На что влияет жесткость резины

Опубликовано: 15.05.2024

Какая летняя резина лучше мягкая или жесткая, интересует многих автовладельцев. Выбирая на лето новые колеса для своего автомобиля, обязательно необходимо обратить внимание на жесткость и мягкость резины шины. От выбранной резины зависит комфорт и безопасность передвижения.

С приходом Интернета задача выбора летней резины для авто стала значительно проще и быстрее, благодаря многочисленным отзывам. Тем не менее, думая о мягкости и жесткости резины колеса нужно учитывать несколько важных моментов, которые помогут в решении вопроса, какая резина лучше мягкая или жесткая для летнего сезона, в каких случаях нужна мягкая летняя резина, а когда будет лучше использовать жесткую.

Жесткие летние шины для автомобиля

Жесткие шины для лета довольно часто можно увидеть в магазинах автомобильных покрышек в различных ценовых категориях, при этом жесткая летняя резина имеет как плюсы, так и минусы, которые следует учитывать при выборе.

Плюсы жестких летних шин:

Медленный износ резины
Шина устойчива к деформации
Повышенная курсовая устойчивость
Улучшенная управляемость в поворотах
Выдерживают большие нагрузки
Шина менее подвержена появлению грыж
Выше эффект качения
Лучше выдерживают нагрев
Ниже расход топлива
Выше устойчивость к порезам

Минусы жестких летних шин:

Шумность
Увеличение тормозного пути
Хуже разгонные качества
Ухудшенное сцепление с дорогой
Снос в поворотах
Скользкие на влажном покрытии
Ухудшенный комфорт
Нагрузка на детали ходовой

Мягкая летняя резина

В магазинах автомобильной резины можно встретить мягкие шины различной плотности. Производители автомобильных покрышек стараются добиться идеального состава резины шины, чтобы максимально увеличить количество плюсов ее использования. Мягкие летние шины обладают своими преимуществами и недостатками, и при выборе мягкости шины необходимо учесть ряд особенностей, о которых пойдет речь дальше.

Плюсы мягкой резины шин:

Низкая шумность дорожного протектора
Повышенное сцепление с сухим и влажным асфальтом
Улучшение разгонной динамики
Сокращение тормозного пути
Лучшая управляемость за счет сцепления
Мягкость прохождения неровностей
Повышенный комфорт передвижения
Меньше нагрузка на ходовую

Минусы мягкой резины шин:

Увеличенная скорость износа протектора
Увеличивается расход топлива
Более низкий индекс скорости
Сильнее нагреваются на скорости
Хуже курсовая устойчивость
Ниже устойчивость на поворотах и динамичных перестроениях
Легче поддаются порезам

Мягкая или жесткая резина на авто лучше для лета?

Какие выбрать летние шины жесткие или мягкие? Если стоит вопрос выбора, жесткая или мягкая шина на лето, отталкиваться стоит от условий использования и ожидающей ее нагрузке.

Если автомобиль эксплуатируется в регионе с жарким летом, то сильно мягкую шину брать не стоит, в жаркую погоду резина поплывет, значительно ухудшив свои свойства и показатели. Для комфортного городского и шоссейного передвижения лучше всего подобрать модель автомобильной покрышки со средней мягкостью или жесткостью. Такая шина позволит получить максимум удовольствия от вождения со сбалансированным износом резины, с максимальным сцеплением и безопасной управляемостью автомобиля, на разрешенных ПДД (Правила Дорожного Движения) скоростях.

Если автомобиль мощный, эксплуатируется в регионе с жарким летом, используется спортивный стиль езды и частые поездки по трассе, то при выборе летних шин стоит обратить внимание на более жесткие модели покрышек, которые позволят увеличить скоростной режим колеса, увеличить его надежность и снизить эффект деформации.

Покупая шины без учета максимального индекса грузоподъемности, вы рискуете остаться без колес. Вес легкового автомобиля доходит до 1,5 тонн, а внедорожника - 2,5 тонн. Стоит учитывать также массу пассажиров и возможные ямы на дорогах, подвергающие шины дополнительным нагрузкам.

Что такое индекс нагрузки шин

Индекс нагрузки – это числовое значение, которое указывается на покрышке. Цифры показывают вес, который шина способна выдержать на протяжении срока использования.

Значение нагрузки указывается на внешней стороне шины сразу после размера и представляет собой число с буквой индекса скорости.

Индекс нагрузки гарантирует работу шины только в пределах допустимой скорости. Поэтому при нарушении скоростного режима производитель не производит гарантийное обслуживание таких моделей.

Определение индекса нагрузки

Числовые значения на покрышке не означают точное количество килограмм, которое выдерживает одно колесо. Цифры допустимого веса представляют собой индекс, который расшифровывается с помощью следующей таблицы:

Шины оснащены индексом нагрузки в пределах от 265 до 1700 кг. Для каждого типа авто предусмотрен свой индекс нагрузки:

до 265 кг - компактные автомобили (Smart, BMW 1 серии)

до 315 кг - седаны и хэтчбек среднего класса (Mercedes B-класса, Mazda 6)

до 387 кг - полноприводный седан, универсалы (Ford Focus, Audi A4 Allroad)

до 545 кг - минивэн, кроссовер (Citroen Tourer, Mercedes V-Class)

до 775 кг - внедорожник, ком. транспорт (Sprinter, Land Rover Discovery)

до 1700 кг - грузовой транспорт (КамАЗ, ГАЗ, ЗИЛ, УРАЛ)

Как рассчитать необходимую нагрузку

Если хотите точнее приблизиться к необходимому значению грузоподъёмности, то проведите следующий расчет:

К массе автомобиля прибавляем вес полного топливного бака, аптечки, инструментов, технических жидкостей и запасного колеса.

Складываем среднюю массу взрослых пассажиров согласно количеству мест в автомобиле, для легкового авто это +5 к индексу.

Прибавляем массу возможных грузов, исходя из размеров багажного отделения. Для легковых авто - 100-200 кг, для внедорожников - до 500 кг.

Полученное значение делим на 4 и прибавляем запас в 20-30% для учета будущего износа.

Не покупайте покрышки с повышенным индексом допустимой нагрузки для автомобиля. Чем выше грузоподъемность шин, тем жёстче резиновая смесь, а это приводит к негативным последствиям:

Жесткая резина тяжелее, а значит двигателю требуется больше мощности для вращения колеса. Это приводит к дополнительным топливным затратам.

Тяжелая покрышка уменьшает плавность хода и понижает комфорт езды.

Повышенный вес колес добавляет дополнительную нагрузку на подвеску и снижает срок службы основных деталей.

Основные рекомендации

Ряд рекомендаций, которые помогут грамотно подобрать и использовать шины по индексу нагрузки.

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.

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.

Низкая боковая жесткость повышает чувствительность шины к воздействию боковых сил, т. е. даже незначительная по величине боковая сила вызывает ощущаемое водителем осевое (в направлении действия боковой силы) смещение плоскости колеса, а следовательно, всего мотоцикла относительно контакта шин с дорогой. Так как шина — упругий элемент, перемещения мотоцикла в поперечном направлении имеют знакопеременное направление. Возникают поперечные колебания мотоцикла, которые вызывают у водителя неуверенность при управлении, появляется ощущение, что шины «не держат дорогу».

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'<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.

Собираясь приобрести покрышки для летнего сезона, стоит обратить внимание на состав резиновой смеси, ведь от него во многом зависит уровень комфорта. Автовладельцы нередко обсуждают, какая резина лучше подходит для лета — более мягкая или жесткая. У каждого типа есть свой набор преимуществ, на которых стоит остановиться подробнее.

Что влияет на жесткость покрышек

Главным фактором, который определяет мягкость шин, является состав компаунда — резиновой смеси. Покрышки производят из натурального или искусственного каучука либо их смеси, но до 40% состава резины составляют различные добавки. В смесь добавляют сажу, серу, смолы, некоторые кислоты и масла.Важность добавок сложно переоценить, ведь именно от них зависят характеристики шин: способность сопротивляться истиранию, упругость, умение поглощать вибрацию. Отдельные элементы вводят не для того, чтобы придать каучуковой смеси новые свойства, а для удешевления производства. Так получают покрышки бюджетного уровня, которые вполне успешно справляются со своей задачей.Изменение состава приводит к тому, что одни летние шины являются более мягкими, другие — жесткими. Какие лучше выбрать?

Плюсы и минусы жесткой резины

Чем более плотной является резиновая смесь, тем дольше прослужат выполненные из нее покрышки. Кроме того, жесткая летняя резина демонстрирует повышенную устойчивость к нагрузкам, деформациям, механическим повреждениям. Такие покрышки сложнее проколоть или порезать. К тому же, летние шины из жесткой резины значительно лучше ведут себя в жару.Сопротивление качению у колес этого типа невелико, а курсовая устойчивость выше, чем у мягких разновидностей, поэтому жесткую резину часто выбирают поклонники спортивного стиля вождения. Бонусом становится экономия топлива.Однако недостатки покрышек из плотной резины нередко оказываются настолько серьезными, что водители отказываются от их покупки. Чем жестче летняя резина, тем длиннее окажется тормозной путь. Не лучший уровень сцепления с дорожным полотном приводит сразу к нескольким последствиям: риску скольжения на мокрой трассе, менее быстрому разгону, повышенной нагрузке на ходовую. Последний «минус» важен для ценителей комфорта: в салоне будет довольно шумно, а избавиться от вибрации не удастся.

Мягкость — преимущество на дороге

Если производитель добавляет в резиновую смесь смолы, масла, жирные кислоты и сложные эфиры, покрышки приобретают мягкость. Полимер становится несколько менее прочным и быстрее изнашивается, поверхность легче повреждается, а сопротивление качению возрастает, приводя к повышенному расходу топлива. Несмотря на это, мягкие летние шины пользуются высоким спросом, ведь у них немало достоинств.Хотя покрышки истираются быстрее, они обеспечивают более длительный срок службы ходовой. Превосходный контакт с дорожным полотном обеспечивает почти мгновенный разгон и эффективное торможение.

Автомобиль слушается малейшего поворота руля, а при прохождении сложных участков как будто обтекает неровности дороги. Плавный ход сочетается с пониженным уровнем шума, так что в салоне будет более комфортно, что важно при дальних поездках. К тому же, более мягкий вариант резины окажется безопаснее ранней весной и поздней осенью, когда возникают кратковременные заморозки: колесо не «задубеет» и не станет проскальзывать при маневрах.

Масса «полезной» информации по выбору шин в интернете, написанная зачастую только для привлечения интернет-трафика, советы знакомых экспертов, «точно знающих, что Вам нужно», попытки самостоятельно "нащупать" нужную жесткость покрышек часто приводят к разочарованию от покупки шин.
Если Вам нужно разобраться в вопросе выбора жестких или мягких шин, то читайте далее

Жёсткость шины – характеристика амортизирующей способности шины. Жесткость зависит от состава резиновой смеси, толщины и количества слоев, применяемых в шине, размера шины.

Жесткость шины (или твердость резиновой смеси, из которой сделан протектор покрышки), физически определяется специальным прибором – дюрометром (твердомером) Шора. Как правило, твердость резиновой смеси, из которой изготовлен протектор автомобильных шин, имеет показатели в диапазоне 50-70 условных единиц Шора. В последних моделях зимних шин премиальных производителей заявляется, что в технологиях применяется адаптивная (меняющая твердость от температуры воздуха) резиновая смесь

На самом деле, для покупателя шин

ЖЕСТКОСТЬ ШИНЫ – это:

1) СУБЪЕКТИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА: владельцы авто, говоря о жесткости шины, на самом деле описывают свои ощущения от комфортности езды, уровня шума, способности шины «держать удар».

2) СВЯЗАННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, т.е. необходимость шине быть более или менее жесткой зависит от ее назначения и условий эксплуатации:

Зимняя резиновая смесь априори будет мягче летней;
Каждый крупный производитель имеет в ассортименте линейку моделей шин, рассчитанных на разные условия их эксплуатации и разный стиль вождения. Неправильно сравнивать покрышки Мишлен или Нокиан, их ассортимент исчисляется десятками моделей от «бюджетных», рассчитанных для спокойной езды по городу до спортивной резины на спорткары. У шин разные задачи, разное строение каркаса, разные рисунки протектора, как следствие, разная жесткость;
Для каждого автомобиля производителем рекомендовано оптимальное давление в шинах, способное выдерживать их вес, амортизировать подвеску и т.д. Поэтому, одна и та же шина, установленная на разные автомобили, будет вести себя по-разному;
Шины одной модели, предназначенные для установки на один автомобиль, но с более низким профилем будут более жесткими (меньший объем воздуха внутри колеса);
Самый грубый вариант неправильного использования покрышек в одном размере – это установка легковых шин на легкогрузовые авто и авто класса SUV. Размер один, несущая способность, конструкция, следовательно «жесткость», разные;
На жесткость шин влияет их неправильное хранение, эксплуатация при повышенном давлении, длительное нахождение автомобиля на открытой стоянке и т.д.;
Не только шины отвечают за комфортность передвижения в автомобиле. Гораздо большее влияние на плавность хода и комфорт от езды будет оказывать класс Вашего автомобиля, особенности модели, состояние подвески и иных элементов авто.

Для вынесения вердикта жесткости шины, необходимо прояснение всех вышеперечисленных моментов, поэтому, не следует слепо доверять мнению доморощенных экспертов и отзывам с сайтов

СОВЕТЫ ПОКУПАТЕЛЯМ ПРИ САМОСТОЯТЕЛЬНОМ ВЫБОРЕ ЖЕСТКИХ ИЛИ МЯГКИХ ШИН

Большая часть шин, продаваемых в РФ – это шины средней жесткости/ мягкости.

Однозначно «жесткие» шины - это шины спортивные и псевдоспортивные. Такие шины у производителей выделяются в особую линейку, с указанием в названии Sport (либо как у Yokohama – линия шин Advan). Отличить их легко: производитель сам акцентирует внимание на данные модели с помощью названия и обязательно указывает это в описании.

«Мягкие» модели шин – это шины, которые производители относят к шинам для комфортного вождения, т.н. «городские» шины, рассчитанные на неспешное передвижение по маршруту «дом-работа-Ашан»,а также «дождевые» шины.

На практике, удачных моделей шин разных брендов немало во всех ценовых категориях. И вопрос выбора, на деле, ставится уже другим образом: хотите ли Вы оплачивать повышенные комфортность, сцепление с дорогой или «неубиваемость» шины?

Читайте также: