Как определить жесткость резины

Обновлено: 07.01.2025

Подбор новой резины - задача непростая: необходимо точно угадать с размером покрышки, индексами нагрузки и скорости, определиться с производителем, найти адекватную цену!

Помимо указанных данных, стоит также обратить внимание на боковину шины и найти там группу эксплуатационных характеристик , которые еще до покупки дадут Вам информацию по износостойкости резины, сцеплению на мокрой дороге и стойкости к перегреву на больших скоростях!

Что за индексы такие?

Указывать эксплуатационные параметры на боковине требует министерство транспорта США . Это нужно для прохождения успешной сертификации и вывода покрышки на рынок. Отсюда вывод: если покрышка производится вне США и на этом рынке продаваться не планирует, то данные обозначения Вы, увы, не найдете.

К параметрам Uniform Tire Quality Grading (UTQG) (или Единый Стандарт Качества Шинных изделий) относят следующие данные:

Treadwear - износостойкость шины
Traction - сцепление шины на мокром асфальте
Temperature - сопротивляемость перегреву шины

Данные параметры находятся на боковине шины в указанной последовательности преимущественно ближе к протектору .

Treadwear - износостойкость шины

Treadwear характеризует износ шины относительно эталонной. Считается, что за 100 принимается пробег в 30000 миль (или 48280 км).

Индекс 200 значит, что шина в 2 раза более износостойкая, чем та, что имеет индекс 100. Индекс 300 - в 3 раза, и т.д.

48280 км при индексе 100 - это пробег, полученный в "тепличных" условиях! Для расчета реальных пробегов по нашим дорогам необходимо делить результат на "эксплуатационный коэффициент" (от 2 до 5) , который каждый для себя должен подобрать сам в зависимости от стиля езды, типовых маршрутов, массы автомобиля, дорожного покрытия и т.д.

Реальный пробег = (48280 * Treadwear) / 100 / Экспл.коэфф.

На канале есть подробная статья про данный параметр и его иные применения. Советую изучить ее после прочтения текущего материала ( ниже про Traction и Temperature ): Статья про Treadwear

Traction - сцепление шины на мокрой поверхности

Показатель шины, отвечающий за оценку сцепных свойств на мокром покрытии. Выражается в виде индексов "AA", "A", "B" или "C".

Замеры производят путем установки испытуемых шин на специальный прицеп (нагрузка на колесо в котором 492 кг) и блокировке их вращения на скорости 64км/ч на мокрой поверхности. Тормозное усилие заблокированных колес пересчитывают и приводят к g (ускорение свободного падения 9,81 м/с²).

Шина с индексом "C" будет иметь наихудшее сцепление с мокрой дорожной поверхностью. С 1997 года был введен новый высший индекс "AA", на который и стоит ориентироваться, если Вы за безопасность.

Жаль, что данный индекс отражает только сцепление в продольном направлении и никак не отражает способность шины противостоять заносу.

В принципе все необходимые маркировки уже выучил каждый автолюбитель, так что на них не будем заострять внимание. А я хотел бы задеть информацию, на которую не каждый может и обратить внимание, а именно Первый вопрос. Коэффициент износостойкости шин — Treadwear.
Treadwear — это степень износа протектора шины, до максимального значения которого любая резина подлежит эксплуатации. Является частью UTQG (Uniform Tire Quality Grade Standards, то есть Единый Стандарт Качества Шинных изделий). Внедрены данные стандарты были Национальной администрацией безопасности дорожного движения (National Highway Traffic Safety Administration — NHTSA), которая является частью Департамента транспорта США.
По стандартам Национальной администрации безопасности дорожного движения, показатель степени износа протектора в 100 единиц оценивает в 48 тыс. км. Соответственно, 150 единиц оценивается в 72 тыс. км, 200 в 96 тыс. км. и так далее. Конечно же, не стоит делать упор на данные цифры, так как многое зависит от манеры вождения, качества дорожного покрытия и от погодных условий региона. Для того чтобы определить реальную степень износа проектора специалисты рекомендуют снижать данный показатель в 1,5 раза. То есть реальный пробег резины с treadwear 100 будет равняться около 36 тыс. км.
Как определить износостойкость шин еще до покупки?

В принципе, большинство легковых шин можно разбить на три группы:
1. Спортивные — для активной езды с ИИ ~ 140 — 220 единиц.
2. Премиум комфорт, спорт-комфорт с ИИ ~ 240-340 единиц.
3. Экошины, комфорт класс ~ 400-500 единиц, а то и более.
Это очень относительная разбивка, каких-либо четких правил я не встречал, поэтому все несколько размыто.
Если эта покрышка предназначена для гражданской спортивной езды и имеет рисунок протектора слик / полуслик, то трехзначная цифра индекса износостойкости может лежать в пределах 140-220 единиц. Например на фото выше представлена спортивная модель Kumho KU36 с мощным полусликовым протектором. Как видите износостойкость модели невелика, однако не факт, что она будет иметь небольшой ресурс при спокойной езде, ведь пятно контакта этой шины с асфальтом заметно больше, чем у стандартной шины того же размера, но имеющей обычный протектор и ИИ, скажем, 300 единиц. Т.е. есть внешние факторы, которые могут сократить ресурс тех покрышек, которые блистают внушительными цифрами ИИ treadwear в пределах 400-600 единиц. и есть факторы, которые могут продлить жизнь покрышкам с небольшим ИИ.
Существует некая зависимость сцепления от величины ИИ. Это тоже относительная зависисмость, т.к. сцепные х-ки шин сильно зависят и от применяемых химических компонентов, геометрии блоков, количества кромок, типа рисунка и т.д…
Чем выше индекс износостойкости, тем может быть хуже баланс сцепных характеристик покрышки на влажном и особенно мокром, холодном асфальте. Чем этот ИИ ниже, тем сцепление лучше. Чем ИИ выше, тем оно хуже. Нет, глобальной разницы нет, но по факту она таки существует.
Спортивные шины (1) вообще призваны "сгорать" в удовольствие водителя. Эти шины нужно греть и тогда они готовы липнуть к асфальту. Этот тип шин лучше не использовать на обычных авто и неподготовленными водителями, т.к. полусликовый протектор на влажном асфальте в холодном состоянии работает плохо и может приподнести очень неприятный сюрприз. Вы скажете: как же так? У них же низкий ИИ, значит на мокром асфальте они должны работать хорошо! Да, должны, но на влажном асфальте первичное сцепление обеспечивают кромки протектора, которые своими краями цепляются за микронеровности дорожного покрытия, пока протектор не прогреется и не размягчится. У спортивных шин гражданского типа кромк немного, поэтому на мокром асфальте они будут работать похуже иных шин класса спорт-комфорт. По этой причине у профессиональных спортивных шин одна модель для сухой трассы может иметь 5-6 вариантов твердости, которые применяются в зависимости от конфигурации трассы, скорости движения, тепературы воздуха и асфальта и т.д… А еще есть дождевые спортивные шины с тоже вариантами жесткости резиновой смеси, а также дополнительными водоотводами и кромками.
А Вы хотите получить в одной покрышке сразу все? Это НЕВОЗМОЖНО! Улыбаюсь Даже если в с другом ездите на двух одинаковых во всем авто, стиль езды одинаковый (как вам кажется) на одной модели шин в одном размере по одному и тому же маршруту, то износ протектора у вас все равно будет разный.
Премиальные шины (2), скоростные шины для трассовой езды, шины с балансом спортивных характеристик и комфортных показателей — самый многочисленный сегмент (2). Тут идет жесткая борьба за каждый балл в тесте, но многие производители не любят оценивать шины общим баллом, а стараются придать конкретным моделям индивидуальность. Именно по этой причине я не рекомендую выбирать шины по общему баллу в тестах, а обязательно объективно анализировать конкретные тестовые результаты. В этом сегменте очень нелегко сделать покрышку цепкой, жестко управляемой и при этом долговечной. Если водитель на таких шинах ездит по спортивному, то он радуется уверенной тяге и на сухом и влажном асфальте, классному торможению на тех же покрытиях, хорошей управляемости, но …вдруг обнаруживает, что шины быстро износились.
Это нормально, т.к. стиль езды, тип привода, тип КПП, мощность двигателя, скорость передвижения, загрузка авто, давление в шинах, температура асфальта и самого протектора и т.д… — очень сильно влияют на ресурс любых шин.
Экошины (3). Сейчас их больше называют зелеными шинами. Эти шины обычно имеет хороший баланс сцепных характеристик, но по главным показателям торможение на мокром асфальте, скорости переставки, управляемости … — отстают от среднего сегмента (2). Их задача экономить топливо, катиться тихо и долго. Так что, если вам нужны покрышки с большим ресурсом, но не премиальными остальными характеристиками, то смело выбирайте что-то "зеленое". Хотя, тут тоже могут некоторые "но", которые нужно учитывать при выборе. Всего не рассказать — лучше задавать вопросы специалистам.
Вывод: ориентироваться на высокий ИИ treadwear можно, если хочется выбрать ресурсную модель шин, но он не будет однозначным гарантом того, что эта покрышка в итоге прослужит долго. И наоборот, часто у спокойных водителей шины со средним показателем ИИ могут обеспечить очень длительный пробег. Внешние факторы легко сокращают пробег зеленых шин и так же лего могут увеличить ресурс шин с невысоким ИИ.
Если вы ездите по трассе на зеленых шинах (ИИ 500) со скоростью 120-130 км/ч, то они могут износиться быстрей шин спорт-комфорт (ИИ 300), которые эксплуатируются в спокойном скоростном режиме до 90 км/ч. А еще есть загрузка авто, тип рисунка протектора, давление, размер шин и их ширина и т.д.

Второй вопрос. Traction — Сцепление на мокрой дороге.
Тест на сцепление на мокрой поверхности проходит на бывшем военном аэродроме Гудфеллоу, что недалеко от города Сан-Анджело. На прицеп массой 492 килограмма надевают тестируемые шины, накачивая их до 1,65 бар.
Автопоезд, проезжая на 64 км/ч мокрый участок сначала на асфальте, а потом на бетоне, кратковременно блокирует колеса прицепа. С помощью динамометрического устройства замеряются перегрузки при замедлении, которые создал трейлер. Именно это и характеризует сцепление шины на мокрой поверхности.

Постойте-ка, а как же тормозной путь? Недостаток данного измерения в том, что при блокировке колес рисунок протектора никак не работает при водоотведении, и по сути при таком тесте проверятся лишь состав резиновой смеси.

К тому же современные технологии ушли далеко вперёд, и теперь большинство шин имеют маркировку AA или A. То есть потребитель никак не сможет увидеть разницу между сцепными продольными свойствами покрышек. Если вы обнаружите маркировку Traction B для легковых автомобилей, стоит серьёзно подумать — покупать ли такую шину.

Итог: Тест traction проверяет сцепные качества шины на мокрой поверхности лишь с блокировкой колес (без учета работы рисунка протектора). На сегодняшний день подавляющее число покрышек с лёгкостью проходят этот тест и потому имеют маркировку AA или A.

Третий вопрос. Temperature — Сопротивляемость перегреву

В отличие от первых двух тестов, это испытание проводится в лаборатории на испытательном барабане. Шину под нагрузкой (в 88% от максимальной) раскручивают до определённой скорости и смотрят за температурным режимом. После испытаний проверяют на предмет трещин, разрывов и других дефектов. Шина, выдержавшая самую большую скорость барабана 575 об/мин (что эквивалентно свыше 184 км/ч) — получает рейтинг А.

Итог: Главный посыл теста — проверка шины на разрушение в случае экстремальных нагрузок. Однако этот тест дублирует стандартную маркировку скоростного индекса шины (например 94T — означает грузоподъемность в 670 кг и лимит скорости в 190 км/ч).
Вот и все вопросы, которые я хотел задеть. Надеюсь было интересно и познавательно.
Всем ровных дорог и прекрасного настроения.
ЗЫ: Напомню, что вся информация взята с просторов интернета. Самому писать такой пост слишком долго. )))

Шины подразделяются:

• в зависимости от конструкции каркаса — на диагональные и радиальные;
• по способу герметизации внутреннего объема- на камерные и бескамерные;
• по типу рисунка беговой дорожки- дорожные (летние, всесезонные), универсальные, зимние, повышенной проходимости;
• по профилю поперечного сечения.

Диагональные шины.
Вам, скорее всего, не придется выбирать шины по этому признаку, так как диагональные уже почти полностью вытеснены с рынка радиальными. Конструкция диагональных шин устарела, но их продолжают выпускать в небольших количествах потому, что они относительно дешевы в производстве. Единственное преимущество этих шин заключается в том, что у них прочнее боковина. Диагональная шина имеет каркас из одной или нескольких пар кордных слоев, расположенных так, что нити соседних слоев перекрещиваются.

Радиальные шины.
В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей. Направление натяжения нитей явствует из названия. Тонкая мягкая оболочка каркаса по наружной поверхности обтянута мощным гибким брекером — поясом из высокопрочного нерастяжимого корда, как правило, стального. Поэтому к надписи radial (радиальная) на боковинах шин часто добавляют belted (опоясанная) или steel belted (опоясанная сталью). Такое расположение слоев корда снижает напряжение в нитях, что позволяет уменьшить число слоев, придает каркасу эластичность, снижает теплообразование и сопротивление качению.

Корд — обрезиненный слой ткани, состоящий из частых прочных нитей основы и редких тонких нитей утка, которые обеспечивают хорошее обрезинивание нитей корда, высокую гибкость и прочность. Корд изготавливается из хлопкового, вискозного или капронового волокна. В настоящее время большее применение находит металлокорд, имеющий нити, свитые из стальной проволоки, толщиной около 0,15 мм. Есть и более дорогие материалы, напр. кевлар, которые не могут получить массового распространения по причине своей дороговизны.

Каркас — важнейшая силовая часть шины, обеспечивающая ее прочность, воспринимающая внутреннее давление воздуха и передающая нагрузки от внешних сил, действующих со стороны дороги, на колесо. Каркас состоит из одного или нескольких, наложенных друг на друга слоев обрезиненного корда. В зависимости от конструкции каркаса, размеров, допустимой нагрузки и давления воздуха в шине число слоев корда в каркасе может изменяться от 1 (в легковой) до 16 и более (в грузовых, сельхоз.шинах и пр).

Брекер — часть шины, состоящая из слоев корда и расположенная между каркасом и протектором шины. Он служит для улучшения связей каркаса с протектором, предотвращает его отслоение под действием внешних и центробежных сил, амортизирует ударные нагрузки и повышает сопротивление каркаса механическим повреждениям. В брекере нити корда в смежных слоях пересекаются друг с другом и с нитями корда соприкасающегося слоя каркаса, т.е. расположены диагонально, независимо от конструкции шины. Брекер в радиальных шинах более жесткий, усиленный и малорастяжимый по сравнению с брекером диагональных шин, т.к. он в основном определяет прочностные показатели шин.

Протектор — массивный слой высокопрочной резины, соприкасающийся с дорогой при качении колеса. По наружной поверхности он имеет рельефный рисунок в виде выступов и канавок между ними, так называемую "беговую дорожку". Протектор предохраняет каркас от механических повреждений, от него зависит износостойкость шины и сцепление колеса с дорогой, а также уровень шума и вибраций. Рисунок рельефной части определяет приспособленность шины для работы в различных дорожных условиях. По типу рисунка протектора шины делятся на четыре основные группы: дорожные (летние, всесезонные), универсальные, зимние, повышенной проходимости.

Плечевая зона — часть протектора, расположенная между беговой дорожкой и боковиной шины. Она увеличивает боковую жесткость шины, воспринимает часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой и улучшает соединение протектора с каркасом.

Боковины — часть шины, расположенная между плечевой зоной и бортом, представляющая собой относительно тонкий слой эластичной резины, являющийся продолжением протектора на боковых стенках каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений. На боковинах нанесены обозначения и маркировки шин.

Борт — жесткая часть шины, служащая для ее крепления и герметизации (в случае бескамерной) на ободе колеса. Основой борта является нерастяжимое кольцо, сплетенное из стальной обрезиненной проволоки. Состоит из слоя корда каркаса, завернутого вокруг проволочного кольца, и круглого или профилированного резинового наполнительного шнура. Стальное кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а наполнительный шнур — монолитность и эластичный переход от жесткого кольца к резине боковины. С наружной стороны борта расположена бортовая лента из прорезиненной ткани, или корда, предохраняющая борт от истирания об обод и повреждения при монтаже и демонтаже.

Особенности бескамерной шины:

Бескамерная резина гораздо более безопаснее на скорости, т.к. она спускает постепенно.

Бескамерная автомобильная шина до того, как начнет спускать держит, как правило, не один, а несколько проколов.

Не стоит без особой необходимости, вставлять в бескамерную шину камеру. Если в камерной шине воздух, попадающий между камерой и шиной, выходит в атмосферу через сосок или негерметичный обод, то в бескамерной шине он остается плоскими пузырями, которые здорово затрудняют теплоотдачу колеса, и оно часто перегревается в жару при больших скоростях, это чревато.

Маркировка шин.

Обозначение и маркировка шин, выпускаемых в Европе, соответствует Евростандарту, а в США — требованиями Транспортного управления этой страны. Следует отметить, что обозначения и маркировка отечественных и импортных шин по отдельным позициям совпадают, хотя среди них имеются характерные различия. Прежде всего рассмотрим маркировки шин, действующих в Европе:

Пример: 185/65 R15 87Т — размер шины и ее техническая характеристика:

• 185 — ширина профиля шины в мм.;
• 65 — отношение высоты профиля к ее ширине, выраженное в процентах;
• R — радиальная конструкция шины;
• 15 — посадочный диаметр обода в дюймах;
• 87 — индекс грузоподъемности. Ряд зарубежных фирм указывают максимальную нагрузку (MAX LOAD) в кг и английских фунтах;
• Т — индекс максимальной скорости, на которую рассчитана шина;

• надпись "Radial" — указывает на радиальную конструкцию шины;
• "Tubeless" — маркировка бескамерной шины. Камерная шина обозначается "TUBE TYPE";
• "M+S" (Mud+Snow -грязь+снег) — тип рисунка протектора. Маркировка обозначает, что шина предназначена для эксплуатации в зимний период года и по грязи;
• цифры 379 — дата выпуска шины: изготовлена на 37-й неделе 2009 года;
• знак Е одним цифровым индексом (на других шинах может быть двухцифровой индекс) указывает, что шина проверена на соответствие европейскому стандарту безопасности. Индекс в кружке — условный номер страны, где назначенная правительством комиссия провела проверку. Например, Е — проверено в Швеции. Пятизначный (может быть и шестизначный) индекс, нанесенный рядом с кружком, означает номер сертификата, свидетельствующий о положительных результатах проверки, и выданного страной, осуществлявшей проверку.

Жёсткость шины – величина, которая не входит в перечень показателей, обязательных к декларированию шинными производителями, как, например, размер шины, её индекс скорости и нагрузки, а также сцепление на мокрой дороге, уровень шума и сопротивление качению. Жёсткость шины – это её амортизирующая способность, которая зависит от толщины слоев, применяемых в шине, используемых материалов, размеров самой шины, и, следовательно, от внутреннего объёма шины и давления сжатого воздуха в ней.

Если вернуться к функциям шины, то среди них есть и амортизирующая, призванная снижать неровности покрытия и вибрации, то есть делать езду на шине более комфортной. Таким образом, говоря о жёсткости шины, мы говорим о неком показателе, к снижению которого стремятся производители. При этом существует жёсткость, которая либо необходима для эффективной работы шины, либо является следствием применяемых технических решений. Рассмотрению этого и будет посвящён данный материал.

Жёсткость – необходимость

В существующей классификации шин представлены и шины для активного или спортивного вождения. При создании таких шин, жёткость структуры протектора – это необходимость. Так как одним из ключевых показателей спортивных шин является управляемость - отклик шины на изменения положения рулевого колеса и мгновенное выполнение заданной траектории, а также сохранение контроля над всеми осями автомобиля при выполнении очень сложных манёвров. Для этого необходима жёсткая шина, а если точнее, то необходима шина с жёсткой структурой построения, в которую будут входить и крупные широкие блоки протектора, собранные в единый рисунок, узкие водоотводные каналы, особые жёсткие резиновые смеси, специально подготовленный каркас. Единство вышеуказанных элементов наделяет шину необходимой спортивным шинам жёсткостью, что приводит к увеличению управляемости шины, относительно шин, предназначенных для спокойного городского вождения.

Жёсткость – следствие

Вышеупомянутые шины для спортивного вождения имеют высокую управляемость благодаря жёсткости структуры шины. Именно у этого типа шин жесткость является следствием применяемых технических решений. Также более жесткими будут и низкопрофильные шины, которые из-за меньшего объема воздуха внутри колеса в сборе также будут иметь меньшие амортизирующие свойства.

Внимание! Чтобы увеличить комфортность езды на автомобиле с низкопрофильными шинами нужно уменьшить посадочный диаметр самих шин. Большинство автомобилей допускают такую возможность, а варианты разрешенных размеров указаны в технической документации автомобиля и/или на самом автомобиле.

К списку жёстких шин можно отнести и шины, выполненные по самонесущей технологии (например, Zero Pressure у компании MICHELIN). В данном случае жёсткость - следствие применения более толстых боковых стенок шины, снижающих амортизационную способность самих шин. Поэтому рекомендуется использование самонесущей шины исключительно на автомобилях, которые были оснащены данным типом шин на заводе. В этом случае о настройках подвески позаботился автопроизводитель, а значит эксплуатация автомобиля будет более комфортной, чем в случае, когда автомобильная компания не рекомендовала использовать самонесущие шины.

Жёсткость – результат неправильной эксплуатации

В некоторых случаях к излишней жёсткости шин приводит неправильная эксплуатация. Есть несколько самых распространенных примеров:

- превышение давления в шинах

- использование старых, бывших в употреблении, шин

Контроль давления в шинах необходимо проводить регулярно. Но большинство водителей про эту рекомендацию забывают, что, как правило, приводит к эксплуатации шин с давлением ниже рекомендованного. Но также бывают случаи, когда шины перекачены. Увеличение объема воздуха в шине, которая рассчитана на меньший объем, приводит к неправильному и излишнему напряжению боковых стенок, что существенно снижает способность шины выполнять амортизирующую функцию. И только регулярный контроль давления в шине поможет избежать подобного неприятного опыта.

Использование старых, бывших в употреблении, шин также может привести к увеличению ненужной жёсткости. Покупая шины после чьей-то эксплуатации, нельзя быть уверенным в том, что шина эксплуатировалась и хранилась в надлежащих условиях. А длительное хранение шин на открытом воздухе, под воздействием солнечных лучей или вблизи от нагревательных элементов может привести к тому, что резина шины будет твердеть, по своим свойствам напоминая пластик. Данное изменение структуры резины неизменно приведет к увеличению жёсткости шины и снижению комфорта при вождении.

Шина – не единственный элемент автомобиля, влияющий на жёсткость

Шина играет важную, но не основную роль в комфортном передвижении по дороге. Настройки автомобиля и его особенности, состояние подвески и иных элементов автомобиля оказывают куда более существенное влияние на плавность хода и на комфорт при движении. Поэтому прежде чем задумываться о смене шин (например, спортивных или самонесущих) на более комфортные, необходимо проверить сам автомобиль, обратившись в специализированный центр.

Аттракцион жёсткости

Компания Мишлен придумала специальный аттракцион. Суть его заключается в том, что у вас есть возможность прокатиться в коляске, оснащённой шинами, и коляске, на которой шины не предусмотрены. Это сделано для того, чтобы на собственном опыте убедиться в существенном влиянии амортизирующих свойств шины на жёскость езды в целом.

При эксплуатации шина постоянно находится под действием радиальной нагрузки, причем для каждого размера шин существует максимально допустимая величина этой нагрузки. Под действием радиальной нагрузки шина деформируется. Величина деформации (прогиб) зависит от внутреннего давления, конструкции шины и материалов, из которых она изготовлена, т. е. от радиальной жесткости шины.

Рис. Нагрузочные характеристики шин: а — шина размера 80—405 (3,25—16) модели Л-133, (1 — р=1,5 кгс/см2; 2 — р=2,0 кгс/см2; 3 — р=2,5 кгс/см2; 4 — р=3,0 кгс/см2; 5 — р=3,5 кгс/см5); б — шина размера 10С—459 (3,75—18) модели Л-230; (1 — р=1,6 кгс/см2; 2 — р=1,4 кгс/см2; 3 — р=1,2 кгс/см2; 4 — р=1,0 кгс/см2; 5 — р=0,8 кгс/см3);

Зависимость прогиба от величины радиальной нагрузки на шину при постоянном внутреннем давлении называется нагрузочной характеристикой шины. На рисунке приведены нагрузочные характеристики мотоциклетных шин при различных значениях внутреннего давления.

Из графиков видно, что существует некоторая нелинейность изменения величины прогиба от нагрузки, особенно в начале кривой. Для правильного выбора режима эксплуатации шины большое значение имеет точность снятия нагрузочной характеристики. В эксплуатации величина прогиба в значительной степени определяет работоспособность и долговечность шины. При нормальной эксплуатации для шин определен некоторый оптимальный прогиб. Величина оптимального прогиба для шин диагональной конструкции находится в пределах 10—20% от высоты профиля шины и в каждом отдельном случае уточняется при проведении целого комплекса стендовых и дорожных испытаний.

Окружная жесткость

При трогании мотоцикла с места, а также при торможении, шины ведущего и тормозных колес подвержены воздействию крутящего или тормозного момента.

При действии на неподвижную шину, нагруженную вертикальной силой Q, крутящего момента Мкр, шина, являясь упругим элементом, закручивается относительно обода на некоторый угол ф.

Рис. Действие крутящего момента на неподвижную шину

При этом в контакте возникают касательные силы. Распределение касательных сил несимметрично относительно поперечной оси контакта. В передней части контакта касательные силы больше по величине, чем в задней части.

Равнодействующая касательных сил равна по величине тяговой силе Рм.

По мере увеличения крутящего момента Мкр возрастают касательные силы.

В начале нагружения шины крутящим моментом увеличение момента Мкр пропорционально увеличению угла закручивания ф.

При дальнейшем увеличении крутящего момента вследствие увеличения касательных сип начинается частичное проскальзывание элементов протектора относительно опорной поверхности.

Когда крутящий момент достигает некоторого критического значения, тяговая сила Рт становится больше силы сцепления шины с опорной поверхностью. Наступает полное проскальзывание в зоне контакта.

Способность шины сопротивляться закручиванию при действии крутящего момента называется окружной (тангенциальной) жесткостью шины. Окружная жесткость оценивается коэффициентом С, равным отношению крутящего момента к соответствующему этому моменту углу закручивания:

С = Мкр/ф, кгм/град, где С — коэффициент окружной жесткости.

Этот коэффициент может также оцениваться отношением тяговой силы Рм к величине перемещения центра контакта в направлении действия силы:

С = 2П*Pт*Rн*Rc / 3,6*b*10^6, кгм/град

где Рт — тяговая сила, кгс;
b — перемещение контакта, мм;
Rо — наружный радиус недеформированной шины, мм;
Rс — статический радиус, мм.

Испытания показали, что величина коэффициента окружной жесткости несколько увеличивается при повышении давления в шине и практически не зависит от радиальной нагрузки.

На рисунке даны кривые окружной жесткости шин различной конструкции.

Рис. Кривые окружной жесткости шин: 1 — шина диагональной конструкции;, 2 — шина типа Р

Окружная жесткость шин типов Р и PC несколько ниже, чем у шин обычных конструкций.

Более низкая окружная жесткость шин типов Р и PC благоприятно сказывается на работе трансмиссии мотоцикла, так как позволяет более плавно трогаться с места. Кроме того, у шин с пониженной окружной жесткостью менее интенсивно происходит увеличение касательных сил в контакте при увеличении крутящего момента.

В связи с этим проскальзывание элементов рисунка протектора в контакте уменьшается, а следовательно, уменьшается износ протектора.

Боковая жесткость

Одна из важных характеристик шины — ее способность деформироваться под действием боковой силы.

Боковая сила Рб, действующая вдоль оси неподвижного колеса, нагруженного вертикальной силой Q, вызывает смещение средней плоскости колеса относительно центра площади контакта на некоторое расстояние а. При этом площадь контакта, оставаясь симметричной относительно оси колеса, несколько изменяет свою форму. Касательные силы, действующие в контакте, также симметричны по отношению к оси колеса.

Рис. Действие боковой нагрузки на шину

Увеличение боковой силы Рб вызывает увеличение осевого смещения а, причем вначале эта зависимость имеет линейный характер. Одновременно с боковой нагрузкой увеличиваются и касательные силы. При некотором значении боковой силы в контакте возникает проскальзывание шины, которое постепенно увеличивается. Полное проскальзывание начинается, когда боковая сила становится больше силы бокового сцепления.

Способность шины сопротивляться воздействию боковой нагрузки называется боковой жесткостью шины. Боковая жесткость оценивается коэффициентом В, равным отношению боковой силы Рб к осевому смещению а:

Боковая жесткость — важная характеристика шины, существенно влияющая на ее эксплуатационные качества. Боковая жесткость в значительной степени определяет устойчивость и управляемость мотоциклом, особенно при изменении направления движения.

Особенно заметно ухудшается устойчивость и управляемость при эксплуатации мотоцикла на шинах типов Р и PC, так как их боковая жесткость на 30—50% ниже, чем у шин обычной конструкции.

Исследования показали, что боковая жесткость шин зависит от их конструкции, величины внутреннего давления в шине, радиальной нагрузки, ширины обода и т. д.

Угловая жесткость

При приложении к неподвижному колесу, нагруженному вертикальной силой Q, момента Мр действующего в плоскости, перпендикулярной оси рулевой колонки мотоцикла, шина деформируется. При этом плоскость колеса поворачивается на некоторый угол Y по отношению к первоначальному положению.

Под действием момента в контакте возникают касательные силы. Эти силы в задней части контакта имеют несколько большую величину и направлены противоположно силам в передней части контакта.

Равнодействующие касательных сил создают момент сопротивления Мс, препятствующий деформации шины.

По мере увеличения приложенного к колесу момента Мр растут касательные силы, причем вначале деформация шины пропорциональна величине момента. При некотором значении момента равнодействующие касательных сил становятся больше сил сцепления, что приводит к частичному проскальзыванию элементов рисунка в зоне контакта. В первую очередь начинают проскальзывать элементы, расположенные в зоне наибольших касательных сил. В связи с этим происходит некоторое искажение формы контакта, а большая ось контакта отклоняется от своего первоначального положения на угол у'

Рис. Действие угловой грузки на шину

При критическом значении величины момента, приложенного к колесу, наступает полное проскальзывание элементов рисунка протектора, наиболее удаленных от центра контакта.

Способность шины сопротивляться действию момента, создающего угловую нагрузку на шину, называется угловой жесткостью шины. Коэффициент угловой жестокости D равен отношению момента к углу поворота плоскости колеса:

Угловая жесткость так же, как и боковая, в основном влияет на управляемость мотоцикла с коляской, особенно при необходимости объезда на высокой скорости внезапно возникшего перед мотоциклом препятствия.

Величина угловой жесткости зависит от тех же параметров, что и боковая жесткость.

Читайте также: