Сцепление с дорогой

Информация

Как ширина профиля влияет на сцепление шины с дорогой

Одним из важнейших параметров любой авторезины является коэффициент сцепления шины. Он показывает силу, которая противостоит скольжению колеса относительно дорожного покрытия. При этом, параметр равняется силе трения, которая возникает в пятне контакта покрышки с дорогой.

На автошине маркируется словом Traction. Рядом с этим словом проставляется буква, соответствующая конкретному индексу. Всего используется три варианта показателей:

  • A – показывает самый лучший уровень для шины этого класса;
  • B – средний показатель.
  • C – минимально допустимый параметр.

Иногда встречается обозначение «AA». Оно характерно больше для спортивных покрышек, говорит об улучшенном коэффициенте сцепления.

На практике очень большое значение на индекс сцепления оказывает протектор. Именно от него во многом зависит, насколько будет эффективна шина в сложных дорожных условиях. Рассмотрим несколько примеров.

  • Если на улице дождь, дорога будет мокрая. При этом, на асфальте постоянно находится небольшое количество воды. Этого вполне достаточно для эффекта аквапланирования, и снижения сцепления. От того, насколько эффективно будет отводиться вода из пятна контакта, напрямую будет зависеть коэффициент сцепления. Наличие водоотводящих канавок на протекторе значительно улучшает качество работы автошины.
  • Ламели, на протекторе также усиливают сцепление. Особенно это проявляется на снегу, обледенелой дороге. Там также образуется пленка воды, ламели эффективно ее отводят, также помогают протекторным блокам плотнее прилегать к покрытию.
  • На качество сцепления оказывает влияние и размер блоков протектора. Тут нужно учитывать особенности дорожного покрытия, в одних случаях лучший показатель будет у крупных «шашек», в других лучше поведут себя мелкие шины.

Нужно учитывать, что коэффициент сцепления замеряется в сравнении с определенным типом шин и протектора. Для дождевой резины и шин, созданных для сухой дороги, показатель «A» будет разным в условиях, например, дождя.

Среди водителей ходит ошибочное мнение, что ширина покрышки влияет на качество сцепления. Считается, что при большей ширине увеличивается площадь контакта, это и улучшает эффективность сцепления. Это неверно.

Чем шире площадь контакта, тем меньше давление, которое оказывает колесо на квадратный сантиметр дороги. Соответственно сила трения снижается, и сцепление уменьшается.

Уменьшение показателя незначительно. Можно просто его не учитывать, считая, что ширина ската не оказывает влияния на сцепление.

Браслеты на колеса

В настоящее время они являются самым популярным решением среди современных автомобилистов. По сути, это разновидность цепи, распиленной на несколько частей. Обычно необходимо на каждое ведущее колесо надеть по 3 – 4 браслета для того, чтобы полностью покинуть дорожную ловушку.

Браслеты можно предварительно установить на автомобиль, если предполагается ехать по скользким или заснеженным дорогам. В таком случае не придется монтировать их по месту, что может оказаться намного сложнее и отнимет больше времени. Чем больше браслетов будет установлено на колесо, тем легче будет ехать в усложненных условиях.

Лед и снег: как улучшить сцепление колес с дорогой и выбраться из сугроба
Недорогие браслеты

Важно знать, что браслеты не относятся к разновидности цепей, поэтому в странах Европы, где указаны соответствующие дорожные знаки, требующие именно наличия последних, на браслетах могут попросту не пустить.

Это специальные накладки, являющиеся упрощенной версией цепей, которые имеют меньшую прочность. Такой вариант способен помочь только в не очень затруднительных ситуациях.

Лед и снег: как улучшить сцепление колес с дорогой и выбраться из сугроба
Классические ремни

Как измеряется коэффициент шины с дорогой

Стоит разобраться, как рассчитывается и измеряется индекс сцепления шины, обычно он показывается в виде коэффициента. Замеры производятся в строгом соответствии с регламентом, определенным:

  • ГОСТ 30413–96;
  • ГОСТ Р 50597-93;
  • ОДН 218.0.006-2002.

Перед началом работы требуется проверить уровень сцепления самой дороги. Для этого замеряется этот параметр с помощью динамометрического прибора, обязательно перед этим асфальт смачивается. Эти данные позволяют отсечь влияние, которое оказывает конкретное покрытие на шину, уменьшив показатель сцепления на полученную величину.

Непосредственно шина тестируется следующим образом.

  • Покрышка накачивается до давления 1,65 кг/см2. Но, если тестируются типы шин с другими требованиями, давление может отличаться.
  • Накаченная автошина монтируется на прицеп, имеющий смонтированное измерительное оборудование. Общая масса прицепа 984 кг, соответственно на одну покрышку приходится нагрузка в 492 кг.
  • Для проведения теста прицеп буксируют по мокрому асфальту со скоростью 65 км/ч. Далее резко тормозят до блокировки колеса прицепа. В этот момент и замеряют коэффициент сцепления.

Окончательные данные получаются путем расчетов, где учитываются параметры конкретного асфальта, замеренные перед тестом.

Цепи

Это самое эффективное средство борьбы с бездорожьем, в снежной или ледяной ловушке. Срок эксплуатации таких вспомогательных средств значительно выше, чем могут прослужить ремни и браслеты. Монтаж цепей на браслеты рекомендуется осуществлять до того, как автомобиль застрял.

Лед и снег: как улучшить сцепление колес с дорогой и выбраться из сугроба
Надежнее цепей ничего не придумали

С их помощью можно удержать автомобиль на дороге при встречном разъезде на дорогах с уклоном.

Использование подручных средств

Если колесо буксует в снегу, чтобы увеличить площадь, достаточно воспользоваться современными приемами. Речь идет о специальных аэрозольных баллончиках. Они имеют состав, позволяющий улучшить сцепление с ледяным дорожным покрытием, хоть и в течение непродолжительного времени.

Лед и снег: как улучшить сцепление колес с дорогой и выбраться из сугроба
Аэрозоль может помочь, но не в самых запущенных случаях

Если автомобиль застрял, то можно воспользоваться разными подручными материалами. Они помогут выбраться из снежной или ледовой западни. Например, это может быть джутовый мешок из-под овощей. Достаточно подложить его под колесо, которое пробуксовывает. Обычно этот метод работает и позволяет нормально продолжить движение.

Влияние скорости движения автомобиля на коэффициент сцепления

Температура покрытия оказывает значительное влияние на сцепление. Резина становится мягче или жестче при изменении температурного режима. Тут еще нужно учитывать, что шина сама нагревается при движении.

В общих чертах можно сказать, что для зимней авторезины, при понижении температуры от 5° до -15° коэффициент будет увеличиваться, а при более низких температурах уменьшаться. Для летней резины схожий процесс будет наблюдаться при увеличении температуры до 30°, после чего показатель станет снижаться.

Коэффициент сцепления шины важный параметр, оказывающий влияние на безопасность движения. Он указывается на боковине каждой покрышке, но водителю нужно помнить, что на практике сцепление отличается от полученных на тестах результатов.

в Краснодаре оптом и в розницу.

Кроме всего вышеперечисленного, на коэффициент сцепления шин с дорогой влияет и скорость движения автомобиля.

Аквапланирование

В случае мокрой дороги дождевые канавки в протекторе шины при увеличении скорости успевают отводить все меньше воды из пятна контакта. Поэтому чем больше скорость, тем больше воды скапливается в пятне контакта и тем меньше коэффициент сцепления. В конце концов может наступить момент, когда шина полностью потеряет контакт с дорогой и всплывает, а автомобиль потеряет управляемость.

Это явление называется аквапланированием. Критическая скорость, при которой обычно возникает аквапланирование – около 90 км/ч, а толщина водяной пленки – несколько сантиметров. Как правило, аквапланирование возникает во время дождя при движении в асфальтовой колее. При большей толщине водяной пленки аквапланирование не возникает, потому что создается сильное сопротивление качению шин, которое быстро гасит скорость, и до критической скорости машина не может разогнаться.

При этом чем шире профиль шины, тем при меньшей скорости наступает аквапланирование. Ну и тип протектора тоже к этому причастен. Шина без рисунка – слик – всплывет раньше других, шина с обычным асфальтовым протектором и рисунком – чуть позже, а шина со специальным дождевым протектором – продержится дольше всех.

Так что широкая шина хоть и хороша для сухого асфальта, но уязвима на откровенно мокрой поверхности дороги.

Практические рекомендации

1. Избегайте движения по колее во время дождя, а если приходится по ней двигаться, не превышайте скорость 80 км/ч. Будьте особенно аккуратны в дождь, если у вас широкие спортивные шины – они предназначены в первую очередь для сухого асфальта и подвержены риску аквапланирования больше обычных более узких шин.

2. Помните, что аквапланирование возникает только в длинных и относительно глубоких лужах и при скорости от 90 км/ч. На мокром асфальте аквапланирование невозможно. Поэтому не нужно бояться дождя и чрезмерно снижать скорость. Всем известно, что та же Москва буквально встает в пробках в летние дождливые дни.

К сожалению, в России пока отсутствуют специализированные и общедоступные автодромы для контраварийной подготовки водителей, где каждый мог бы изучить поведение машины в экстремальной ситуации аквапланирования, поэтому рекомендация только одна — не попадать в эту ситуацию.

При движении по сухой дороге коэффициент сцепления тоже незначительно уменьшается. Это объясняется тем, что при увеличении скорости возрастает частота вертикальных колебаний шины, и в результате шина контактирует с поверхностью дороги меньшее время. То есть она не успевает охватывать микронеровности дороги, как при более низкой скорости.

В таблице ниже приведены зависимости коэффициента сцепления от скорости движения автомобиля на разных дорожных покрытиях. Таблица взята из справочника Automotive Handbook (Bosch, 5th edition, 2000)

Скорость движения автомобиля, км/ч Коэффициент сцепления для различных типов дорожного покрытия
Асфальт Дождь Лужа
50 0,85 0,55 0,5
90 0,8 0,3 0,05
130 0,75 0,2 0

Из таблицы видно, что коэффициент сцепления при увеличении скорости незначительно уменьшается на сухой дороге, более явно уменьшается на мокрой дороге в дождь и при попадании в длинную лужу (колею) исчезает при скорости выше 90 км/ч, то есть при возникновении аквапланирования.

3. Не гоняйте по дорогам общего пользования 🙂 О том, как правильно выбрать безопасную скорость, читайте в статье «Как выбрать безопасную скорость» или на нашем курсе безопасного вождения «МВА для водителя: Мастерство Вождения Автомобиля».

Сцепление с дорогой

Что значит «степень» проскальзывания шины? Казалось бы, шина либо катится, то есть не скользит вообще, либо скользит так скользит. Вообще, скольжение шины принято разделять на пробуксовку, что происходит при избытке газа, и проскальзывание – юз, что мы наблюдаем при торможении с блокировкой колес. На самом деле шина может скользить и частично, а показателем степени буксования или проскальзывания служат коэффициенты, соответственно, пробуксовки и проскальзывания.

 δ = 100%*(VA – VК)/VA                                                                                                                                        (8)

где VA – скорость движения автомобиля, VК ­– линейная скорость вращения колеса.

В случае свободного качения колес проскальзывания нет (в первом приближении), то есть оно составляет 0%. Если мы на автомобиле без АБС нажали на тормоз в пол, колеса заблокировались, линейная скорость вращения колеса становится нулевой, а проскальзывание 100%-м. Но мы можем тормозить импульсно, как это делает АБС, тогда проскальзывание колеса будет чередоваться качением и наоборот.

То есть тормозной путь будет состоять из чередующихся участков качения и проскальзывания колес. В этом случае линейная скорость вращения колеса уже не будет нулевой, потому что есть участки качения, но будет меньше скорости автомобиля, потому что есть участки проскальзывания. И тогда чем длиннее участки качения и короче участки юза, тем меньше коэффициент проскальзывания, и наоборот, чем длиннее участки юза и короче участки качения, тем коэффициент проскальзывания больше.

Если вы затормозите с АБС на шипованных шинах на чистом льду, а потом посмотрите на следы торможения, то увидите короткие участки юза, процарапанные шипами, длиной 2-3 см. А со стороны выглядит, как будто колеса постоянно вращаются или блокируются на очень короткое время. Это проскальзывание несколько процентов, которое обычно и обеспечивает АБС.

Пробуксовка шины

 S = 100%*(VК – VA)/VК                                                                                                                                          (9)

Так вот, практика показывает, что:

  • при торможении (разгоне) коэффициент сцепления зависит от степени проскальзывания (пробуксовки);
  • коэффициент сцепления максимален не тогда, когда шина катится без юза (пробуксовки), а при некоторой степени проскальзывания (пробуксовки). По разным данным и на разных покрытиях максимум сцепления возникает при различном проскальзывании, но на сухой дороге это где-то 5-20% проскальзывания.

Ниже я привожу один из распространенных графиков зависимости коэффициента сцепления от коэффициента проскальзывания для различных типов дорожного покрытия.

Если говорить об увеличении коэффициента сцепления за счет проскальзывания, тут от самой шины мало что зависит. Больше от типа дорожного покрытия, а также манеры торможения/ускорения (если машина без электронных систем) или от настроек электронных систем ABS и ESP (DSC).

Что касается 100%-го проскальзывания, то есть торможения юзом, известно, а также видно из графика, что при этом коэффициент трения скольжения становится меньше по сравнению с коэффициентом трения покоя. Но на практике торможение юзом не менее эффективно торможения с небольшим проскальзыванием. Во-первых, юз провоцирует занос и вращение автомобиля, а это хоть и неприятно, но замедляет машину еще более интенсивно и приводит к сокращению тормозного пути.

Кроме того при торможении юзом на рыхлом покрытии возникает эффект бульдозера: заблокированные колеса нагребают кучи снега (грунта, гравия и т.п.) перед собой, что создает дополнительное сопротивление движению машины и сокращает тормозной путь. Это, кстати, отражено на графике для рыхлого снега – резким увеличением коэффициента трения в момент 100%-го проскальзывания.

Если автомобиль застрял

Аквапланирование

Если стало ясно, что автомобиль окончательно застрял в снежном перемете, песчаной ловушке или грязи, то необходимо начать думать, что делать. Мощность двигателя не имеет значения. Если просто пытаться газовать, чтобы выехать, то можно застрять еще сильнее, спалить сцепление, что еще больше усугубит ситуацию.

Лед и снег: как улучшить сцепление колес с дорогой и выбраться из сугроба
Существует несколько способов улучшить сцепление и выбраться из сугробов

Иногда водители пытаются вернуть сцепление с дорогой с помощью подкладывания веток, досок, салонных ковриков. В отдельных случаях это дает положительные результаты.

Переместить вес в салоне

Сцепная масса является частью веса, которая приходится на ведущую ось транспортного средства. При увеличении этого показателя значительно улучшается проходимость автомобиля. Об этом приеме знают многие автомобилисты.

Если машина застряла, то достаточно пересадить тяжелых пассажиров на тот ряд сидений, который ближе к ведущей оси. Это значительно повысит силу сцепления с дорогой.

Лед и снег: как улучшить сцепление колес с дорогой и выбраться из сугроба
Коврики также помогут выбраться из небольших сугробов

Дорожные траки

Более специализированным аналогом подручным средствам являются специальные автомобильные траки. Они представляют собой набор пластин из профилированного пластика или металла. Дорожные траки являются простыми в использовании: их достаточно установить под ведущие колеса, которые буксуют в направлении движения транспортного средства.

Лед и снег: как улучшить сцепление колес с дорогой и выбраться из сугроба
Траки для профи
Оцените статью
Помощь автомобилисту