Вы просматриваете: Главная > Авторемонт разное > Самоподкачивающиеся шины: принцип работы
Post Icon

Самоподкачивающиеся шины: принцип работы

Опубликовано в Авторемонт разное
24 Ноя 2008

Самоподкачивающиеся шины: принцип работы

Самоподкачивающиеся шины: принцип работы

    Michelin Primacy 3 Края блоков протектора летней шины Michelin Primacy 3 закруглены с целью понижения тормозного пути. Классические прямоугольные края в скольжении смогут зацепиться за дорожное полотно, тем самым наклонив и немного подняв целый блок над асфальтом.
    Закругленные блоки кроме того в скольжении соприкасаются с дорогой всей собственной поверхностью. Nokian Hakka Green Сосновое масло, добавленное в состав резины Nokian Hakka Green, при деформации шины снижает трение на молекулярном уровне, тем самым уменьшая нагревание и связанные с ним утраты энергии.
    По утверждению Nokian, разработка разрешает снизить сопротивление качению на 15%. Углубления на стенках продольных канавок протектора напоминают поверхность мяча для гольфа и трудятся совершенно верно так же, снижая уровень шума и сопротивление воздуха.

За пределами гоночного трека требований к шинам делается еще больше, хотя бы вследствие того что у нас нет возможности заехать на пит-стоп и заменить слики на дождевую резину, даже в том случае, если начнется библейский ливневой дождь. Шины, каковые мы используем, должны мочь всё и сходу.

Новые разработки в данной области появляются неизменно. И в случае если над безвоздушными шинами Tweel инженеры Michelin бьются почти десять лет, то цветные покрышки эта марка готова создавать хоть на следующий день — был бы спрос.

Имеется и более практичные разработки, как, к примеру, самоподкачивающаяся шина Goodyear. Эта экспериментальная совокупность стала называться Air Maintenance Technology. Кстати, ничего запредельно сложного в ней нет.

На протяжении протектора уложили трубку, которая сдавливается в пятне контакта. При вращении колеса создается эффект, как словно бы валик прокатывается на протяжении трубки, выжимая из нее воздушное пространство. В таковой покрышке будут кроме этого клапан и датчик давления.

По словам разработчиков, в серию такая шина попадет не скоро, лет через десять.

А ведь неприятность существует уже сейчас: изучения, совершённые Goodyear, продемонстрировали, что в Европе 40% водителей по большому счету не смотрят за давлением в шинах. Такая беспечность, к слову, характерна не только автолюбителям.

Эксперты Dunlop узнали, что на 85% мотоциклов заднее колесо плохо накачано. Что касается машин, то недостаток воздуха в покрышке оборачивается сходу двумя неприятными последствиями: увеличением и повышенным расходом топлива вредных выбросов.

Дабы взглянуть, как трудятся современные летние покрышки, мы решили поделить их «поле деятельности» на четыре главных режима: езда по прямой, поворот, движение и торможение по мокрому покрытию.

Полный вперед

Самый естественный режим перемещения для покрышек, подвески, коробки передач, водителя и мотора — это езда по прямой с постоянной скоростью. Но кроме того при таковой езде покрышки страдают от нескольких врожденных «заболеваний», с которыми стараются бороться все большие производители.

Одна из наиболее значимых неприятностей — это шум. По действующим в Европе правилам на скорости 80 км/ч покрышка не должна повышать голос более чем 84 дБ. Уровень шума зависит от множества факторов, а также жёсткости смеси и ширины протектора, из которой он сделан.

Как раз исходя из этого спортивные шины слышны лучше простых.

Для понижения уровня шума разработчики покрышек пускают в движение достаточно экзотические приемы. К примеру, в протекторе покрышек Bridgestone Turanza T001 имеется особые шумопоглощающие канавки, трудящиеся по принципу резонатора Гельмгольца.

Данный несложный звуковой прибор изначально воображал собой сосуд сферической формы с открытой горловиной, что разрешал усиливать либо, напротив, глушить звуковые волны определенной частоты. В покрышке эта конструкция выглядит, само собой разумеется, в противном случае, но принцип работы у нее тот же. Если судить по предоставленным маркой Bridgestone графикам, применение этих резонаторов разрешило снизить уровень шума в частотном диапазоне 750−1250 Гц.

Инженеры Continental поступили несложнее, создав для модели ContiCrossContact LX 2 протектор, плечевые территории которого трудятся еще и как барьер против шума, исходящего от блоков центральной части шины. Эта модель предназначена для внедорожников и кроссоверов, а потому имеет пара своеобразных изюминок.

К примеру, протектор покрыт совокупностью небольших поперечных канавок, каковые на распутье трудятся как грунтозацепы, повышая проходимость. А форма больших продольных канавок содействует самоочищению протектора.

Еще один занимательный метод борьбы с шумом изобрела компания Nokian. Стены продольных канавок на протекторах покрышек семейства Hakka сделаны негладкими. Их покрывают маленькие полусферические углубления, как на мяче для гольфа.

При качении они снижают сопротивление воздуха, тем самым уменьшая и уровень шума, и сопротивление качению, и склонность к перегреву. Разработка стала называться Silent Groove.

Сопротивление качению — это еще одна неприятность, которая связана с перемещением по прямой. Прижимаясь к асфальту в пятне контакта, покрышка деформируется, и эта деформация поглощает часть энергии, которая имела возможность бы быть израсходована фактически на перемещение.

На самом деле сопротивление качению — это комплексное явление, складывающееся из практически десятка отдельных физических процессов, но нас в данном случае больше тревожит второе: его настоящее влияние на динамику автомобиля намного более значительно, чем может показаться. Сопротивление качению в среднем действует на машину приблизительно так же, как аэродинамическое сопротивление на скорости за 70 км/ч.

Как мы знаем, что холодные покрышки сопротивляются качению существенно посильнее, чем прогретые. Но мы-то ездим не по гоночному треку, и прогревочных кругов у нас нет.

А в штатных режимах перемещения выход на оптимальную рабочую температуру происходит через пару-тройку десятков километров, в то время как в городских условиях машина за одну поездку проезжает намного меньше. Дополнительное сопротивление качению появляется на недокачанных шинах.

Снизить подобные утраты стремятся все разработчики покрышек. К примеру, инженеры марки Cordiant, создавая модель Road Runner, применяли смесь на базе высокодисперсного техуглерода и натурального каучука.

Это разрешило взять скоро прогревающийся, но не склонный к перегреву протектор с низким сопротивлением качению. Дополнительный эффект удалось взять, увеличив жесткость протектора за счет применения полумостов в соединении шашек.

Право руля

До тех пор пока машина едет по прямой, ее левые и правые колеса загружены одинаково. В то время, когда шофер поворачивает руль, все изменяется, причем не в лучшую сторону. Так как в то время, когда автомобиль проходит поворот, его вес перераспределяется и ложится в основном на внешние колеса.

Чем больший вес приходится на колесо, тем выше его коэффициент сцепления с дорожным полотном, и напротив. Но беда в том, что эта зависимость не линейная.

Коэффициент сцепления возрастает медленнее, чем растет приходящийся на колесо вес, а значительно уменьшается значительно стремительнее, чем колесо разгружается. На практике это указывает, что в повороте неспециализированное «количество» сцепления с дорогой меньше, чем при перемещении прямо, а именно в момент маневра оно и необходимо больше всего.

Так как тут на колесо действует центробежная сила, которая пытается сорвать его с траектории. В следствии получается, что в повороте главная часть нагрузки приходится кроме того не на две покрышки из четырех, а на внешние боковины этих покрышек.

Дабы водителю было несложнее осуществлять контроль машину на высокой скорости, компания Nokian использует в модели Hakka Black многослойный протектор. Его внешний слой изготовлен из смеси Nordic Intelligent UHP Silica, специально разработанной для северных государств.

Он снабжает надежное прилегание к дорожному полотну как в жаркий летний сутки, так и холодным осенним утром, не твердея при низких температурах. Наряду с этим более твёрдый внутренний слой на базе наносилики дает острую реакцию на управляющие действия и надежную обратную сообщение.

Стоп машина

В момент торможения повышенная нагрузка приходится на все пятно контакта. Как раз торможение в громаднейшей степени уменьшает ресурс покрышки. Тут она в один момент приобретает и абразивное повреждение от контакта с асфальтом, и резкий нагрев, что понемногу разрушает структуру смеси.

Дабы хоть частично уменьшить негативное влияние теплового фактора, в покрышках Bridgestone MY-02 употребляется разработка Nano-Pro-Tech, сущность которой в более продуманном и равномерном распределении углерода в материале покрышки. Она разрешает в два раза уменьшить нагрев колеса в условиях работы под нагрузкой.

Не меньше эффективность торможения зависит от надежности контакта колеса с дорогой. Дабы данный контакт улучшить, инженеры Michelin сделали края блоков протектора скругленными.

Мысль в том, что острый край блока при взаимодействии с дорогой может зацепиться за неровность на асфальте, блок деформируется и не будет снабжать обычного сцепления с дорожным полотном. А вот скругленные края разрешают избежать нежелательного результата. Эту разработку возможно встретить на покрышках Michelin Primacy 3.

Далеко не последнее уровень качества покрышки — надежность, потому как встреча на дороге с ямой либо посторонним предметом может не хорошо закончиться не только для самой резины, но и для автомобили с водителем. Разработка Michelin Ironflex делает покрышки более устойчивыми к механическим повреждениям.

Этого удалось достигнуть за счет применения эластичных, но весьма прочных особой структуры и нитей каркаса боковины, разрешающей распределить энергию удара по всей покрышке. В первый раз совокупность Ironflex была использована в модели Michelin Energy XM2.

Водные процедуры

Основная опасность, которая подстерегает водителя в сырую и дождливую погоду, — эффект аквапланирования. На практике это выглядит следующим образом: каждое колесо гонит перед собой маленькую волну, но с ростом скорости шина начинает понемногу «всплывать». Аквапланирование появляется не неожиданно, площадь пятна контакта уменьшается неспешно.

В этот самый момент очень многое зависит от состояния колес. К примеру, на полностью новых хороших шинах при езде со скоростью 100 км/ч по водяной пленке толщиной 2 мм пятно контакта уменьшится приблизительно на 20%. А вот на похожих, но предельно изношенных покрышках с глубиной протектора около миллиметра в тех же условиях оно сократится практически вдесятеро.

Скорость — это, пожалуй, наиболее значимый фактор, содействующий происхождению аквапланирования, но все-таки не единственный. Недостаточное давление в шинах также сокращает пятно контакта, в случае если под колесами водяная пленка. На первый взгляд это может показаться необычным, поскольку на внедорожниках, дабы расширить площадь соприкосновения покрышек с грунтом, их нужно основательно приспустить.

Дело в том, что на шоссейных скоростях жидкость затекает под центральную часть протектора, и колесо опирается на боковины. Недостаток давления в пол-воздуха может уменьшить пятно контакта в два раза при скорости 80 км/ч и достаточно толстой водяной пленке.

Аквапланирование — как пожар: его существенно проще не допустить, чем прекратить. Дабы удачно справляться с громадными количествами воды, современной покрышке требуется сложный, шепетильно продуманный рисунок. Солидную часть попадающей под колесо воды берут на себя глубокие продольные канавки, но они не всегда успевают вывести всю воду из пятна контакта.

Исходя из этого рисунок приходится совершенствовать. К примеру, в Nokian Hakka Black реализована разработка Hydro-Grooves. Это продольные ребра, расположенные рядом с внутренними плечевыми территориями.

На протяжении сильного дождя они оказывают помощь отвести воду в продольные канавки и тем самым не допустить аквапланирование.

В плечевой территории протектора шины Nokian Hakka Green употребляются так именуемые вентурные канавки, расширяющиеся по ходу течения воды. В соответствии с эффекту Вентури, при течении потока через расширяющийся канал в жидкости создается разрежение. Оно практически всасывает воду из-под протектора в канавки.

Комплексная совокупность защиты от аквапланирования, примененная в шинах Cordiant Road Runner, именуется Wet Cor. Главную массу воды выталкивает из пятна контакта совокупность продольных и поперечных канавок, а оставшуюся на асфальте узкую водяную пленку осушает совокупность микроламелей. Благодаря микроламелям поведение автомобиля на мокрой дороге (само собой разумеется, не в ливень) максимально приближено к езде в сухую погоду.

Bridgestone на данный момент T001

Разработка NANO-PRO-TECH призвана бороться с перегревом шины. В составе шинной резины присутствуют такие компоненты, как сажа (углерод), диоксид кремния, разные полимеры.

При деформации покрышки молекулы разных компонентов взаимодействуют между собой, наряду с этим выделяется тепло, энергия перемещения расходуется на нагревание, возрастает сопротивление качению. Разработка Nano-Pro-Tech оказывает помощь распределить молекулы в смеси более равномерно и упорядоченно, сводя к минимуму их нежелательное сотрудничество.

Continental ContiCrossContact LX2

Участки повышенной жесткости выделены на схеме оранжевым цветом. Жесткость достигается не за счет состава резины, а за счет постоянного рисунка протектора. Усиленное центральное ребро снижает сопротивление качению, а постоянные замкнутые боковины снабжают острую реакцию и хорошую обратную сообщение в поворотах.

Каркас шины сделан более толстым, чем у простых покрышек, а также в плечевых территориях. Он защищает внедорожную шину от проколов и грыж. Края блоков протектора скошены для удаления камней и лучшего самоочищения.

Статья «Резина для нерезиновой» размещена в издании «Популярная механика» (№126, апрель 2013).

Как трудится липучка (фрикционная шина). Подробное видео. Просто о сложном


Записи по принципу Рандом:

самые интересные для Вас статьи, подобранные по важим запросам:

Метки: ,

Комментирование закрыто.