Характеристики сцепления шин с дорогой

Видео:Важность скольжения шинСкачать

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.

Видео:Шины! Сцепление с дорогой! Почему хорошие покрышки стоят дорого!Скачать

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.

Видео:Низкий коэффициент сцепления шин с дорогойСкачать

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.

Видео:Почему у широкой покрышки больше сцепления? (by Engineering Explained)Скачать

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.

Видео:Широкие шины | Преимущества и недостаткиСкачать

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.

Видео:Сцепление автомобиля с дорогой, типы резиныСкачать

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.

Читайте также: Летние шины для off road r15

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?

Как разбортировать колесо автомобиля?

Как отремонтировать шину своими руками

Как снять и установить колпаки с колес

Набор для ремонта шин: когда пригодится, состав, как пользоваться

Максимальная нагрузка на колесный диск — что это, где пишется, как рассчитать?

Шины SUV: виды резины для кроссоверов и внедорожников

Видео:Жёсткость шины и высота профиля. Размеры шин. Как выбрать.Скачать

Сцепление шины с дорогой

Устойчивость и управляемость автомобиля, его тяговые свойства и тормозные характеристики в значительной степени определяются сцеплением шины с дорогой.

Величина сцепления шин оценивается коэффициентом v, равным отношению максимальной величины реакции X, действующей на колесо в контакте шины с дорогой, при которой происходит буксование колеса, к радиальной нагрузке на шину Q:

Коэффициент сцепления шины с дорогой оценивается в продольном (в плоскости вращения колеса) и боковом (поперечном) направлениях.

В продольном направлении коэффициент сцепления шин с дорогой оценивается отношением максимальной тяговой (или тормозной) силы Рт, при которой наступает буксование (юз) колеса, к радиальной нагрузке на шину Q:

Величина коэффициента сцепления шин с дорогой в основном определяется конструкцией шины и типом рисунка протектора, составом протекторных резин, а также характером, качеством и состоянием дорожного покрытия.

Влияние типа рисунка протектора на величину коэффициента сцепления на дорогах с сухим твердым покрытием (асфальт, бетон) менее значительно, чем с влажным. На влажном же покрытии характер рисунка протектора имеет большое значение. Это объясняется тем, что при движении мотоцикла по твердой мокрой дороге между элементами рисунка протектора и дорогой появляется пленка воды. Если элементы рисунка протектора имеют сравнительно небольшие размеры и рассечены щелевидными (дренажными) прорезями, то даже при высокой скорости качения вода выдавливается из-под выступов протектора в стороны и дренажные щели. Благодаря этому коэффициент сцепления повышается. В том случае, когда вода не успевает выдавливаться из-под шашек протектора, между элементами рисунка и полотном дороги остается тонкая пленка воды, которая резко снижает коэффициент сцепления. При этом значительно ухудшается управляемость и устойчивость автомобиля, появляется опасность заноса.

Существенно снижается коэффициент сцепления при качении шин по дорогам, покрытым тонким слоем грязи, а также на заснеженных дорогах и в гололед.

В таблице приведены значения коэффициентов сцепления шин с различными дорожными покрытиями.

Таблица. Средние значения коэффициента сцепления шин с различными дорожными покрытиями

Видео:Ширина шины: какая лучше? Простой способ выбратьСкачать

Таблица 3. — Значения коэффициента сцепления шин с дорогой для различных дорожных условий

Асфальтобетон и цементобетон

Дорога, покрытая укатанным снегом

Рис. 2. — Схема возникновения аквапланирования колеса:

а — вода из пятна контакта удалена через канавки на протекторе шины; б — вода не успевает удаляться из пятна контакта полностью и передняя часть колеса всплывает на «водяной подушке»; в — колесо полностью теряет контакт с дорогой; Gк — сила тяжести, приходящаяся на колесо.

Чтобы избежать подобных явлений, необходимо снимать с эксплуатации шины при уменьшении глубины канавок протектора до минимально допустимой величины. При наличии на дороге больших луж не въезжать в них на высокой скорости.

При торможении (рис. 3) на колеса действует тормозная сила Pтр, которая создает тормозную реакцию между колесами и дорогой Rтр. Реакция Rтр складывается с Pк, Pп, Pв и вызывает замедление транспортного средства.

Силой, препятствующей замедлению транспортного средства, является сила инерции транспортного средства Pи, которая равна сумме сил сопротивления движению:

Величина реакции торможения Rтр, Н, между колесами и дорогой не может превысить силы сцепления Pсц:

где — коэффициент сцепления; Ga — вес транспортного средства, Н.

Читайте также: Замена шин при каком пробеге

Поскольку центр масс (ЦМ) транспортного средства расположен выше плоскости дороги на величину ha, сила инерции Pи создает момент Pи * ha, который увеличивает нагрузку передних колес и разгружает задние колеса. Изменение вертикальных реакций Rz1 и Rz2 приводит к соответствующему изменению сил сцепления на передних Pсц1 и задних Pсц2 колесах.

Рис. 3. — Силы, действующие на транспортное средство при торможении: Rтр1, Rтр2 — тормозная реакция между передними и задними колесами и дорогой соответственно; Pк1, Pк2 — силы сопротивления качению передних и задних колес соответственно; Pв — сила сопротивления воздуха; Pи — сила инерции Rz1, Rz2 — вертикальные реакции на передних и задних колесах соответственно; Ga — сила тяжести транспортного средства; ЦМ — центр масс; ha — высота ЦМ.

Чтобы тормозной путь был минимальным, необходимо обеспечить достижение момента блокировки передних и задних колес одновременно. А для сохранения устойчивости при торможении блокировка передних колес должна происходить несколько раньше, чем задних (об этом см. ниже «Торможение педалью тормоза при выжатой педали сцепления»).

Тормозная система проектируется так, чтобы обеспечить выполнение этого условия при полной массе автомобиля. Опережающая блокировка передних колес при уменьшении массы транспортного средства и снижении ее доли, приходящейся на задние колеса, достигается установкой регулятора тормозных сил, который ограничивает тормозную силу на задних колесах при уменьшении нагрузки автомобиля. В процессе эксплуатации транспортного средства необходимо следить за исправностью регулятора.

Криволинейное движение. Чтобы транспортное средство перешло от прямолинейного движения к криволинейному, к нему необходимо приложить поворачивающий момент. Момент создается поворотом управляемых колес на угол (рис. 4), при этом колеса становятся своего рода преградой на пути прямолинейного движения транспортного средства. А так как транспортное средство стремится двигаться по прямой, сила инерции «давит» на «преграду». Сопротивление «преграды» и является реакцией между повернутыми колесами и дорогой — Rк.п. Эта реакция может быть заменена двумя составляющими, одна из которых действует в плоскости вращения колеса и является дополнительной силой сопротивления качению при криволинейном движении Pк.к, а другая, направленная перпендикулярно плоскости вращения колеса к центру поворота, является реакцией между управляемыми колесами и дорогой Ry1, создающей поворачивающий момент M1.

Величина дополнительного сопротивления качению при криволинейном движении Pк.к увеличивается с возрастанием поперечной реакции Ry1 и угла поворота управляемых колес:

С учетом изложенного уравнения баланса сил продольного движения (3.7) и (3.9) на повороте примут соответственно следующий вид:

Pт = Pк + Pк.к +/- Pп + Pв + Pи (3.12)

Pи = Pтр + Pк + Pк.к +/- Pп + Pв (3.13)

Движение транспортного средства на повороте описывается двумя движениями: траекторией ЦМ и углом поворота относительно него продольной оси транспортного средства .

Как можно видеть из рис. 4, величина поворачивающего момента M1 равна произведению поперечной реакции на передних колесах Ry1 на расстояние a от ЦМ до передних колес:

При криволинейном движении в ЦМ возникает центробежная сила Pц, которая уравновешивается поперечной реакцией Ry. Эта реакция равна сумме поперечных реакций на передних Ry1 и задних Ry2 колесах (рис. 4а):

Поворачивающий момент M1 уравновешивается стабилизирующим моментом M2, который равен произведению поперечной реакции на задних колесах Py2 на расстояние b от ЦМ до задних колес:

Когда поворачивающий и стабилизирующий моменты равны между собой (M1 = M2), движение является устойчивым. В случае, если M1 станет больше M2, произойдет занос транспортного средства.

Величины центробежной силы Pц и уравновешивающей ее поперечной центростремительной реакции Ry равны произведению массы транспортного средства Ma на квадрат его скорости Va2, деленному на радиус поворота Rпв:

Поперечная реакция Ry распределяется между передними и задними колесами обратно пропорционально расстояниям от ЦМ до передних a и задних b колес соответственно. С учетом уравнения (3.17) получим:

Ry1 = b Ry / L = b Ma Va2 / Rпв L (3.18)

Ry2 = a Ry / L = a Ma Va2 / Rпв L (3.19)

где L — база транспортного средства.

Угловая скорость поворота продольной оси транспортного средства при прямолинейном движении равна нулю. При круговом движении с постоянной линейной скоростью Va угловая скорость поворота продольной оси равна . Поэтому при входе в поворот должен произойти разгон до угловой скорости поворота , а при выходе из поворота — замедление угловой скорости до нуля, т.е. возникает угловое ускорение .

Читайте также: Как покрасить диск колеса не снимая шины

Можно сказать, что транспортное средство является своего рода маховиком, который сначала необходимо раскрутить относительно ЦМ, а затем остановить. Поэтому для входа и выхода из поворота к транспортному средству необходимо приложить дополнительно поворачивающий и тормозной моменты соответственно. Так же как величина силы инерции пропорциональна произведению массы на линейное ускорение, так и при вращении величина момента инерции вращения Mиz равна произведению момента инерции массы транспортного средства Iz на угловое ускорение транспортного средства :

Чтобы создать момент инерции вращения Mиz, между колесами транспортного средства и дорогой должны возникнуть дополнительные поперечные реакции в виде пары сил Ryм (рис. 4б, в). Чтобы определить величину Ryм, необходимо разделить момент инерции вращения Mиz на плечо приложения сил — базу транспортного средства L. С учетом уравнения (3.20) получим выражение для определения Ryм:

Центростремительные реакции Ry1 и Ry2 всегда направлены в одну сторону — к центру поворота. Одна из реакций Ryм направлена к центру поворота, а другая — от центра. Поэтому на одних колесах происходит сложение реакций Ry и Ryм, а на других — их вычитание. При входе в поворот (см. рис. 4б) реакции на передних колесах Ry1 и Ryм складываются, а на задних колесах Ry2 и Ryм вычитаются. При выходе из поворота (см. рис. 4в) имеет место обратная картина. Реакции на передних колесах Ry1 и Ryм вычитаются, а на задних колесах Ry2 и Ryм складываются.

С учетом изложенного, суммарные поперечные реакции на передних и задних колесах будут равны:

Рис. 4. — Силы, действующие на транспортное средство на повороте:

а — движение повороте с постоянной скоростью ; б — вход в поворот, т.е. увеличение угловой скорости поворота от 0 до ; в — выход из поворота, т.е. уменьшение угловой скорости поворота от до 0; Rк.и. — реакция между повернутыми колесами и дорогой под действием силы инерции; Pк.к. — составляющая Rк.и, увеличивающая сопротивление качению на повороте; Ry1 — как составляющая Rк.и поперечная реакция между передними управляемыми колесами и дорогой, создающая поворачивающий момент; Ry2 — поперечная реакция между задними колесами и дорогой, создающая стабилизирующий момент; Pц — центробежная сила; Rу м — поперечная реакция на колесах, создающая пару сил; — угол поворота управляемых колес; Va — скорость автомобиля; — угловая скорость поворота автомобиля; — угловое ускорение поворота автомобиля; L — база автомобиля; a — расстояние между ЦМ и передними колесами; b — расстояние между ЦМ и задними колесами; Rпв — радиус поворота автомобиля.

Суммарные поперечные реакции на колесах и не могут превышать силы сцепления. Условие движения без поперечного скольжения колес запишется в следующем виде:

где — коэффициент сцепления; G1 — вес транспортного средства, приходящийся на передние колеса, Н; G2 — вес транспортного средства, приходящийся на задние колеса, Н.

Из изложенного следует, что когда на входе в поворот суммарная поперечная реакция на передних колесах достигнет силы сцепления, реакция будет меньше силы сцепления и начнется поперечное скольжение передних колес — снос транспортного средства. При выходе из поворота будет иметь место обратная картина. Поперечное скольжение начнется на задних колесах — произойдет занос транспортного средства.

Поперечное скольжение колес грузового автомобиля и автобуса возможно на скользком покрытии, когда . При более высоких значениях ограничение Py и, соответственно, скорости автомобиля Va происходит вследствие его опрокидывания.

Причиной поперечного опрокидывания транспортного средства на повороте является центробежная сила. На рис. 5 представлена схема сил, от которых зависит поперечная устойчивость транспортного средства. Поперечная сила Py действует на плече ha, равном высоте ЦМ, и стремится опрокинуть транспортное средство. Удерживает транспортное средство от опрокидывания его сила тяжести Ga, которая в случае равномерного распределения нагрузки в кузове действует на плече, равном половине ширины колеи транспортного средства Ka / 2. На основании изложенного условие движения без опрокидывания описывается уравнением:

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  🎥 Видео

  Широкие шины лучше узких? | Автоспорт на пальцахСкачать

  

  Всё о резине мотоциклаСкачать

  

  Выбор шин, все, что нужно знать о резинеСкачать

  

  ТОП-7. Лучших китайских летних шин🚗Рейтинг 2024🏆Какие китайские шины самые лучшие?Скачать

  

  Варианты давления в шинах, которые нужно знать. Автоспорт на пальцахСкачать

  

  На какую ось ставить новые шины | Правила перестановки шинСкачать

  

  Никогда не допускай этих ошибок при выборе шин для своего автомобиля!Скачать

  

  Как выбрать шины? | Что надо знать при покупкеСкачать

  

  Этикетки на шинах: полный разбор европейской маркировкиСкачать

  

  ТИХИЕ ШИНЫ ЭТОГО НЕ ЗНАЮТ БОЛЬШИНСТВО АВТОМОБИЛИСТОВСкачать

  

  окружность Камма (моделирование сцепления шин)Скачать

  

  Что внутри китайской и европейской шины? Пилим - и сравниваем!Скачать