ШИНЫ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Влияние конструкции шины и рисунка протектора На безопасность движения

Принципиальное различие шин типа Р и диагональ­ных шин приводит к изменению условий их работы.

Основное преимущество шин Р — больший их срок службы по износу рисунка протектора (примерно 30%), меньшее сопротивление качению (примерно 10%), мень­шая масса, лучшая стабильность качения по кривым, более высокое сцепление с мокрой и скользкой поверх­ностью. К недостаткам шин Р относят несколько боль­шую склонность автомобиля к внезапному заносу при резких поворотах, поэтому при замене диагональных шин радиальными водитель должен приобрести некоторый навык управления автомобилем.

Большое практическое значение, с точки зрения повы­шения безопасности движения, имеет применение беска­мерных шин (см. рис. 3).

По сравнению с камерными бескамерные шины, по­мимо уже указанного преимущества не терять внезапно давление воздуха при проколах, имеют меньшую мас­су, больший срок службы и меньшее сопротивление качению.

Большое значение для обеспечения хороших сцепных качеств шин, имеет тип и состояние рисунка протектора.

На шинах легковых автомобилей чаще всего применя­ют дорожный рисунок протектора. Площадь выступов рисунка протектора достигает 85% от всей поверхности беговой дорожки. Сам рисунок протектора чаще всего представляет собой сочетание окружных продольных ре­бер с щелевидными канавками и прорезями. Наличие этих канавок и прорезей способствует разрыву водяной пленки и обеспечивает отвод влаги из плоскости кон­такта.

Для обеспечения надежного сцепления колес автомо­биля с дорогами, покрытыми слоем снега, необходим иной рисунок протектора — зимний. Для зимнего рисун­ка протектора характерно наличие элементов протектора различной формы, разделенных более широкими канав­ками, иричем выступы рисунка протектора имеют раз­личную конфигурацию. Площади выступов шип с зимним рисунком протектора составляют 55—65% от общей площади беговой дорожки шины. Глубина рисунка про­тектора зимних шин больше, чем у шин с дорожным (лет­ним) рисунком протектора. Шины с зимним рисунком протектора лучше внедряются в образовавшийся слой укатанного снега, и автомобиль лучше противостоит за­носам на поворотах, тормозной путь на зимних шинах су­щественно меньше.

Большое влияние на величину сцепления и безопас­ность движения имеет состояние (износ) рисунка про­тектора при движении автомобиля по дороге, покрытой слоем воды во время дождя. На такой дороге наблюда­ется резкое снижение коэффициента сцепления, которое тем заметнее, чем выше скорость движения и чем больше толщина водяного слоя. Это происходит вследствие того, что вода не успевает отводиться из зоны контакта. При определенных значениях скорости и толщины слоя воды из-за действия гидродинамических сил на входе в кон­тактную зону образуется водяной клип, который припод­нимает шину над опорной поверхностью. Дальнейшее увеличение скорости приводит к распространению этого клина на всю плоскость контакта и шина «всплывает» на слое воды над поверхностью дороги. Такое явление на­зывают аквапланироваиием, а скорость, при которой оно возникает, критической. В этом случае колесо теряет кон­такт с дорогой и достаточно очень незначительного внеш­него воздействия (даже порыва ветра), чтобы автомо­биль изменил траекторию движения.

При скоростях движения, предшествующих аквапла- нированию, зона контакта состоит из трех участков (рис. 18,а). В передней части контакта участок А — во­дяной клин, т. е. неразрушенный водяной слой. Кон­такта с дорогой нет. Вода не успевает отводиться в ка­навки протектора и в стороны. Коэффициент сцепления близок к нулю. В средней части контакта имеется пере­ходный участок В с частично разрушенным водяным слоем. Здесь возникает жидкое и сухое трение, а коэффи­циент сцепления имеет промежуточное значение между 44

А — аквапланирование отсутствует; б — аквапланирование; 1 — шина; 2 —по­верхность дороги; 3 — слой воды

Коэффициентом, соответствующим жидкому и сухому трению.

В задней части контакта — участок С — имеет место сухое трение. Именно в этой области реализуются силы, передаваемые от колеса к дороге. С увеличением скоро­сти движения водяной клин все больше распространяется от передней части контакта к задней и захватывает всю плоскость контакта, сцепление колеса с дорогой исчезает (рис. 18, б).

Необходимое условие для обеспечения контакта шины с дорогой и увеличения скорости аквапла - нирования — удаление определенного объема воды из зо­ны контакта через канавки рисунка протектора. Объем воды, который нужно удалить из зоны контакта, линейно возрастает по мере увеличения скорости и толщины слоя воды на дороге.

Увеличение износа рисунка протектора уменьшает его способность к удалению необходимого объема воды из зоны контакта, так как уменьшается глубина дренаж­ных канавок. Увеличение же скорости движения сокра­щает время контактирования шины с опорной поверх­ностью и тем самым время для отвода воды, вследствие чего снижается критическая скорость аквапланирования. Чем больше износ протектора, тем сильнее падение сцеп­ных качеств шины на мокрой дороге. Поэтому с целью обеспечения безопасности движения на мокрых дорогах принято ограничивать эксплуатацию изношенных шин.

«Правилами дорожного движения» запрещается экс­плуатация легкового автомобиля, если остаточная глу­бина рисунка протектора по центру беговой дорожки шины менее 1?6 мм,