Особенности работы шин при воздействии боковой силы

В процессе движения автомобиля на вираже или при боковом ветре его шинам приходится принимать на себя дополнительное поперечное усилие. И поскольку резиновое изделие является эластичным, то воздействие боковой нагрузки вызывает искривление шины.

По этой причине траектория качения покрышки смещается в сторону от намеченной водителем линии, которая в идеале должна совпадать с плоскостью вращения колеса. В таком случае принято говорить об уводе. По мере увеличения боковой силы угол увода шины растет, но не бесконечно, а только до определенного порогового значения, после которого наступает срыв в боковое скольжение.

Предельная величина угла увода индивидуальна для каждой конкретной модели покрышек. Как вариант, высокопрофильная узкая шина с диагональным расположением нити корда будет гораздо податливее по сравнению с более жесткой радиальной шиной в низкопрофильном исполнении.

Иными словами, чем больше поперечная сила, тем сильнее сминается шина вбок в непосредственной близости от пятна контакта с дорогой. И, что характерно, с ростом угла увода шины резко возрастает сопротивление качению колеса. Зависимость даже не прямо пропорциональная, а квадратичная!

К примеру, при угле увода в 5°- 5,5°сопротивление к качению будет в 2-4 раза больше, чем при отсутствии боковой силы. Разбег в цифрах от двух до четырех обуславливается конструкцией и типоразмером конкретной шины. Но факт есть факт: качение колеса с боковым уводом заметно сдерживает легкий ход любого автомобиля, заодно увеличивая расход горючего и ускоряя износ протектора. Ведь при воздействии поперечной силы, как уже упоминалось, резина дополнительно деформируется, и от этого сильней нагревается. Последствия здесь вполне предсказуемые: чем выше температура шины, тем быстрее происходит ее износ. Подтверждением изложенному может служить сравнение ресурса шин одной и той же модели в разных условиях эксплуатации.

Один вариант предполагает неспешную повседневную езду на дорогах общего пользования, а другой характеризуется регулярными перегрузками на гоночной трассе. В первом случае боковые силы непостоянны и относительно невелики, а во втором всё складывается иначе. Быстрый гонщик стремится вести спортивное автомобиль на виражах с углами увода шин ближе к максимальному значению. Разница в манере езды способна сократить срок службы шин в десятки и даже сотни раз, если говорить о применении авторезины на гоночном треке. Тут уместно вспомнить выражение про любителя быстрого бега: «У него на ходу подметки горят!»

Вывод сделать несложно. Хотите повысить ходимость шин? Не лихачьте на поворотах!

Впрочем, и без лихачества отдельные невнимательные водители сами приканчивают шины раньше срока из-за грубых нарушений углов установки колёс. А ведь когда пара колёс (чаще всего – передних) катится не параллельно, горе-наездник заставляет шины данной оси постоянно работать с боковой нагрузкой и, соответственно, с боковым уводом.

К примеру, при отрицательном схождении колеса стремятся разъехаться в разные стороны, а при слишком большом положительном значении схождения, наоборот, в перспективе они словно пытаются съехаться друг с другом. При таком нарушении углов установки колес износ протектора становится пилообразным, а на поворотах водитель то и дело слышит неприятный визг проскальзывающей резины даже в тех местах, где автомобиль движется с умеренной скоростью.

Криво выставленные, грубо говоря, «плугом» или «враскоряку» колеса всегда будут понапрасну перегревать шины. Явное отклонение температуры резины от нормы несложно определить на ощупь, поочередно прикасаясь ладонью к передним и задним шинам.

О важности правильной регулировки схождения напоминает и характер управляемости автомобиля. С точно настроенными углами установки колес хорошая машина демонстрирует завидную курсовую устойчивость. Заложенное в конструкцию любого автомобильного шасси свойство весовой и скоростной самостабилизации управляемых колес создает эффект того, что ваше транспортное средство, словно умная лошадь, стремится само бежать по прямой без дополнительного подруливания.

Если нет разноправленных боковых усилий, нет и конфликта между катящимися колесами, значит, и с управляемостью, скорее всего, будет полный порядок. Не случайно во многих солидных автоцентрах существуют диагностические линии с подпружиненной измерительной площадкой, которую в просторечии называют пластиной увода. Во время проезда колесами левой стороны через эту подвижную в поперечном направлении площадку она остается на месте, если схождение находится в норме. А в случае нарушения данного геометрического параметра пластина увода или дернется наружу, или сместится внутрь в зависимости от того, что имеет место быть – большое схождение или явное расхождение.

Информация для лучшего понимания: один из ведущих немецких автопроизводителей допускает максимум шесть метров отклонения на километр пути у двух параллельно катящихся колес одной оси. Меньше - можно, больше - нельзя. Собственно, на этот параметр и нацелена проверка регулировки ходовой части с помощью пластины увода.

Другой важной особенностью в поведении автомобиля является соотношение углов увода шин на передней и задней оси. Если передние покрышки при движении по дуге поворота деформируются сильнее и «уплывают» наружу больше, чем задние, то речь идет о так называемой недостаточной поворачиваемости. Водителю, чтобы точно попасть в поворот, приходится доворачивать руль круче, чем запланировано.

Склонность к сносу передней оси на скользких закруглениях дорог – это еще один признак недостаточной поворачиваемости.

И наоборот, когда шины задних колес оказываются податливее передних, автомобилист вынужден бороться уже с избыточной поворачиваемостью. Машина с таким изъяном будет не очень устойчивой даже на прямой, а при прохождении поворотов она стремится сама завернуть покруче внутрь виража. Из-за этого водителю приходится то и дело подправлять траекторию короткими движениями руля, что создает излишнее напряжение. Кроме того, избыточная поворачиваемость характеризуется склонностью к заносу задней оси на скользких покрытиях. В идеале для умелого водителя управляемость автомобиля должна быть близка к нейтральной, однако так бывает далеко не всегда. У большинства автомашин точность или расхлябанность в рулежке заложена в их конструкцию еще на этапе проектирования. С особенностями поведения автомобиля нам зачастую приходится мириться, врожденный просчет разработчиков вряд ли изменишь радикальным образом. Но тем не менее, в наших силах обеспечивать правильную настройку шасси и четко выдерживать рекомендованное давление в шинах. И, конечно же, надо стремиться к уменьшению углов увода шин, снижая вредное действие центробежной силы за счет более плавного прохождения поворотов на умеренной скорости.

Желаю вам только счастливого пути на отличных, неизношенных шинах!

Наш эксперт: Залознов Василий Иванович