Срочно нужна помощь по зимним колесам

[Pavlik 69]

Сергей Андреевич,

похоже, что давления по обе стороны оболочки будут равны только в случае бескаркасного баллона, например, воздушного шарика, прижатого силой к земле, т.е. когда оболочка не является несущей. В случае каркасной покрышки, работу каркаса, наверно, можно очень грубо сравнить с лыжей на рыхлом снегу, перевернутой вверх ногами, где ступня - это грунт, а давление рыхлого снега - воздух. На этом примере видно, что малое давление снега , благодаря каркасу (лыже), уравновешивается бОльшим давлением ступни.

Изменено 8 ноября 2016 пользователем Pavlik

[VADUS 2 434]

А Кто нибудь знает, что такое "удельное давление" и чем оно отличается от просто "давления" , которое уже и так величина удельная ? А то я , все ещё грешен, так как пока тоже считаю, что Паскаль умер бы сразу, услышав этот термин, а вы им так свободно манипулируете?

Это термин, который характеризует действие давления на единицу конкретной площади, на которой оно измеряется, не более. Понятно, что и просто давление так же измеряется как действие силы на площадь. Суть то не в этом, а в том, что именно от площади пятна контакта зависит удельное давление на грунт при приложении силы (в данном случае - веса авто). Отрицание этой зависимости с вашей с Сергеем стороны и явилось камнем преткновения  и основной вашей ошибкой, с которого начался спор. Хотя даже в формуле, которая очень грубо используется для  воздушной покрышки, на которую вы ссылались, присутствует площадь пятна контакта. Как я уже писал выше - уравнивание удельного давления на грунт и давления в колесе является очень грубым и условным, так как существует несущая способность самой покрышки, зависящая от множества факторов, но об этом продолжу позже.

Далее, вы утверждали, что в случае с покрышкой, давление воздуха действует на грунт через прокладку  - это ваша следующая ошибка. В частности предлагалось сделать рисунок с некорректно расписанными силами. Я уже писал выше, что давление воздуха действует на покрышку, и вызывает у этой покрышки силу реакции в направлении центра колеса. Колесо с воздушной покрышкой вообще является замкнутой равновесной системой, которая существует и без контакта с грунтом прекрасно. Таким образом, на грунт давит только колесо, и вызывает реакцию опоры тоже колесо (поверхность покрышки). Другой вопрос, что внутри этой равновесной системы, давление газа коррелирует с реакцией опоры колеса или удельным давлением на грунт (специально не ставлю знак равенства), правда происходит это только в определенном диапазоне давлений, по границам диапазона корреляция уже не работает, не говоря уже про равенство. Это так же никто не оспаривал, наоборот, я тоже писал вам про зависимость от давления, правда не вкладывал в эту зависимость такое значение (сопоставления с удельным давлением). Но тема эта интересная, еще раз спасибо, что обратили на неё внимание.

Ну и в продолжение этой темы, нашел практические измерения удельного давления на грунт в соответствии с давлением в колесе для ЗиЛа 157 в старой советской литературе:

при давлении в шинах
при рш = 3,5 кгс/см2 — 2,5,

при рш = 1,5 кгс/см2 — 1,75,

при рш = 0,5 кгс/см2 —1,1 кгс/см2

Как видно, до равенства давлений здесь оооочень далеко. При выходе из диапазона вверх наблюдается резкое отклонение - и это понятно: начиная с определенного давления, покрышку можно качать очень упорно, но пятно уже изменяться не будет (при равной нагрузке). Пределом будет являться разрушение покрышки.

При приближении к нижнему пределу давления, так же начинаются отклонения - о них мы уже много говорили ранее. Тут величина "поправочного" коэффициента, как его назвал Сергей, начинает существенно превышать сами значения давления. Поэтому в ход вступают характеристики самой покрышки, корда, резины и.т.п. И к определенному моменту начинают работать только они. Особенно при учете того, что на давлениях 0.2 и ниже диск регулярно встречается с покрышкой. Вообще, довольно грамотная и обстоятельная статья - особенно приятно, что старая. Полезно будет почитать: https://www.drive2.ru/l/8836044/

[Pavlik 69]

Вадус, спасибо за пост, голова забита другим, но я очень нудный, вникну обязательно.)

Пока бросились в глаза две вещи:

1.удельное давление - "Это термин, который характеризует действие давления на единицу конкретной площади, на которой оно измеряется, не более. Понятно, что и просто давление так же измеряется как действие силы на площадь. Суть то не в этом," , и дальше опять везде применяешь это "удельное давление", а не просто "давление".

Мне было бы проще понять разницу между этими давлениями, если бы кто-то привел конкретный пример случая, при котором "давление" и "удельное давление" будут отличаться друг от друга по значению. Кстати, их единицы измерения то хоть одинаковы? ...а то вдруг их и сравнивать вообще нельзя?)

2. пример про шину 157 нормальный, я представил ее протектор на жестком основании и увидел подтверждение , что давление в ней не равно давлению еепротектора на грунт, правда, пока не понял, почему оно меньше, а не наоборот.

[Pavlik 69]

...ой, во втором пункте я написал неправду, не увидел я в нем подтверждения. (хотя свою ошибку , по прежмнему, признаю).

[Сергей Андреевич 275]

Ну, наконец-то до истины докопались, осталось только "жопный тест" провести и измерить жесткость пустой покрышки без воздуха. Есть у кого такая возможность сегодня? У меня запаска в гараже живет 15 км от дома по пробкам, сегодня снегопад, специально не поеду. Просто выкрутить ниппель из запаски, взвесить её и сфотографировать отпечаток на снегу пустой запаски и с весом человека не ней? Доберусь до гаража - сделаю, но не сегодня. Возможно, я ошибаюсь, но считаю, что жесткость штатной запаски сотки не превысит 0,1кгс/см2.

 

Попробую объяснить лучшую проходимость узкого колеса в снежной каше, только сразу херами не обкладывайте, вдумайтесь...

Сразу оговорюсь, лучшую проходимость и управляемость будет иметь узкая шина только на снежном покрытии у которого есть "дно" в виде асфальта или укатанного снега или льда, поверх которого расположена снежная каша. По "бездонной" снежной крупе узкая покрышка не пойдет или пойдет намного хуже широкой. 

 

Физика процесса мне видится такой:

При качении колесо толкает перед собой снежную кашу и она расходится справа и слева от колеса, колесо при этом цепляется за твердое "дно" и машина едет.

То есть, важна не площадь пятна конакта, а площадь поперечного сечения колеи оставляемой колесом. При этом чем шире покрышка, тем больше площадь поперечного сечения колеи  и больше снега ей надо из этой колеи вытолкать, тем больше сопротивление качению и тяжелее идти машине. На слишком плотной каше, машина может и вовсе подняться на толкаемом перед колесом " снежном клине" по аналогии с масляным клином в подшипнике скольжение. При увеличении скорости это неминуемо происходит, машина "всплывает" на кашу и начинается "планирование" по аналогии с аквапланированием.  Именно это явление мы ощущаем, как потерю управляемости, скольжение, занос и прочие неприятности. С узкой покрышкой все вышеописанное происходит гораздо позже, на гораздо более высокой скорости, до которой мы просто не разгоняемся " не веря жене и тормозам"  потому считаем, что узкая покрышка зимой лучше, чем широкая. 

Изменено 8 ноября 2016 пользователем Сергей Андреевич

[VADUS 2 434]

Хорошее описание работы узкой покрышки в каше, которое только подтверждает написанное выше мною, просто у тебя написано более подробно и с физическими выражениями, а у меня по проще - с использованием общедоступных аналогий. Значит и здесь понимание есть ) Про оговорку согласен - сам её всё время делаю (что этот плюс относится к дорожным условиям, когда под кашей есть дорога).

 

Про жопный тест - штатная - это не совсем интересно. Мы всё таки говорим про АТ/МТ - они ощутимо крепче и жестче штатных. Попробуй провести его на покрышке Super Swamper TSL SX 36Х12.5Х15. Могу сразу сказать, что даже если пятая точка весит более 100 кг, продавить её до диска тебе не удастся (пустую, без давления). Мы долго старались с другом стянуть её стропами, чтобы хотя бы прижать немного к диску - пофигу - не мнется. Только жидкость для чистки карбюраторов со спичками помогла сбортировать её))) Она при давлении 0.8 стоит как огурчик под 2-ух тонной машиной - от 2.0 не отличить практически. Профиль начинает ощутимо проседать только к 0.5, а подламываться ниже 0.5.

Не надо ли поднимать в таких случаях (снежная каша на трассе) давление, чтобы резина не так плющилась, то есть была поуже? Резина 285х75х16.

Надо добавлять давление (в разумных пределах). Вообще зимой на скользкой дороге рекомендуют держать хорошее давление, именно потому, что при маленьком давлении увеличивается пятно и падает давление на грунт. А чтобы на скользком и на каше было поувереннее - надо увеличивать давление на грунт и уменьшать пятно. То есть для более крупной резины это будет своего рода решение, до того момента, пока каждая неровность не начнет ощущаться при езде...

[Сергей Андреевич 275]

Тема про зимние шины, а они как раз довольно мягкие и особо жесткости не добавляют, НО  я понял почему при больших давлениях воздуха, с ростом  давления в шине давление на грунт растет не так быстро, как давление воздуха! Шина начинает растягиваться и силы упругости резины стараются сжать воздух в покрышке! Появляется еще одна сила, направленная со стороны резины в сторону центра колеса, она-то и снижает давление на грунт, делая его меньше, чем давление в колесе! Именно этим объясняется давление на грунт 157-го 2,5 при давлении в колесе 3,5.  

 

То есть "жопный тест" покажет жесткость шины при низких и особонизких давлениях, когда давление на грунт становится выше, чем давление в шине, а при высоких давлениях картинка меняется на противоположную!

Изменено 8 ноября 2016 пользователем Сергей Андреевич

[Сергей Андреевич 275]

И еще( предыдущее сообщение уже не редактируется):

 

Силы упругости тем больше, чем толще резина, чем больше слоев в покрышке. То есть для 157го с его толстыми грузовыми шинами и диагональным кордом  разница между давлением воздуха и давлением на грунт больше, для "легковой" зимней резины эта разница будет меньше.

 

Соответственно и для мягкой МТшки типа Гудрича, зависимость давления на грунт от давления в шинах больше, чем для более жесткой ХТ, того же Супер Свампера.

Изменено 8 ноября 2016 пользователем Сергей Андреевич

[VADUS 2 434]

Появляется еще одна сила, направленная со стороны резины в сторону центра колеса

Эта сила есть всегда, пока в покрышке есть избыточное давление, даже когда оно минимально - 0.1 и ниже. Кажется уже несколько раз писал выше, что в соответствии с 3-им законом Ньютона она будет равна по значению и противоположна по вектору силе давления газа, и направлена в центр колеса.

НО я понял почему при больших давлениях воздуха, с ростом давления в шине давление на грунт растет не так быстро, как давление воздуха!

А причина здесь немного другая: В допустимом диапазоне эксплуатационных давлений, покрышка легко сжимается и разжимается, за счет собственной геометрии и гибкости протектора. После того, как геометрическое расширение объема покрышки будет полностью выбрано давлением газа, зависимость давления газа и удельного давления на грунт потеряет свою линейную характеристику, и пятно контакта уже не будет заметно изменяться с ростом давления - будет очень медленная нелинейная зависимость роста пятна за счет упругой деформации материала покрышки (корда/резины), которая достигнув своих пределов, просто приведет к разрушению покрышки. Об этом тоже писал выше.

Силы упругости тем больше, чем толще резина, чем больше слоев в покрышке. То есть для 157го с его толстыми грузовыми шинами и диагональным кордом разница между давлением воздуха и давлением на грунт больше, для "легковой" зимней резины эта разница будет меньше. Соответственно и для мягкой МТшки типа Гудрича, зависимость давления на грунт от давления в шинах больше, чем для более жесткой ХТ, того же Супер Свампера.

Всё верно. Именно это я и имел ввиду, когда говорил, что очень многое зависит от типа резины. Стоит так же учитывать, что реально зимней резины с размером 35" особо то и не найти. В основном в этих размерах народ ездит на АТ и МТ. Зимняя Нокия кажется на 33 заканчивается.... да и то на неё жалоб полный форум - винтом её ведет, грыжи лезут... не держит слабая мягкая конструкция такие нагрузки.

[Сергей Андреевич 275]

Спасибо за конструктивный диалог!

 

Еще одна мысль про узкую и широкую резину пришла: 

Узкая резина имеет более длинное пятно контакта и,  как следствие, лучше противостоит боковому  смещению колеса по дороге, лучше держит повороты именно за счет большей длины пятна контакта, проявляется эффект лыжи, которая хорошо катится вперед, но сопротивляется скольжению вбок, что и нужно на зимней дороге.

[VADUS 2 434]

Очень правильная мысль. Такое впечатление, что мои сообщения ты читал по диагонали ) процитирую сам себя:

про форму и направление пятна контакта. Даже если накачать широкую и большую покрышку до давления маленькой узкой покрышки, и получить такое же высокое давление на грунт, мы получим пятно контакта, которое располагается поперек направления качения покрышки, что будет мешать преодолевать кашу на дороге и способствовать боковому сносу (заносу). При таком же давлении, пятно узкой покрышки будет располагаться вдоль направления качения покрышки, что позволит прорезать снежную кашу эффективнее, а на скользком будет давать эффект конька. Поэтому чем уже покрышка, тем правильнее пятно для зимней дороги.

Вот и пришли мы к тому, что ширина играет весьма важную роль в пятне.

[uazavr 0]

Стесняюсь спросить, и всё же... Дядьки, вы намереваетесь поиметь крузаками спидвейные моцики? 

[Андрей-312 104]

Стесняюсь спросить, и всё же... Дядьки, вы намереваетесь поиметь крузаками спидвейные моцики? 

 

При чем тут моцики? Проблема широкого колеса в снежной каше начинает вырисовываться у меня на скорости 80-90 км/час. На скорости 60-70 (и меньше) движение вполне комфортное. Это что, 80-90 - скорость, сравнимая с моциком?

[Костяра 1]

Условия в разных регионах разные, но и снег/лед очень разный даже в одной местности. У чукчей вроде несколько десятков слов для обозначения разного снега. Я это к чему: последние две зимы ездил на BFG KM2 37/12,5/17 круглый год, доже продал Купер М+S 285/75/16. Не было никаких проблем, машина высокая, езжу спокойно. В этом году прошел мокрый снег с дождем, подстыл быстро и его накрыло нормальным рыхлым снегом. Ездить невозможно, машина скользит по нижнему слою льда вместе с примятым слоем снега. на скорости 20 км/ч чуть не собрал вереницу машин перед светофором. Думаю возвращаться к узким шипованным шинам.

[серж35 31]

Думаю возвращаться к узким шипованным шинам.

ВООт!!   Шиповочка рулит.. Лучше шипами цокать, чем в кюветике лежать, но если стиль вождения дедушкин, можно и на лете..

[AZIAT 4 227]

  Шиповочка рулит.. Лучше шипами цокать, чем в кюветике лежать,

Ну  у нас , например ,   на шипах ты  быстрее  в  кувет уйдешь , чем на липучке . 

[uazavr 0]

если стиль вождения дедушкин, можно и на лете..

Вот это как раз про меня... Можно, да, но тут есть проблема этического плана. По всему пути моего следования, наш городишко встаёт в могучей пробке.    

[Сергей Андреевич 275]

Ну  у нас , например ,   на шипах ты  быстрее  в  кувет уйдешь , чем на липучке . 

Губернаторский и президентский кортеж у Вас на чем ездит? На шипах или на липучке? У них эти вопросы не завгар решает...

[AZIAT 4 227]

Губернаторский и президентский кортеж у Вас на чем ездит?

Мне  не  докладывали  .

На шипах

На шипах у  нас  только приезжие  ездят. Для  местных нет понятия  о зимней резине. 

[Сергей Андреевич 275]

Мне  не  докладывали  .

Когда мимо проезжают - слышно ведь...

 

Наши все строго на шипах. Москвичи тоже. 

 

Я не в смысле подколоть, просто ФСОшники свою работу знают и водители у них сплошь мастера спорта, в этих вопросах на них очень даже можно ориентироваться.

Изменено 17 ноября 2016 пользователем Сергей Андреевич