорос­тью. По-другому дело обстоит на мокрой дороге: если дорога становится влажной, но без луж, то коэффициент трения при непрофилированных шинах снижается до 70%оттрения на сухой дороге. Неизбеж­но соответствующее понижение эффекта торможения и управления. Посредством нужного профилирования протектора разработчики шин пытаются разорвать водяную пленку на дороге, для того что­бы улучшить силовое замыкание.
Зависимость от скорости
и свойств дорожного полотна
Кроме названных выше факторов влия­ния на показатели м. вязкоэластичное трение шины при разнообразных услови­ях зависит от скорости. Причиной явля­ются мелкие, но измеряемые изменения в напряжении сжатия,т.к. при быстро вра­щающемся колесе опорная поверхность
НОВАЯ КНИГА О ШИНАХ


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я