мінливості аквапланування

1. Обережно: волога дорога
2. Вдалого аквапланування!
3. Вікова боротьба зі спливанням
4. Найбільші досягнення "шіностроенія"

Стаття з журналу "Авто Бізнес Маркет" - 01.07.2005р.
Автор: Олександр Шумилов

Їзда на машині - постійне вступ в протиріччя з фізикою, перш за все, при прискоренні і гальмуванні. При цьому виявляються головні функції шин: контакт з дорогою, амортизація, гасіння вібрації, прискорення і гальмування. На мокрій дорозі необхідність зчеплення з поверхнею постає особливо гостро. Що таке аквапланування і від чого залежить стійкість вашого автомобіля? Відповіді на ці питання ви знайдете нижче.

Для того щоб задіяти необхідні поперечні і поздовжні сили, що виникають при контакті з дорогою, будь-яка шина потребує надійного зчепленні. При повороті в умовах недостатнього тертя і високих відцентрових сил автомобіль легко може вилетіти на узбіччя. Виникаючі між шиною і дорогою сили тертя виступають основним елементом безпеки при їзді. Тому чим вище індекс тертя m (my), що позначається також як величина силового замикання, тим надійніше проходить поїздка. Ризик аварії на мокрій дорозі зростає як мінімум на 30%.

Зрозуміло, розробники ходової частини шасі і шин прагнуть збільшити рівень їх ефективності і тим самим забезпечити стабільність при їзді також і в несприятливих умовах. У відповідальний момент вирішальним виявляється якість самої шинної конструкції і гуми, з якої вона виготовлена. Фізичні кордону величини тертя постійно змінюються і залежать від температури, якості гуми, швидкості і дорожніх умов.

Обережно: волога дорога

Необхідно пам'ятати, що життєво важлива величина тертя швидко і неухильно падає на вологій трасі. І це відбувається тим швидше, чим більше водяна плівка на поверхні дороги. Особливо катастрофічно відбувається зменшення величини тертя і догляд "в штопор" машин, що мають шини з низькою глибиною профілю. Це часто трапляється з від'їздом свій термін або вживаними шинами. Величина m, мізерно мала на початку гальмування, стрімко зростає зі збільшенням швидкості - як раз в цей момент роль шин особливо важлива. При цьому швидкість падає швидко і чітко тільки незадовго до зупинки автомобіля.

Наскільки різняться гальмівні характеристики на сухій і мокрій дорозі, наочно продемонстрували фахівці відомого концерну Dunlop. В результаті прямого порівняння гальмівний шлях Audi А4 при швидкості 50 км / год на сухій дорозі склав 11.7 м, на мокрому ж асфальті - 14.2 (різниця склала 2.5 м). При швидкості 60 км / год різниця в гальмівному шляху на сухій і мокрій дорозі склала вже 3.1 м. А при кінцевій швидкості 100 км / год різниця гальмівного шляху підскочила до позначки 8.7 м.

Вдалого аквапланування!

Мокрі дороги подвійно небезпечні в умовах аквапланування. Його суть полягає в освіті водяного клина між колесами і поверхнею дороги: вода не встигає йти з-під протектора, під ним утворюється плівка, по якій автомобіль і починає ковзати, як по льоду. Шина як би спливає на поверхню цієї плівки. Як випливає з численних досліджень, вже після 70 км / ч на початку спливання (воно залежить від якості шини, глибини протектора, висоти води, навантаження) шина відчуває зниження величини тертя, що досягає критичної позначки. Зчеплення з дорогою в цей момент практично відсутній. Спливаючи, шина вже не в змозі нормально переносити поперечні і поздовжні сили. Так як критична швидкість спливання залежить від багатьох факторів, її практично неможливо підрахувати, і вона тим небезпечніша, ніж вище швидкість автомобіля.

Ліміт зчеплення Гальмівний шлях при 100 км / год Суха дорога 100% 40-50 м Мокра дорога 70% 50-80 м Сніг 20% майже 200 м

Як видно з таблиці, ніж більш слизька дорога, тим більше гальмівний шлях і менше зчеплення.

Якщо ліміт зчеплення задіяний лише в одному напрямку, то для перенесення сил на інше вже не залишається необхідного потенціалу. Це важливо пам'ятати в умовах слизької дороги, коли ліміт зчеплення і так обмежений. Наприклад, повністю буксує і при цьому заблоковане колесо має 100% пробуксовку (машина рухається, а колесо залишається статичним), і повністю задіюється ліміт зчеплення в поздовжньому напрямку. Оскільки перенесення бічної сили більше неможливий, автомобіль стає все більш некерованим і може піти в сторону. При використанні антиблокувальної системи (АБС) пробуксовка складе від 5 до 25% і, незважаючи на повне гальмування, відбудеться перенесення бічних сил, необхідних для повороту колеса. За 100% пробуксовки приймається заблоковане стоїть колесо або повністю прокручується.

Вікова боротьба зі спливанням

До найважливіших вимог, що пред'являються до сучасної шині, відноситься наявність хороших антіаквапланіровочних властивостей. Перед допуском нової шини до експлуатації автовиробниками обов'язково проводяться відповідні їздові тести на поздовжню і поперечну аквапланіровку (при їзді по прямій і на поворотах). Хороші результати таких тестів стають передумовою для допуску шини до первинного оснащення нових автомобілів.

Інженери-конструктори з давніх пір намагалися якщо не усунути, то хоча б пом'якшити проблему аквапланування. Фахівці концерну Dunlop, наприклад, займаються цим питанням з 1960 р, і тільки з початком експлуатації широких шин ефект спливання в дощову погоду значно пішов на спад.

При їзді на непридатній для гумі настає небезпечний стан, порівнянне з "танцем яєць на сковорідці", коли на високій швидкості перед колесом утворюється водяний клин, який просочується під його поверхнею і змушує його спливати. На високій швидкості це відбувається тим швидше, чим вище рівень води. На дуже високій швидкості спливання відбувається і при низькому рівні шару води. Також наступ аквапланування залежить від наступних факторів: навантаження на колесо, висота рівня води, конструкція шини (контур, внутрішню будову), розподіл навантаження на протектор, тиск повітря, ширина шини, глибина профілю і його будова.

Після появи перспективних широких шин для легкових автомобілів їх розробники зробили додаткових заходів для того, щоб ще більше знизити ризик аквапланування. Важливим елементом при вирішенні цього завдання виступає профіль протектора з порівняно високим у дощових шин відсотком негативного профілю (дренажні канавки і канали). Саме з його допомогою з поверхні протектора вбирає і швидко виводиться досить велика кількість води. Дуже ефективні також стрелообразние, спрямовані профілі з йдуть до боковини каналами, які, прискорюючи відтік води, створюють гідродинамічний ефект. Але цей профіль не може бути занадто великим, так як блоки протекторного профілю стають при цьому більш рухливими, що негативно позначається на таких характеристиках, як точність рулювання, бічне відведення і знос шини. І в цьому випадку при конструюванні шин важливо витримати необхідні пропорції між скороченням ризику аквапланування і погіршенням інших функцій колеса.

Найбільші досягнення "шіностроенія"

Головною проблемою літніх дощових шин, що володіють бічними дренажними каналами, залишається тим не менше недостатньо ефективне відведення води з центральної частини протектора. Що ж може бути в цьому випадку логічніше широкого і глибокого жолобка, оперізувального середину протектора? Ідея ця не нова, і перші патенти на неї були видані ще в 70-і роки. Але її практичне втілення відбулося тільки в середині 90-х.

Першим оголосив про створення подібної конструкції - широкої і високошвидкісної шини AquaContact - німецький концерн Conti. У 1991 р Goodyear представив в Америці нову шину Aquatred, що з'явилася двома роками пізніше в Європі зі швидкісним індексом Т (190 км / ч), але з невеликим діапазоном розмірів. У тому ж році Michelin презентував свій прототип Catamaran в надшвидкісний версії (235/45 ZR17), а італійський Pirelli вже в 1997 р представив свою версію - Pirelli P 5000 Drago (зі швидкісними індексами H і V 210-240 км / ч від 45 до 65 серії). Всім цим конструкторським рішенням була властива широка кільцеподібна канавка посеред протектора і направлений малюнок. Бічні дренажні канали були дещо коротший: щоб центральний забезпечував найбільш інтенсивний відтік води в поздовжньому напрямку. Pirelli Drago досі знаходить попит у автолюбителів, а Catamaran від Michelin так і не був запущений в серійне виробництво. Як і раніше доводить свій високий клас при їзді по мокрих дорогах і "піонер" дощових шин Uniroyal (нові антіаквапланіровочние шини Uniroyal RainSport 1, Uniroyal Rallye 580/680).

І все ж головною проблемою подібних шинних конструкцій залишається їх залежність від цілком певних погодних умов. Такі колеса погано підходять для їзди по сухій дорозі.

Ця проблема вирішена у спортивних шин за рахунок жорсткого центрального профільного ребра, яке свідомо опущено конструкторами антіаквапланіровочних шин. Експериментально і на практиці доведено, що конструкторський пріоритет одного з шинних властивостей практично зводить нанівець інші важливі функції шини.

Проте досвід найбільших шиновиробник свідчить про можливість досягнення розумного компромісу в різних областях застосування і категоріях шин. Так сучасні високошвидкісні і широкопрофільні шини Dunlop SP Sport 9000 , Goodyear Eagle F1 , Pirelli PZero або Michelin Pilot Sport , Незважаючи на екстремальні габарити, мають напрочуд дієвою аквапланіровочной захистом.

І все ж абсолютним захистом від аквапланування не володіє ні одна, навіть найдосконаліша шина. Водієві слід завжди пам'ятати про це. На аквапланування впливає також регулювання тиску в шинах. Недостатній тиск змінює контур покришки і скорочує розподіл тиску на середину протектора, шина при цьому спливає завчасно. Сюди ж слід віднести і глибину профілю: з недостатнім залишком профілю (тим більше при "лисою" гумі) небезпека аквапланування зростає багаторазово. Законодавчо передбачена в країнах Євросоюзу глибина профілю в 1,6 мм, на думку фахівців, все ж недостатня для широких низькопрофільних шин і повинна перебувати на кордоні близько 3 мм. Не останню роль відіграє і обрана водієм швидкість: в дощ і при стоячій воді на дорозі, природно, потрібна особлива обережність. Хлюпають шуми знизу і підвищена легкість при керуванні машиною - ці сигнали незмінно свідчать про небезпеку аквапланір