Источник

В. А. Пушин

По страницам журнала "За рулём" (о тормозном пути)

В статье Сергея Мишина о температурной зависимости тормозного пути затронута интересная тема про трение, но, к сожалению, не всестороннее изучение вопроса привело авторов к неверным выводам.

Сила трения между двумя поверхностями пропорциональна числу атомов этих поверхностей вступивших во взаимодействие. Т.е. сила трения пропорциональна ФАКТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА (ФПК). При этом она не может превышать прочности самого слабого из материалов в контакте. На асфальте она в основном ограничивается прочностью резины, а на снегу или льду свойствами покрытия. Т.е. сила трения всегда зависит от состояния обеих поверхностей.

Нет ни какого сомнения, что зимние шины на асфальте в теплую погоду тормозят хуже, чем летние, но не настолько, чтобы чувствовать себя неуверенно, так как на летних шинах на снегу. Причина очень проста — максимально достижимая ФПК меньше за счет большей части покрытия отданной под канавки, и меньшей ширины зимних шин, кроме того, в зимних шинах применяется менее прочная резина.

Почему так происходит. ФПК — это площадь истинного касания. Нам кажется, что площадь пятна контакта шины с дорогой почти постоянна и составляет около дециметра, но на самом деле при определенной нагрузке только часть самых высоких неровностей двух поверхностей касаются друг друга.

Максимально возможная сила трения достигается, когда все возможные атомы вступают в контакт. Теоретически не более 100% площади поверхностей могут соприкасаться. Начиная с определенной величины нормального давления, сила трения замедляет свой рост и не может превысить своей предельной величины.

Если бы параллельно были проведены тесты разных летних шин, то обнаружилось бы, что более узкие летние шины имеют больший тормозной путь, чем более широкие. Грязевые и дождевые шины на асфальте при одинаковой ширине профиля также имеют больший тормозной путь по сравнению с шоссейными шинами.

Температура поверхности дороги очень часто на 5-7 градусов оказывается ниже температуры воздуха, а именно ей пользуются обычные люди. Но даже из тестов видно, что тормозной путь летних шин начинает увеличиваться при снижении температуры ниже 0°С. Температура воздуха ниже +5°С, как правило, означает уже отрицательные температуры покрытия для шин и дороги в начале движения.

При движении по сыпучим поверхностям (снег и лед) у шин проявляется в основном деформационная составляющая трения (перемалывание грунта, царапание, изнашивание поверхностей, на что тратится энергия, а значит, возникает сцепление), поэтому зимние шины делают более мягкими, чтобы они больше истираясь, имели лучшее сцепление. А протектор зимних шин с глубокими канавками, обеспечивающими перемалывание грунта. Профиль протектора летних шин совершенно не пригоден для езды по снегу и льду, так как ему нечем зацеплять.

При температуре поверхности в +5-7°С вполне можно ездить на летних шинах, но такая температура бывает при температуре воздуха +10-12°С. Когда же температура воздуха снижается ниже +5°С, температура асфальта очень часто бывает уже минусовой, и на летних шинах ездить опасно. Кроме того, резина летних шин теряет эластичность — способность многократно растягиваться и сжиматься при циклических нагрузках не разрушаясь, а значит, при каждых холодных стартах происходит повышенный в разы износ летних шин, а также существенно возрастает вероятность прокола.