Как размер колес влияет на характеристики автомобиля
Является ли 17-дюймовая шина более комфортной, чем 18-я? Правда, что 19-е колесо шумное и больше подходит для спортивной езды? Давайте разбираться.
Чтобы все было честно, возьмем одну машину (Volkswagen Golf GTI) и три версии одной шины (Goodyear Eagle F1 Asymmetric 3) с размерностями 225/45 R17, 225/40 R18 и 225/35 R19. Тестировать покрышки будем на автодроме: замерим тормозной путь на сухом и влажном покрытии, проедем трассу на время, а также проверим каждую резину в условиях аквапланирования. Ах да, конечно же, обязательно обратим внимание на уровень шума, вибраций и плавность хода. Поехали!
Торможение и аквапланирование
Сколько ни старались, на сухом и влажном покрытии разница тормозного пути между 17-, 18- и 19-дюймовыми колесами оказалась в пределах всего одного процента. Похожие параметры были получены и после испытания на аквапланирование: шины практически на одной и той же скорости начинали терять сцепление с дорогой. Так что особой разницы нет. Может размерность сильнее повлияет на скорость и поведение машины в поворотах?
Вот тут интересней. Как и ожидалось, по сухой трассе самой медленной оказалась 17-дюймовая шина, на втором месте — 18-я с выигрышем в одну секунду, а быстрейшей стала 19-дюймовая. Но как только трек полили водой, ситуация изменилась в обратную сторону: 19-дюймовая покрышка показала худшее время, затем 18-я и 17-я. Такой результат связан с тем, что 17-дюймовая шина при активной езде более подвижная. Поэтому каналы ее протектора сильнее расширяются и пропускают больше воды, обеспечивая дополнительный зацеп с асфальтом и выигрыш в скорости. Но, опять же, в гражданских условиях этого различия вы точно не почувствуете. Поэтому полученные данные, в принципе, можно приравнять.
Поскольку объективные данные очень близки, пришлось обратиться к субъективной оценке шин, чтобы найти хоть какие-то реальные различия. И, если между поведением 18-й и 19-й шины по факту разницы нет, то между 17-м и 19-м диаметром она очень ощутима. Там, где 17-дюймовая шина выглядела мягкой и слегка размазывала обратную связь, 19-я оказалась плотной и давала больше информации на поворот руля. Хоть, конечно, иногда и слишком нервно реагировала на “рулежку”. Именно поэтому и есть компромисс в роли 18-го колеса.
Тут без особых сюрпризов. Машина с 17-дюймовыми шинами оказалась самой комфортной, а с приходом 18-х и 19-х колес на кочках автомобиль стал больше подпрыгивать и принимать на кузов дополнительные удары и неприятные вибрации. Особенно это чувствуется в задней части машины.
А вот результаты замеров уровня шума в салоне удивили. Автомобиль на 18-х колесах оказался тише, чем на 17-й размерности. А 19-е шины, кстати говоря, были не очень шумными, но все же в салоне от них явно больше гула, чем от младших братьев.
В итоге можно смело сказать, что посадочный диаметр шины не так сильно влияет на ездовые характеристики автомобиля. Просто тот, кто любит комфорт, выберет 17-е, любитель покрасоваться перед друзьями — 19-е, а 18-е положены тем, кто во всем ищет золотую середину.
Широкие или узкие шины: что выбрать?
Автомобилисты часто спорят, какие шины лучше: широкие или узкие. Ведь от ширины зависит управляемость и курсовая устойчивость автомобиля, сцепные свойства покрышки.
Широкие низкие автопокрышки смотрятся эффектно и отличаются практичностью. Узкие показывают стабильное поведение на мокрой дороге и преимущественно используются зимой.
Но как узнать, резина узкая или широкая? Для этого необходимо обратить внимание на маркировку, которая наносится на боковую часть покрышки.
Стандартная маркировка выглядит ‘195/65 R 14 91V’ и расшифровывается так:
Ширина шины – расстояние между боковыми частями покрышки от края до края. При этом давление в покрышке должно быть оптимальным.
Для обеспечения безопасного и комфортного вождения ширина профиля не должна превышать ширину обода на 30%. Это необходимо учитывать, если вы решили поставить резину шире, чем рекомендовано производителем.
Можно ли поставить шины шире, если это не предусмотрено производителем? В этом случае нет. Устанавливают только рекомендованные модели / размеры резины. В инструкции по эксплуатации автомобиля указаны максимальные и минимальные значения. Самая большая цифра – это максимально допустимая ширина, а самая маленькая – минимально допустимая ширина.
На что способна повлиять ширина покрышки:
Узкие и широкие шины: отличия
От ширины покрышки зависит уровень комфорта, безопасность, управляемость автомобилем, а также его внешний вид.
Широкие покрышки увеличивают сопротивление качению, что приводит к большему расходу топлива. Если говорить о том, какие шины лучше шире или уже в плане эстетики. То тут выигрывает широкая резина. Она смотрится презентабельно, сразу меняет восприятие автомобиля.
Отличия кроются и в стоимости. Узкие покрышки стоят дешевле. Они популярнее. Узкая высокопрофильная резина выпускается в большом количестве, что и снижает ценник. А вот низкопрофильные широкие покрышки подойдут не для каждого автомобиля.
Плюсы и минусы широкой резины
Для быстрой загородной езды по трассе широкая резина будет предпочтительнее. Но при такой эксплуатации увеличивается риск аквапланирования.
На что обратить внимание:
Плюсы и минусы узких покрышек
На зиму следует выбирать узкую резину, которая показывает стабильные тягово-сцепные свойства по сравнению с широкими покрышками. Такие шины обеспечивают высокое поверхностное давление на дорогу, устойчиво проходят снежную колею, справляются с отводом воды и объемных масс талого снега.
Узкие покрышки подходят и для тех, кто часто ездит за город, не увлекается скоростной ездой. Для малометражных автомобилей также предпочтительнее этот вид резины.
На что обратить внимание:
Подведем итог
Если вы затрудняетесь с выбором, опытные специалисты всегда помогут правильно подобрать модель покрышек для вашего автомобиля.
Поговорим о шинах. Часть 1. Геометрия.
Сегодня я хотел бы поговорить о шинах. Да именно так «о шинах» в очень общем смысле.
Причиной написания этой статьи стал тот факт, что очень часто в последнее время я сталкиваюсь с непониманием автолюбителями того как работает шина и какие параметры на что влияют. Я не претендую на звание очень большого эксперта в шинных вопросах (да я не работаю в шинном НИИ), но все свои выводы в данной статье я постараюсь основывать на каких-то серьезных исследования, школьной физике, информации предоставляемой производителями шин и других источниках и методах анализа, которые не требуют обширного опыта в исследованиях шин или каких-нибудь сложных и специфичных методов анализа. Некоторые примеры, используемые в данной статье, покажутся читателю слишком утрированными и гипертрофированными, но выбраны они не случайно, а для того, чтобы обращаться к ярким воспоминаниям и ощущениям, встречающимся в повседневном опыте большинства читателей.
Данная статья постарается охватить большинство параметров современных шин: от геометрии до свойств материала. Будут показаны некоторые принципы работы тех или иных частей шины. На основе этих принципов будут приведены качественные зависимости параметров поведения автомобиля (разгон, торможение, критическая скорость аквапланирования). Количественные же зависимости зависят от многих параметров и их взаимного влияния, а также от конкретной модели шины, модели авто и его настроек, поэтому выявление конкретного численного эффекта от изменения того или иного параметра возлагается уже на читателя.
Давайте же начнем. И начнем с самого верхнего уровня детализации шины – с ее геометрических параметров.
1. Влияние геометрических параметров на характеристики движения.
1.1 Внешний радиус шины.
Внешний радиус шины, а точнее я бы сказал колеса имеет сильное влияние на разгон, максимальную скорость и комфорт движения. Каким же образом.
Чем меньше диаметр колеса, тем меньше рычаг у силы трения колеса о дорогу, а, следовательно, момент этой силы, противодействующий крутящему моменту, приходящему от двигателя, будет меньше, и значит автомобиль будет разгоняться быстрее. Также на разгон положительно влияет и уменьшающийся с радиусом угловой момент инерции колеса, т.е. колесо меньшего радиуса меньше сопротивляется разгону само по себе, так как его масса сосредоточена ближе к оси вращения. Но за разгон надо платить, и платить приходится максимальной скоростью – при том же количестве оборотов колеса, автомобиль с колесами меньшего диаметра пройдет меньшее расстояние из-за меньшей длины окружности такого колеса, а, значит, и скорость его на тех же оборотах будет ниже. Две эти зависимости довольно очевидны и очень ощутимы.
А вот для разговора о комфорте потребуется картинка. На рисунке 1 показаны две шины разного внешнего диаметра. На верхнем рисунке показано поведение шин во время проезда углубления. Видно, что шина большего диаметра провалится меньше в углубление за счет своей меньшей кривизны, а значит ход подвески при отработке этой неровности колесом большего диаметра будет меньше.
На нижнем рисунке показан момент наезда на выступающее препятствие. Поверхность шины большего диаметра будет соприкасаться с неровностью под меньшим углом, в силу того, что точка соприкосновения с препятствием в большом колесе расположена значительно ниже центра колеса чем в маленьком. Это приводит к тому, что горизонтальная составляющая силы взаимодействия колеса и препятствия будет меньше, а, следовательно, и толчок при наезде будет меньше. Вертикальное перемещение в обоих случаях будет одинаковым, так как определяется высотой неровности. Схожий с описанным эффект возникает при сравнении наезда на неровность с крутым краем и с пологим – толчок (точнее клевок) при наезде на неровность с угловатым краем значительно сильнее, правда, в этом примере разность углов соприкосновения поверхностей неровности и колеса достигается не за счет радиуса, а за счет геометрии неровности.
Из фактов, приведенных выше, получаем, что шина большего внешнего радиуса имеет тенденцию быть более комфортной.
1.2 Высота профиля резины. (В этом пункте я буду использовать АБСОЛЮТНУЮ высоту профиля резины, а не относительную, так как так удобнее сравнивать ее с какими-то характерными высотами)
1.3 Ширины шины.
Да, действительно, более широкая шина имеет большее сопротивление качению, как раз таки из-за того, что она имеет изначально внутри больший объем воздуха, чем узкая и, из-за эффекта меньшей относительной деформации при одинаковой неровности, будет мягче более узкой резины. Что, казалось бы, должно положительно сказаться на комфорте, но вот в чем проблема – широкая шина может собрать больше неровностей, чем узкая, просто потому что она захватывает больше дорожного полотна, но это уже очень скользкая зависимость, и определяется она скорее состоянием дороги, а не параметрами шины.
Вот на что ширина сильно влияет, так это на «зацеп» большинству очевидно, что чем шире шина, тем лучше она держится за дорогу, как при разгоне/торможении, так и в поворотах, поэтому шины спортивных автомобилей значительно шире шин гражданских авто. (О природе этого необычного, с точки зрения школьной физики явления, я буду говорить значительно позже – когда буду рассматривать свойства самого материала шины).
Что нужно знать о ширине шин
Замена штатной резины на шины с другими параметрами – простейшая разновидность тюнинга. И в данном случае нельзя утверждать, что речь идёт исключительно о внешнем тюнинге, хотя в ряде случаев на этот шаг идут, руководствуясь исключительно соображениями изменения экстерьера. Дело в том, что подобная самодеятельность неизбежно повлияет на ходовые характеристики автомобиля, особенно если размеры покрышки не соответствуют параметрам, рекомендованным автопроизводителем.
Ширина шины – одна из таких характеристик, в отношении которой на профильных форумах порой разгораются нешуточные словесные баталии. Немалая часть автовладельцев уверена, что чем шире профиль – тем лучше во всех отношениях, другие убеждены, что уходить от штатных размеров – небезопасно. И хотя истина, как обычно, находится где-то посередине, мы постараемся внести ясность в этот вопрос, рассмотрев, на что влияет этот показатель, взвесив все достоинства и недостатки обоих подходов.
Что следует понимать под шириной профиля автопокрышки
Ширина профиля – термин, который используется для обозначения расстояния между двумя противоположными боковинами покрышки, накачанной до значения номинального для конкретной модели давления. Отметим, что в расчёт данного показателя не включают размеры возвышений, присутствующих на боковинах шины (в качестве примера можно привести маркировочные надписи, значки, отделку). Следует также понимать, что ширина профиля отнюдь не всегда тождественна ширине протектора, но в пределах одной модели покрышек производители всегда придерживаются одного правила – при увеличении ширины профиля в большую сторону изменяется и ширина протектора.
Для бескамерных покрышек, исходя из соображений безопасности, действует следующее правило, которого придерживаются все производители: ширина профиля не должна быть превышать больше, чем на 30% посадочную ширину диска. В противном случае высок риск быстрой деформации резины, что приведёт к её разрушению. Но здесь есть один важный нюанс: ширина обода диска чаще всего указывается в дюймах, тогда как ширина покрышки – в миллиметрах. Поэтому при выборе резины применительно к конкретному диску следует заблаговременно просчитать её предельно допустимое значение по ширине. Сделать это можно, используя шинный калькулятор, найти который на просторах Всемирной сети не составит труда.
Правда, и здесь не всё так однозначно, поскольку разногласие между странами, придерживающимися метрической и дюймовой систем измерения, до сих пор не преодолено.
Метрический размер ширины покрышки
В большинстве случаев (можно даже утверждать, что в подавляющем большинстве, во всяком случае, применительно к России) на самой покрышке указывается размер ширины профиля шины именно в миллиметрах. Обычно такая надпись присутствует на бортике шины и имеет буквенно-цифровой вид типа 215/45 R17. Первая цифра перед косой чертой и обозначает ширину профиля покрышки, в данном случае это 215 миллиметров.
Второй параметр в этой маркировке, стоящий после косой черты – это размер профиля шины (расстояние между её внешним и внутренним диаметрами). Но этот показатель почему-то принято указывать не в абсолютных величинах (миллиметрах/дюймах), а в процентах относительно первого параметра, ширины шины. В нашем примере это значит, что высота профиля шины – 45% от её ширины, то есть 215*0.45=97 мм.
Последний параметр указывает на размер посадочного (внутреннего) диаметра покрышки, причём в дюймах. Таким образом, подобное обозначение нельзя назвать комфортным для восприятия, поскольку в нём соседствую три разные по номиналу величины. Скажем, чтобы определить внешний диаметр шины, необходимо сначала перевести последнюю цифру в миллиметры и прибавить удвоенный размер профиля, вычисленный по формуле, приведённой выше.
Впрочем, все эти вычисления имеют чисто информативный характер. В нашем случае важно уметь переводить дюймы в миллиметры и наоборот, если в поле вашего зрения попали покрышки с разной маркировкой ширины.
На всякий случай напоминаем, что в одном дюйме содержится 2.54 сантиметра.
Пример измерения ширины протектора
Размер ширины шины в дюймах
Европейские автопроизводители – приверженцы метрической системы мер. Азиатские страны в своём большинстве также используют именно эту систему. А вот в США и Великобритании используется английская система мер, в которой расстояния измеряются в дюймах, футах, ярдах, милях и т.д.
Тем не менее, для легковых автомобилей в Америке используют стандартную маркировку, известную как P-metric. Однако на шинах, предназначенных для грузовиков, автомобилей внедорожного класса (включая кроссоверы), а также для спортивных авто, используется несколько иная маркировка типа 31×10.5R15LT.
Здесь первая цифра указывает на внешний диаметр покрышки, ширина резины обозначается цифрой, идущей после символа «х», а после буквы «R» указывается посадочный диаметр. Последние две буквы – обозначение целевого сегмента, в нашем случае это лёгкие грузовики (Light Truck).
Все размеры здесь указаны исключительно в дюймах. Таким образом, при переводе в миллиметры мы получим 10.5х2.54=26.67, что примерно соответствует стандартной ширине 265 для шин с метрическим обозначением размеров.
Как видим, здесь ширина резины, измеряемая в дюймах, никак не коррелирует с профилем, зато указывается внешний диаметр покрышки, что интуитивно более значимый показатель.
На что влияет ширина резины
Выбирая новые шины, мы зачастую ориентируемся исключительно на цифры, обозначающие то или иной размер, плохо себе представляя, на что влияет тот или иной показатель. Касается это и ширины покрышек. С точки зрения условий эксплуатации, например, изделия с большей шириной обладают определёнными преимуществами. В частности, можно ожидать, что тормозной путь на такой резине окажется несколько короче из-за большей площади контакта с дорожным полотном. При этом радиус предельного поворота можно будет проходить на более высоких скоростях, чем на узких покрышках, опять же из-за увеличения площади контакта с дорогой. Но вот с точки зрения безопасности при езде по скользким дорогам такие покрышки не слишком хороши: риск свалиться в аквапланирование на них намного выше, так что прохождение залитых водой трасс, особенно на высоких скоростях, становится слишком опасным: автомашина, оснащённая более широкими шинами, будет «всплывать» на мокрых трассах намного раньше. Расход топлива определённо возрастёт – двигателю придётся преодолевать большее сопротивление. По этой же причине верхний предел скорости незначительно упадёт.
Гораздо более опасен другой недостаток покрышек с увеличенной по сравнению с номинальной шириной – их устойчивость в отношении поперечно расположенных неровностей трассы заметно ниже, что отразится и на управляемости автомобиля, особенно на высоких скоростях.
При этом нужно учитывать, что столь же значимое влияние на управляемость и устойчивость транспортного средства оказывает и вылет колесного диска. Чем меньше этот показатель (то есть колесо больше выступает наружу), тем больше отклонение от оптимального плеча обкатки. Особенно опасен отрицательный вылет, при котором рулевое колесо острее реагирует на неровности дорожного полотна. Увеличивается и нагрузка на компоненты ходовой части. Увеличенный вылет тоже опасен, но по другой причине – в этом случае пропадает момент стабилизации при торможении в случае неисправности одного из тормозных контуров.
Из этого следует однозначный вывод: типоразмеры шин, равно как и колёсных дисков, которые указываются заводом-изготовителем в качестве рекомендуемых, взяты не с потолка. Они обеспечивают оптимальное соотношение параметров, влияющих на безопасность транспортного средства. Так что лучше придерживаться номинальных размеров, так безопаснее.
Маркировка покрышек автомобиля
Преимущества и недостатки широких покрышек
Мода на широкие шины не имеет ничего общего с практичностью. Да, машина с такими колёсами выглядит более внушительно, приобретает спортивный вид, то есть широкие колёса для многих автовладельцев – это способ выделиться. Другие аспекты их заботят гораздо меньше. Между тем, как мы уже отмечали, ширина колеса влияет на множество эксплуатационных показателей автомобиля, среди которых есть как положительные, так и отрицательные. Номинальные показатели, включая размер, определяются производителем с учётом целого ряда характеристик, включая массу автомобиля и мощность силового агрегата. Широкие шины определённо нарушают оптимальные пропорции, поэтому стоит узнать, каким именно образом. Для начала перечислим плюсы установки резины с увеличенной шириной профиля:
А теперь о минусах, которых тоже достаточно:
Так что если вы любитель внешнего тюнинга, сопоставьте возможные риски и выгоду – это поможет вам принять оптимальное решение.
Плюсы и минусы покрышек с малой шириной профиля
В большинстве своём дискуссии о ширине покрышек возникают в отношении номинальных и увеличенных показателей. Покрышки, ширина которых меньше рекомендованной, выбирают очень редко – если имеются финансовые затруднения (узкая резина дешевле) или когда шин с нужным диаметром по приемлемой цене в продаже нет.
Тем не менее даже в этом случае можно назвать ряд преимуществ по отношению к шинам с номинальной шириной профиля:
Но узкая ширина профиля шины оказывает и отрицательное влияние на автомобиль:
Другими словами, достоинства узких шин являются недостатками широких, и наоборот.
Допустимо ли ездить на шинах разной ширины
С точки зрения закона установка неодинаковых шин сзади и спереди не является нарушением. Во всяком случае, прямых запретов на использование разной резины не существует, при выполнении условия, что на одной оси покрышки должны быть идентичными. С точки зрения курсовой устойчивости, если поставить сзади и спереди шины разной ширины, автомобиль не должно тянуть в сторону. Тем не менее, здесь тоже имеются свои особенности, которые необходимо принимать во внимание. Так, во время дождя при сильном расхождении в показателях задних и передних колёс машина будет определённо хуже держать дорогу, поэтому несовпадение размеров не должно быть большим.
Частным случаем можно назвать установку летней и зимней резины одновременно – обычно на одноприводные автомобили летняя резина устанавливается спереди, зимняя – сзади. На полноприводных авто масса передней части транспортного средства оказывается непропорционально увеличенной, поскольку все важные компоненты сосредоточены именно в моторном отсеке. Если на такую машину спереди поставить зимние шины, на скользкой дороге она будет прекрасно справляться с заносами в передней части, но зад при этом будет ощутимо вилять, что может стать причиной заноса и возникновения аварийной ситуации.
Так что отсутствие наказания за установку на разных осях шин неодинаковой ширины не означает, что такой возможностью нужно злоупотреблять, поскольку безопасность на дороге намного важнее всех других факторов. Если у вас нет физической возможности поставить сзади и спереди одинаковую резину, а такая ситуация при нынешней стоимости комплекта резины возникает часто, то мы советуем подбирать покрышки, размеры которых отличаются от установленных на минимальную величину.
Не стоит говорить, что установка разных покрышек на одной оси вообще недопустима, и действующий размер штрафа за такое нарушение (500 рублей) никак не отражает степень опасности, которой подвергается водитель-нарушитель и другие участники дорожного движения. И если уж у вас не было другого выхода, а вас остановил очень внимательный и придирчивый сотрудник ГИБДД, можно попробовать избежать наказания, заявив, что вы уже в дороге прокололи покрышку и вынуждены были использовать запаску с другими размерами. Сделайте упор на то, что это произошло буквально несколько километров назад, и сейчас вы направляетесь в ближайший сервис – обычно такое оправдание инспектором принимается.
Что лучше: узкие или широкие покрышки
Грамотный специалист автосервиса на этот вопрос ответит максимально дипломатично: всё зависит от конкретной модели, а также от предпочтительных условий эксплуатации транспортного средства, но в любом случае подбор покрышек нужно осуществлять с учётом оптимальных размеров. В частности, ширина покрышки должна соответствовать характеристикам, рекомендованным автопроизводителем.
Такой совет действительно хорош: как правило, в руководстве эксплуатации указывается не конкретный размер, а диапазон значений, в рамках которого допускается выбор шин с большей или меньшей шириной, и в этом случае существенных изменений в поведении машины на дороге не будет.
Если сильно хочется установить на авто покрышки, размер которых отличается от номинального на величину, превышающую рекомендованную, то делать это следует одновременно с выполнением ряда других усовершенствований: улучшением ходовых свойств, увеличением мощности силового агрегата, использованием более крепких и надёжных компонентов.
Устанавливая очень широкую резину, следует помнить, что тем самым вы существенно ухудшаете ходовые качества машины на мокрой или сколькой дороге, так что режим эксплуатации такого авто предполагает крайне аккуратную езду на относительно небольших скоростях. В большинстве случаев использование широкопрофильной резины требует и замены колёсных дисков, что ещё больше скажется на ухудшении ходовых характеристик.
Точно так же не рекомендуется использовать шины, ширина которых намного меньше оптимальной для данной модели, поскольку в данном случае поведение машины ухудшается даже на сухой автотрассе. Слишком узкие покрышки могут просто не встать на штатные диски, поэтому придётся покупать и комплект дисков с уменьшёнными размерами.
Если единственная причина, по которой вы используете зауженную резину – это экономия, то в данном случае вам придётся нести дополнительные расходы. Так что если шин нужного размера в продаже нет, лучше приобретите б/у, но подходящую по ширине резину – хотя она прослужит меньше новой, но зато вам не придётся менять привычки по управлению транспортным средством.
Что касается расширенного ответа на вопрос, поставленный в заголовке, то, обобщив все перечисленные достоинства и недостатки обеих вариантов, можно утверждать следующее:
Можно также утверждать, что во всех других случаях нужно стремиться к тому, чтобы размер шин вашего автомобиля соответствовал рекомендованным характеристикам.
Кстати, и в первом, и во втором варианте мы обошлись без указания конкретных цифр, и это было сделано преднамеренно. Дело в том, что подбор обувки для авто всегда нужно начинать с просмотра руководства пользователя, где приводятся все допустимые типоразмеры покрышек для данной модели. Такая же информация присутствует в таблице с указанием допустимых давлений в шинах – обычно она прикрепляется или в дверном проёме, или на обратной стороне лючка бензобака. Так что широкой шиной для вашего авто следует считать максимальный размер, а наименьший рекомендуемый типоразмер будет вашей узкой шиной.
Установка покрышек с шириной, выходящей за границы рекомендуемой производителем, небезопасна, и этот довод должен перевешивать все остальные выгоды, мнимые или реальные.