Ширина шины и пробуксовка при старте., Почему нас спасает широкая резина? Опции

[~=LfD=~]

Дело в том, что физика утверждает: сила трения никак не зависит от пятна контакта. Чем больше пятно, тем меньше давление на см2. Пока покрышка не пошла в букс, между ней и асфальтом присутствует сила трения покоя, после проскальзывания - сила трения скольжения. Можно погуглить, всё станет понятно.

Тут работает не только сила трения, Дим. Приду домой - нарисую свои мысли по этому поводу, выложу, обсудим (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[dandan2000]

Дело в том, что физика утверждает: сила трения никак не зависит от пятна контакта. Чем больше пятно, тем меньше давление на см2. Пока покрышка не пошла в букс, между ней и асфальтом присутствует сила трения покоя, после проскальзывания - сила трения скольжения. Можно погуглить, всё станет понятно.

+1. Так и есть. Большая ширина/диаметр улучшает охлаждение, плюс больше теплоемкость, шина будет позже начитать плыть, начальный зацеп будет таким же как на узкой.

[madavto]

Дело в том, что физика утверждает: сила трения никак не зависит от пятна контакта. Чем больше пятно, тем меньше давление на см2. Пока покрышка не пошла в букс, между ней и асфальтом присутствует сила трения покоя, после проскальзывания - сила трения скольжения. Можно погуглить, всё станет понятно.

+1. Так и есть. Большая ширина/диаметр улучшает охлаждение, плюс больше теплоемкость, шина будет позже начитать плыть, начальный зацеп будет таким же как на узкой.

ЧИТАТЬ ВНИМАТЕЛЬНО И ДУМАТЬ
1. Сцепные свойства шины на сухом асфальте зависят не столько от ее ширины, сколько от площади пятна контакта с дорогой и характера распределения в нем удельного давления. Чем больше эта площадь, тем выше сцепление шины с дорожной поверхностью. Установка более широких шин не гарантирует уменьшения тормозного пути - при заданной нагрузке на покрышку распределение давления в пятне контакта может оказаться далеко не оптимальным. К тому же большое влияние на сцепление оказывает рецептура смеси резины протектора. Поэтому подбор шин только с учетом геометрических параметров зачастую не дает ожидаемого эффекта. Так, увеличение ширины покрышек улучшает управляемость, повышает срок их службы, но снижает комфорт (с ростом неподрессоренной массы автомобиль жестче проходит неровности) и повышает риск аквапланирования. А кроме того, увеличиваются шумность шины, сопротивление качению и расход топлива, ухудшается динамика разгона, возрастает усилие на тормозной педали при торможении.
Серегей Мохнаткин, АВТОВАЗ,
бюро доводки ходовых качеств и шин
За рулем
2. Сила трения между шиной и дорожным покрытием не зависит от площади контакта, так что широкие шины без протектора ничем не лучше узких. Если колеса автомобиля пробуксовывают, когда он трогается с места (так во время гонок бывает на старте), то широкие шины имеют определенное преимущество, потому что у них нагрев распределяется по большей площади и, следовательно, снижается вероятность того, что шина расплавится (при плавлении шины сильно уменьшается коэффициент трения).

[~=LfD=~]

Довольно часто считают, используя школьную формулу силы трения, что сцепление с дорогой не зависит от ширины покрышки.
Действительно, классика утверждает, что сила трения зависит лишь от веса предмета и коэффициента трения между двумя типами материалов. Площади пятна контакта в этой формуле нет.
Однако практика показывает, что более установка широкой резины спасает от пробуксовки на старте.
Попробую объяснить эту мистику (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)
Асфальт не является гладким покрытием, у него есть довольно значимые шероховатости. А покрышка в свою очередь всё-таки имеет некую эластичность.
Рассмотрим одну микротрещину на асфальте и как себя ведет шина, которая соприкасается с асфальтом в месте этой ямки.Причем будем считать, что эта трещина - единственная.

Под действием веса автомобиля небольшая часть покрышки заполняет трещину в асфальте.
Для упрощения понимания будем считать, что трещина расположена на вертикальной оси колеса.
В результате крутящего момента, передаваемого колесам, покрышка будет воздействовать на асфальт с некой силой P.
И покрышка не будет проскальзывать по асфальту до тех пор, пока получившийся нарост на шине не деформируется или не срежется. А деформация произойдет при превышении напряжения на нарост. Напряжение F является отношением силы P к площади воздействия.
Если микротрещина одна, то вся сила колеса P будет воздействовать на площадь соприкосновения нароста и стенки трещины S.
Если трещин несколько, то сила P распределится между получившимися наростами и тем самым уменьшится напряжение на нарост шины.
Вывод: если нам необходимо удержаться от проскальзывания покрышки с учетом заданной силы P,и мы знаем напряжение, которое выдерживает "типовой" нарост покрышки, то нужно лишь обеспечить достаточное количество таких наростов. Очевидно, что их количество возрастает с увеличением площади пятна контакта, т.е установкой более широких покрышек (при условии одинакового состава и протектора).
Прошу прощения за несколько корявое объяснение, но наверное, впервые, рассказываю свои рассуждения касательно физики (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif)
Да, и это всего лишь мои рассуждения. Если кто-то вдруг найдет ошибку, я буду рад выслушать её (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Если же ошибки нет - я буду счастлив (IMG:style_emoticons/default/laugh.gif)

[Onega]

Пикассо!

Ну а по делу - целиком с тобой согласен. Чарли вроде в теме Рема отписал что от пятна ничего не зависит? Может путаю, может не Чарли. Но в теме Рема точно. Сам не понял как может пятно контакта не влиять на букс? (IMG:style_emoticons/default/huh.gif) Я проще приведу пример. Ставим на лед предмет площадью 1 см. кв. с одним шипом в дне и рядом такой же предмет площадью 10 см. кв. и, соответственно, 10 шипами. Вопрос: какой предмет будет труднее сдвинуть с места при условии что прилагаемая сила на один шип для этого одинакова?
Ну может сумбурно, но, надеюсь, понятно, что там где площадь соприкосновения со льдом меньше, (1 шип), там и легче сдвинуть предмет относительно льда (букс)

З.ы. про мягкость резины тоже не стоит забывать.. более мягкая и узкая резина наиболее полно заполнит неровности и может обеспечить такой же или даже больший коэффициент сцепления с дорогой как более твердая, но широкая.

[~=LfD=~]

Зато наглядно (IMG:style_emoticons/default/tongue.gif)

[madavto]

Всё верно, составляющие хорошего старта, управляемости - ширина, качество (читай состав) резины, температура, рисунок ((не относится к чисто драговой резине (теперь актуально и для F1: ввели канавки, тем самым уменьшили пятно контакта дабы пилоты не рысачили в поворотах ).
Но подбор этих составляющих - целое искусство и количество $$$$$$ (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif) Нам, обывателям, приходится опираться на опыт, рекомендации, тесты.

[~=LfD=~]

Андрей, у меня была цель показать, что нельзя говорить о независимости площади пятна контакта и силы трения, ссылаясь лишь на общеизвестныю формулу силы трения.
А изготовить резину чтобы она достаточно заполняла трещины и обхватывала бугорки асфальта, но при том не очень быстро стиралась - бешеные бабосы, ага.
И вообще: для старта идеальное сочетание покрытия и колеса: колесо в виде шестерни, а покрытие - зубчатый рельс (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif)

[~=LfD=~]

Ну а по делу - целиком с тобой согласен. Чарли вроде в теме Рема отписал что от пятна ничего не зависит? Может путаю, может не Чарли. Но в теме Рема точно. Сам не понял как может пятно контакта не влиять на букс? (IMG:style_emoticons/default/huh.gif) Я проще приведу пример. Ставим на лед предмет площадью 1 см. кв. с одним шипом в дне и рядом такой же предмет площадью 10 см. кв. и, соответственно, 10 шипами. Вопрос: какой предмет будет труднее сдвинуть с места при условии что прилагаемая сила на один шип для этого одинакова?

З.ы. про мягкость резины тоже не стоит забывать.. более мягкая и узкая резина наиболее полно заполнит неровности и может обеспечить такой же или даже больший коэффициент сцепления с дорогой как более твердая, но широкая.

Игорь, Дима в васиной теме писал про силу трения, но если смотреть менее глобально на пятно, как предложил я, то тут уже не трение, а зацеп, и физика совсем другая (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
Опять же, наверное стоило указать, что будем считать состав резины одинаковым. В таком случае более широкая покрышка будет иметь лучший зацеп (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

Ну может сумбурно, но, надеюсь, понятно, что там где площадь соприкосновения со льдом меньше, (1 шип), там и легче сдвинуть предмет относительно льда (букс)

Игорь, для того, чтобы люди не ссылались на силу трения, или не только на неё, то нужно говорить не о площади соприкосновения. Потому как если сказать "площадь сопрокосновения", у большинства возникает картинка, что шип стоит на льду, а не воткнут в него.

[alexander29]

Утверждение, что сила трения не зависит от ширины покрышки было бы верным, при условии, что у широкой и узкой шины одинаковый коэффициент трения. Тогда все верно. Но на деле широкая и узкая покрышки будут иметь разные коэффициенты трения (у широкой он больше), что и иллюстрирует первый пост

[~=LfD=~]

Утверждение, что сила трения не зависит от ширины покрышки было бы верным, при условии, что у широкой и узкой шины одинаковый коэффициент трения. Тогда все верно. Но на деле широкая и узкая покрышки будут иметь разные коэффициенты трения (у широкой он больше), что и иллюстрирует первый пост

И повторюсь еще раз: сила воздействия шины на асфальт через образовавшийся нарост действует перпендикулярно стенке трещины на асфальте, поэтому тут говорить о трении не стоит (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)

[Onega]

И вообще: для старта идеальное сочетание покрытия и колеса: колесо в виде шестерни, а покрытие - зубчатый рельс (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif)

Ага! (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) на заре паровозостроения были попытки делать зубчатые рельсы! Теперь это осталось в узкоспециальных путях, как правило в горах..
Рему надо такие колесики (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[~=LfD=~]

Зубчатых железных дорог довольно много на самом деле, в Швейцарии их очень много. Но да, этого ландшафт требует (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[charly-sf]

Довольно часто считают, используя школьную формулу силы трения, что сцепление с дорогой не зависит от ширины покрышки...

Однако практика показывает, что более установка широкой резины спасает от пробуксовки на старте...

...то нужно лишь обеспечить достаточное количество таких наростов. Очевидно, что их количество возрастает с увеличением площади пятна контакта, т.е установкой более широких покрышек (при условии одинакового состава и протектора)...

Их количество, несомненно, возрастёт, но качество (глубина) уменьшится пропорционально, т.к. снизится удельное давление (IMG:style_emoticons/default/cool.gif)

Пикассо!

Ну а по делу - целиком с тобой согласен. Чарли вроде в теме Рема отписал что от пятна ничего не зависит? Может путаю, может не Чарли. Но в теме Рема точно. Сам не понял как может пятно контакта не влиять на букс? (IMG:style_emoticons/default/huh.gif) Я проще приведу пример. Ставим на лед предмет площадью 1 см. кв. с одним шипом в дне и рядом такой же предмет площадью 10 см. кв. и, соответственно, 10 шипами. Вопрос: какой предмет будет труднее сдвинуть с места при условии что прилагаемая сила на один шип для этого одинакова?

Пример с шипами некорректен.

Но на деле широкая и узкая покрышки будут иметь разные коэффициенты трения (у широкой он больше),

С какой радости? Коэффициент трения зависит только от трущихся поверхностей.

Что касается гипотезы, выдвинутой в певом посте: Фёдор, ты не учёл, что трение всез материалов происходит так же, как ты описал, ибо гладких материалов не существует. У всех поверхностей есть микро-неровности. И у брусочка, который мы в школе на опытах тащили по столу - тоже.
Упрежу закономерный вопрос: нахрена на мощные авто ставят широкие шины? Дело в том, что шина при качении греется. Чем шире шина, тем меньше нагрев (больший объем материала), следовательно, значительно легче удержать резиновую смесь в заданном диапазоне температур. Ведь всем известно, что скоростной индекс шины зависит в первую очередь от её способности сопротивляться нагреву.

The UTQG Temperature Grade indicates the extent to which heat is generated/ or dissipated by a tire. If the tire is unable to dissipate the heat effectively or if the tire is unable to resist the destructive effects of heat buildup, its ability to run at high speeds is reduced. The grade is established by measuring a loaded tire's ability to operate at high speeds without failure by running an inflated test tire against a large diameter high-speed laboratory test wheel.
Every tire sold in the United States must be capable of earning a "C" rating which indicates the ability to withstand 85 mph speeds. While there are numerous detail differences, this laboratory test is similar in nature to those used to confirm a tire's speed ratings.

Кроме того, повышенная температура шины способствует большему износу, перегретая шина раньше "поплывёт" и в повороте, и на торможении, вот здесь КОЭФФИЦИЕНТ СЦЕПЛЕНИЯ СТАНЕТ МЕНЬШЕ, но не из-за уменьшения пятна, а из-за изменения свойств смеси.
Естественно, на кольце эти процессы проявляются намного острее. Там такой параметр, как износ, имеет огромное значение, чем шире шина, тем медленнее она изнашивается.

[charly-sf]

+1. Так и есть. Большая ширина/диаметр улучшает охлаждение, плюс больше теплоемкость, шина будет позже начитать плыть, начальный зацеп будет таким же как на узкой.

2. Сила трения между шиной и дорожным покрытием не зависит от площади контакта, так что широкие шины без протектора ничем не лучше узких. Если колеса автомобиля пробуксовывают, когда он трогается с места (так во время гонок бывает на старте), то широкие шины имеют определенное преимущество, потому что у них нагрев распределяется по большей площади и, следовательно, снижается вероятность того, что шина расплавится (при плавлении шины сильно уменьшается коэффициент трения).

Вот и я говорю об этом. Начальное сцепление на холодной шине будет одинаковое, т.к. коэффикиент трения одинаковый. Увеличение площади пятна неминуемо влечет пропорциональное снижение удельного давления, сила трения остаётся той же. Все преимущества широкой шины проявляются только с ростом температуры, т.е. в движении.

[~=LfD=~]

Дима, ты согласен, что колесо можно представить в виде шестерни, а дорожное покрытие в виде зубчатого рельса? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[alexander29]

И повторюсь еще раз: сила воздействия шины на асфальт через образовавшийся нарост действует перпендикулярно стенке трещины на асфальте, поэтому тут говорить о трении не стоит (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)

не согласен... трение как раз и есть результат таких вот микрозацеплений, когда выпуклости одного тела подобно шестеренки цепляются за выпуклости другого тела. Чем больше таких шероховатостей и чем они больше - тем выше коэффициент трения

сила воздействия шины на асфальт через образовавшийся нарост действует перпендикулярно стенке трещины на асфальте

так это и есть составляющая силы трения. Каждая такая трещинка или выступ создают в паре соприкасающихся силу трения. Сумма этих сил и есть сила трения

у широкой шины пятно контакта больше - сцепные свойства лучше

[~=LfD=~]

И повторюсь еще раз: сила воздействия шины на асфальт через образовавшийся нарост действует перпендикулярно стенке трещины на асфальте, поэтому тут говорить о трении не стоит (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)

не согласен... трение как раз и есть результат таких вот микрозацеплений, когда выпуклости одного тела подобно шестеренки цепляются за выпуклости другого тела. Чем больше таких шероховатостей и чем они больше - тем выше коэффициент трения

так это и есть составляющая силы трения. Каждая такая трещинка или выступ создают в паре соприкасающихся силу трения. Сумма этих сил и есть сила трения

Я, наверное, соглашусь с такой формулировкой,где речь идет о предмете в целом. Но при рассмотрении одного зубца шестеренки говорить именно о трении не совсем правильно, ведь сила воздействия направлена перпендикулярно поверхности взаимодействия. И каждый зубец шестеренки выдержит больший момент, если его расширить, т.е. увеличить площадь взаимодействия тем самым снизив действующее на зубец напряжение.
Вечером нарисую шестеренку, тут выложу (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif) Всем же нравятся мои художества? (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif)
И по поводу нагрева: чем больше площадь, тем лучше охлаждение, не поспоришь (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

ЗЫ: прочнисты пока так и не предоставили доказательство своих слов по рассчету коэффициента трения (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[charly-sf]

Дима, ты согласен, что колесо можно представить в виде шестерни, а дорожное покрытие в виде зубчатого рельса? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

Любые поверхности можно представить именно так. Или ты не согласен? Возьми микроскоп, рассмотри поверхность деревянного бруска.

[charly-sf]

И повторюсь еще раз: сила воздействия шины на асфальт через образовавшийся нарост действует перпендикулярно стенке трещины на асфальте, поэтому тут говорить о трении не стоит (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)

не согласен... трение как раз и есть результат таких вот микрозацеплений, когда выпуклости одного тела подобно шестеренки цепляются за выпуклости другого тела. Чем больше таких шероховатостей и чем они больше - тем выше коэффициент трения

Согласен на 100%