«Сайпирование» или как увеличить сцепление с дорогой!
В условиях зимы водитель ощущает недостаточное сцепление колес с дорожным покрытием. В странах северной Европы, США и Канаде шинные сервисы давно предоставляют услугу по нарезке сайпов – тонких прорезей на протекторе. Цель такой нарезки – улучшение сцепления с дорогой в зимнее время. Обычно нарезка выполняется на небольшую глубину – около 2-3 мм. К концу холодного периода года сайпированная часть протектора стирается естественным образом, и шина приобретает свой обычный вид.
Улучшение сцепления, торможения, повышение комфорта, разогрев поверхности шины
На фотографии вы можете увидеть остатки сайпов на шине Бриджстоун 385∕65R22.5, которая была приобретена в Норвегии и как б.у. шина попала в Украину.
Технология работы
Сайпирование может быть машинным и ручным.
Мы считаем, что использование сайпера может быть хорошим средством для клиентов, которые ездят зимой на шинах с неглубоким или универсальным протектором и жалуются на то, что шины скользкие.
Опыта использования сайпера в Украине нет. На одном из киевских филиалов на этой неделе мы начинаем тестирование ручного сайпера. К осенне-зимнему сезону 2018-2019г., в случае если мы сделаем положительные выводы о возможности применения данного инструмента, мы ознакомим вас с результатами испытаний.
САЙПИРОВАНИЕ. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ САЙПИРОВАННЫХ ШИН.
11.01.2018 на филиале Киев-3 были сайпированы 4 ведущих шины Double coin компании ТОВ «Кале-Барекс».
ОГП – 8мм на момент нарезки.
Нарезали на глубину 4 мм (установка ножей через 2 пластины).
Клиенту сделали сайпирование бесплатно, с уговором, что если сайпирование покажет себя с хорошей стороны, то он оплатит по цене нарезки шин с комбинированным рисунком протектора.
Есть результаты позволяющие оценить данную услугу с точки зрения технико-экономических показателей.
По состоянию на 22.02.2018 ОГП шин составляет 7мм. Прошли шины за это время 8000км.
Сколов, срывов элементов протектора не обнаружено.
Водитель — Песенко Андрей
- в тех местах, где раньше, чтобы выехать, приходилось подсыпать песок, на сайпированных шинах в этом году выезжал, с пробуксовкой, но выезжал;
- особенно важно, что выезжал на коробке-автомат, потому что раскачать машину с автоматом, если застрял, не получится, а на сайпированных шинах получалось выезжать;
- шины оставляют на снегу след похожий на след зимней легковой шины – видно каждый сайп.
- на следующую зиму все другие водители из нашего парка приедут на сайпирование.
* Имеются фрагменты видеозаписи разговора.
Клиент на данный момент уже оплатил услугу. Стоимость услуги сайпирования 1200 грн.
Улучшение сцепления шин с дорогой на скользких участках
Улучшение сцепления шин с дорогой на скользких участках / Н. Г. Шматов, В. И. Малий, Н. А. Кузьмин [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 6 (296). — С. 49-53. — URL: https://moluch.ru/archive/296/67243/ (дата обращения: 16.12.2023).
В статье представлен анализ способов улучшения сцепления шин с дорогой в зимний период эксплуатации, преимущества и недостатки каждого из них. Описывается способ решения проблемы, связанной с обеспечением безопасности дорожного движения механического транспортного средства на скользких участках дороги.
Ключевые слова: механическое транспортное средство, повышение сцепления шин с дорогой, дорожно-транспортное происшествие (ДТП).
Как известно, безрельсовое механическое транспортное средство является одним из самых опасных транспортных средств — средством повышенной опасности. В связи с этим возникает необходимость повышения безопасности управления безрельсовым механическим транспортным средством, особенно в зимний период эксплуатации. Одним из способов уменьшения количества совершаемых ДТП на скользких участках дороги, является повышение сцепления шин с дорогой.
В настоящее время известно достаточное множество способов повышения сцепления шин с дорогой. К наиболее распространённым относятся [1]:
изменение сцепного веса;
применение шипов (шипованные шины);
снижение давления воздуха в шинах;
применение цепей противоскольжения.
Изменение сцепного веса — способ, когда часть фактического веса, приходящегося на ведущую ось автомобиля, увеличивается за счёт перераспределения его в транспортном средстве. Увеличивая сцепной вес, можно улучшить проходимость машины, так как более нагруженные ведущие колёса лучше прижимаются к опорной поверхности и, следовательно, в пятне контакта шин с дорогой увеличится сила сцепления. Этот приём известен давно, проще говоря, в буксующем автомобиле производится пересадка пассажира с переднего сиденья на заднее (в переднеприводном автомобиле наоборот вперёд).
Применение аэрозольных баллончиков (рис. 1) с соответствующим содержанием внутри. Они носят разные названия, чаще всего встречается «Спрей для сцепления шин со льдом». Такое средство действительно улучшает сцепление шин с ледяной дорогой, но у этого способа есть существенный недостаток — он действует кратковременно.
Рис. 1. Спрей для сцепления шин со льдом
Применение шипов. Речь идёт о съёмных или ремонтных шипах (рис. 2). Ремонтные шипы предназначены для замены штатных, утерянных при эксплуатации. По сути, ремонтные шипы представляют собой саморезы, которые имеют острые наконечники. К сожалению, применение ремонтных шипов нигде не регламентировано, и использование данного способа может повлечь порчу шины и поэтому не рекомендуется.
Рис. 2. Ремонтные шипы
Снижение давления воздуха в шинах — старый солдатский способ повышения проходимости на любой дороге. При использовании этого способа увеличивается площадь сцепной поверхности (рис. 3) и, следовательно, повышаются шансы выбраться из ледяной «ловушки». Этот способ легко применяется именно на военной автомобильной технике, имеющей систему центральной накачки шин, а вот на транспортных средствах гражданского исполнения приходится снижать давление воздуха в шинах вручную, отдельно на каждом колесе. И как недостаток можно отметить, что водители после преодоления скользкого участка забывают довести давление в шинах до нормального, а шина с низким давлением воздуха в ней сильно (и быстро) изнашивается.
Рис. 3. Шины со сниженным давлением воздуха
Цепь противоскольжения (рис. 4) — лучший способ преодоления бездорожья. Срок эксплуатации цепей больше, чем у ремней или браслетов. Монтировать на колёса их лучше заблаговременно, до выезда. Различают цепи «снежные» и «грязевые». Применение любых цепей помогает удерживать машину в движении при встречных разъездах и на косогоре.
Рис. 4. Цепь противоскольжения
Перечисленные способы повышения проходимости имеют свои как положительные, так и отрицательные стороны, но все они, к сожалению, не решают проблему, связанную с движением автомобиля в сложной дорожной ситуации, когда колёса теряют сцепление с дорогой. Водитель, управляя транспортным средством, не может предугадать, где находится скользкий участок дороги и где ему необходимо надеть цепи противоскольжения, или обработать шину спреем из баллончика, все эти средства применяются заблаговременно или с предварительной остановкой транспортного средства.
В настоящее время нет устройств, методов или способов, применяемых на механических транспортных средствах, которые бы изменяли сцепление колёс с дорогой на скользких участках дороги во время его движения при внезапном наезде на поверхность с низким сцеплением — лёд. Такие устройства существуют, например, на железнодорожном транспорте (рис. 5).
Рис. 5. Устройство для подачи песка к колёсам железнодорожного вагона
Известно устройство для подачи песка к колесам железнодорожного транспортного средства, раскрытое в авторском свидетельстве (SU 366106 А, Л. И. Матвеев, 07.03.73, В 61 С 15/10). Указанное устройство включают в себя бункер для хранения абразивного материала и средство для подачи абразивного материала к зоне контакта колеса с опорной поверхностью, которое представляет собой распылитель с эжекционной форсункой. Недостатком прототипа является то, что он не ориентирован на использование на дорожных колёсных транспортных средствах, не обеспечивает требуемый уровень эффективности в связи с использованием песка в качестве абразивного материала и отличается недостаточной надежностью вследствие возможного засорения эжекционной форсунки при движении транспортного средства по дороге в обычном режиме [2].
Также известен патент (SU 1801827 A1, Н. И. Горбунов и др. 1990.09.17, В 61 С 15/10) — форсунка для песочницы локомотива. Сущность данного патента аналогична предыдущему, но имеет ряд особенностей. Благодаря форсунке, которая в свою очередь обеспечивает как точечное распыление, так и масштабное на рельсовое сечение. Такая форсунка имеет возможность регулировки угла распыления, причём она управляется датчиками, которые регистрируют скорость скольжения колёсных пар, и они же являют источниками тока для открытия электромагнитных форсунок. Устройство такой форсунки представлено на рисунке 6 [3].
Рис. 6. Электромагнитная форсунка для песочницы локомотива
При торможении железнодорожного состава скорость проскальзывания колёс фиксируется датчиками, они же являются источниками тока для подачи сигнала на открытие (закрытие) электромагнитных клапанов форсунок. При попадании колёс на скользкий участок путей колесо начинает проскальзывать, тем самым резко увеличивается его угловая скорость вращения, которая фиксируется датчиками, и они подают сигнал на открытие электромагнитных форсунок. После поступления сигнала на открытие электромагнитных форсунок сжатый воздух поступает в каналы 6 и 8.
Часть воздуха проходит через перепускной канал 7 и разрыхляет песок в рыхлительной полости 2. Так же регулируется величина открытия электромагнитного клапана в зависимости от скорости проскальзывания колёс. В том случае если скорость проскальзывания колёс не большая, то вентиль подачи воздуха полностью открыт. При таком положении вентиля часть сжатого воздуха поступает по каналу 6, а часть — по каналу 8.
Прежде чем попасть в сопло 5 эти два потока пересекаются друг с другом. В результате чего поток воздуха, входящего в канал сопла 5 замедляется, тем самым уменьшается скорость воздуха на выходе из сопла 4.
Это дает возможность регулировать подачу количества песка (абразивного вещества), а, следовательно, в значительной мере уменьшить его расход. При большой скорости проскальзывания колёс вентиль так же полностью открыт. Однако в этом случае сжатый воздух, поступающий в форсунку, поступает только в канал 6, не замедляется встречным потоком, что обеспечивает максимальную скорость выхода воздуха из сопла 5 к горловине 4, что соответствует максимальному количеству увлекаемого разрыхлённого песка (абразивного вещества).
Вышеуказанное устройство не используется на автомобильной технике.
Анализируя статистику дорожно-транспортных происшествий, можно увидеть, что у 20 % ДТП причиной является потеря управления транспортным средством из-за снижения сцепления шин с дорогой, что указывает на необходимость повышения безопасности дорожного движения за счёт повышения коэффициента сцепления шин с дорогой. Такая задача может быть реализована. Предлагается модернизировать рассмотренные выше устройства и применить их на грузовых автомобилях.
Модернизация устройства будет заключаться в автоматизации его работы за счёт применения датчиков угловых скоростей, установленных непосредственно на колёсах автомобиля и электромагнитной форсунки, которая будет включаться в зависимости от изменения угловой скорости вращения колёс. Принцип действия данного устройства заключается в том, что при движении механического транспортного средства по не скользкому участку дороги колёса автомобиля не проскальзывают и датчики угловых скоростей не подают команду на открытие электромагнитного клапана. При попадании колёс на скользкий участок дороги происходит их проскальзывание, уменьшение сцепления шин с дорогой, что фиксируется датчиками в виде резкого изменения угловой скорости вращения колёс и в этом случае датчики подают сигнал на срабатывание электромагнитного клапана, который открывает доступ сжатого воздуха к форсунке песочницы, которая разбрасывает песок под проскальзывающие колёса, это приведёт к увеличению сцепления шин с дрогой и вернёт возможность управления движением транспортного средства, а следовательно к повышению безопасности дорожного движения. Преимущество такого устройства заключается в его автоматическом действии, водителю не придется нажимать дополнительные кнопки или воздействовать на рычаги управления для его включения.
Учитывая величину давления в ресиверах тормозной системы в конструкцию устройства необходимо установить клапан регулирования давления для снижения давления подаваемого в форсунку воздуха и предотвращения выброса песка мимо колёс.
- Сайт «За рулём», М. Колодочкин (15.11.2019 г.) 9 способов улучшить сцепление шины с дорогой (если вы завязли) Режим доступа: https://www.zr.ru/content/articles/919822–9-sposobov-uluchshit-stseplenie/ (Дата обращения 05.02.2020 г.).
- Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 366106, М. Кл. В 61с 15/10. Форсунка песочницы / Матвеев Л. И.; автор изобретения Л. И. Матвеев — № 1726968/27–11; заявл. 20.12.1971; опубл. 16.01.1973, Бюл. № 7. — 2 с. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/SU1801827A1_19930315 (Дата обращения 05.02.2020).
- Описание к авторскому свидетельству СССР SU 1 801 827 А1, кл. В 61 С 15/10, 1974, МПК В61С 15/10 (2006.01). Форсунка песочницы локомотива / Горбунов Н. И. [и др.]; заявитель и патентообладатель Ворошиловградский машиностроительный институт. — № 4879350/11; заявл. 17.09.90; опубл. 15.03.93, Бюл. № 10. — 3 с. Режим доступа: https://rusneb.ru/catalog/000224_000128_ 0000366106_19730116_A1_SU/ (Дата обращения 05.02.2020).
Основные термины (генерируются автоматически): транспортное средство, скользкий участок дороги, дорогой, сжатый воздух, цепь противоскольжения, абразивный материал, дорожное движение, механическое транспортное средство, сцепной вес, электромагнитный клапан.
Как добиться улучшения зацепа
Как добиться улучшения сцепных свойств с дорогой на мощном авто
Не секрет, что при значительном повышении мощности автомобиля, повышается и длительность пробуксовки его на старте, из за недостаточного сцепления колес с полотном дорожного покрытия, что в свою очередь понижает потенциал автомобиля при разгоне.
Для того, чтоб максимально использовать весь потенциал мощного двигателя, необходимо, чтоб ведущая ось автомобиля была максимально нагружена. Естественно для полноприводных автомобилей нагруженность ведущих осей не играет такого большого значения, но на моноприводе основополагающим фактором является перераспределение массы автомобиля на ведущую ось.
Различие переднего привода от заднего, в данном случае, заключается в том, что при старте, задняя ось загружается (то есть масса давления на задние колеса при старте увеличивается) на переднем же приводе масса на передней ведущей оси уменьшается. Именно по этой причине не создают автомобилей с огромной мощностью на переднем приводе, так как реализовать высокую мощность на нем не так то просто, автомобиль будет просто пробуксовывать, либо придется создать машину с очень тяжелой передней частью.
Задний же привод, находится в более выгодном положении, но при переднем расположении двигателя, развесовка масс в основном приходиться на передние колеса, что также не слишком способствует отличному сцеплению с полотном дороги.
Хорошая резина может значительно улучшить показатели разгона в обоих случаях и даже в случае с полным приводом, но речь в статье не об этом (это и так все знают)
Методы повышающие стартовые свойства мощного авто
Первое, что может улучшить сцепные свойства колес с дорогой, это наличие блокировки дифференциалов на ведущих осях автомобиля. При резком старте автомобиля, срыв в букс зачастую происходит одним колесом, и пробуксовывает первымм делом то колесо, которое имеет меньшее сцепление (например стоит на припыленном или более гладком участке дороги) Наличие некоторой степени блокировки дифференциала, срывает оба колеса в букс или вообще не дает сорваться, так как сцепление с дорогой может быть больше чем мощность двигателя (может конечно не на первой передаче, но хотя-бы на второй и третьей)
Второе, перераспределение масс автомобиля, как можно ближе к ведущей оси. Переднеприводный автомобиль требует загрузки передней части автомобиля, заднеприводный соответственно задней части.
На практике, для переднеприводного:
На переднеприводном, переносить в переднюю часть практически нечего, соответственно можно максимально облегчить заднюю часть автомобиля и не трогать переднюю. Либо перенести часть агрегатов еще ближе к передней части. Так же можно загрузить дополнительным весом, но расположить его в наиболее выгодном для этого месте (в самом переде автомобиля внутри передного бампера) К стати дополнительный вес расположенный в самой передней части автомобиля, перед передним колесом, не только загружает переднюю ось, но и разгружает заднюю, что уменьшает перераспределение масс на старте и очень прилично повышает сцепные свойства колес с дорогой. Еще один прием заключается в занижении передней части автомобиля относительно задней. Наклон автомобиля вперед автоматически перераспределяет часть массы вперед и препятствует его перераспреденению назад, при резком старте с места.
На практике, для заднеприводного:
На заднеприводном авто появляется возможность перенести часть агрегатов в заднюю часть автомобиля. Легко переносимыми элементами являются: аккумулятор, бак (спортивный малого объема), бачек омывателя, вплоть до радиатора итд. Так же, с учетом особого фанатизма, можно подвинуть и сам двигатель с коробкой передач или даже полностью перенести его назад. Стоит учитывать что перенеся аккумулятор массой 20 кг мы добавляем сзади 20 кг и уменьшаем вес передка на 20 кг, то есть общее перераспределение, составит целых 40 кг! И только эта процедура уже может быть заметна на квотере.
Резина широкая или узкая:
Не стоит слишком увлекаться широкой резиной, на довольно легком авто. Площадь контакта естественно при этом увеличивается, но давление на асфальт, может быть слишком мало, для уверенного сцепления и хорошего старта. Причем широкая резина при малом давлении, очень плохо ведет себя на припыленном или гладком асфальте, но зато, намертво цепляется на абразивном или новом асфальте, даже на легком авто. Философия здесь простая, если широкая резина оставляет на дороге черные следы, значит давление на покрытие хорошее и может быть, можно попробовать еще шире. Если при срыве в букс, следов резина не оставляет, значит масса ведущей оси маловата для этой ширины резины.
Облегченный маховик
Может показаться ересью, но облегченный маховик помогает уменьшить или избежать пробуксовку на старте, и при переключениях, соответственно повысить интенсивность динамичного разгона. Как это работает? Для примера возьмем очень тяжелый маховик, коий для современных автомобилей, далеко не редкость. При резком нажатии педали газа в пол, двигатель не слишком резко набирает обороты, так как часть мощности тратит на раскрутку тяжелого маховика. Соответственно при «бросании» сцепления, маховик не может мгновенно снизить обороты и колеса срываются в сильный букс, так как кратковременно выделяется значительно больше мощности чем имеет двигатель. Легкий маховик
, запасает, значительно меньше энергии и при резком отпускании, сцепления высвобождается соответственно минимальное ее количество, без паразитного импульса всплеска энергии, пробуксовка может быть гораздо меньше, чем в случае с тяжелым маховиком.
Высота профиля шин
Чем выше профиль используемой резины, тем лучше она амортизирует первоначальный импульс, от раскрученного двигателя, позволяя сопротивляться срыву колес в сильный букс на старте. Обратите внимание на низкопрофильные шины дрифтовых автомобилей, для них, как раз чем легче шина срывается в букс, тем лучше, потому они их и используют.
Используя все или часть из описанных методов улучшения зацепа на старте, можно значительно улучшить данную характеристику вашего автомобиля и соответственно повысить показатели разгона, без увеличения мощности двигателя.
Данные методы работают лишь с машинами, имеющими мощный двигатель и сильную пробуксовку при разгоне с места, для маломощных автомобилей не имеющих длительной пробуксовки, данные методы практически бесполезны!
Сцепиться на дороге. Как повысить управляемость авто за счет шин?
Ни в одной другой автомобильной теме не скрыто столько эмоций. Сцепление шины с дорогой обсуждают, как обычно обсуждают природное явление. С примерами из школьного курса физики (кто как понял) и личной жизни (кто как ездит). И ни одной ссылки на массовые исследования, официальную статистику производителей или другие убедительные данные.
На самом деле спорить не о чем. Важно принять 3 основополагающих момента в качестве аксиомы, без доказательств.
Первое. В глобальном смысле на степень сцепления шины с дорожным покрытием влияет все. Размер колес, центр тяжести автомобиля, аэродинамика кузова, конструкция крыльев, состояние подвески, давление в шинах, температура воздуха, тип дороги, скорость ТС, состав/состояние резины. Абсолютно нереально провести достойные и объективные испытания для всех вариаций состояний автомобиля и окружающей среды. Поэтому высказывания производителя на эту тему –реклама. Если вы откликнитесь на слова о прочном сцеплении с дорогой и, например, захотите летом купить шины Yokohama в Екатеринбурге и сразу выехать на трассу, не удивляйтесь, если заявленное сцепление не оправдывает ожиданий. Вы на новых покрышках, а их связь с сухим асфальтом ниже, чем у притёртых.
Отсюда следует второе заключение. На сцепление шины с дорогой результативно (то есть измеримо) влияют три основных фактора: скорость движения, состояние покрышек (изношенность и состав), качество покрытия (асфальт, лед, мокрая дорога, грунтовая, снег). То есть одна и та же резина может показывать разную силу сцепления в зависимости от условий: дорожных и погодных. Данные, полученные с помощью динамометрических исследований, были обобщены в две таблицы. Первая определяет зависимость сцепления от качества покрытия дороги (данные из стандартного курса «Основы эксплуатации автомобильных дорог»). Вторая называется «Величина температурной поправки к коэффициенту сцепления», разработана в рамках ГОСТ 30413-96 и применяется для корректировки коэффициента сцепления. В общих источниках можно встретить массу гибридов этих таблиц. Например, вот такую.
Или таблицу, которая объединяет данные скорости автомобиля, возраста шины и влажности дороги.
При этом ни одна таблица не содержит условий, связанных с формой шин, маркой автомобиля и другими субъективными характеристиками. В расчет берутся только дорожное покрытие, качество резины и скорость движения.
Третий момент. Почему только три характеристики существенно влияют на сцепление шины с покрытием? Потому что в основе взаимодействия колеса с поверхностью дороги – трение. И то, какой будет эта поверхность (ровной, с водяной пленкой, с ледяной коркой и т.п.) – определяющий фактор №1. Какой будет покрышка (ровной, мягкой, твёрдой, липкой) – определяющий фактор №2. Все измышления на тему важности рисунка протектора или ширины шины – не более, чем притягивание посторонних фактов. На гоночные автомобили устанавливают максимально гладкую резину, и она уверенно держит спорткар на виражах. Но все происходит на идеально ровном асфальте. Заменим дорогу, будет другой результат.
В итоге, как повлиять на сцепление шины с дорогой в конкретных условиях?
1. Ставить на автомобиль качественную резину, не доводить ее до критического износа. В отзывах советуют разное. Вернемся к тому же примеру — купить шины Yokohama. В Екатеринбурге летом по свойствам сцепления у них может быть высокая оценка, а в Сочи – низкая.
2. Проверять сцепление каждый раз, когда меняются условия: новые шины, дождь, снег, гололед. Подтормаживаем и понимаем, как ведет себя автомобиль.
3. Использовать в крайних ситуациях дополнительные средства, повышающие сцепление. Чаще всего они нужны зимой в экстремальных ситуациях: спреи для езды по льду, пластиковые/силиконовые/ металлически хомуты и цепи противоскольжения, песок на дороге.