Високий профіль гуми плюси і мінуси. Який профіль шин краще - високий або низький

Який профіль шин краще - високий або низький?

Компанія «Класні Автошини» спробувала з'ясувати думку українських автолюбителів про низькопрофільних покришках

Підприємство «Класні Автошини» - це спеціалізований інтернет магазин легкових, вантажних і сільськогосподарських шин, а також легкосплавних і сталевих дисків та інших супутніх покришок товарів в Україні, торгівлю якими забезпечує власний склад автогуми і торговельна мережа спеціалізованих шинних роздрібних точок на півдні та сході країни. Напередодні літнього сезону керівництво компанії організувало опитування серед своїх клієнтів на тему: «які покришки краще - низькопрофільні або високопрофільні» для того, щоб з'ясувати інформованість покупців на цю тематику. Опитування проводили з 16 лютого 2014 року по 16 березня 2014 року оператори інтернет магазину і продавці роздрібних магазинів. На жаль, специфіка торгівлі не завжди дозволяє поговорити з усіма покупцями, проте, вдалося дізнатися думку 3284 респондентів - автолюбителів. І ось, що показав «вільний опитування», який не претендує на соціологічне дослідження:

Близько третини всіх опитаних не цікавилися цим питанням;

Ще третина опитаних уявляють собі різницю між низкопрофильними шинами і їх високопрофільними аналогами скоріше не правильно, ніж правильно;

І тільки кожен сьомий (найвищий їх відсоток серед тих, хто хотів купити покришки в інтернет-магазині) готовий відповісти на це питання професійно, зі знанням справи.

Що ж таке низкопрофильная покришка? Всі, хто хоч раз хотів купити шини, знають, що на боковині покришки присутній позначення її розміру: наприклад, 175 / 70R13, де 175 - це ширина протектора в мм, а 70 - співвідношення висоти боковини шини до ширини протектора в%. Ось про це співвідношенні, яке називається ще «серією» і йдеться. Всі покришки, серія яких нижче 60 (тобто від 55 і нижче - до 30) - називаються «низкопрофильними». Область застосування низькопрофільних шин, в основному, швидкісна їзда і тюнінг автомобіля, при якому стандартні диски замінюються на нові зі збільшеним посадковим розміром. Візьмемо для прикладу автомобіль MAZDA 6 Sedan, 2007-2010 року виробництва з об'ємом двигуна 2,5. В оригінальній комплектації встановлені шини розміру 215 / 60R16. Цей розмір є рекомендованим заводом виробником. Якщо власник автомобіля захоче встановити нові легкосплавні диски на 17 "або тим більше на 18" - розмір шини зміниться. Тепер це буде в першому випадку - нібито розмір 215 / 55R17 або 225 / 50R17, а в другому випадку - 225 / 45R18 або 235 / 40R18. (В принципі, можна поставити і диски на 20 ", але для нашого обсягу двигуна це буде не виправдано. Взагалі, без тюнінгу силової установки, Збільшувати розмір дисків, більш, ніж на 1 (максимум 2) розміру ми не рекомендуємо, а потужні сучасні автомобіліі так вже включають в оригінальну комплектацію диски збільшеного радіусу). Повертаючись назад, до шин - на автомобілі були встановлені шини стандартного 60 профілю, а їх замінили низкопрофильними покришками. Опитування показує, що деякі автолюбителі проводять пряму залежність між збільшенням висоти профілю і зміною діаметра колеса. Це деякий оману: повний діаметр колеса у покришок нібито розмірів 175 / 65R14 і 185 / 60R14, наприклад, збігаються. Так, навіть у обраному нами прикладі автомобіля MAZDA 6 можна замінити стандартну покришку 215 / 60R16 на низькопрофільний аналог - 225 / 55R16. Висота боковини в цьому випадку залишиться без змін, але збільшиться ширина протектора і пляма контакту шини з дорогою, а ось це суттєва зміна характеристики покришки. Крім того, велика частина низькопрофільних шин забезпечується захисним бурти для захисту крайки легкосплавних дисків, А це актуально для доріг України, особливо в містах при дефіциті паркувальних місць. Ну, ви знаєте ... До основних переваг низькопрофільних шин відноситься їх швидкісна «заточенность» для енергійного стилю водіння. Такі шини мають більш жорсткою боковиною (і не тому, що більш вузької, а тому, що спеціально сконструйованої) - це дуже важливо на віражах.

На ілюстрації можна побачити те, які зміни і деформації випробовують шини з більш високим профілем: Для цього досвіду автомобілю з форсованим двигуном почепив навантажений причіп. М'яка висока боковина легше «мнеться» і деформується - при більш високої комфортності така шина, особливо, в віражах може продавлюватися до кромки дисків. Таке видовище краще бачити в Голлівудських фільмах (коли ковпаки летять в різні боки), ніж відчувати самому. Крім жорсткості самої боковини у низькопрофільних шин також жорсткіше і протекторна стрічка - це знову потрібно для адекватної поведінки шини на високих швидкостях і енергійному маневруванні, для точного і швидкого прискорення і гальмування. зазвичай, низькопрофільні шиниприсутні в сегменті швидкісних або навіть спортивних шинтого чи іншого бренду. Це, наприклад, лінійка шин ECSTA у KUMHO, TURANZA або POTENZA у BRIDGESTONE, PILOT у MICHELIN - і так далі.

Такі шини мають кілька недоліків: більш висока ціна і знос при одному великому гідність - вони забезпечують найвищий рівень безпеки на високих швидкостях на сухій і мокрій дорогах.

Доречно також говорити про шини з «вищим» і «менш високим» профілем. Шини з більш високим профілем шин зазвичай хочуть купити ті, хто в силу поганих доріг, Хотів би збільшити дорожній просвітсвого траспортного засобу, Трохи порушуючи рекомендації автовиробників. Шини з більш високим профілем трохи більше піддаються деформації і тому здаються комфортніше, ніж шини з більш вузькою боковиной, при цьому втрачаючи в швидкісних характеристиках. Хоча скрізь є своя специфіка - краще звернутися до менеджера магазина і отримати кваліфіковану консультацію в кожному конкретному випадку.

На підставі аналізу результатів опитування ми хотіли б запропонувати ряд рекомендацій:

Літні шини краще купити з максимально великою плямою контакту, тобто з найширшим значенням ширини протекторної частини. Для малолітражних автомобілів ми рекомендуємо розмір шин, наприклад, не 175 / 65R14, а 185 / 60R14, а у випадку з автомобілем MAZDA 6 Sedan - 225 / 55R16, а не 215 / 60R16. (Хоча потрібно пам'ятати, що чим нижчий профіль, тим, швидше за все, ціна шини буде вище, а зносостійкість - нижче)

Зимові шини краще купувати «навпаки» - зі зменшеною шириною протектора (така шина краще впорається з льодом і снігом на дорозі).

Безпечної їзди і вдалих покупок!

Найчастіше суперечки автомобілістів на різних форумах в мережі ведуться навколо теми ширини автомобільних шин, які використовуються в літній час. З одного боку, широкі літні шини - це однозначно практичний варіант, з іншого - більш вузькі вважаються ефективніше. Як показує практика, самий ідеальний варіант, Коли шини мають золоту середину, що стосується їх ширини.

Вибір ширини самої гуми часто зводиться до ширини її протектора. Що це таке? Ширина шини - це відстань між двома бічними частинами шини, яка накачана повітрям до оптимального тиску. Ширина шини - це не завжди той же самий параметр, що і ширина протектора, хоча в деяких випадках, в цих двох величинах спостерігається пряма залежність.

З огляду на вимоги безпечної їзди, ширина профілю шини ніколи не повинна бути вище ширини обода диска більше ніж на 30%. При цьому варто враховувати, що найчастіше ширина диска вказується в дюймах, а ширина гумового профілю - в міліметрах.

Занадто широка покришка може саморазбортіроваться або отримати бічний поріз внаслідок різкого повороту або заїзду на бордюр.

Ширина шини - на що саме вона здатна вплинути?

Ширина покришки, в разі конкретних моделей якісних покришок, Відповідає ширині протектора, а значить також збігається з площею основного ділянки дотику шини безпосередньо з дорожнім покриттям. А адже саме площу зіткнення з дорогою безпосередньо впливає на комфорт керування автомобілем, його стійкість на складних ділянках дороги, витрата палива і довжину гальмівного шляху автомобіля.

влітку

Широкі шини краще використовувати влітку, для більш різкого керма, зниження пробуксовки при старті, а також зниження загальної температури гуми при активній їзді. Якщо Ви їздите розмірено і не виконуєте різких перестроювань, краще залишати колеса стандартного типорозміру. Зниження ширини зменшить витрату палива за рахунок зменшення втрат на сили тертя.

взимку

Взимку краще брати вузьку гуму, яка за рахунок збільшення тиску на дорожньо полотно буде прорізати собі шлях в снігу, виходити з колії, проходити крізь замерзлу бруд.

Плюси і мінуси широких шин

Позитивні і практичні властивості широких шин часто полягають в наступному:

• Покращені параметри розгону;
• Легкість гальмування;
• Покращена курсова стабільність і стійкість;
• Ідеальна прохідність по бездоріжжю.

Один з параметрів, які мають важливе значення - зовнішній виглядавтомобіля, адже широкі шини виглядають солідно і ефектно.

Серед недоліків широких шин, як правило, виділяють:

• Низька опірність акваплануванню;
• Високий витрата палива;
• Більш високий вага;
• Висока вартість.

Які шини краще широкі або вузькі

Якщо підводити підсумок, порівнюючи недоліки і переваги широких шин, то можна виділити кілька ключових факторів:

1. Проводячи більшу частину часу в заміських поїздках і не захоплюючись екстремальними видами водіння, а також маючи малолітражний автомобіль, вибір вузьких шин - це найбільш оптимальний варіант. Поїздки по місту на широкій гумі ніяк не позначаться на якості їзди, а витрати однозначно позначаться на сімейному бюджеті. Їзда по трасі на вузької гумізажадає від вас уважного акуратного водіння, особливо на крутих поворотах, але практика показала, що елементарне дотримання ПДР- це кращий засіб запобігання небезпек і ДТП.
2. Часто здійснюючи заміські поїздки і маючи інтерес до швидкої їзди, ви стаєте реальним претендентом на покупку широких шин. Але ризик їзди на такій гумі на мокрій дорозі або під час проливного дощу, не стає менше, ніж якби ви їхали на автомобілі, взутим в вузьку гуму.

У зазначеному вище перерахування не наведено жодної конкретної цифри. Причиною цього є те, що вибір ширини профілю шини починається з вивчення інструкції з експлуатації конкретного автомобіля, В якій наведено всі допустимі параметри шин, які рекомендовані виробником для установки на даній моделі. І серед допустимих параметрів, широкої шиною буде вважатися максимально допустима цифра, а вузької - мінімально допустима.

застереження:Установка автомобільних шин з певною шириною профілю, які не передбачені виробником як оптимальні для даної моделі автомобіля, є небезпечною не тільки для їзди, а й для життя. Навіть якщо це виключає використання проставок по диски, не варто ризикувати, адже життя - це найцінніше, що у нас є!

Підбір ширини шин відео

Широкі або Вузькі шини: які практичніше влітку і взимку was last modified: Апрель 25th 2017 by abc-tyre

Ви коли-небудь замислювалися над таким питанням: які шини краще для зимового водіння: вузькі або широкі? А от інструктори з водіннявирішили з'ясувати, що краще для наших зимових доріг.

експеримент

Щоб не вдаватися в теорію, автоінструкторазапрошують нас на спеціальний полігон, де проводиться експеримент з тестування шин різних розмірів.

Для експерименту було обрано автомобіль Volkswagen Golf 7-го покоління і шини Nokian Hakkapeliita 8 трьох розмірів:

• 195 / 65R15,
• 205 / 55R16,
• 225 / 45R17.

Відзначимо, що всі три комплекти шин перед тестуванням пройшли накочення в 100 кілометрів на цьому ж полігоні.

Перед початком заїзду були перевірені маса і ширина покришок. Виявилося, що різниця між 195 / 65R15 і 205 / 55R16 не 10 мм, а 8. Чесно сказати, для нас це було відкриття. Найважчими виявилися 225 / 45R17, і це було передбачувано. Шина 195 / 65R15 по вазі легше 225 / 45R17 на цілих 1,7 кілограм. А ось при перевірці ваги колеса в зборі різниця стала вже 4,6 кг, тобто в сумі вийшло 18,4 кг. Як видно з цифр, основна прибавка йде все ж від диска.

Керованість на снігу

Перший параметр, який був перевірений, - це керованість на засніженій дорозі. Виявилося, що різниця при водінні на різних шинахвеличезна! Особливо це стосується поворотів. Відзначимо, що дорога була обрана складна: сніжна, «тривимірна» і прокладена через хвойний ліс. На покришках 205 / 55R16 відмінна керованість і контроль над авто. Нейтральна обертальність, зовсім невеликий доворот задніх коліспри скиданні газу, який м'яко гаситься стабілізуючою системою. Все швидко і безпечно.

Наступні шини 195 / 65R15. Наш автомобіль став трохи нервовим, Golf намагається йти в замет, потрібні розмашисті і швидкі рухи кермом, а ось після занесення авто довго стабілізується. Однак для передньопривідною машини, так скажімо, в «бойовому» режимі надлишкова обертальність вигідна.

Беремо найширші покришки 225 / 45R17. Поведінка Golf схоже на «врівноважену» шину 205 мм. Як тільки збільшуєш швидкість, з'являється якесь підступність.

Машину після входу в поворот починає зносити. Машина чіпляє сніг і навіть трохи не долетіла до дерева при спробі зробити швидке коло. Що стосується часу проходження дистанції, на цих шинах автомобіль показав найгірший результат.

Підсумки по тестуванню керованості:

• поведінку хетчбека сильно змінювалося в залежності від обраного комплекту покришок;
• з шинами 195 / 65R15 Golf отримав надлишкову обертальність, часто хотів розвернутися і вів себе не дуже добре на поворотах;
• покришки 225 / 45R17 дали автомобілю недостатню обертальність і досить низьке зчеплення з дорожнім покриттям;
• шини 205 / 55R16, якщо можна так сказати, зцілили Golf; траса була пройдена швидко, спокійно і рівно; занос починався плавно, тобто не був для водія несподіванкою.

випробування льодом

Перед контролем керованості на льоду відключаємо ESP. На 225 / 45R17 зчеплення з покриттям мало, машина кидається між занесенням і знесенням, на кермо доводиться тиснути, а зв'язок з колесами часто втрачається. Навіть на невеликій швидкості машина ковзає задньою віссю, Постійно натякаючи на розворот навколо своєї осі.

На вузьких і високих 195 / 65R15 Golf наче впивається в лід. При збільшенні швидкості не вистачає поворотності, та й ковзання задніх коліс домогтися дуже складно.

На покришках 205 / 55R16 зачіп трохи більше, машина більш збалансована, вимагає меншого рулювання на поворотах. Поведінка автомобіля безпечне.

У підсумку можна сказати, що 205 / 55R16 показали себе дуже добре, та й до шин 195 / 65R15 претензій немає, хоча рулити потрібно більше, і є недостатня обертальність.

225 / 45R17 не мають достатнього зчеплення з льодом, потрібна велика робота кермом, автомобіль весь час хоче піти в занесення.

Випробування на снігу

На утрамбованном снігу машина розігналася швидше на шинах 195 / 65R15, а ось при гальмуванні вони поступилися 2,7% або 40 см ширшим колесам. R16 в цьому випробуванні були стабільніше всіх.

У підсумку на снігу результати розгону і гальмування дуже близькі.

Розгін і гальмування на льоду

«Льодові» тести проводилися майже при таких же умовах, що і на снігу: різкий розгін з п'яти до 31 км / год і різке гальмування до п'яти км / ч. На шинах 205 / 55R16 автомобіль відмінно чіпляється за покриття, гальмування на вищому рівні. Для більш вузьких шин результати такі ж.

Беремося за широкі 225 / 45R17. На подив машина укочується набагато далі, і це відчувається навіть без вимірювальних приладів.

А тепер заміряємо виступання шипів: у 195 / 65R15 - 1 мм, 205 / 55R16 - 1,1 мм, 225 / 45R17 - 0,9 мм. Можливо, погані результати гальмування на крижаному покритті саме через виступанія шипів. Але, погодьтеся, показники не можуть різнитися на більше ніж два метри!

Підсумок: На льоду результати покришок 195 / 65R15 і 205 / 55R16 схожі (різниця в 2,9%), шини 225 / 45R17 явно провалили гальмування і вкрай погано чіплялися за лід при розгоні.

висновки

Вузькі шини на льоду досить слухняні, але в поворотах призводять до різких зривів. Високий 65-й профіль і великий бічне відведення змушує сильно крутити кермо навіть при проїзді звичайних врожай. Ці шини фахівці рекомендують для автомобілів з ESP, а при водінні на снігу управляти необхідно дуже акуратно.

Золота середина - так можна сказати про комплект 205 / 55R16. За результатами у цих покришок всі тести були пройдені на хорошу оцінку.

У нашому випадку, з автомобілем масою 1205 кг, якраз ця ширина виявилася найоптимальнішою. Завдяки помірній висоті профілю поведінку машини було зрозумілим.

Широкі шини показали себе з найгіршої сторони. Льодові випробування були повністю провалені. Велика площа контакту з льодом привела до маленького питомому тиску шипів на поверхню через невеликої маси авто. На снігу машину зносить, кермо доводиться крутити сильно, а контроль над дорогою часто втрачається.

Відео про те, як вибрати зимову гуму:

Удачі за кермом!

У статті використано зображення з сайту dadi-auto.ru

› Шини вузька / широка, міфи і реальність.

Дорогі читачі! пропоную вашій увазі статтю, яку я знаходжу вельми цікавою і правдоподібною.
==========================================
Любі друзі! Два роки тому я написав статтю «Зчеплення шин з дорогою не залежить від площі плями контакту?», І вона викликала бурхливу реакцію аудиторії. Стаття досі знаходиться в блозі, і на її сторінці багато коментарів, питань, суперечок, міркувань. Хтось, прочитавши, подякував мені за розвінчання міфів і просте, доступне пояснення фізики процесу. Хтось, навпаки, розкритикував за зайву спрощеність і обмеженість моїх міркувань і аргументів.

За два роки, що пройшли з моменту написання цієї статті, я взяв участь у багатьох дискусіях на цю тему, познайомився з новою літературою, поспілкувався з іншими фізиками (сам я - теж фізик за фахом), гонщиками і дещо переосмислив. Суть моїх роздумів не змінилася, вони стали більш систематизовані і помінялися формулювання. Ось їх я і викладу нижче. Поїхали.

Сила тертя спокою: закон Амонтона-Кулона
Знову повернуся до шкільної фізики. Нагадаю, шкільна фізика і класична механіка досить точно описують повсякденні явища. Поки мова не заходить про дуже маленьких масштабах або релятивістському швидкостях, класична механіка відмінно працює. Більш того, в які б наукові праці про зчепленні шин з дорогою я не заглядав, я бачив в них багато страшних зубодробящіх формул, інтегралів, рядів, але в кінці кінців все зводилося до однієї простої шкільної формулою, яка називається законом Амонтона-Кулона:

F = μN = μmg (1)

де μ - коефіцієнт зчеплення, N - сила, що притискають одне тіло до іншого (в даному випадку, вага шини плюс вага частини автомобіля, що припадає на цю шину), m - маса тіла (шини і частини автомобіля, що припадає на цю шину), g - прискорення вільного падіння.

Тобто сила тертя пропорційна силі, притискає одне тіло до іншого, і коефіцієнту тертя. У найпростішому випадку ця сила - вага і являє собою силу тяжіння, тобто добуток маси тіла на прискорення вільного падіння. І тоді сила тертя спокою пропорційна коефіцієнту тертя, масі тіла і прискорення вільного падіння.

Сила тертя спокою - вона ж сила зчеплення
Автомобіль рухається завдяки силі тертя спокою в області контакту шини з дорожнім полотном, а не силі тертя кочення, як іноді думають. Сила тертя кочення - наслідок деформації шини. Вона навпаки гальмує рух автомобіля. А пляма контакту шини з дорогою покоїться щодо дороги в разі кочення шини. Звичайно, під час кочення в плямі контакту завжди присутні елементи протектора, прослизають щодо дороги, але в разі рівномірного прямолінійного руху автомобіля в першому наближенні їх можна не враховувати і вважати силу тертя силою тертя спокою або ще її називають силою зчеплення шини з дорогою, а коефіцієнт тертя спокою - коефіцієнтом зчеплення. При гальмуванні велика частина елементів протектора може ковзати уздовж дорожнього полотна. В цьому випадку обертання колеса (і отже автомобіль) гальмується силою тертя ковзання. Варто відзначити, що зазвичай сила тертя ковзання менше сили тертя спокою.

Перерозподіл ваги авто між шинами і зчеплення з дорогою
Тепер розберемо, що є що у формулі Амонтона-Кулона. Прискорення вільного падіння постійно, його з обговорення виключаємо. Маса в цілому теж постійна. Звичайно, вага автомобіля розподілений між 4 шинами, і при зміні швидкості і / або траєкторії руху розподіл ваги може істотно змінюватися: якісь шини розвантажуються, а якісь навантажуються додатково.

Перерозподіл ваги автомобіля між шинами теж побічно впливає на їх зчеплення з дорогою. Скажімо, при гальмуванні вага машини частково зміщується з задньої осі на передню, отже, сила притиснення задніх шин до дороги зменшується і тому сила їх зчеплення з дорогою погіршується. Це підвищує ймовірність занесення автомобіля, але на гальмівний шлях не впливає, тому що сила зчеплення передніх коліс з дорогою збільшується через перерозподіленої навантаження. Якщо на одних і тих же шинах будуть гальмувати Porsche 911 і Porsche Cayenne, У останнього внаслідок більшої висоти зміщення ваги з задніх шин на передні буде в більшій мірі, і Cayenne більше ризикує потрапити в занос. Але гальмівний шлях від цього менше не стане. Те, що Cayenne важче - теж не впливає, про це читайте статтю «Гальмівний шлях не залежить від маси авто?». Повертати Cayenne буде звичайно ж гірше 911-го і на менших швидкостях - якраз через більш високого центру тяжіння і більшого зміщення ваги і великих кренів.

Крім того, на перерозподіл ваги впливає манера водіння. При акуратному водінні, коли водій уникає різких поворотів, перестроювань, прискорень і гальмувань (читай, чим менше натиснута педаль гальма або чим на менший кут повертається кермо), запас зчеплення шин з дорогою максимальний, тобто шини знаходяться «максимально далеко» від переходу в стан повного ковзання і, як наслідок, керування автомобілем максимально безпечно. По-друге, один і той же переміщення педалей або керма можна зробити по-різному: швидко, різко або по наростаючій, прогресивно. Різке натискання на педаль або поворот керма призведе до відповідного різкого перерозподілу ваги з одних шин на інші, і це загрожує їх зривом в ковзання і сходом з траєкторії руху. Поступове ж вплив на органи управління призводить до настільки ж плавному перерозподілу ваги, що дозволяє шинам чіплятися за дорогу без ризику ковзання і втрати керованості або стійкості автомобіля. Переконатися в цьому на практиці ви можете на курсах контраварійної підготовки водіїв, наприклад, при виконанні вправи «екстрений об'їзд перешкоди».

1. Якщо ви хочете водити машину по дорогах загального користування безпечно, а по гоночному треку швидко, проведіть органи управління (кермо, педалі газу і гальма) плавно і поступово.

Тепер поговоримо про те, що в самій шині впливає на її зчеплення.

Коефіцієнт зчеплення шини з дорогою
Залишається останній параметр у формулі сили тертя Амонтона-Кулона - коефіцієнт зчеплення μ, який, в першу чергу, залежить від природи дотичних поверхонь. Самий показовий приклад - зчеплення гуми з асфальтом куди краще, ніж тієї ж гуми зі снігом і тим більше льодом, незважаючи на різні механізми тертя між шиною і цими трьома покриттями. А при одному і тому ж дорожньому покритті коефіцієнт зчеплення буде залежати вже від складу гуми і конструкції протектора. Наприклад, на зимових шинахавтомобіль куди краще тримає слизьку дорогу, ніж на літніх. І головна відмінність зимових і літніх шин- саме різний склад гуми і конструкція протектора.

А якщо ви коли-небудь дивилися по телевізору Формулу 1, напевно чули про різних типахшин і різних складах: «м'який склад, сверхмягкого склад, жорсткий склад». Саме це і робить ключовий вплив на коефіцієнт зчеплення, навіть у Формулі 1.

Так що ж, все? Більше нічого не впливає? І що, цей коефіцієнт зчеплення постійний? Впливає, і саме тому, що коефіцієнт зчеплення не є постійним і залежить від деяких факторів. Але для початку розповім про горезвісну площі плями контакту.

Чи впливає площа плями контакту на зчеплення шини з дорогою?
Про всяк випадок нагадаю, що таке пляма контакту. При контакті з плоским дорожнім покриттям ВСЯ шина деформується, мне і стаючи плоскою в зоні контакту. Цю зону і називають плямою контакту. Пляма контакту має площу, приблизно рівну розміру долоні. Обивателі часто думають, що чим більше площа плями контакту, тим краще зчеплення шини з дорогою. І ще багато хто думає, що чим ширше шина, тим більше площа плями контакту. А отже, думають, що чим ширше шина, тим краще її зчеплення з дорогою. Нижче я розповім про все це по порядку.

Як видно з формули Амонтона-Кулона, площа плями контакту в силу тертя не входить. Чому? Адже, здавалося б, чим більше площа, тим більше елементів шини бере участь в зачепленні і тим більше сила тертя. З одного боку - так, а з іншого - чим більше площа зіткнення, тим менше тиск шини на дорогу. Виходить баш на баш, і площа не має ніякого значення. Тепер поясню те ж саме на мові фізики.

Щоб було зрозуміліше, куди ж поділася площа, можна формулу Амонтона-Кулона (1) переписати інакше, з урахуванням площі плями контакту і відобразити вплив плями на тиск. Все просто: тиск тіла на опору або, в нашому випадку, шини на асфальт дорівнює вазі тіла (шини), поділеній на площу контакту:

P = N / S = mg / S (2)
де P - тиск шини на дорогу, N = mg - все той же вага шини.

Тоді звідси можна висловити вага через тиск:

Тепер, якщо підставити цю формулу до закону Амонтона-Кулона, отримаємо:

Або, висловлюючись людською мовою, сила зчеплення шини з дорогою пропорційна коефіцієнту зчеплення, тиску шини на дорогу і площі плями контакту. Це саме те, як сприймає силу зчеплення більшість людей. Але тут зарита собака - в тому, що тиск безпосередньо залежить від площі плями контакту і обернено пропорційно йому. Про це нам говорить формула (2). Підставляючи сюди вираз для тиску, отримаємо:

Тоді площа ми успішно скорочуємо і приходимо до закону Амонтона-Кулона (1) і силі зчеплення, що не залежить від площі плями контакту.

Вплив адгезії на коефіцієнт зчеплення
Багато інтуїтивно вважають, що механізм тертя гуми пояснюється адгезію - її приклеюванням до дорожнього покриття: чим більше площа зіткнення, тим більше приклеювання і тим більше зчеплення. При цьому приклеювання, начебто, не дуже залежить від притискає сили. Дійсно, той же скотч липне до гладким чистим поверхонь без всякого зусилля, забезпечуючи чудове зчеплення. Ключове слово тут - гладкі чисті поверхні. Якщо поверхня шорстка і брудна, як асфальт, то скотч триматиме набагато гірше. На цьому ефекті заснований принцип захисту поверхонь в міському середовищі від наклеювання оголошень. І скотч, і оголошення не тримаються на нерівних поверхнях тому, що реальна площа контакту набагато менше площі самого скотча або паперу. Якщо матеріал текучий і його контакт з нерівною поверхнею зберігається досить довго, то склеювання буде можливо. Звичайна гума - матеріал м'який, але не текучий, а часи її контакту з дорожнім полотном досить малі. В результаті, внеском прилипання в формування коефіцієнта тертя можна знехтувати. Для бажаючих розібратися в питанні самостійно, я можу порекомендувати ознайомитися з теоріями Грінвуда-Вільямсона і Джонсона-Кендалла-Робертса і подальшим розвитком теорії механіки контактної взаємодії.

Що ж стосується їзди по гоночному треку на спортивних і гоночних шинах, там ефект прилипання шини до поверхні треку може бути більш помітним. Почасти це пов'язано зі специфічним складом гуми протектора і частково - з більш високою температурою, до якої прогріваються шини при гоночної їзді. Цей ефект і пояснює, чому коефіцієнт зчеплення гоночних шин може бути помітно більше 1 (у шин в Формулі 1 - близько 1,8).

І ось як такий коефіцієнт зчеплення позначається на практиці:

Гальмівний шлях гоночного боліда F1 зі швидкості 140 км / год виявився коротшим на 32 метри, ніж звичайного дорожнього автомобіля, 48 метрів проти 80, тобто в 1,66 рази коротше. У стільки ж разів коефіцієнт зчеплення гоночної шини в цьому відео більше, ніж у дорожньої.

Вплив аеродинамічній притискної сили на силу зчеплення
Не варто плутати ефект прилипання шин до поверхні треку з ефектом аеродинамічній притискної сили, завдяки якій пілоти Формули 1 при гальмуваннях, прискорень і поворотах можуть відчувати перевантаження, в кілька разів перевищують величину прискорення вільного падіння. А боліди, відповідно, мати в кілька разів більшу динаміку гальмування і швидкість проходження поворотів, ніж звичайні дорожні машини. Тобто в повороті бічне прискорення величиною 4g (де g - прискорення вільного падіння) боліди розвивають не за рахунок прилипання шини і коефіцієнта зчеплення, нібито, в 4 рази більшого, ніж у дорожніх шин, а за рахунок великої притискної сили, яка створюється антикрилами на великій швидкості і в кілька разів перевищує силу тяжіння боліда.

Збільшене пляма контакту - спущені шини
З практики, площа плями контакту можна збільшити, зменшивши тиск в шинах. Якщо спустити шини до 1 атмосфери, то при нормі в 2 атмосфери це вдвічі менший тиск і вдвічі більша площа плями контакту. Так що ж, їздові характеристики машини покращаться в 2 рази? Звичайно ж немає і, більш того, вони погіршаться. Хоча ... гальмівний шлях зменшиться, але не через що збільшився плями контакту, а через що збільшилася сили тертя кочення внаслідок більш м'якої шиниі більшою її деформації. А прискорення не стане краще і буде тільки гірше - все через ту ж сили тертя кочення. Ну а в поворотах ... машина буде вести себе, як ніби водій сильно п'яний :) Загалом, не робіть цього - не спускайте шини без необхідності, і, до речі, про цю необхідність ...

Збільшення площі плями контакту за рахунок спускання шин реально може допомогти, якщо потрібно проїхати через якісь пухкі, хиткі місця. За рахунок більшої площі контакту з поверхнею зменшиться тиск шин на поверхню, а значить, і ризик провалитися або загрузнути.

Збільшимо ширину шин в 10 разів і врятуємо світ від ДТП?
Зворотний приклад, вузькі шини мотоцикла не роблять його більш повільним, ніж машина, і, більш того, він помітно швидше її. Швидше він з інших причин, але значно менша ширина шини негативного впливуточно не робить.

І ще ідея - а давайте збільшимо ширину шини в 10 разів і тим самим збільшимо зчеплення в 10 разів, і раз і назавжди вирішимо всі проблеми зимової їзди, А на асфальті машина взагалі буде зупинятися, як укопана! І всім завжди буде вистачати гальмівного шляху! Що, вам не подобається ця ідея? Правильно, якщо б все було так просто, це б давно вже зробили ...

В підсумку:
збільшення площі плями контакту => збільшення кількості елементів шини, що беруть участь в зачепленні, і одночасно зменшення тиску шини на дорогу => обидва ефекту компенсують один одного в рівній мірі => зчеплення шини з дорогою не змінюється

Чи впливає ширина шини на площу плями контакту?
Більш того, збільшивши ширину шини, хоч в 10 разів, ми не збільшимо площу плями контакту, а лише змінимо його форму. Поки ви не закидали мене тухлими помідорами після цієї фрази, я спробую встигнути довести її :)))

Згадаймо, що таке тиск - це сила (в нашому випадку - сила тяжіння, притискна сила), яка припадає на одиницю площі. Про це нам говорить формула (2), продублюють її:

P = N / S = mg / S (2)
де m - маса тіла (шини і частини машини, що припадає на цю шину), а S - площа дотику тіл, тобто, в нашому випадку площа плями контакту.

Звідси площа плями контакту дорівнює

Тобто площа плями контакту шини з дорогою тим більше, чим більше вага машини, що припадає на цю шину, і чим гірше вона накачана. І, звичайно, на площу впливає і жорсткість боковин шини. Чим жорсткіше боковини, тим менше деформується шина і тим менше деформується шина при зменшенні тиску повітря в ній. Хороший приклад - сучасні шини з посиленими боковинами Run Flat, які навіть будучи повністю спущеними можуть довезти автомобіль до місця призначення, не особливо просідаючи. Від ширини шини площа плями контакту при одному і тому ж тиску і однієї і тієї ж навантаженні не залежить (в першому наближенні).

Ширина шини впливає на форму плями контакту
Прекрасно! А куди ж поділася ширина шини? Дуже просто, і тут знову працює принцип «баш на баш». Пляма контакту - наслідок деформації шини, яка, в свою чергу, виникає внаслідок прикладеної зверху сили, тобто cіли тяжкості самої шини та автомобіля. Чим ширше шина, тим ширше пляма контакту, що, здавалося б, повинно збільшити площу плями. З іншого боку, чим ширше шина, тим менший тиск вона чинить на дорогу і тим менше деформується. У підсумку, при збільшенні ширини профілю шини ми маємо ту ж площу плями контакту, але більш витягнуту по ширині і вузьку його форму.

В одному з серйозних наукових праць, який попався мені на очі за останній час ( Автомобільні шини, Диски і обіддя, Євзович В.Є., Райбман П.Г.), автори привели результат експерименту з трьома шинами, дві з яких були однією і тією ж моделлю, але різного діаметру ширини:

205/55 R16 з площею відбитка 173 * 143 мм = 247,39 см2

225/45 R17 з площею відбитка 185 * 134 мм = 247,90 см2

Як бачимо, у більш широкій шини пляма більш витягнуте і вузьке, ніж у більш вузької шини. При цьому в квадратних сантиметрах площа плями контакту практично одна і та ж.

Тобто, так, при одному і тому ж тиску у широкої шини пляма контакту по площі більше, ніж у вузькій. Але наскільки? В даному прикладіна десяті частки відсотка, а взагалі - максимум на кілька відсотків. Теоретично, ми можемо поставити на машину замість шин шириною 195 мм шини з профілем, скажімо, 245 мм. Але на практиці це неприпустимо за вимогами заводу-виробника автомобіля. У будь-якому випадку, як я писав вище, площа плями контакту безпосередньо не впливає на силу зчеплення, тому ні ці частки відсотка, ні більше збільшення площі (наприклад, за рахунок зниження тиску в шині) погоди нам не зроблять.

В підсумку:
збільшуємо ширину профілю шини => збільшуємо ширину зони контакту і одночасно зменшуємо тиск шини на дорогу і деформацію шини в зоні контакту => зменшуємо довжину зони контакту => змінюється форма плями контакту, але не змінюється його підсумкова площа (змінюється незначно)

А збільшити площу плями контакту можна або зменшивши тиск повітря в шині, або збільшивши навантаження на шину зверху.

Сила зчеплення шини з дорогою. підсумки
Отже, ширина шини безпосередньо не впливає на її зчеплення з дорогою з двох причин:

а) площа плями контакту не впливає на зчеплення

б) ширина шини не впливає на площу плями контакту

Я б сказав, сила тертя має «подвійний захист» від ширини шини :)))

Однак ширина шини все ж побічно впливає на силу зчеплення, і незалежність площі плями контакту від ширини ніяк не заважає цьому впливу. Про все це - нижче.

У підсумку, зчеплення шини з дорогою залежить від:
1) ваги, що припадає на шину, від розваговки автомобіля і динамічного перерозподілу ваги, а значить, і від конструктивних його особливостей - висоти центру ваги, колісної бази, колії, підвіски, жорсткості кузова. Обговорення цих моментів - окрема тема і виходить за рамки цієї серії статей.
2) коефіцієнта зчеплення (тертя спокою). А він, у свою чергу, багато від чого залежить, але не від площі плями контакту! :) Ось параметри, що впливають на величину коефіцієнта зчеплення шини з дорогою, відомі мені з університетського курсу фізики, спеціальної літератури та з водійського і інструкторського досвіду:
тип і якість дорожнього покриття
склад гуми протектора
температура шини
швидкість руху автомобіля
прослизання шини
відведення шини
=====================================================
взято тут kaminsky.su/blog/ot-chego...ie-shin-s-dorogoj-chast-1
там ще є продовження

Пропоную обговорити і подискутувати на цю тему.
Від себе щодо форми плями контакту і "кращість" вузьких шин взимку:
1. можу припустити що поздовжнє пляма контакту може сприяти кращої керованості, але це не пов'язано з кращим зчепленням. Спрощений приклад: лижі краще їдуть уздовж, а не поперек, і зчеплення тут ні до чого.
2. всі ці кращість просто не реально відчути при різниці в ширині шини до 30мм.
3. широкі шини можна труїти сильніше бо вони менше плющаться, тому і дають більше пляма контакту в порівнянні з більш вузькими шинамитого ж діаметру (зовнішнього і внутрішнього)
Останнє з особистого досвіду, 205/70 15 лягала на диск при 0,5 атм, а 235/70 15 при 0,2х ще не лежить. Правда шини різні, тому дуже непряме підтвердження.

Ще нарив статтю яблуневий А. Л., яка опублікована в журналі "Гірський інформаційно-аналітичний бюлетень"
"РОЗРАХУНОК ДЕФОРМАЦІЇ пневматичні колеса ПРИ ВЗАЄМОДІЇ ЙОГО З торф'яних покладів"
Нормальною посилання не знайшов, тільки посилання на скачування ПДФ, кому цікаво знайдете.
У ній є формула для визначення величини деформації шини
ƛ = Q / Cp, де ƛ - деформація шини в м, Q - вага діючий на шину в кН, Cp - жорсткість шини кН / м
Жорсткість визначається за формулою
Cp = Π * Pw * √ (D * B), де П = 3,14, Pw - тиск в шині в кПа, D - діаметр шини в м, B - ширина шини в м.
Q = m * g
порахував для тиску в 2 атм і навантаження на колесо 250кг
шини 215/75 15 - 9,8мм
шини 235/70 15 - 9,4мм
різниця в діаметрі 4 мм, 235Е більше.
Звідси слідує що широка шинаменше деформується, а різниця настільки незначна що не варто і морочитися при такому розкиді по ширині

Like 17 Share: Follow this User