Контакт шины с дорогой и безопасность движения автомобиля - процессы, на 1-ый взор незамудреные, но это совокупа многих причин и физических сил, осознав которые, можно научиться ездить безопасней.
Толщина обыкновенной круговой низкопрофильной шины легкового автомобиля в самом узком ее месте составляет приблизительно 5 мм, а на самых современных шинах - к тому же того меньше. Даже у грузовых шин она изредка превосходит величину в 10 мм. И вот на этот узкий слой давит многокилограммовой тяжестью и сам автомобиль, и все, что в нем находится. И при резком разгоне, и при резком торможении все усилия от мотора и коробки через диск колеса передаются к протектору, «держащемуся» за дорогу, конкретно через эту узкую боковину. В обычных критериях она свое назначение честно делает: заложенная при изготовлении крепкость и давление воздуха, закачанного в нее (для легковых автомобилей это 2.1 -2,3 bar), обеспечивают ей требуемую надежность. Но если давление воздуха не поддерживается на требуемом уровне, если часты удары шины о бордюрный камень тротуара, то обнажение железных нитей корда, возникновение вздутий либо даже разрыв шины во время движения автомобиля - далековато не полный перечень проблем, которые могут приключиться с шиной из-за неверной ее эксплуатации.
Обычное устойчивое движение автомобиля по дороге может вдруг в один момент поменяться, так как шины из-за стечения ряда неблагоприятных причин вышли из-под контроля водителя. Вот более соответствующие случаи. Автомобиль с большой скоростью движется по дороге, покрытой слоем воды (к примеру, при сильном дождике). В некий момент шины могут утратить контакт с дорогой и «всплыть». Такое явление именуется аквапланированием. Происходит это в критериях, когда шина уже не успевает выдавливать из-под себя в стороны слой воды. Чем толще этот водяной слой, чем меньше расчлененность рисунка протектора, его остаточная высота, чем ниже давление воздуха в шинах, - тем меньше скорость движения, при которой наступит аквапланирование.
Тесты проявили, что шина на влажной дороге гонит впереди себя вал воды, и давление в нем доходит до 2 bar. Высота его может быть от 1 до 3 см. При ширине протектора легковой шины приблизительно 15 см усилие, с которым водяной клин вдавливается меж шиной и дорогой, может достигнуть 30-40 кг. На изношенных шинах при толщине водяной пленки на дороге всего в 1 мм аквапланирование может наступить при скорости около 100 км/ч. Критическое торможение автомобиля к моментальному прекращению этого явления не приводит. Ну и не до торможения уже, так как автомобиль «крутит» по дороге как попало. У заднеприводного автомобиля аквапланирование, обычно, сначала происходит с фронтальными колесами. Опытнейший шофер момент, предыдущий этому, может ощутить. Руль становится «мягким», упругости (реакции дороги) не чувствуется. Скорость можно и не наращивать, но довольно на дороге повстречать лужу чуток глубже - и… читай все вышеупомянутое с начала. У переднеприводного автомобиля (примем для простоты, что шины на нем стоят те же, что и на заднеприводном) аквапланирование, обычно, начинается с задних колес. Так как фронтальные колеса являются ведущими и «вытягивают» автомобиль, шофер ничего подозрительного может сходу и не увидеть - и даже без особенных последствий продолжать наращивать скорость. Но довольно при всем этом малозначительного притормаживания автомобиля, - можно даже просто «сбросить газ», - как машину развернет на дороге.
Для предотвращения аквапланирования, - хотя неважно какая шина в предельных критериях заходит в этот режим, - разработчики изготавливают шины с огромным расчленением рисунка протектора, с направленностью вращения, с конфигурацией его поперечной профильности. Все это дает полезный эффект. Но на обыденных дорогах эксплуатационные свойства этих шин (темп износа, тормозной путь, расход горючего) часто бывают ужаснее. Следует также предостеречь тех, кто по ошибке либо из-за халатности установит шину с направленным рисунком против рекомендуемого направления движения. По канавкам протектора, - которые при контакте с дорогой становятся водоотводными, дренажными, - вода будет принудительно «закачиваться» в центр пятна контакта, а не отводиться оттуда. На сухой дороге при пониженном давлении воздуха в шине и большей скорости движения может быть вхождение шины в режим критичной скорости качения. Время от времени довольно нескольких минут движения в этом режиме, чтоб совсем обычная шина разорвалась на части.
Процессы, проходящие в шине, очень сложны. Очень, очень упрощенно их можно попробовать разъяснить последующим образом. Когда шина заходит в контакт с дорогой, она деформируется. Это происходит до середины пятна контакта, и на этот процесс расходуется часть мощности мотора. После прохождения шиной центра пятна контакта, она раздеформируется на дорогу, отталкивается от нее. Большая часть затраченной энергии ворачивается. Остальная тратится на внутреннее трение в шине. Чем ниже давление воздуха в шине, тем больше утраты, - накат автомобиля меньше, расход горючего больше. При скоростях, на которые шина не рассчитана, она не успевает раздеформироваться на дорогу. Произойдет это в свободное место. А так как шина - элемент гибкий, появляются колебания, усиливаемые каждым последующим элементом протектора, выходящим из пятна контакта. Вся оболочка шины заходит в резонанс, на ней возникают стоячие волны. Стремительно увеличивается температура шины, до 100 и поболее градусов, слабеет крепкость резины, ее связь с кордом. В конце концов шина разрушается.
Скоростные характеристики шины заложены в ее конструкции. К каждой модели автомобиля шины подбираются, вместе с другими чертами, и по высокоскоростному режиму. Но если давление воздуха в шине ниже нормы, критичная скорость наступает при скорости наименьшей, чем та, которая указана на шине. С целью обеспечения большей безопасности движения согласно ГОСТ 4754 рекомендуется, к примеру, для легковых автомобилей при дальнейшем продолжительном движении на завышенных скоростях давление воздуха в шинах по сопоставлению с нормативом повысить на 0,03 МПа (0,3 bar). Огромное воздействие на безопасность движения автомобиля, на его маневренность оказывают процессы, связанные с появлением бокового увода, т. е. отличия автомобиля от данного фронтальными колесами направления движения. Чаше всего боковой увод является следствием завышенной эластичности шин при сниженном давлении и деяния на автомобиль боковой силы, - к примеру, сильного бокового ветра в местах разрыва зеленоватых насаждений (лесополос) повдоль дорог, на перекрестках, путепроводах и т. д.
Шина деформируется в поперечном сечении относительно начального положения пятна контакта. И хотя прямолинейное положение фронтальных колес не изменяется, автомобиль сносит в сторону. Для водителя это возможно окажется неожиданностью. Возможность бокового увода автомобиля растет при завышенной эластичности шин фронтальных колес по сопоставлению с задними. Потому не рекомендуется устанавливать на переднюю ось автомобиля круговые шины, а на заднюю - диагональные. По этой же причине недокачанность фронтальных шин опаснее, чем задних. При огромных скоростях движения даже на сухих дорогах в задней части пятна контакта шины начинается проскальзывание частей протектора относительно дороги. Темп износа протектора растет, а устойчивость автомобиля усугубляется. При большой скорости на сухой дороге задняя часть пятна контакта держит дорогу плохо. Автомобиль попадает в полосу начавшегося дождика, и под шину начинает просачиваться водяной клин. Держит сейчас дорогу только центральная часть пятна контакта. Начало дождика, обычно, сопровождается сильными порывами ветра, - и, если шины недокачаны, снос автомобиля уже возможен. При насыщенном движении это может иметь грустные последствия. При всем этом необходимо знать, что если на влажной дороге по сопоставлению с сухой коэффициент сцепления шины ниже приблизительно на 25%, то в 1-ые минутки дождика он понижается на 50% - сказывается действие смоченной водой пыли.