Что такое кромочный эффект шины (2 видео)

Работа зимних автомобильных покрышке основана на применении целого ряда идей, сочетание которых дает оптимальный совокупный эффект.

Содержание

Рисунок протектора
Свойства резины
Разновидности ламелей
Способы увеличения сцепления фрикционной шины с дорогой
Как работают фрикционные шины? ч.2
Свойства резины
Конфигурация ламелей
Как можно увеличить сцепление фрикционной шины с дорогой?
📸 Видео

Рисунок протектора

Рисунок протектора автомобильных шин оказывает существенное влияние на проходимость автомобиля. Когда-то давно, в середине XX века, когда дороги с усовершенствованным покрытием существовали наряду с гравийными и грунтовыми дорогами (такие дороги поддерживались в хорошем состоянии при помощи грейдеров), автомобили оснащались шинами с так называемым «универсальным» рисунком протектора.

В то время универсальный рисунок протектора выступал в роли, так называемого, компромисс между шинами повышенной проходимости с самоочищающимся протектором и шоссейными шинами, предназначение которых – длительная езда по шоссе на высоких скоростях.

Универсальный рисунок протектора, как правило, не обладал ярко выраженными продольными ребрами (для улучшения управляемости и курсовой устойчивости) и глубокими продольными канавками, которые сегодня используются для сведения к минимуму аквапланирования.

В большинстве случаев представлял набор ориентированных продолговатых шашечек. Эти шашечки, в свою очередь, применялись в качестве грунтозацепов (без эффекта самоочищения) при движении по гравийным и грунтовым дорогам. Что касается движения по шоссе, то канавки между шашечками служили для отвода воды из пятна контакта шины с дорогой.

В зимнее время универсальный рисунок протектора обеспечивал удовлетворительное сцепление при движении по расчищенным дорогам и по укатанному снегу. Однако на обледенелой дороге универсальный протектор не позволял уверенно затормозить или уверенно тронуться в горку.

В то время, как сеть шоссейных дорог стремительно увеличивалась вместе с улучшением качества дорожного покрытия, всё больше автомобилей выпускались с заводов с шоссейной резиной. Данная разновидность шин обладает выраженным продольным рисунком, обеспечивающим необходимую степень управляемости и сцепление при движении по сухому и мокрому асфальту. При этом шоссейная резина не позволяет уверенно двигаться по снегу из-за отсутствия грунтозацепов.

Шоссейная резина, по сути, является летней резиной, которая устанавливается на большинство автомобилей. Что касается покрышек повышенной проходимости для внедорожников с выраженными грунтозацепами, то они в данной статье не рассматриваются.

Видео:Широкие шины | Преимущества и недостаткиСкачать

При попытке разогнаться по заснеженной дороге на летней (шоссейной) резине водитель заметит срабатывание ESP и индикацию срабатывания ESP на приборной панели.

При попытке затормозить по заснеженной дороге на летней резине водитель заметит срабатывание системы ABS даже при несильном нажатии на педаль тормоза.

При всесезонной эксплуатации автомобиля возникла необходимость в изготовлении шин, способных обеспечить оптимальную безопасность управления в зимнее время. Соответственно, данную разновидность назвали зимней резиной.

Зимние шины, в свою очередь, могут быть, как фрикционными, так и снабжаться шипами противоскольжения. Надо признать, что инновации при разработке допустим, фрикционных шин находят своё место при разработке зимних шин с шипами противоскольжения. Так, например зимние шины с шипами противоскольжения получили шашечки протектора, разделённые на ламели. Изменился и состав резины, применяемый для изготовления зимних шин с шипами противоскольжения.

Протектор фрикционной зимней шины снабжен грунтозацепами, аналогично любому другому самоочищающемуся протектору. Однако эти грунтозацепы обладают более высокой плотностью расположения, что положительно сказывается на ходимости, а также позволяет увеличить число используемых ламелей.

Протектор фрикционной шины может быть направленным или ненаправленным, симметричным или несимметричным. Но из-за плотного расположения грунтозацепов протекторы большинства фрикционных шин не предназначены для движения по глубокому рыхлому снегу.

Читайте также: Вольво штатный размер шин

Что касается сферы применения так называемых липучек (зимних шин) – это расчищенные улицы городов, скоростные трассы и автобаны. Фрикционные зимние шины отлично подходят для межсезонья, когда ночью всё замерзает и выпадает немного снега, а днём – лужи и всё тает.

Конструирование протектора фрикционной шины выполняется таким образом, чтобы эффект отталкивания воды из пятна контакта был максимальным, во избежание возникновения аквапланирования.

Свойства резины

Видео:MATADOR MP54 Sibir Snow – обзорСкачать

Для улучшения сцепления с зимней дорогой состав резины, из которой производится фрикционная зимняя шина, должен обеспечивать её эластичность при отрицательных температурах.

Фрикционная резина первых образцов обладала излишней эластичностью, что создавало видимость абсолютной непригодности таких шин в летний период. В процессе дальнейшего совершенствования резина стала менее эластичной, благодаря чему производители получили возможность нарезания шашек протектора меньших размеров.

С целью повышения устойчивости и управляемости автомобиля на льду (или на ледяной поверхности) конструкторы зимних фрикционных шин применяли специальную микропористую резину в качестве материала для изготовления рабочего слоя шины. Миниатюрные поры микропористой резины как бы прилипают ко льду (как миниатюрные присоски), обеспечивая более короткий тормозной путь и стабильное управление автомобилем на ледяной поверхности. Большая эффективность прилипания была достигнута за счет разделения шашечки протектора на ламели, которые, в свою очередь, не выступают за пределы геометрии шашечки. Под воздействием веса машины ламели раскрываются, заставляя шину буквально прилипать ко льду, подобно присоске.

За счёт этого эффекта прилипания подобные зимние фрикционные шины и получили название “липучки”. Работа этих самых липучек весьма интересна. По мере износа протектора шины на его поверхности открываются новые поры, что позволяет сохранить долгосрочную эффективность подобной фрикционной шины при длительной эксплуатации.

Не менее значимой инновацией от производителей автомобильных шин стала разработка нового состава резины с наличием волокон стекла. Благодаря применению этих волокон, поверхность льда царапается для обеспечения лучшего сцепления с шиной.

Разновидности ламелей

Как было упомянуто выше, универсальный рисунок протектора (по сравнению с рисунком шоссейной шины) обеспечивал вполне удовлетворительную управляемость на зимней дороге. Посредством изучения данного феномена ученым удалось выяснить, что на сцепление с зимней дорогой влияют шашечки протектора. Более того, была установлена прямая взаимосвязь между количеством шашечек в пятне контакта и сцеплением колеса с зимней дорогой. Более глубокий анализ полученных свойств резины позволил обнаружить так называемый “кромочный эффект”.

Основывается кромочный эффект на том, что сцеплению шины с зимней дорогой способствует не собственно шашечка протектора, а её кромка. Кроме того, если при разгоне автомобиля задействуется задняя (по ходу движения) кромка шашечки протектора, при торможении – передняя кромка шашечки.

Из сказанного следует вывод, что сцепление фрикционной шины с дорожным покрытием зависит от количества кромок и их суммарной длины в пятне контакта шины с дорогой.

Способы увеличения сцепления фрикционной шины с дорогой

Решение по увеличению сцепления показалось простым – надо разделить шашечки протектора на отдельные части, тогда количество кромок в пятне контакта фрикционной зимней шины возрастёт. Однако выполнение данной задачи с технической точки зрения оказалось достаточно сложным по той причине, что увеличение числа ламелей приводило к сокращению их ширины, в результате чего они становились попросту неустойчивыми, в особенности, если речь шла о слишком мягкой резине. Естественно, у водителей появилось мнение о том, что фрикционные шины можно использовать только при низких температурах, иначе ламели подламываются, и шина быстро приходит в негодность.

Читайте также: Лили мо шин другой мир

Видео:Goodride Sport SA-37 – китайские летние шины для активного вожденияСкачать

По истечению определенного количества времени в ходе экспериментов в сочетании с полученным опытом были созданы современные конструкции фрикционных покрышек, которым были не присущи недостатки первых моделей.

Изменённый состав резины позволяет современной фрикционной шине сохранять свои свойства в широком диапазоне температур, поддерживать долгосрочную эффективность шины при длительной эксплуатации, а также обеспечивает высокую ходимость фрикционных шин.

Кроме того, значительным изменениям были подвержены конструкции ламелей. Применение компьютерного 3D моделирования позволило значительно повысить устойчивость ламелей уже на этапе разработки конструкции. Благодаря отказу от чересчур мягкой резины, эффект подламывания ламелей в процессе резкого разгона, либо торможения был практически исключен.

Конфигурация ламелей, используемая при создании фрикционных шин, призвана обеспечить самоочищение протектора. В конструкции фрикционной шины предусмотрено эффективное отведение воды из пятна контакта с поверхностью дороги. Фрикционные шины последнего поколения обеспечивают автомобилю высокую курсовую устойчивость и отличную управляемость.

Выпуская фрикционные шины последнего поколения, производители лишили свою продукцию практически всех недостатков, которые присутствовали у первых моделей. Они способны сохранять свои первоначальные качества под воздействием широкого диапазона температур, ламели обладают высокой устойчивостью, а длительная эксплуатация не оказывает столь пагубного влияния на длительность эффективного функционирования шины.

Как работают фрикционные шины? ч.2

Свойства резины

Первые фрикционные шины были чересчур эластичны, и у потребителей создалось мнение о том, что для использования в летнее время года такие шины абсолютно непригодны.

Дальнейшее усовершенствование свойств резины уменьшило чрезмерную эластичность, что позволило нарезать шашки протектора меньшего размера.

Для повышения устойчивости и управляемости автомобиля на льду (или на ледяной поверхности) конструкторы зимних фрикционных шин стали изготавливать рабочий слой шины из специальной микропористой резины. Миниатюрные поры микропористой резины как бы прилипают ко льду (как миниатюрные присоски), обеспечивая более короткий тормозной путь и стабильное управление автомобилем на ледяной поверхности. Для большей эффективности динамического прилипания шашечки протектора были разделены на ламели, которые не выходят за пределы геометрии шашечки. Под весом автомобиля ламели раскрываются, и шина прилипает ко льду как присоска. При снятии нагрузки (за пределами пятна контакта шины с дорогой) ламели сходятся и эффект прилипания пропадает.

За счёт этого эффекта прилипания подобные зимние фрикционные шины и получили название «липучки».

Видео:Чернение колес. Зачем чернить колеса? Кондиционер резины. Чернение резины.Скачать

Рис.3. Фрикционная шина «липучка». Для динамического прилипания шашечки протектора разделены на ламели, которые не выходят за пределы геометрии шашечки. Под весом автомобиля ламели раскрываются, и шина прилипает ко льду как присоска

Читайте также: Перечень автомобилей с can шиной

Липучки работают очень интересно. По мере износа протектора шины на его поверхности открываются новые поры, что позволяет сохранить долгосрочную эффективность подобной фрикционной шины при длительной эксплуатации.

Ещё одна инновация от производителей фрикционных шин заключается в составе резины, в который вводятся волокна стекла. Эти самые волокна стекла, царапая поверхность льда, обеспечивают сцепление шины с дорогой.

Конфигурация ламелей

Как известно, универсальный рисунок протектора (по сравнению с рисунком шоссейной шины) обеспечивал вполне удовлетворительную управляемость на зимней дороге.

Изучив этот феномен, учёные обнаружили, что на сцепление с зимней дорогой влияют шашечки протектора. Причём была установлена прямая зависимость количества шашечек в пятне контакта и сцепления колеса с зимней дорогой. Дальнейшие исследования позволили обнаружить так называемый «кромочный эффект».

Кромочный эффект заключается в том, что сцеплению шины с зимней дорогой способствует не собственно шашечка протектора, а её кромка. При разгоне автомобиля работает задняя (по ходу движения) кромка шашечки протектора, а при торможении – передняя кромка шашечки.

Рис.4. Кромочный эффект при разгоне – работает задняя кромка шашечки протектора

Видео:Triangle EffeXSport TH202 – обзор китайских летних шинСкачать

Таким образом, на сцепление фрикционной шины с дорогой оказывает влияние количество кромок и их суммарная длина в пятне контакта шины с дорогой.

Рис.5. Кромочный эффект при торможении – работает передняя кромка шашечки протектора

Как можно увеличить сцепление фрикционной шины с дорогой?

Однако технически выполнить задачу по разделению шашек протектора на отдельные ламели оказалось достаточно сложным делом и вот почему. При увеличении числа ламелей сокращалась их ширина, что делало ламели неустойчивыми. Особенно на чересчур мягких резинах. Естественно у водителей появилось мнение о том, что фрикционные шины можно использовать только при низких температурах, иначе ламели подламываются, и шина быстро приходит в негодность.

Постепенно в ходе экспериментов и из опыта практической эксплуатации появились современные конструкции фрикционных шин, лишённые недостатков первых моделей.

Конструкции ламелей также претерпели значительные изменения. Применение компьютерного 3D моделирования позволило значительно повысить устойчивость ламелей уже на этапе разработки конструкции. Отказ от чересчур мягкой резины практически исключил эффект подламывания ламелей при резком разгоне или резком торможении.

Фрикционные шины последнего поколения практически лишены недостатков, которые были свойственны первым шинам такого типа. Они сохраняют все свои качества в широком диапазоне температур, обладают устойчивыми ламелями, и могут поддерживать долгосрочную эффективность шины при длительной эксплуатации.

Видео:Что означает МАРКИРОВКА НА ШИНАХ / Значение всех цифр и букв на резинеСкачать