Коэффициент сцепления автомобильных шин
Коэффициент сцепления шин с дорогой и факторы, влияющие на него
Направление ветра, скорость, давление в шинах – все эти факторы имеют особое значение для гонщиков-профессионалов, так как определяют собой поведение автомобиля на дороге. Для простых водителей основным фактором является коэффициент сцепления шин с дорогой, характеризующийся степенью скользкости дорожного покрытия.
От чего зависит коэффициент сцепления шин?
Дорожное покрытие однозначно влияет на поведение автомобиля на дороге. Грунтовка, плиты, брусчатка вызывают тряску. Однако подобные покрытия встречаются значительно реже, чем асфальт. Поэтому главными причинами, определяющими коэффициент сцепления, являются погодные условия: грязь, лед, слякоть, температура и другие.
Всегда нужно знать, на что обращать внимание и как действовать в определенных обстоятельствах. Вот несколько основных факторов, приводящих к появлению скользкого дорожного покрытия на отдельных участках.
Как предотвратить заносы и скольжения?
Лучше сторониться вышеуказанных мест на проезжей части либо снижать скорость при езде по ним. Особенно опасно проезжать по подобным местам только одной стороной машины. Это чревато заносом из-за разности коэффициентов сцепления с дорогой. Но иногда невозможно проехать иначе, в таком случае необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
Причины плохого сцепления с дорогой
Плохое сцепление на всей дороге может обуславливаться следующими причинами.
Таблица. Значения коэффициента сцепления шин с различными дорожными покрытиями.
Состояние дорожного покрытия
Как проверить скользкость дороги?
На небольшой скорости можно слегка притормозить либо резко надавить на газ, почти сразу отпустив педаль. Чтобы определить коэффициент сцепления более точно, нужно давить на газ множество раз, на каждый увеличивая резкость нажатия. Если приводные колеса начнут буксовать, это будет указывать на то, что дорога скользкая, и чем раньше они забуксуют, тем выше степень опасности.
Многие ошибочно полагают, что реагировать на опасные участки дороги нужно только по мере необходимости. На самом же деле, чтобы максимально обезопасить себя, нужно вести машину равномерно, независимо от дорожных условий.
Двигаться без резких движений, всегда контролировать руль, не выжимать сцепление в моменты торможения. Изменять скорость лучше только на ровной, прямой дороге. Если придерживаться данных рекомендаций, это значительно повысит устойчивость на дорогах в любых условиях и снизит вероятность заноса.
Всё о коэффициенте сцепления шин с дорогой
Как шины влияют на безопасность, когда вы ведете машину по шоссе? Какие факторы помогают предотвратить занос и позволяют контролировать ваш автомобиль при повороте и остановке?
Вопросы безопасности на дорогах включают не только выбор правильной резины, но и учитывают фактор дорожного покрытия, технические характеристики транспортного средства ТС, другие факторы о которых узнаете ниже.
Измерение коэффициента сцепления дорожного покрытия по ГОСТ 50597-93
Исследования проводились динамометрическим приборомПКРС-2, результаты сведены в таблицу, где указаны виды дорожного покрытия и их состояние в зависимости от погодных и климатических условий. С момента ввода этих коэффициентов прошло много лет. Изменились технологии строительства дорог, в частности контактная поверхность дорожного покрытия. Данные таблицы надо рассматривать, как ориентировочные.
Сцепление шин с дорогой
Совершенно ясно, что эти коэффициенты не есть величина постоянная, а зависят от многих факторов:
Коэффициент сцепления между шиной и дорогой является одним из важных факторов, влияющих на безопасность дорожного движения. Состояние деформации шины различается в зависимости от силы торможения, вертикальной нагрузки на колесо.
Силы воздействия на участок поверхности шины во время торможения
Есть классическая формула в физике F =µN =µmg, которая связывает прямо пропорциональную зависимость силы трения от коэффициента сцепления контактирующих областей и прижимной силы. N равна произведению массы нагруженного колеса на ускорение свободного падения. Конечно распределение веса на переднюю ось будет больше при торможении, но эта классическая формула дает возможность понять какие факторы рассматриваются производителями шин, чтобы обеспечить безопасность автомобиля.
Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления шин с дорогой
Рисунок протектора колеса играет важную роль в определении трения или сопротивления скольжению. В сухих условиях на дорогах с твердым покрытием гладкая шина дает лучшую тягу, чем рифленый или узорчатый протектор, потому что имеется большая площадь контакта для создания сил трения. По этой причине резина, используемая для автогонок, имеет гладкую поверхность без рисунка протектора. К сожалению, гладкая шина развивает очень мало сцепления при влажных условиях, потому что фрикционный механизм уменьшается благодаря смазочной пленке воды между протектором и дорогой.
Рисунок канавки или каналы, по которым идет водоотвод, обеспечивает область прямого контакта между шиной и дорогой. Типовая шина дает коэффициенты сухого и влажного сцепления около 0,7 и 0,4 соответственно. Эти значения представляют собой компромисс между экстремальными значениями около 0,9 (сухих) и 0,1 (влажных), полученными с гладкой шиной.
Торможение на мокрой дороге
Когда автомобиль заторможен до жесткой остановки на сухой дороге, максимальная сила трения может быть больше, чем прочность протектора. В результате, вместо того, чтобы шина просто скользила по дороге, резина отрывается от протектора в области контакта шины и дороги. Несомненно, сопротивление протектора этому разрыву представляет собой сочетание прочности резины, канавок и щелей, составляющих дизайн протектора. Это тоже учитывают производители шин.
Сцепление шин таблица
Кроме того, размер контактной зоны очень важен в автомобильных шинах, потому что тяга является динамической, а не статической; то есть она изменяется по мере того, как колесо катится вперед. Максимальный коэффициент трения может происходить где угодно в области контакта, и чем больше площадь, тем больше вероятность максимальной тяги.
Таким образом, при одинаковой нагрузке и на одной и той же сухой поверхности более широкий профиль имеет большую площадь контакта и развивает более высокую тягу, что приводит к большей тормозной способности. Хотя некоторые специалисты считают, что большая площадь снижает давление на единицу поверхности и таким образом прижимная сила становится меньше, а потому выигрыш в тормозной способности остается под вопросом.
Коэффициент сцепления шин с дорогой — что это, на что влияет, как обозначается
Автомобильная шина отвечает за безопасность движения. В зависимости от покрытия подбирают варианты резины, обладающие наилучшим сцеплением в конкретных условиях. При выборе нужно учитывать коэффициент сцепления шины с дорогой.
Что такое индекс сцепления шин 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.
Для дорог с грунтовым или другим неустойчивым покрытием, показатель уровня сцепления может отличаться.
На автошине маркируется словом Traction. Рядом с этим словом проставляется буква, соответствующая конкретному индексу. Всего используется три варианта показателей:
Иногда встречается обозначение «AA». Оно характерно больше для спортивных покрышек, говорит об улучшенном коэффициенте сцепления.
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:
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.
Окончательные данные получаются путем расчетов, где учитываются параметры конкретного асфальта, замеренные перед тестом.
В зависимости от многих показателей, таких как загрязненность, температура и прочее, асфальт может оказывать разное влияние на коэффициент сцепления шины.
Как рисунок протектора влияет на индекс 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.
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.
Как ширина профиля влияет на сцепление шины с дорогой
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.
Влияние температуры на сцепление
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.
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.
Как разбортировать бескамерное колесо?
Как разбортировать колесо автомобиля?
Как отремонтировать шину своими руками
Как снять и установить колпаки с колес
Набор для ремонта шин: когда пригодится, состав, как пользоваться
Как заменить колесо своими руками
Как выбрать диски для автомобиля? Какие параметры нужно учитывать?
Размер шин — обозначения, расшифровка, правила подбора
Определение коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием
Устойчивость и управляемость автомобиля, его тяговые свойства и тормозные характеристики в значительной степени определяются сцеплением шины с дорогой.
Коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием – это показатель, характеризующий сцепные свойства дорожного покрытия, определяющийся как отношение максимального касательного усилия, действующего вдоль дорожного покрытия на площади контакта испытательной установки с дорожным покрытием к нормальной реакции в площади контакта испытательной установки с дорожным покрытием.
Испытания коэффициента сцепления проводятся по ГОСТ 33078-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Методы измерения сцепления колеса автомобиля с покрытием».
Существует два основных метода определения коэффициента сцепления дорожного покрытия.
Рассмотрим каждый из них.
Сцепление колеса автомобиля с покрытием характеризуется значением показателя коэффициента сцепления, определяемого при полной блокировке испытательного колеса (ИКС) на предварительно смоченной поверхности покрытия автомобильной дороги при стандартных условиях, с последующим вычислением отношения полученного значения касательного усилия к значению нормальной реакции дорожного покрытия.
Измерения проводят при температуре окружающего воздуха в диапазоне от 5°С до 40°С. Поверхность автомобильной дороги перед измерением должна быть сухой. При наличии на дорожном покрытии каких-либо загрязнений (песок, мелкий гравий, грунт и т.д.) необходимо сделать соответствующую отметку в протоколе измерений.
Проведение измерений во время дождя или тумана не допускается.
При проведении измерений на каждом измерительном участке выполняются следующие операции:
а) определяется температура окружающего воздуха и дорожного покрытия;
б) испытательная установка разгоняется до скорости равной (60±2) км/ч и скорость поддерживается на протяжении всего интервала измерения;
в) включается подача воды на дорожное покрытие перед испытательным колесом;
г) производится блокировка колеса с шагом не менее 0,2 с в интервале времени не менее чем 3,0 с, имитируя торможение автомобиля;
д) после проведения измерений блокировка колеса прекращается и отключается подача воды.
Минимальная длина участка автомобильной дороги, на котором возможно применение прибора типа ПКРС из условий безопасности с учетом разгона и полной остановки должна составлять 300 м.
Силу сцепления на измерительном участке рассчитывают, как среднеарифметическое сил сцепления, полученных по результатам измерения на данном участке.
Места проведения измерений и схема организации движения на время проведения измерений согласовываются с органами, ответственными за организацию безопасности дорожного движения.
Перед началом проведения измерений проводится подготовка испытательной установки в соответствии с рекомендациями компании-изготовителя.
При выполнении измерений выполняют следующие операции:
а) измеряют температуру окружающего воздуха;
б) устанавливают прибор в точке измерения коэффициента сцепления;
в) фиксируют груз прибора в верхнем положении;
г) увлажняют дорожное покрытие водой по траектории движения имитаторов, из расчета от 0,15 до 0,25 л под каждый имитатор;
д) сбрасывают груз на тяги прибора;
е) по измерительному кольцу на шкале прибора фиксируют значение коэффициента сцепления;
ж) выполняют действия по перечислениям в)-е) не менее четырех раз.
При наличии на автомобильной дороге двух или более полос в одном направлении движения, измерения поводят по каждой из них.
Результат первого измерения в точке исключается из расчетов, а нагружения считается пробным. Коэффициент сцепления в точке измерения вычисляют как среднее арифметическое значение результатов не менее чем трех измерений.
Результаты измерений оформляют в виде протокола, который содержит:
— наименование организации, проводившей измерения;
— название автомобильной дороги;
— привязку к километражу;
— номер полосы движения;
— дату и время проведения измерений;
— температуру воздуха и дорожного покрытия в период проведения измерений;
— скорость транспортного средства при проведении измерений;
— значение коэффициента сцепления;
— состояние дорожного покрытия;
— ссылку на ГОСТ 33078-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Методы измерения сцепления колеса автомобиля с покрытием».
Автошина – это единственное связующее звено, между автомобилем и дорожным покрытием. От качества соприкосновения в пятне контакта зависит большинство ходовых характеристик (управляемость, разгон, торможение и других), а также безопасность. Каждая модель легковой резины проходит испытания, по результатам которых ей присваивают индекс сцепления шины. Как маркируется этот параметр, где его отыскать на покрышке и что он сообщает потребителю? Об этом далее.
Индекс сцепления – что это и как он обозначается
Перечень условий к безопасности на автомобильном транспорте постоянно растёт. Иностранные и отечественные производители стараются выпускать колёса, которые бы соответствовали заявленным требованиям. Среди прочих параметров шин, изготовители разработали новую норму — коэффициент сцепления.
Она информирует потребителя о том, как протектор противостоит скольжению при экстремальных нагрузках в момент торможения. Данный параметр штампуется на боковом профиле покрышки. Маркировка выглядит в виде надписи Traction, которую дополняют латинские буквы:
На некоторых колёсах можно встретить значение «АА» (от 0,54g на асфальте и от 0,38g на бетоне). Так маркируют спортивные шины для дорог общего пользования.
В последнее время покрышки продаются с евронаклейками, где помимо размера, сведениях об экономичности и уровне шума, есть информация о коэффициенте сцепления шины (это изображение движущего колеса по луже, под дождевой тучей).
Как измеряется индекс сцепления с дорогой
Испытания и диагностика авторезины осуществляется в соответствии с нормативной документацией. В России вычисление коэффициента сцепления регламентируется условиями Госстандарта и Отраслевыми дорожными нормами:
Сначала эксперты подготавливают покрытие (в основном асфальт): проверяют на предмет трещин и повреждений. Затем оценивают качество сцепления полотна, используя для этого динамометрический прибор на смоченной поверхности (полученный результат вычтут из показания теста покрышки). Непосредственно сам процесс испытания шины выглядит так:
Масса прицепа 984 кг. На каждое колесо приходится нагрузка 492 кг. Измеряется только продольное сопротивление. Поперечное направление не вычисляется. Индекс «А» означает, что покрышка выдержит экстремальную нагрузку торможения при скорости 184 км/ч и выше, литера «В»: 160 — 184 км/ч, литера «С»: 136 – 160 км/ч.
Влияние рисунка протектора на индекс сцепления
Рисунок протектора бывает нескольких типов: направленный, ненаправленный, симметричный, асимметричный, глубокий, агрессивный и т.д. Все они имеют разное качество сцепления с асфальтом. Именно от рисунка и типа беговой части зависит множество ходовых параметров.
Но, все перечисленные конструкционные особенности протектора слабо влияют на расчёт индекса сцепления. Почему? Потому что они работают при вращении, а колёса тестируют заблокированными. Вывод: рисунок протектора при торможении юзом трудится слабо. Следовательно, индекс сцепления в большей степени зависит от качества резины. Поэтому, значительная часть моделей шин легко проходят тест и обладают параметрами «А» и «В».
Как ширина шины влияет на сцепление
Различная ширина профиля покрышки имеет разную продуктивность. Например, у широких колёс увеличенная площадь контакта. Как следствие снижается давление на каждый см² дороги из-за распределения массы. Качество соприкосновения с полотном ухудшается. У шин средней и небольшой ширины профиля индекс сцепления будет выше. Но здесь стоит учитывать тип протектора. Например, у спортивных сликов и полусликов «держак» намного лучше, чем у стоковых покрышек. Машины на таких колёсах быстрее разгоняются и эффективнее тормозят.
Влияние температуры на коэффициент сцепления
Зимние и летние шины разрабатываются для эксплуатации в определённые температурные режимы. Для первых это отрицательные показатели, для вторых – положительные. Если использовать шины не по сезону, коэффициент сцепления будет существенно отставать от нормы.
Резюме
При выборе колёс можно обращать внимание на коэффициент сцепления. Он определяет скольжение, которое способна выдержать покрышка на средней скорости в дождь. Именно осадки делают дорогу небезопасной. Но, методика и точность расчётов, вычисляемых при испытаниях юзом на мокрой поверхности, у многих экспертов вызывает сомнение.