От чего зависит тормозной путь автомобиля шины
Советы и техника Безопасность и шины
Девять ответов на тему «тормозной путь»
Изношенные шины на скользких дорогах – опасная комбинация. Автомобиль склонен легче уходить в занос или снос на поворотах, тормозной путь становится длиннее. Но многое также зависит от технологии изготовления шины, и не всегда характеристики сцепления с дорогой зависят от остаточной глубины протектора. Под черной резиной прячется множество ноу-хау: различные слои стального и/или текстильного корда, несколько слоев разной по составу и жесткости резины и прочие инженерные изощрения, направленные на придание шине прочности, отличных сцепных качеств с дорогой при качении и торможении.
Трудно подсчитать, сколько водителей управляют автомобилями, шины на которых уже отживают свой срок. Предписанная правилами остаточная глубина протектора в 1,6 мм (для легковых авто) слишком мала для обеспечения реальной безопасности. Мы считаем, что нужно менять летние шины на новые самое позднее при оставшихся 3 мм, а зимние – при 4.
Как влияют на тормозной путь шины различных моделей, установленных на одном авто?
Создатели ПДД разрешили использование шины с различных типов и с различным рисунком протектора только при условии установки их на разных осях. Для тормозного пути и ездовых характеристик езды это плохое правило. Причина очевидна: шины разных типов и моделей тормозят по-разному. При экстренном торможении это может вводить в заблуждение современную электронику автомобилей. Датчики ABS и ESP будут получать несопоставимую информацию с колес передней и задней оси. В результате вспомогательные системы не смогут вмешаться в управление автомобилем и помочь водителю справиться с экстремальной ситуацией.
Разные типы шин: разрешено, но не рекомендовано
Чем так опасна малая остаточная глубина протектора?
Канавки в шинах – это не что иное, как водные каналы. Их функция состоит в отведении воды из-под шины при движении по мокрой дороге. Если канавки слишком мелкие, то они не смогут отвести воду из-под шины. В результате в пятне контакта колеса с асфальтом остается скользкая прослойка. Она тем опаснее, чем выше скорость. Автомобиль начинает «плыть», теряя контакт с дорогой: ни управлением, ни тормозами с ним не справится. Последствия этого самые неприятные: автомобиль легче и быстрее заносит на поворотах, для остановки требуется значительно большая дистанция.
Чем меньше глубина профиля, тем длиннее тормозной путь в слякоть
Как измерить высоту протектора?
Предписанная правилами минимальная глубина протектора в 1,6 мм должна сохраняться по всему периметру шины. Измерять глубину нужно по всей поверхности качения в главных канавках профиля. Они располагаются на расстоянии примерно в 3 см от боковой поверхности, больше всего изнашиваются при езде. В них располагаются индикаторы износа в виде маленькой перемычки. Плечевая зона шин изнашивается сильнее, не ее глубина канавок не является принципиальной измерений.
Замер производить в главных продольных канавках
Широкие или узкие – какие шины тормозят лучше?
На сухой дороге более эффективны широкие шины с минимальной площадью канавок. Таким образом, достигается наибольшая площадь соприкосновения шин с асфальтом. Протектор должен быть очень жестким. Все эти черты присутствуют у «сликов» — гоночных шин для болидов «Формулы-1». Но для езды в мокрую погод они безнадежны, так как не способны отводить воду из-под шины. Ширина шины также играет злую шутку: из-за нее покрышки гораздо легче «всплывают» в лужах, теряя контакт с асфальтом.
Шины «Формулы-1»: для уличной езды нужен более рассеченный протектор
Почему AUTO BILD так строго относится к тормозному пути?
Потому что тормозной путь определяет тяжесть последствий аварии. В наших тестах шин мы тормозим до полной остановки со скорости 100 км/ч. Хорошие шины способны остановить автомобиль через 50 м, а результат плохих на 8 м хуже. На первый взгляд, это не так уж и много, но наши измерения говорят о том, что на плохих шинах за 50 м тормозного пути скорость падает всего до 37 км/ч. Энергия столкновения на такой скорости соответствует силе падения с шестиметровой высоты. Легко представить, что произойдет, если на пути машины с плохими шинами окажется перебегающий через дорогу пешеход.
Слишком длинный тормозной путь – поездка закончится остановкой в бампере впереди едущего автомобиля
Влияет ли возраст шин на эффективность торможения?
Да, ведь при эксплуатации изнашивается не только протектор – озон и солнечный свет разрушают состав резины шин. Эффект окружающей среды проявляется сильнее при долгом простое автомобиля, чем при активной езде. Любителям ездить со скоростью более 100 км/ч не советуем испытывать на прочность покрышки, которым уже больше шести лет. Воздействие природных факторов вызывает высыхание шин, отвердевание резинового состава и появление микропор и трещин. В результате ухудшаются боковой увод и тормозной путь таких шин. Дату изготовления шины можно определить по DOT-номеру, выбитому на борту шины (см. фото слева). Первые две цифры показывают неделю выпуска, две следующие – год выпуска. В нашем примере шины выпущены на 50-ой недели 2004 года. Вообще лучше опасаться шин старше 10 лет.
По номеру DOT можно узнать дату изготовления шин
Совет эксперта: зимние шины с ламелями лучше
Для сокращения тормозного пути разработаны две важные технологии: специальные добавки и ламели (прорези) протектора. Новые силиконовые добавки сохраняют эластичность шин при низких температурах и сохраняют сцепные свойства. Наилучшие сцепные свойства достигаются при присутствии в конструкции протектора ламелей. Мы разработали «трехмерные ламели» для наших зимних шин UltraGrip Performance II. Внутри ламели рассечены не вертикально, а зигзагообразно. Таким образом, ламель не только выполняет свои функции на морозе, но и сохраняет жесткость протектора при высоких температурах. Дизайн протектора также очень важен, а также остаточная глубина профиля, которая должна составлять минимум 4 мм.
Др. Бодо Аренс, ведущий разработчик зимних шин Goodyear, Люксембург
Каковы результаты тестов на торможение дешевых покрышек?
В ходе тестов, проведенных журналом AUTO BILD, с шинами без обозначения торговых марок, в отношении многих изделий с Дальнего Востока были выявлены значительные недостатки сцепления при торможении в мокрую погоду. Потому мы советуем покупать фирменные шины: в случае опасности они способны предотвратить столкновение. При покупке дешевых шин лучше найти и ознакомиться с результатами сравнительных испытаний, а уже потом задумываться о приобретении.
Какие шины лучше тормозят: летние или зимние?
Несомненно, на снегу зимние шины значительно лучше. Рисунок их протектора грубее, присутствуют ламели. Они лучше сцепляются со снежным покровом, обеспечивают хорошие показатели тяги и торможения. На асфальте при невысоких положительных температурах специальные зимние шины также надежнее. Но в снежной каше или в талой воде они как правило хуже летних: протектор неважно отводит воду. На сухом асфальте при теплой погоде от зимних шин лучше отказаться: мягкий протектор становится еще мягче. Авто в таких условиях легче поддается скольжению и плохо контролируется рулем. При теплой погоде летние шины с твердым протектором гораздо – единственно правильное решение.
Прорези-Ламели служат для сцепления со снегом
Насколько пригодны всесезонные шины на снегу и льду?
Современные всесезонные шины изменились к лучшему: их вполне можно считать настоящим универсальным шинным решением. В нашем сравнительном тесте шин для малолитражек они на снегу не отставали от лучших зимних «специалистов». Мы готовы их посоветовать водителям, которые проезжают в год небольшие расстояния.
Хорошие всесезонные шины на снегу достигают уровня зимних шин
Короткий тормозной путь гарантирует безопасность. Для достижения лучших показателей торможения нужно в первую очередь думать о сезонной смене шин. Но какие шины выбрать? По большому счету они все резиновые. Но среди них есть откровенные «двоечники»: почти все они принадлежат к малоизвестным восточным маркам. На такие покрышки нельзя положиться, это зачастую рискованное решение. Дешевые шины с Дальнего Востока попадают в эту группу риска. Сюда также можно отнести и старые, изношенные шины.
Дирк Мёллер-Зонтаг, эксперт по шинам AUTO BILD
Влияние состояния ваших шин на тормозной путь
Влияние состояния ваших шин на качество вождения неоспоримо. После того, как вы узнаете обо всех деталях, вы, безусловно, начнёте относиться к выбору шин более серьёзно!
1. Тормозной путь зависит от смеси резины.
Благодаря самым современным разработкам в области состава резины, тормозной путь любого автомобиля постепенно сокращается. Типичный автомобиль среднего класса два десятилетия назад тормозил со ста километров в час на расстоянии около 40 метров. И никто тогда не считал это плохим результатом. Между тем, сегодня некоторым семейным автомобилям для торможения требуется всего 32-33 метра. Это огромная разница, и достичь такого прогресса невозможно только благодаря совершенствованию тормозных систем.
2. Тормозной путь и на мокрой, и на сухой поверхности зависит от протектора.
На то есть 2 причины. Однако, чтобы описать их, придётся сначала определить взаимосвязь между поверхностью и формой шины и дорогой. Поверхностное соединение представляет собой контакт поверхности шины с поверхностью дороги. Тормозная сила автомобиля в этом случае является результатом давления на колесо и возникновения коэффициента трения между резиной и асфальтом. Взаимосвязь формы шины с дорогой объясняется сцепляемостью поверхности протектора шины. Это явление напоминает кошку, которая вцепляется когтями в то, что вы хотите у неё забрать. Протектор шины влияет на оба вышеописанных явления, поскольку от его структуры зависит не только эффективная площадь контакта между резиной и дорогой, но и количество «коготков», которые будут «цепляться» за микроструктуру асфальта.
Поверхностное соединение шины с проезжей частью в наибольшей степени отвечает за управляемость вашего автомобиля, а когда происходит даже минимальное скольжение, этот параметр может спасти ситуацию, как рука альпиниста, которая найдёт за что ухватиться на скалистом склоне.
3. Тормозной путь во время аквапланирования зависит от глубины протектора и его способности отводить воду.
И снова речь зашла о протекторе. Чтобы лучше понять, как шина отводит воду из области контакта колеса с дорогой, попытаемся рассмотреть эту тему несколько нетрадиционно.
Представьте, что борозды протектора – это маленькие ложечки. У вас есть глубокий бассейн, из которого необходимо убрать всю воду. Поскольку в протекторе шины много различных углублений, у вас есть много ложечек и людей, чтобы справиться с этой работой. Вы бережёте своё время – необходимо как можно скорее опорожнить бассейн. А теперь задумайтесь: какой ложкой – чайной или столовой – можно быстрее выполнить данную работу?
Аналогичная дилемма стоит перед нами и в случае шины, которая должна постоянно «выливать» воду из зоны контакта протектора и проезжей части, да к тому же делать это так, чтобы резина по-прежнему могла «цепляться» за асфальт и передавать движущую, боковую или тормозную силу автомобилю. Если протектор у шины глубокий (а это возможно, когда она новая), можно говорить об опорожнении бассейна столовыми ложками. Когда протектор уменьшается, столовые ложки превращаются в чайные. Именно поэтому глубина и узор протектора шины так важны. И то, и другое в определённой ситуации может спасти вашу жизнь или здоровье.
Новые шины это не всегда дорого, мы предлагаем недорогие шины из Китая которые не уступают по качеству именитым брендам. Foman и Goform производят по технологиям корейских шин Хэнкук.
Тормозим на широких шинах — результат вас удивит
Не спешите с выводами. Выведенная Кулоном зависимость касается лишь силы трения покоя, которая действует между двумя контактирующими телами и препятствует возникновению относительного движения, то есть справедлива она только при условии, что колёса автомобиля неподвижны (отсутствует качение).
Что такое сила трения покоя?
Представьте автомобиль, неподвижно стоящий на ровном асфальте. Водитель изо всех сил давит на педаль тормоза. Автомобиль прицеплен к тягачу через динамометр, измеряющий силу тяги. Тягач начинает движение, а динамометр фиксирует значение силы, которая будет максимальной в тот момент, когда автомобиль с заторможенными колесами тронется с места. Если выполнить такие замеры, поочередно устанавливая комплекты шин с протекторами разной ширины, но из одинаковой резиновой смеси, то значения максимальной силы будут схожими. В этом случае идеально работает закон Кулона — расхождения полученных значений будут минимальными, в пределах погрешности измерений.
Но как только автомобиль начинает двигаться, зависимость, установленная Кулоном, теряет актуальность, поскольку вместо силы трения покоя, удерживающей заторможенную машину от движения, вступят в действие другие силы трения. А значит, и на автомобиль, который снижает скорость (тормозит), будут действовать другие силы.
Тормозим по другим законам
Торможение (читай: преобразование энергии) происходит за счет трения тормозных колодок о поверхность тормозного диска (барабана), внутреннего трения резины протектора (в основном при его деформации в пятне контакта), а также трения протектора об асфальт даже при незначительном проскальзывании.
Максимальная эффективность торможения достигается, когда проскальзывание колес составляет около 15% (так называемое рабочее скольжение). На летних шинах такой эффект возникает благодаря сочетанию внутреннего трения резины при деформации протектора, сдвига мелких фракций на поверхности дороги, а также поглощения энергии подвеской — и используется при работе АБС, которая допускает незначительное проскальзывание шины относительно дороги. Таким образом, торможение происходит в переходной стадии трения скольжения. Нужно выйти далеко за пределы элементарной физики, чтобы описать такое сложное взаимодействие различных видов трения. Да еще и присутствующее в этом процессе качение вносит свою лепту, непрерывно выводя из пятна контакта «отработавший» нагретый участок протектора и доставляя в него свежий — более холодный.
Трение неминуемо приводит к нагреву поверхности протектора, а изменение температуры существенно влияет на сцепные свойства резины. Перегрев протектора приводит к снижению его прочности и последующим микроразрушениям (плавлениям) поверхности, дополнительно ослабляя «держак». Характерный пример — торможение на автомобилях без АБС с полной блокировкой колес, с дымком и характерным запахом, оставляющее на асфальте черные следы горелой резины.
Шире шины — выше трение
Что мы имеем на практике? Чем шире протектор шины, тем больше площадь ее пятна контакта с дорогой, а значит, и поверхность трения больше. Следовательно, большее количество кинетической энергии будет преобразовываться в тепловую. К тому же интенсивнее станет рассеивание тепловой энергии и снизится опасность перегрева. Всё это в совокупности обеспечивает более эффективное торможение.
Переохлаждение шины тоже негативно сказывается на ее сцепных свойствах. Это особенно хорошо видно по ухудшению результатов «холодного» торможения на мокром асфальте при +6 °C (ЗР, № 3 и № 4, 2018). Резина не имеет возможности прогреться до рабочей температуры, а потому остается недостаточно эластичной и хуже цепляется за микронеровности асфальта. В этой ситуации способность широких шин лучше охлаждаться, наоборот, неблагоприятно отражается на рабочих характеристиках — в холодную погоду их сцепные свойства ухудшаются заметнее, чем у узких.
Еще раз о коэффициенте трения
Примечательно, что сцепные свойства любых шин изменяются в ходе торможения. В начальный период они слегка улучшаются по мере прогрева резины до наиболее эффективной (рабочей) температуры, а затем — в случае, если резиновая смесь не успевает отдавать тепло и перегревается, — могут ухудшиться.
Как вычислить коэффициент трения? По формуле k = v²/2gs (где v — скорость начала торможения, g — ускорение свободного падения, s — тормозной путь). Значение тормозного пути для каждой шины получаем экспериментальным путем — замеряем при торможении на асфальте. Разные шины обеспечивают разный тормозной путь — следовательно, по своим сцепным свойствам они отличаются друг от друга. Причем чем шире протектор, тем сцепные свойства лучше (конечно, если резиновая смесь не переохлаждена). Результаты наших шинных испытаний доказывают это. И, как вы уже поняли, не противоречат законам физики.
- Ответы на все шинные вопросы содержатся на нашем специальном портале. Здесь можно просмотреть тесты, изучить предложения продавцов и оставить заявку на покупку.
- Купленные шины правильнее всего хранить в специальных чехлах.