+7 (916) 806-99-32
Библия автомобилиста: купить широкие или узкие шины?
Обеспечат ли широкие шины лучшее сцепление?
Многие автовладельцы считают, что низкопрофильные шины отлично отрабатывают на сухой дороге, выдавая крепкое сцепление с дорожным покрытием. Во влажную погоду, вероятно, появится желание убедиться, что страховка еще не закончилась, особенно передвигаясь на автомобиле с передним приводом: опасность аквапланирования на широких шинах выше. Однако оказывается, что более широкие шины не дают лучшего сцепления по сравнению с узкими, если принимать во внимание только ширину колеса. В этом легко убедиться:
P=m/S (давление=масса/площадь)
Это простейшее уравнение хорошо иллюстрирует происходящее в зоне пятна контакта для большинства типов автомобилей.
Рассмотрим подробнее. Например, на ваш автомобиль установлены некие шины, которыми он был укомплектован при продаже. Допустим, масса автомобиля 1500 кг и рекомендуемое давление в шинах 30psi или 2,11 кг/кв.см. Грубо говоря, каждая шина принимает на себя четверть массы автомобиля, или, в нашем случае, 375 кг. Преобразуя формулу получаем S=m/P. Согласно этой формуле, площадь пятна контакта будет около 375/2,11 = 178 кв.см.
Пусть на наш автомобиль установлены стандартные шины 185/65 R14. Это обозначение говорит о том, что ширина шины 18,5 см. Зная ширину пятна контакта и производя нехитрые вычисления, получаем длину пятна контакта 178/18,5=9,8 см. Таким образом, размеры плоской области касания шиной поверхности дороги составляют 18,5 на 9,8 см. Теперь вы решили поменять шины на другие, и, воспользовавшись нашим шинным калькулятором, получили новую размерность 225/50 R15. Вы купили новые литые диски, поставили на них новые шины и выехали на трассу.
Теперь посмотрим на ситуацию заново. Масса вашего автомобиля не изменилась, рекомендуемое давление в шинах осталось прежним. Согласно уравнению P=m/S (давление=масса/площадь) площадь пятна контакта осталась прежней: 178 кв. см! Хотя новые шины шире, площадь соприкосновения с дорогой остается прежней. Несложно подсчитать новую длину пятна контакта: 178/22,5=7,8 см.
Вот теперь пора кричать “Эврика!”. В целом плоская область контакта с дорогой остается прежней или изменяется незначительно. Устанавливая широкие шины, меняется форма пятна контакта, а не его площадь. А значит, сцепление остается прежним, или изменяется незначительно при прочих равных условиях. А что же влияет на него в этом случае? Сцепление с дорогой обеспечивается коэффициентом трения, определяемым составом резины и типом дорожного покрытия и нагрузкой, приложенной к шине. Посмотрим математическим взглядом на проблему:
F=uN, где F - сила трения, N - вертикальная сила, приложенная на колесо (mg - масса машины, умноженная на ускорение свободного падения) и u - коэффициент трения, который остается постоянным и определяется составом компаунда и типом дороги. Здесь снова остановимся и рассмотрим этот момент подробнее. Коэффициент трения, в основном, определяется способностью резины сцепляться с микро неровностями дороги на микроскопическом уровне.
Здесь кроется объяснение, почему возникает опасность заноса на грунтовой, гладкой или покрытой тонким слоем грязи дороге. Это происходит только потому, что сила трения уменьшилась.
Так все-таки, дают ли широкие шины лучшее сцепление?
Если площадь пятна контакта не изменяется, коэффициент и сила трения остаются прежними, то нет принципиальной разницы в сцеплении между широкими и узкими шинами. Однако есть другие, не менее важные особенности. Узкая шина больше деформируется при движении, сохраняя пятно контакта неизменным. Боковина шины больше сжимается и разжимается с каждым оборотом колеса, деформация шины приводит к ее нагреву. С более длинным пятном контакта и большей деформацией боковины шина тратит пропорционально меньше времени на сброс тепла, чем широкая шина, пятно контакта которой узкое и меньше деформируется боковина. Это означает, что узкая шина должна быть сделана из более твердого резинового компаунда для больше сопротивляемости нагреву. Твердый компаунд хуже адаптируется под микронеровности дороги и имеет меньший коэффициент трения. Широкие низкопрофильные шины, как правило, сделаны из мягкого компаунда и в силу этого имеют лучшую способность сцепляться с дорогой. Вот и ответ - шире шины - лучше сцепление. Но снова все не так просто.
Поперечная нагрузка
При повороте на автомобиль воздействует центробежная сила, стремящаяся сорвать сцепление и унести автомобиль в занос. Здесь становится важным такой параметр, как угол скольжения. На графике показана зависимость поперечной нагрузки (в кг) и угла скольжения (в градусах). Угол скольжения лучше всего описать так: это разница между направлением колес, которое водитель задает при помощи руля и направлением, по которому автомобиль стремится поехать самостоятельно - оно всегда направлено по касательной к траектории поворота. При повороте возрастает поперечная нагрузка на шины и в некоторой точке она становится больше, чем механическое сцепление с дорогой. Этот момент находится в верхней точке кривой на графике. Иначе говоря, наступает момент, когда уже не важно, какая вертикальная нагрузка приложена на колесо - автомобиль все равно сорвется в занос.
Почему широкие шины лучше в этом случае?
Потому что более мягкий компаунд дает больший коэффициент трения и лучшее сцепление. Низкопрофильные шины меньше деформируются под воздействием поперечной нагрузки, как результат - стабильное пятно контакта, предсказуемое поведение автомобиля и четкость управления. Иными словами, автомобиль выдерживает большую поперечную нагрузку до достижения критического момента.
Другие публикации
В этой статье мы постараемся подробно рассказать о том, какие шины лучше всего подойдут на УАЗик, который в народе называют "Буханка"