По данным отдела дорожной безопасности Американской Автомобильной Ассоциации, только на территории США ежегодно происходит более 500 тысяч ДТП, спровоцированных сложными погодными условиями и скользкой дорогой. Среди них более 2 тысяч случаев заканчиваются гибелью участников ДТП. В некоторых странах для уменьшения количества несчастных случаев введён закон, который обязывает граждан использовать зимние шины при температуре воздуха менее 7 °C. В частности, в Канаде такое нововведение привело к сокращению серьёзных аварий в холодные месяцы на 46%. Зимние шины давно доказали свою эффективность, однако далеко не все имеют чёткое представления о принципах их работы – им и посвящена наша статья.
Со дня изобретения Робертом Уильямом Томсоном первой в мире резиновопарусной шины в 1846 году на рынке появилось более 30 подтипов шин для различных условий эксплуатации. Большинство шин для автомобилей, предназначенных для дорог общего пользования, по своим характеристикам относятся к трём основным категориям: летние, всесезонные и зимние. Основные отличия между этими категориями заключаются в специфических свойствах резиновых смесей и особенностях рисунка протектора.
Для изготовления летних и всесезонных шин используют резиновые смеси, которые сохраняют свою мягкость (достаточную для эффективного сцепления с дорогой) только до определённых температур. Летняя резина становится слишком жёсткой для комфортной езды при температуре около 12,8 °C, а всесезонка затвердевает при похолодании до 6,7 °C. Слишком твёрдая резина значительно увеличивает разгонный и тормозной пути из-за плохого сцепления с дорожным покрытием. Кроме того, такие шины делают автомобиль менее управляемым, повышая вероятность заноса в поворотах, а также дают лишнюю нагрузку на детали ходовой.
Состав резины в зимних шинах
Резина, используемая для изготовления зимних шин, остаётся мягкой и податливой и при минусовой температуре. Даже если дорога чистая и сухая, такие шины обеспечат автомобилю более эффективное сцепление с покрытием, чем летние или всесезонные. Зачастую при выборе зимней резины люди склонны уделять гораздо больше внимания особенностям протектора – безусловно, он очень важен, но именно материал шины играет ключевую роль.
Текстура резины
Помимо материала шин, не менее важную роль играет физическая конфигурация протектора. Сам по себе лёд совершенно не скользкий, но скорее даже шершавый. Скольжение провоцирует тонкий слой воды, который появляется на поверхности льда, когда на него оказывают давление. Чтобы добиться прямого контакта шины со льдом, современные производители делают протектор пористым. Крошечные пустоты в текстуре резины впитывают в себя жидкость, улучшая сцепление шины со льдом. Этот принцип прямо противоположен концепту коньков, используемых для катания или спортивных игр. Тонкое стальное лезвие сосредотачивает в себе всю массу человека, заставляя лёд таять. В результате на его поверхности появляется незаметная водяная плёнка, которая уменьшает трение и способствует скольжению.
Ламелизация шины
Ламели – небольшие полосы, вырезанные в протекторных блоках. Как и поры резины, они способствуют улучшению сцепления со скользкой дорогой, впитывая воду. Однако их главная задача заключается в защемлении дорожного покрытия. Ламели работают подобно шипам на спортивной обуви: они «вгрызаются» в грязь или лёд, чтобы обеспечить шинам дополнительное сцепление. В протекторах всесезонной резины также присутствуют ламели, однако в зимней они гораздо более многочисленны и выражены.
Ранние поколения ламелизированных зимних шин страдали от серьёзного недостатка: на сухом асфальте эти крошечные разрезы заставляли резину «плыть», из-за чего машина становилась неустойчивой. В более современных моделях производители используют так называемые «3D-ламели». Вместо прямых полос в протекторных блоках вырезают зигзагообразные ламели. Благодаря им на сухой поверхности резина способна лучше справляться с весом автомобиля, избавляя водителя от неприятного «плавающего» ощущения. Эта технология сделала зимние шины более долговечными, а их поведение на сухом асфальте стало более предсказуемым.
Рисунок протектора
Протектор летних шин состоит из немногочисленных и неглубоких канавок. Во всесезонных шинах рисунок несколько богаче и разнообразнее, но, как и в предыдущем варианте, его главной задачей является отведение воды от контактного пятна шины. Широкие и многочисленные углубления на поверхности зимней резины являются решающим фактором для обеспечения комфортной езды по снегу. Главный инженер американского филиала компании Bridgestone Дэйл Хэрригл утверждает, что в качественных зимних шинах снег должен забиваться в рисунок протекторных блоков. Снег внутри углублений создаёт дополнительное сцепление со снегом на дороге. Этот принцип работает за счёт любопытного поведения кристаллов льда, которые переплетаются между собой под давлением – как в тщательно утрамбованном снежке, сохраняющем свою форму даже после броска.
