Как работают фрикционные шины? ч.2
Свойства резины
Для улучшения сцепления с зимней дорогой состав резины, из которой производится фрикционная зимняя шина, должен обеспечивать её эластичность при отрицательных температурах.
Первые фрикционные шины были чересчур эластичны, и у потребителей создалось мнение о том, что для использования в летнее время года такие шины абсолютно непригодны.
Дальнейшее усовершенствование свойств резины уменьшило чрезмерную эластичность, что позволило нарезать шашки протектора меньшего размера.
Для повышения устойчивости и управляемости автомобиля на льду (или на ледяной поверхности) конструкторы зимних фрикционных шин стали изготавливать рабочий слой шины из специальной микропористой резины. Миниатюрные поры микропористой резины как бы прилипают ко льду (как миниатюрные присоски), обеспечивая более короткий тормозной путь и стабильное управление автомобилем на ледяной поверхности. Для большей эффективности динамического прилипания шашечки протектора были разделены на ламели, которые не выходят за пределы геометрии шашечки. Под весом автомобиля ламели раскрываются, и шина прилипает ко льду как присоска. При снятии нагрузки (за пределами пятна контакта шины с дорогой) ламели сходятся и эффект прилипания пропадает.
За счёт этого эффекта прилипания подобные зимние фрикционные шины и получили название «липучки».
Рис.3. Фрикционная шина «липучка». Для динамического прилипания шашечки протектора разделены на ламели, которые не выходят за пределы геометрии шашечки. Под весом автомобиля ламели раскрываются, и шина прилипает ко льду как присоска
Липучки работают очень интересно. По мере износа протектора шины на его поверхности открываются новые поры, что позволяет сохранить долгосрочную эффективность подобной фрикционной шины при длительной эксплуатации.
Ещё одна инновация от производителей фрикционных шин заключается в составе резины, в который вводятся волокна стекла. Эти самые волокна стекла, царапая поверхность льда, обеспечивают сцепление шины с дорогой.
Конфигурация ламелей
Как известно, универсальный рисунок протектора (по сравнению с рисунком шоссейной шины) обеспечивал вполне удовлетворительную управляемость на зимней дороге.
Изучив этот феномен, учёные обнаружили, что на сцепление с зимней дорогой влияют шашечки протектора. Причём была установлена прямая зависимость количества шашечек в пятне контакта и сцепления колеса с зимней дорогой. Дальнейшие исследования позволили обнаружить так называемый «кромочный эффект».
Кромочный эффект заключается в том, что сцеплению шины с зимней дорогой способствует не собственно шашечка протектора, а её кромка. При разгоне автомобиля работает задняя (по ходу движения) кромка шашечки протектора, а при торможении – передняя кромка шашечки.
Рис.4. Кромочный эффект при разгоне – работает задняя кромка шашечки протектора
Таким образом, на сцепление фрикционной шины с дорогой оказывает влияние количество кромок и их суммарная длина в пятне контакта шины с дорогой.
Рис.5. Кромочный эффект при торможении – работает передняя кромка шашечки протектора
Как можно увеличить сцепление фрикционной шины с дорогой?
Решение по увеличению сцепления показалось простым – надо разделить шашечки протектора на отдельные части, тогда количество кромок в пятне контакта фрикционной зимней шины возрастёт.
Однако технически выполнить задачу по разделению шашек протектора на отдельные ламели оказалось достаточно сложным делом и вот почему. При увеличении числа ламелей сокращалась их ширина, что делало ламели неустойчивыми. Особенно на чересчур мягких резинах. Естественно у водителей появилось мнение о том, что фрикционные шины можно использовать только при низких температурах, иначе ламели подламываются, и шина быстро приходит в негодность.
Постепенно в ходе экспериментов и из опыта практической эксплуатации появились современные конструкции фрикционных шин, лишённые недостатков первых моделей.
Изменённый состав резины позволяет современной фрикционной шине сохранять свои свойства в широком диапазоне температур, поддерживать долгосрочную эффективность шины при длительной эксплуатации, а также обеспечивает высокую ходимость фрикционных шин.
Конструкции ламелей также претерпели значительные изменения. Применение компьютерного 3D моделирования позволило значительно повысить устойчивость ламелей уже на этапе разработки конструкции. Отказ от чересчур мягкой резины практически исключил эффект подламывания ламелей при резком разгоне или резком торможении.
Конфигурация ламелей, используемая при создании фрикционных шин, призвана обеспечить самоочищение протектора. В конструкции фрикционной шины предусмотрено эффективное отведение воды из пятна контакта с поверхностью дороги. Фрикционные шины последнего поколения обеспечивают автомобилю высокую курсовую устойчивость и отличную управляемость.
Фрикционные шины последнего поколения практически лишены недостатков, которые были свойственны первым шинам такого типа. Они сохраняют все свои качества в широком диапазоне температур, обладают устойчивыми ламелями, и могут поддерживать долгосрочную эффективность шины при длительной эксплуатации.
© 2011 abcIBC.com. All rights reserved.Page << 1 2
Удачи на дорогах!
См.также
