АВТО Дело/Подвижной состав, требования к нему, поддержание его технического состояния/Взаимодействие шины с дорогой и факторы, определяющие выбор шин

4.2. Взаимодействие шины с дорогой и факторы, определяющие выбор шин.

Соответствие шин тому или иному сезону, а точнее, особенным свойствам дороги - снежной или обледеневшей, асфальтированной мокрой или сухой, грунтовой или щебеночной, а также температуре воздуха и т.п., обеспечивают рисунок протектора и качества резиновой смеси, из которой изготовлена шина. Современные шины для легковых автомобилей могут быть трех типов.

Шины с дорожным рисунком протектора. Его признак – четко выделенные продольные канавки для отвода воды из пятна контакта. Их количество и ширина зависят от размера шины. Например, для распространенной у нас размерности 175/70R13 число канавок - 2-4, шириной они 6-8 мм, глубиной около 8 мм. Поперечные канавки здесь узкие и к тому же могут быть мельче. Например, на современных шинах "Мишлен" некоторых моделей их глубина всего 1,5-3 мм. Конечно, при эксплуатации они сходят на нет - и тогда дорожки из "клеточек" или "шашек" резины становятся сплошными, нерасчлененными.

Рисунок протектора шины характеризуется насыщенностью, то есть отношением эффективной площади контакта (площади выступов рисунка) ко всей площади отпечатка. Чем меньше канавок - тем выше насыщенность. Для гладкой гоночной шины ("слика") она равна 1, для обычной дорожной - 0,65 … 0,75.

Дорожной шине не нужны "крутые плечи". Угол при переходе боковины а протектор при эксплуатации на хороших дорогах быстро стирается, не давая заметного эффекта, поэтому его заменили плавным закруглением (см. таблицу п.1,2).

Шину с дорожным рисунком изготовляют из довольно жесткой и износостойкой резиновой смеси.

Зимняя шина, учитывая нынешнее время года, заслуживает более подробного рассказа. Проще всего ее отличить по маркировке - на боковине должно быть нанесено "М + S" ("mud and snow" - грязь и снег по-английски).

Смесь, из которой делают зимние шины, лучше сохраняет эластичность при отрицательных температурах. Она более мягкая (и, как следствие, менее стойкая к износу), чем дорожные шины, особенно если данная зимняя шина не предназначена для шипов. Ведь шип трудно прочно закрепить в покрышке, если вокруг него нет твердой опоры, фундамента, поэтому для шипованных шин применяют смесь пожестче, сравнимую с материалом дорожных шин.

Глубокие (до 10 мм для размера 175/70R13) продольные и поперечные канавки образуют четко различимые выступы рисунка - шашки (см. таблицу п. 3,4). Насыщенность рисунка здесь – 0,55 ... 0,65. Обычно грани шашек имеют сложный фигурный рельеф, благодаря которому увеличивается рабочая боковая поверхность. Стихия такой шины - и свежевыпавший снег, и укатанный, в который надо вгрызаться, и подтаявший. Сцеплению зимней шины с заснеженной дорогой помогает уплотнение снега в глубоких впадинах рисунка. Шина, уплотнив снег в рисунке протектора, не буксует, а уверенно цепляется за поверхность.

Для работы на льду или очень плотном снегу шина должна иметь множество граней, перпендикулярных направлению скольжения. Поэтому в шашках выполняют узкие ножевые прорези, которые, деформируясь в пятне контакта, образуют краями выступающие грани. Прорези могут сообщаться с канавками (в этом случае прорезь называют открытой или полуоткрытой) или быть "глухими" (закрытая прорезь). О ширине этих щелей можно судить по толщине металлических "ножей", которые их образуют при формовании - 0,8 ...1,2 мм. Казалось бы, зачем такие тонкие? Чтобы прорезей сделать как можно больше и, следовательно, как можно лучше "зацепиться" их ребрами, гранями за обледенелую поверхность дороги.

Шину в данном случае можно представить как обыкновенную одежную щетку. Отдельные ее волоски легко деформируются и плотно облегают все неровности. И на шине каждая прорезь в контакте с дорогой образует ступенечку, острую грань, которая зацепляется за микрошероховатость - ведь лед не бывает абсолютно ровным и гладким.

Конечно, эти ступеньки помогают двигаться по обледенелой поверхности, но если хотите чувствовать себя на ней действительно уверенно, вам помогут только шипы. У хорошей шипованной шины размером 175/70R13 их три-четыре ряда, а вообще чем больше, тем лучше (см. таблицу п.5). Правда, при соблюдении следующего условия: шип должен располагаться на сплошной площадке диаметром не менее 10 ... 12 мм, иначе он долго не продержится в шине!

Третий тип рисунка протектора - всесезонный. Появился впервые он в Америке, и не случайно - разнообразие тамошних климатических условий продиктовало необходимость иметь одну шину на все случаи жизни. Пожалуй, первой такой шиной была модель «Вектор» фирмы «Гудьир», в которой реализован девиз всесезонной шины: «Приблизить показатели дорожной шины зимой к характеристикам зимней шины, не ухудшая основных качеств».

Для таких шин используют, как правило, смесь с промежуточной (между зимними и дорожными покрышками) жесткостью. Конечно, это несколько ухудшает износостойкость, и для компенсации рисунок протектора делают более глубоким, «зимним».

Шашки на ее протекторе выражены не так ярко, как на зимней шине, и группируются в хорошо различимую дорожку. В общем, по рисунку это нечто среднее между дорожным и зимним протектором (см. таблицу п.6).

Определить всесезонную шину легче всего по маркировке. Обычно на боковине нанесено по-английски «all seasons» или по-французски «tous terrain»; иногда «всепогодность» показывают условными значками - снежинками, каплями. Этот тип шин быстро распространяется и в России, потому что универсальность для нас связана и с меньшими затратами: два комплекта - дорожных и зимних шин - дороже одного всесезонного. Но уж если задумываться, какие шины вам нужны, надо оценить их недостатки в тех или иных условиях.

Дорожных шин у нас больше, чем любых других. Правда, многие - устаревшие, например Бл-85, по современной классификации могут быть (с натяжкой) отнесены и к всесезонным. Тем не менее не только наука в лице специалистов-шинников, но и практический опыт миллионов автолюбителей подтверждает, что дорожная шина предназначена не только для чистых дорог. Можно ездить и по снегу, и по грязи, и даже по льду. Другой вопрос - как? Хотите много, быстро и безопасно - ищите, всесезонную, а еще лучше - зимнюю «резину». С другой стороны, многие эксплуатируют машину большей частью летом, и потому дорожная шина как единственный вариант имеет право на жизнь.

Зимние шины на сухом, да и мокром асфальте работают не лучшим образом. Эффективная площадь пятна контакта даже нешипованной зимней шины меньше, чем у дорожной того же размера, из-за меньшей насыщенности рисунка протектора. Кроме того, каждый шип препятствует контакту с дорогой небольшому участку протектора, который вминается внутрь, когда шип опирается на асфальт.

А ведь коэффициент трения металлического шипа по асфальтобетону много ниже, чем у протекторной смеси. Неприятный результат: на асфальте тормозной путь автомобиля «на шипах» на 10 … 20% больше, чем на дорожных шинах, для нешипованных покрышек – 0 ... 10%.

Вернемся к эффекту одежной щетки. Облегает неровности щетка отлично, зато обладает немалой боковой податливостью. Вот и зимняя шина с отдельно стоящими шашками, изрезанными ножевыми прорезями, «гуляет» по дороге. Это ёрзанье и рысканье автомобиля невелико, однако может быть заметно не только на твердом асфальте, но и на укатанном снегу.

Поэтому, заменив дорожные шины зимними, не торопитесь демонстрировать на обледенелой дороге быстрый разгон и уверенное торможение - а вдруг выскочите на сухой асфальт, и лишний метр тормозного пути станет действительно таковым, если на нем окажется столб. К шине, как и к обуви, надо привыкать! Так, зимние покрышки более шумные, особенно шипованные - эти могут даже вызвать вибрацию, например, при торможении.

Шипы тоже вносят свою ложку дегтя. Ведь металлический шип в резиновом протекторе - инородное тело. Рано или поздно он начнет двигаться, разрушая слои резины, и в конце концов доберется своей пяткой до брекера, повредит его и искривит шину.

Зимняя шина, особенно шипованная, служит меньше летней на 30-50% - из-за более «мягкой» смеси, влияния шипов и специфического рисунка. Конечно, это справедливо для шин одинаковой конструкции и уровня качества.

Всесезонные шины обладают недостатком всего универсального. Они не хуже дорожных по ходовым качествам, но уступают по комфорту. Противоположная картина - в сравнении с зимними шинами. Теперь, разобравшись с достоинствами и недостатками, зададимся вопросом: какая шина нужна?

Если вы ездите только летом по асфальту, выбирайте шины с дорожным рисунком протектора. Часто приходится съезжать с трассы на мокрый и разбитый проселок - обоснованным будет выбор в пользу всесезонных шин. Зимние шины при эксплуатации летом полезны и выгодны лишь при частой езде по бездорожью - не забывайте, «М + S» - это не только снег, но и грязь (шипы в этом случае, понятно, не нужны). Кстати, популярные зимние шины «НИИШП-Ралли» были созданы именно для летних гравийных участков соревнований.

Как быть при круглогодичной эксплуатации? Если ваше домашнее «министерство финансов» выделяет деньги только на один комплект шин, оцените, как и где чаще приходится ездить. Если и зимой дороги чистые, снег выпадает редко или его регулярно убирают и самое страшное, что вас ждет - глубокая лужа во дворе, вполне подойдут шины с дорожным рисунком.

Условиям вроде московских лучше соответствуют всесезонные шины - и по слякотному городу, и по сухому асфальту, и по дачным дорожкам вы проедете.

Лучший вариант - иметь два комплекта шин с дорожным и зимним рисунком. Тогда встает другая проблема - шиповать ли последние? Шипы, в самом деле, могут понадобиться всего пару раз за зиму, но уж тогда позволят избежать серьезных неприятностей. Для наших условий (то есть достаточно снежной зимы и обледенелых дорог) предпочтительны поэтому именно шипованные шины. Неспроста ГОН (гараж особого назначения в Кремле) к зиме переобувает свои машины, ставя их «на шипы». Да и скандинавы уважают шипованную «резину» - в Финляндии, например, все до единого легковые автомобили переходят на шипы 15 октября.

Шипы противоскольжения. Для повышения сцепных качеств шин при движении автомобиля по дороге, покрытой льдом или плотно укатанным снегом, применяются металлические шипы, которые получили название шипов противоскольжения. Шипы противоскольжения вставляют в протектор шин с зимним рисунком протектора.

Шип состоит из тонкого стержня 1 и стальной оболочки 2 с фланцем 3, который служит для удерживания шипа в отверстии протектора. Стержень шипа изготовлен из твердого карбидовальфрамового сплава, что уменьшает его износ. Он выступает над оболочкой на 1,2-1,5мм. Шипы противоскольжения выпускаются диаметром 8-15 мм длиной 10-30 мм. В зависимости от размера шин, глубины рисунка протектора и грузоподъемности шин, шипы соответствующей длины и диаметра вставляют в протектор с помощью специального приспособления.

Шипы противоскольжения применяют для шин как легковых, так и грузовых автомобилей.

Ошипованные шины должны устанавливаться на все колеса автомобиля.

При эксплуатации автомобиля на шинах с шипами противоскольжения нужно иметь ввиду, что ошипованные шины не дают никаких преимуществ по сравнению с неошипованными при езде по дорогам, покрытым рыхлым снегом, и при движении по дорогам с твердым покрытием, не имеющим ледяной или снежной корки, шипы ухудшают сцепление шин с дорогой.

Во избежание преждевременного выпадения шипов следует избегать резкого трогания и резкого торможения автомобиля.

Ошиповка шин. Ошиповка шин производится с помощью пневматического пистолета. Предварительно дрелью со спиральным сверлом высверливают отверстия в выступах рисунка протектора. Диаметр отверстия должен быть вдвое меньше диаметра шипа. Благодаря этому обеспечивается плотная посадка шипа в протекторе. Головка пневматического пистолета расширяет отверстие в протекторе и в него вставляется под давлением шип. После выемки головки пистолета расширенное отверстие сужается и плотно облегает шип. Количество шипов противоскольжения не должно превышать 200 шт. на одну шину. Шипы размещают по краям беговой дорожки .

Решили брать шипованную - ищите шину с заводской шиповкой (пока это только импортные), она выполнена на высоком уровне. Не нашли - спросите у продавца, какой длины шипы можно устанавливать в данную покрышку. Квалифицированный продавец всегда даст ответ на этот вопрос, потому что заранее познакомился с рекомендациями завода-изготовителя. Правило здесь простое - от пятки шипа до брекера должно быть не менее 2 мм, но применить его на практике могут только заводчане, а не работники шиномонтажа. Даже шины одной модели могут отличаться толщиной протекторного слоя - и если год назад в протектор устанавливали 11-миллиметровый шип, то теперь предельная его длина может быть 10 мм.

Из импортных шин те, что произведены в Скандинавии, наиболее предпочтительны для России (благодаря схожему климату наших стран). Их зимние шины отличаются от большинства других зарубежных более расчлененным рисунком протектора.

	Пример современной дорожной шины - модель И-394А, разработанная НИИШПом.
	Дорожный рисунок протектора может быть и направленным, как у этой шины И-516. Нужное направление вращения указывает стрелка на боковине.
	Представитель знаменитого семейства зимних шин "НИИШП-Ралли". Глубокий расчлененный рисунок протектора (насыщенность – 0,52) позволяет уверенно двигаться по зимним дорогам.
	И-503 – современная зимняя шина. Над ней поработали не только конструкторы, но и дизайнеры, несколько "причесавшие" рисунок протектора (сравните с шиной "НИИШП-Ралли", разработанной в 1976 году). Видны намеченные отверстия под шипы.
	Ошипованная зимняя шина И-392. На боковине правее размера (175/70R14) нанесена маркировка "М+S". Шипы расположены в три ряда с каждой стороны протекторе.
	Всесезонная шина И-371. Рисунок протектора напоминает зимний, а скругленные плечи скорее свойственны дорожным шинам. Надпись на боковине – «ALL SEASONS» - объясняет это противоречие.

На грузовых автомобилях, работающих на дорогах с низким качеством покрытия и в условиях бездорожья, применяются шины и средства, повышающие проходимость автомобилей. К этим шинам и средствам относятся :

Мелкозвенчатые цепи выпускаются двух типов: браслетные и ленчатые .

Мелкозвенчатые цепи рекомендуется применять при движении по влажным грунтам, на размокших или мягких грунтовых дорогах.

При установке цепей противоскольжения необходимо достигнуть их правильного натяжения. Цепь будет натянута правильно, если после установки среднюю часть поперечной цепи можно рукой перемещать на 10-20мм по окружности шины.

Во избежании нарушения распределения нагрузок на колеса запрещается надевать цепи противоскольжения на одно из сдвоенных колес.

Траковые цепи противоскольжения применяют при движении по мягким грунтам. Траки соединяют между собой обычными цепями.