Одним из главных требований, предъявляемым к шинам легковых автомобилей и связанным с топливной экономичностью, является наименьшее значение коэффициента сопротивления качению. Кроме того, шины должны обладать хорошей устойчивостью и управляемостью, не допускать заноса автомобиля при отклонениях колеса от направления движения.

Потеря контакта с поверхностью дороги наступает при наличии на ней значительного слоя воды. В этом случае возникает эффект жидкостного трения, подобного трению в подшипнике, и шина скользит по воде. При помощи соответствующего рисунка протектора можно обеспечить отвод воды в сторону, чтобы в контакте шины с поверхностью дороги не образовывался слой воды, на котором шина теряет управляемость и возникает опасный эффект "аквапланирования".

Шины с изношенным протектором намного опаснее с точки зрения вышеизложенного эффекта, чем новые. Зависимость коэффициента сцепления от скорости автомобиля и толщины слоя воды для новых и изношенных шин показана на рис. 8. При падении коэффициента сцепления ниже 0,05 автомобиль становится неуправляемым.

Рис. 8. Зависимость коэффициента сцепления φ сц от скорости автомобиля v и толщины слоя воды на поверхности дорожного покрытия: а - новая шина; б - изношенная шина без протектора

С точки зрения плавности хода автомобиля и устранения шума в кабине, шина должна поглощать небольшие неровности дороги и не передавать вызываемые ими вибрации на кузов. Это требует прежде всего увеличения податливости боковины шины, но лишь до такой степени, чтобы не допустить потери управляемости автомобиля. Жесткость боковины влияет на боковой увод колеса, возникающий при наличии осевой силы, действующей в плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса.

Жесткость боковин шины определяет ее конструкция, и прежде всего способ наложения корда. На рис. 9 изображены различные типы шин: а диагональная с укладкой слоев корда под углом; б радиальная с укладкой слоев корда по радиусу шины с армирующими слоями под протектором; в диагональная улучшенного типа с армирующими слоями под протектором.

Прогресс в области шин направлен на создание все более низкопрофильных шин, имеющих меньшие потери на качение и лучшие показатели устойчивости и управляемости. Профиль шины оценивается процентным отношением его высоты к ширине. На рис. 10 показаны сечения шин серий "80"-"40". Наиболее широко применяется серия "70", а серия "40", например, предназначена уже только для гоночных автомобилей.

Рис. 10. Сечения шин серий "80"-"40"

Поскольку передаточное отношение трансмиссий автомобиля рассчитывают с учетом диаметра колеса, то и при использовании низкопрофильной шины этот диаметр должен быть сохранен неизменным. Для этого шина должна монтироваться на обод большего диаметра. Это имеет свои положительные стороны: например, можно увеличить ширину и диаметр тормозов, что улучшит их охлаждение. Однако масса колеса увеличится, если не применить для его изготовления легкие сплавы.

В предыдущих главах для простоты изложения использовалось допущение, что коэффициент сопротивления качению не зависит от скорости движения. В действительности это не так, поскольку конструкция, технология изготовления или материал шин оказывают влияние на изменение этого коэффициента, особенно при больших скоростях движения. На рис. 11 приведены реальные значения коэффициента сопротивления качению, измеренные у шин итальянской фирмы "Пирелли" серий "80"-"50".

При высоких скоростях отчетливо проявляется преимущество низкопрофильных шин серий "60" и "50". Например, шина HR/60 на скорости 160 км/ч имеет сопротивление качению на 26 % меньше, чем шина SR/80.

Среднее удельное давление в площади контакта у шины с упругой боковиной приблизительно равно давлению воздуха в шине. Поэтому как широкая, так и узкая шины одинаково нагруженного колеса будут иметь равный размер площади контакта с поверхностью дороги. Однако формы поверхности контакта будут различными. На рис. 12 показаны два колеса с шинами различной ширины и их отпечатки. Площадь обоих отпечатков одинакова, но у более широкой шины он растянут по ширине, у менее широкой - по длине. Как изображено на боковой проекции колеса, деформация широкой шины h 0 меньше, чем узкой h u . Это является причиной меньшего погружения колеса в мягкое покрытие и, следовательно, меньшего коэффициента сопротивления качению. Данное правило действует и на твердом покрытии, так как изменяется угол наезда α, образуемый между касательной к окружности колеса и поверхностью дороги в месте контакта ее с колесом. Коэффициент сопротивления качению измеряется при качении колеса по ровному покрытию, имеющему большую жесткость, что моделирует качение эластичного колеса по жесткому покрытию и приблизительно соответствует условиям качения шины по дороге с асфальтовым или бетонным покрытием. В этом случае можно пренебречь влиянием деформации дорожного покрытия, и деформация колеса будет протекать таким образом, как показано на рис. 13. При статическом нагружении деформация симметрична, а равнодействующая сил проходит через центр тяжести отпечатка.

Колесо представляет собой пневматическую пружину с высокопрогрессивной характеристикой. Характеристику этой пружины можно получить путем нагружения колеса и измерения положения его центра тяжести в зависимости от величины нагрузки. При вращении шины каждую элементарную площадку на ее окружности можно считать самостоятельной, предварительно сжатой пружиной. Дополнительное сжатие этих парциальных пружин при контакте с дорогой требует затраты работы, которая увеличивает сопротивление качению шины. При выходе из контакта этих пружин после достижения максимального сжатия в среднем положении энергия, аккумулированная в них, высвобождается, и сила действует в направлении движения, уменьшая сопротивление качению. Для идеальной шины вложенная энергия была бы равна энергии высвобожденной, и колесо катилось бы без потерь.

Однако шина снабжена реальным протектором и, кроме того, в ней имеется внутреннее трение. При деформации протектора, помимо силы, необходимой для сжатия пневматической пружины, требуется сила для придания ускорения парциальной массе. Наличие внутреннего трения вызывает расход еще части энергии на разогрев шины. Следовательно, в первой половине цикла соприкосновения шины с дорогой должно быть развито усилие, достаточное для сжатия пружины, придания ускорения массе протектора и преодоления внутреннего трения. Однако во второй половине цикла вся сила сжатия пружины не высвободится, так как часть ее уйдет на придание обратного ускорения массе и на преодоление внутреннего трения. При вращении колеса на массу протектора воздействует также центробежная сила. Распределение удельных давлений по площади отпечатка будет поэтому неравномерным.

Равнодействующая всех сил расположена в первой половине отпечатка и удалена от оси колеса на расстояние s. За счет этого возникает момент сопротивления sG, который вызывает горизонтальное сопротивление H = G tg φ, где tg φ = s/R = f; G - нагрузка на шину.

В действительности, при передаче окружного усилия с шины на дорогу зависимости гораздо сложнее, но для наглядности объяснения приведенная выше упрощенная модель вполне пригодна. Так как центробежная сила и время сжатия зависят от окружной скорости у, то и сопротивление качению также частично зависит от нее. Эта зависимость выражается уравнением

Р = G (f 0 + cυ n).

Значение f 0 и в особенности показатель степени n, по мнению различных авторов, имеют весьма широкий диапазон. По Э. Эверлингу n = 1; В. Камм считает n = 2, Андро n = 3,7.

Для наших рассуждений о путях снижения сопротивления качению вполне пригодны реально измеренные значения коэффициента сопротивления f (см. рис. 11) и влияние на него давления в шине (рис. 14). Из графиков на рис. 14 видно, что малое давление значительно увеличивает сопротивление качению, особенно при больших скоростях движения.

Как показано на рис. 11, до скорости 60-80 км/ч сопротивление качению несколько падает, но при больших скоростях резко увеличивается. Сверхнизкопрофильная шина серии VR/50 сохраняет небольшую величину сопротивления качению вплоть до скорости 200 км/ч. Таким же свойством обладает и шина HR/60.

Весьма опасным для шин является резонанс протектора, возникающий на высоких скоростях. При достижении определенных оборотов колеса могут начаться колебания элементов слоя протектора на пневматической пружине под влиянием постоянных импульсов сжатия при каждом повороте колеса. На поверхности шины в момент выхода ее из контакта с дорогой появляются статические волны, которые могут распространиться по всей окружности колеса. Резонанс протектора является причиной больших выделений теплоты и поэтому недопустим. При его возникновении в течение нескольких десятков секунд слой протектора может отделиться и, таким образом, возникнет аварийная ситуация.

Резонанс протектора резко повышает сопротивление качению, а рост энергии, потребляемой для преодоления сопротивления, сильно разогревает шину. Границы резонанса можно сдвинуть в сторону больших частот вращения колеса повышением внутреннего давления в шине и уменьшением массы протектора. Максимально допустимая скорость для отдельных типов шин фирмы "Пирелли" ограничивается следующим образом: SR - 180 км/ч; HR - 210 км/ч; VR - более 210 км/ч.

Снижение сопротивления качению у низкопрофильных шин весьма значительно и поэтому способствует повышению топливной экономичности. Фирма "Пирелли" гарантирует, что использование нового типа шин Р8 вызывает уменьшение расхода топлива до 4 %, что соответствует снижению сопротивления качению на 20 %. Одновременно повышается срок службы шин. Шина Р8 относится к серии "65" и пригодна для использования на скоростях до 180 км/ч.

Низкопрофильные шины обладают большей жесткостью боковин, что проявляется в меньшей величине бокового увода. На рис. 15 показано влияние угла бокового увода на коэффициент сопротивления качению. Пунктирная кривая характеризует шины серии "80", сплошная - серии "60".

Одним из главных требований, предъявляемых к шинам, является обеспечение хорошего сцепления с поверхностью дороги. Оно обусловливается шириной профиля шины, рисунком протектора и качеством его материала. Для обеспечения максимального сцепления с поверхностью дороги у гоночных автомобилей применяются шины, изготовленные из особо мягкого материала с гладким протектором без рисунка. Мелкие углубления на поверхности протектора делаются лишь для контроля износа, который у этих шин при малых пробегах достигает значительных размеров. Сопротивление качению у таких гладких шин меньше, чем у тех, которые снабжены протектором с рисунком.

Как видно из вышеизложенного, правильный выбор типа шины и соблюдение установленного внутреннего давления воздуха в них являются важными факторами, влияющими на уменьшение расхода топлива. Поскольку, однако, доля сопротивления качению в сумме общего сопротивления движению автомобиля значительно уменьшается с ростом скорости, то уменьшение этого вида сопротивления движению не означает пропорционального снижения расхода топлива. Так, уменьшение сопротивления качению шин на 10 % вызывает снижение потребления топлива лишь на 2%. Низкопрофильные шины обеспечивают лучшие условия движения, что может приводить к увеличению скорости, при котором экономия топлива, достигнутая снижением сопротивления качению, практически сведется к нулю. В этом случае необходимо принимать в расчет, какое снижение расхода достигается уменьшением сопротивления качению шин и насколько увеличивается этот расход из-за роста скорости движения.

При действии боковой силы коэффициент сопротивления качению шины растет. Боковая сила возникает чаще всего при движении на поворотах. Чтобы не допустить при этом снижения скорости автомобиля, необходимо увеличить мощность двигателя. Боковая сила растет с ростом скорости и соответственно увеличивается сопротивление качению. Поэтому при прохождении поворотов на большой скорости потребление топлива увеличивается.

Поворот можно проезжать и способом плавного скольжения всех колес (так называемый управляемый занос автомобиля), что весьма эффективно, но при этом требуется значительная мощность двигателя. Все колеса автомобиля в таком случае отклонены от направления движения. Умение экономично проезжать поворот на большой скорости заключается в прохождении его с наименьшим буксованием колес.

Тогда как водителю не очень много могут сделать с первыми двумя пунктами после того, как они уже купили машину, вопрос в том, могут ли экологические шины с низким сопротивлением качению оказать заметное влияние на потребление топлива, эксплуатационные расходы и окружающую среду? Ответ – да.

Порядка 80% массы шины приходится на каучук, который является вязкоупругим материалом, в силу своих природных свойств превращающим часть энергии в нагрев при сжатии или растягивании. Сопротивление качению вызвано в первую очередь тем, что боковины и протекторы постоянно сжимаются и растягиваются во время вращения колеса и перераспределения нагрузки (когда вес автомобиля заставляет боковины «надуваться» а протектор «плющится» о дорогу).

В прошлом сопротивление качению не было подвергнуто глубоким исследованиям или измерениям, так что информации для сравнения крайне недостаточно. Как бы то ни было, учитывая, что каждый сэкономленный галлон горючего снижает персональные расходы водителей и зависимость Америки от нефти, а также сокращает объемы выбросов углекислого газа в атмосферу, информация о сопротивлении качению и его влиянию на потребление топлива будет доступна в более приемлемом объеме в течение ближайших пары лет благодаря федеральным и калифорнийским законам.

Хотя в прошлом сопротивление качению очень часто снижали в ущерб сцеплению на мокрой поверхности и износоустойчивости протектора, новейшие высокотехнологичные топливосберегающие шины со сниженным сопротивлением качению не теряют своих других необходимых качеств благодаря новым составам резиновой смеси и производственным процессам, оптимизирующим вес шины.

В 2009 году очень многие производители выпустили свои шины с низким сопротивлением качению, и команда Tire Rack решила, что настало время оценить влияние, которое эти шины оказывают на расход топлива, а также убедиться, что ради этого не было принесено в жертву сцепление на мокрой дороге. Измерение расхода стало частью дорожного теста, во время которого также оценивалось сцепление на сухой и мокрой поверхности при поворотах и торможении.

Автомобили

К сожалению, не все последние шины с низким сопротивлением качению доступны в размерах, подходящих для обычных тестовых автомобилей Tire Rack, так что для этого теста пришлось создать небольшой автопарк из гибридных Toyota Prius 2 поколения 2009 модельного года. Все автомобили прошли одинаковое количество миль и использовались в идентичных условиях, что обеспечивает максимально точные результаты.

Во время подготовки к тесту шины были установлены на стандартные диски Prius размера 15x6.0", и была проведена регулировка всех четырех колес, чтобы избежать нежелательного трения шины о дорогу, что влияет на расход горючего.

Шины

В начале тестов было решено, что шины Goodyear Integrity (доступные в США для Prius 2004-2009 годов) станут ориентиром во время испытаний. Их результаты потом сравнивались с другим шинами, которые варьировались от совсем новых шин, которые предлагаются сейчас на вторичном рынке для компактных экономных автомобилей, до шин Goodyear Assurance ComforTread, выпущенных в 2004 году, ещё до того как эко-шины стали популярными. Отличаются уплотненной прослойкой резины (на 20%) между протектором и брекерами, что ставит комфортность хода и долговечность выше снижения потребления топлива.

Для тестов были отобраны только новые шины в размере 185/65R15 с полной глубиной протектора, принадлежащие к нескольким категориям:

Всесезонные шины являются предпочтительным выбором для водителей, живущих в географических регионах с умеренным климатом, где на дорогах может быть лишь небольшой слой снега. Летние шины предназначены для тех, кто живет в «солнечном поясе», где шинам нужно справляться только с сухими и мокрыми поверхностями, или для водителей «снежного пояса», которые каждый год меняют шины на зимние.

Давление в шинах

Можно было начать с более высокого по сравнению со стандартным уровня давления в ненагретых шинах, чтобы снизить расход топлива, но было решено придерживаться рекомендаций производителей. К тому же, по мнению экспертов Tire Rack, хотя низкий уровень давления повышает сопротивление качению, более высокий уровень не снижает его в такой же степени.

Давление в холодных шинах было установлено на рекомендованном уровне - 2.5 атмосферы спереди и 2.3 атмосферы сзади. Это было сделано ранним утром, после того как автомобили всю ночь простояли на улице. Давление также было проверено в полдень, когда команда закончила свои тесты, а температура воздуха и дороги поднялась до максимума. Как и ожидалось, давление в разогретых шинах выросло до порядка 2.7 атмосфер спереди и 2.5 атмосфер сзади (±0.03 атмосферы).

Дорожный тест в реальных условиях

В ходе дорожного теста каждая шина проходит 885 км, совершая множество кругов по10.6-километровой петле, состоящей из участков федерального шоссе (105 км/ч), внутриштатного шоссе (90 км/ч) и проселочных дорог (65 км/ч), плюс два знака «стоп» и один светофор на каждом круге. Во время теста пилоты вливались в трафик средней плотности при средней скорости 65 км/ч.

Чтобы максимально определить расход топлива, дорожные тесты проводились только на сухой поверхности. Поскольку протекторы шин испытывают большее сопротивление при прохождении через воду, чем через воздух, залитые дождем дороги означали бы, что глубина слоя воды будет варьироваться, что делает невозможным точные измерения.

Поскольку целью теста было сравнить результаты, которые были бы показаны обычным водителем, пилоты должны были придерживаться средней скорости потока, соблюдая все ограничения скоростного режима и поддерживая стабильную скорость автомобиля путем использования круиз-контроля там, где это было возможно. Они также останавливались на знаках «стоп» и ждали на светофорах столько, сколько требовалось.

Расход топлива

Вместо использования бортового компьютера Prius, который автоматически считает, что конфигурация всех колес идентична при подсчете расхода топлива, применялись регистраторы данных Race Technology DL1 GPS (для измерения скорости движения и пройденного расстояния), а также индикаторы Linear-Logic ScanGauge II для подсчета расхода топлива). Во время каждого заезда менялась головная машина, а каждые полдня шины переставлялись с одного автомобиля на другой для максимальной точности данных и устранения погрешностей, вызванных особенностями каждого автомобиля.

Согласно данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), расход горючего Prius 2009 в смешанном цикле составляет 5.1л/100км при использовании бензина стандартного качества. Гибриды, участвовавшие в этом тесте потребляли в среднем 4.5л/100км с включенными кондиционерами. Тестовые пилоты уверены, что более низкий расход вызван в первую очередь подготовкой автомобилей (тщательная регулировка и контроль за давлением в шинах), условиями движения (плотный поток без резких ускорений), а также самим маршрутом, на протяжении которого было ограниченное число остановок и который позволял ехать только в трафике средней плотности.

Потребление топлива
Шины	Расход топлива (мили на галлон)	В % по отн. к ориентиру
Michelin Energy Saver A/S
Bridgestone Ecopia EP100
Yokohama dB Super E-Spec
Goodyear Assurance Fuel Max
Goodyear Integrity
Goodyear Assurance ComforTred

Расход топлива определялся на основании данных GPS по пройденной дистанции и данных ScanGage II о потреблении топлива.

В случае с Prius – а это один из самых экономичных автомобилей в Америке – разница между самым высоким и самым низким расходом в этом тесте означает ежегодную разницу в 79.5 л бензина стандартного качества ценой в примерно 52.50 доллара для водителей, проезжающих 24,000 км в год. Умножьте эту разницу на несколько лет, и ценность шин с низким сопротивлением качению значительно вырастет. Кроме того, эко-шины снижают на столько же процентов и потребление горючего других автомобилей, так что объемы сэкономленного топлива при использовании шин с низким сопротивлением качению могут удвоиться или учетвериться, если взять обычную машину с расходом горючего 8-10л/100км или пикапы/кросоверы, потребляющие уже 16-20л/100км.

Результаты дорожного теста

Отрезки, имитирующие скоростную магистраль, дорогу местного значения и проселочную дорогу, так что шины тестировались в самых различных дорожных условиях – на гладком и неровном бетоне, а также на новом асфальте и покрытии с «заплатками». На этих отрезках пилоты могут оценить уровень шума, комфортность хода, управляемость в условиях повседневной жизни, как будто они проходят свой обычный маршрут на работу.

Сама природа Prius 2 поколения и особенности его конструкции означают высокий уровень проникновения внешнего шума в кабину, что, как было доказано во время тестов, маскирует шум от качения шин, особенно, на высоких скоростях. Пилоты также отметили мягкость подвески Prius, что приводит к дополнительному ходу подвески на неровных участках дороги. Таким образом, все пришли к единому мнению, что выбор шин может оказать значительное влияние на то, как машина управляется и ощущается.

Как и следовало ожидать, судя по названию, Goodyear Assurance ComforTred обеспечивают самый комфортный ход по сравнению с остальными шинами. Эти шины очень хорошо себя зарекомендовали, компенсируя тряску и качку ходовой части Prius на неровных участках и стыках асфальтовых покрытий. За ними следуют Bridgestone Ecopia EP100, которые также успешно минимизируют эффект неровностей дорожного покрытия. Совсем немного от них отстали Michelin Energy Saver A/S, которые все же позволяют находящимся в салоне ощутить «текстуру» асфальта. Далее идут еще одни шины от Michelin – HydroEdge с маркировкой Green X, а выпавшими из группы лидеров оказались шины Goodyear Assurance Fuel Max и Yokohama dB Super E-Spec, которые были довольно жесткими на участках с большими выбоинами и на стыках асфальтовых покрытий.

В плане бесшумности первыми опять стали Goodyear Assurance ComforTred, шум от качения которых был наименьшим по сравнению с остальными. Недалеко отстали Ecopia EP100, Energy Saver A/S и HydroEdge – у всех шин был одинаковый общий уровень шума, но на различных скоростях у этих шин он усиливался, в чем и состояла разница. После них идут шины Goodyear Assurance Fuel Max, которые производят различимый шум при езде на высокой скорости, а Yokohama dB Super E-Spec и Goodyear Integrity, несмотря на минимальный уровень шума, получили самые низкие оценки из-за повышенного шума при езде по крупным кочкам и стыкам асфальтовых покрытий.

Хотя Prius и не сфокусирован на управляемости, его характер и дорожные качества могут значительно измениться в зависимости от выбора шин. Жесткий ход Yokohama dB Super E-Spec компенсируется быстрой, спортивной реакцией на действия водителя. То же можно сказать и о Bridgestone Ecopia EP100, продемонстрировавших последовательную и линейную отзывчивость к управлению. Впрочем, это никого и не удивило, потому что только эти две шины обладали индексом скорости H и были единственными летними шинами класса Grand Touring в этом тесте, так что им был не нужен плотно ламелированный всесезонный рисунок протектора для сцепления на неглубоком снегу. Управляемость Michelin HydroEdge с маркировкой Green X также оказалась не намного хуже, чем у этих шин, благодаря высокой чувствительности к поворотам руля и стабильному ощущению контакта при езде по прямой. Michelin Energy Saver A/S немного медленнее реагируют на действия водителя, а также отмечалась некоторая вязкость реакции на повороты руля в начале маневра. Управляемость Goodyear Assurance Fuel Max может считаться достойной для этой категории, но в целом им не хватает чувствительности. Мягкость хода шин Goodyear Assurance ComforTred стала причиной немного замедленной реакции, что отбросило эти шины в конец рейтинга, а самыми медленно реагирующими на повороты руля стали Goodyear Integrity.

Тест на гоночном треке

Тестовый трек предназначен для определения стабильности сцепления каждой шины на прямой и в поворотах. Шины тестируются как на мокрой, так и на сухой поверхности. Трек оборудован системой разбрызгивателей, которые обеспечивают одинаковые условия во время тестов на мокром покрытии, которые проводятся в первый день испытаний, после чего следуют испытания на сухом треке.

Все шины по очереди тестировал один пилот на одном автомобиле, чтобы разница в умениях пилотов и характеристиках автомобилей не повлияли на результат. Goodyear Integrity тестировались в начале, середине и конце каждой тестовой сессии, чтобы позволить идентифицировать и учесть все изменения в условиях теста.

Торможение

Была измерена длина тормозного пути (с использованием ABS) с 80 до 0 км/ч, чтобы определить сцепление каждой шины при прямолинейном движении. Было проведено несколько тестов, результаты которыз фиксировались компьютером для проведения испытаний на торможение Vericom VC2000, после чего определялся средний результат, считающийся типичной длиной тормозного пути для каждой отдельной шины.

Во время тестов на мокром покрытии все шины, продающиеся на вторичном рынке, показали результат 32.06-34.29 м, и только Goodyear Integrity отделились от остальных, показав длину тормозного пути 40.17 м.

Торможение на мокрой поверхности
Шина	Футы	В % по отн. к ориентиру
Bridgestone Ecopia EP100
Goodyear Assurance ComforTred
Michelin Energy Saver A/S
Yokohama dB Super E-Spec
Goodyear Assurance Fuel Max
Michelin HydroEdge with Green X
Goodyear Integrity

На сухом покрытии Goodyear Integrity немного опередили остальных, показав результат 29.5 м. Другие шины показали примерно одинаковую длину тормозного пути – 29.6-30.8 м.

Торможение на сухой поверхности
Шины	Футы	В % по отн. к ориентиру
Goodyear Integrity
Yokohama dB Super E-Spec
Michelin HydroEdge with Green X
Michelin Energy Saver A/S
Goodyear Assurance Fuel Max
Bridgestone Ecopia EP100
Goodyear Assurance ComforTred

Прохождение поворотов

Чтобы определить сцепление каждой шины во время поворота использовался круглый 60-метровый трек, по которому Prius разгонялся, пока шины не начинали терять сцепление с дорогой. Были проведены заезды в обоих направлениях, после чего было определено среднее значение бокового ускорения (чем больше показатель, тем лучше сцепление).

В тестах на мокрой поверхности шины с вторичного рынка снова возглавили список со средним боковым ускорением 0.677-0.678 g. При этом, Goodyear Integrity снова отстали от всей группы с результатом всего 0.601 g. Шины Goodyear Integrity также требуют у водителя уйму терпения, потому что очень медленно восстанавливают контакт с дорогой при потере сцепления.

Прохождение поворотов на мокрой поверхности
Шины	Среднее боковое ускорение(g)	В % по отн. к ориентиру
Michelin HydroEdge with Green X
Yokohama dB Super E-Spec
Bridgestone Ecopia EP100
Goodyear Assurance Fuel Max
Goodyear Assurance ComforTred
Michelin Energy Saver A/S
Goodyear Integrity

На сухой поверхности, как и в тестах на торможение, Goodyear Integrity снова оказались впереди с небольшим преимуществом. Их результат составил 0.804 g, тогда как показатели всех остальных шин были немного меньше – 0.743-0.798 g.

Кстати, как вы можете видеть из этого списка шин, ставших первыми в различных категориях, их названия часто сигнализируют об их сильных сторонах:

• Потребление топлива: Michelin Energy Saver A/S
• Комфортность хода: Goodyear Assurance ComforTred
• Бесшумность: Goodyear Assurance ComforTred
• Управляемость: Yokohama dB Super E-Spec
• Торможение на мокрой поверхности: Bridgestone Ecopia EP100
• Торможение на сухой поверхности: Goodyear Integrity
• Прохождение поворотов на мокрой поверхности: Michelin HydroEdge with Green X
• Прохождение поворотов на сухой поверхности: Goodyear Integrity

Хотя Goodyear Integrity были настоящим шедевром в плане сопротивления качению, потребления топлива и сцепления, когда они были выпущены, длительное использование в секторе первичной комплектации «заморозило» их спецификации. Они не были усовершенствованы с помощью новых рисунков протектора, добавок к резиновой смеси и инновационных технологий, которые были разработаны за последние несколько лет, чтобы создать следующее поколение экологичных шин для вторичного рынка, представленных в этом тесте.

Tire Rack рекомендует водителям выбирать шины, основываясь на своих личных потребностях. Вот самые главные факторы:
Автомобиль – выбирайте шины, чей размер и грузоподъемность подходят для вашего легкового автомобиля, фургона или грузовика, и которые смогут выдержать нагрузку с учетом веса пассажиров и багажа
Географический регион – выбирайте всесезонные, летние, зимние или дорожные/внедорожные шины, пригодные для использования в погодных условиях вашего региона (учитывайте и дорожные условия). Вероятно, будет неважно, сколько топлива могут сэкономить шины, когда не сможешь заехать на склон по заледенелой дороге на летних шинах.

Стиль вождения – в зависимости от своей манеры вождения выбирайте пассажирские, туристические, коммерческие шины или шины класса Performance. Основные категории шин позволяют определить их соотношение комфортности, сцепления и управляемости.

Как вы хотите сэкономить – выбирайте шины с высокой износостойкостью и/или низким сопротивлением качению, которые позволят вам сэкономить на замене шин и/или более низком расходе топлива. Однако помните, характеристики вашего автомобиля и ваш стиль вождения оказывают намного более заметный эффект на потребление горючего, чем выбор шин.

Итак, не все сегодняшние шины одинаковы, и некоторые из них более легко катятся по дороге и потребляют меньше энергии, следовательно, автомобили, на которых установлены шины с низким сопротивлением качению потребляют меньше топлива.

Разница между шинами, показавшими самый высокий и низкий расход топлива, в этом тесте может показаться незначительной, но она может стать по-настоящему ощутимой при длительном использовании шин. И хотя в процентном отношении это относительно небольшое преимущество, можно серьезно снизить потребление топлива, если все 250 миллионов автомобилей Америки будут оснащены такими шинами.

Шины всегда были важной деталью для всех без исключения водителей, а теперь у производителей получилось сделать еще чуть более экологичными и экономичными.

Но что же такое шины с низким сопротивлением качению и как их обнаружить в следующий раз, покупая "обувь" для своего автомобиля?

Прежде всего, давайте выучим определение. Шины с низким сопротивлением качению - именно то, какими вы их и считаете. Они образуют более слабое сопротивление (меньшее трение) во время качения сравнительно с другими шинами. Другими словами, как они могут котиться по дороге? Энергия постоянно тратится за счет тепла, которое образуется при контакте шины с поверхностью пути и шины, в самой шине и между шиной и ободом.

Имейте в виду, что сопротивление качению и сцепление, или управляемость - совсем разные вещи. Несмотря на то, что они действительно между собой связаны, они не являются взаимозависимыми. Значит, что шина не обязательно будет терять характеристики сцепления при уменьшении ее сопротивления качению.

Простое правило - чем более жесткая шина, тем меньшее ее сопротивление качению. Именно поэтому очень важно следить за надлежащим уровнем давления в шине. Независимо от того, какой тип шин вы используете, главное, что вы должны делать для экономии горючего, это проверять уровень давления в шинах и поддерживать его на правильном уровне.

На что влияет уровень сопротивления качению? Несмотря на то, что "писаного закона" нет, снижение сопротивления качения шины на 10% увеличит экономию горючего на 1-2%, хотя данная цифра будет зависеть от самой шины и автомобиля.

Как определяется сопротивление качению? Сообщество инженеров-автомобилистов разработало способ определения уровня сопротивления качения - по определению количества сил, необходимых для качения шины на динамометр при скорости 50 миль/час (тестирование SAE J1269). Результаты тестирования на разных скоростях будут разными, однако "золотым стандартом" является SAE J1269. Обычно сопротивление качению отличается от 20 до 30% даже у шин в одинаковых типоразмерах и одинакового типа.

Давайте поговорим о выборе новой "обувки" для своей машины. Если автомобиль более-менее новый, то главным критерием для покупки обычно становится марка и модель покрышки, которой он был укомплектован на конвейере.

Качество современных автомобильных шин определяют такие параметры, как коэффициент сопротивления качению, управляемость авто на мокром и сухом покрытии, тормозные свойства, показатели аквапланирования новой покрышки и ее стойкость к износу, шумность, пробег, цена, комфорт...

Однако проблема в том, что для разных участников авторынка — автопроизводителей, продавцов шин и водителей, покупающих шины на вторичном рынке — эти параметры имеют разные приоритеты.

Кому что нравится

Не секрет, что каждый автопроизводитель предъявляет к покрышкам, предназначенным для первоначальной комплектации авто свои требования. При этом они отнюдь не являются универсальными — у разных компаний они могут существенно отличаться.

Например, один автопроизводитель выдвигает очень жесткие требования к коэффициенту сопротивления качению, прямо влияющему на экономичность авто, у другого они будут существенно мягче. Одна компания чрезвычайно требовательна к параметрам аквапланирования изношенной шины, а для другой они не критичны. При этом требования, предъявляемые к покрышке для вторичного рынка, также будут другими.

Объясняется это просто: автомобиль, прежде всего, нужно продать, поэтому характеристики всех его компонентов подчинены единой цели. Потребителю нужен автомобиль с низким расходом топлива — вот вам новые экономичные двигатели и шины с пониженным коэффициентом сопротивления качению. Важен комфорт — вот удобный салон, энергоемкая подвеска и малошумные шины. Таким образом, каждый элемент формирует представление об автомобиле как о едином целом.

А на вторичном рынке потребитель руководствуется какими-то своими предпочтениями, часто совершенно отличающимися от представлений автопроизводителей. Например, согласно маркетинговым исследованиям, для конечного потребителя очень важны цена и дизайн покрышки...

Одна во многих лицах

Таким образом, чтобы соответствовать различным требованиям, шины не могут иметь одни и те же параметры, а, следовательно, будут разными. То есть размеры, дизайн и название будут одинаковыми, но конструктивно, хоть и незначительно, шины будут отличаться. Например, иметь разную радиальную или диагональную жесткость, другой наполнитель протектора и, возможно, несколько измененный рисунок протектора. Скажем, немного смещенные блоки, увеличенное количество ламелей...

Однако, по мнению производителей, на ощущениях конечного пользователя эти изменения никак не скажутся. Ведь в любом случае это будут хорошие, качественные покрышки, хотя и с акцентом на какие-то "свои" параметры.

Впрочем, при поставках на конвейер важно выдержать заданные параметры на всем массиве шин. При этом вполне удовлетворительным считается, если у 10% произведенных шин характеристики не будут соответствовать всем требованиям автопроизводителей. Вот эти 10%, (это не брак!) и попадают на вторичный рынок.

В то же время, если вторичный рынок требует большего, то производится дополнительное количество шин, чтобы удовлетворить спрос. Для вторичного рынка производится спецификация максимально приближенная к требованиям рынка.

При выборе шин для своего автомобиля, как правило, мало кто задумывается о том, что сопротивление качению шин и колес вносит свой, пусть не самый большой вклад в увеличение расхода топлива.

Насколько увеличивается расход горючего в каждом конкретном случае оценить сложно, результатами исследований и оценок отдельных специалистов «General Motors Proving Grounds» заявлены величины потерь всего в десятые доли литров. Насколько подобные заявления соответствуют действительности проверить или оспорить невозможно, но практически все автомобилисты могут подтвердить реально ощутимое изменение величины выбега автомобиля на холостом пробеге при замене с одной марки авторезины на другую (даже замены летней на зимнюю и наоборот).

Более достоверными являются сведения о характеристиках и условиях работы автомобильных покрышек, опубликованных непосредственными производителями авторезины. Согласно данным таких грандов как «Данлоп» и «Пирелли» уменьшение потерь, вызванных сопротивлением качения колеса, на 10 процентов снижает расход горючего на 2 процента.

Сопротивление катящегося колеса автомобиля связано с постоянно возникающей деформацией участка покрышки в месте контакта колеса с дорожным покрытием, вследствие смещения точки давления на дорогу. При этом разные участки резиновой ленты покрышки растягиваются и сжимаются одновременно.

В течение постоянных процессов сжатия и растяжения резины происходят так называемые процессы диссипации или рассеивания внутренней энергии деформации. Резина плохо проводит тепло и при отсутствии внешнего охлаждения (водой луж, снегом, морозным воздухом), в условиях длительного движения, колесо нагревается до значительной температуры. В отдельных случаях, при значительной перегрузке, возможно даже возгорание.

Справедливости ради попробуйте прикоснуться рукой к покрышке колеса своего автомобиля после длительного пробега.

Экспериментально доказано, что наилучшими, с точки зрения экономичности, являются шины, изготовленные на основе природного каучука. Далее, с небольшим снижением показателей идут шины из полиизопрена и бутадиена, значительно хуже показали себя бутил-бутадиеновые материалы.

Длительные практические испытания всевозможных моделей и марок шин, с разными протекторами и скоростными характеристиками показали следующее:

1. Для увеличения экономичности предпочтительно выбирать колеса с максимальным наружным диаметром и наименьшей высотой профиля.

2. Широкопрофильная шина всегда имеет более низкий коэффициент сопротивления качению, чем обычная.

3. Даже небольшое снижение давления воздуха в шине может значительно увеличить сопротивление качению. Например, при уменьшении давления воздуха в колесе на 40% сопротивление качению возрастает на 60%. Рекомендовано, для улучшения экономичности, увеличить давление на 10 процентов выше рекомендованных фирмой - производителем автомобиля. Основной причиной увеличения сопротивления качению при низком давлении является значительное уменьшение жесткости боковин покрышек.

Очень часто водители намеренно уменьшают давление воздуха в колесах, стараясь уменьшить общую жесткость системы «колесо+подвеска», тем самым повысить комфортность и мягкость хода. Последствия таких новаций – значительное увеличение сопротивления качению.

4. Колеса и шины, изготовленные из низкокачественных материалов, или предназначенные для езды по бездорожью конструктивно не будут экономичными. Модели, изготовленные для зимних условий, покажут неплохие результаты только при отрицательных температурах или повышенном внутреннем давлении воздуха. Высота протектора до определенного значения не влияет на экономичность, но при значениях близких к критичным 2 мм, экономичность шин снижается.

Все вышеприведенные материалы и выводы справедливы для исправной и правильно отрегулированной подвески автомобиля.

При изменении угла развал-схождения колес на 1 градус по сравнению с расчетным, приводит к увеличению потерь на 12%. Износ боковин увеличивается на 15-18%, ресурсный пробег колеса падает практически на 20%.

При наличии хороших дорог наиболее экономичным вариантом для выбора шин является установка на диски большого диаметра низкопрофильных шин максимальной ширины с протектором, препятствующим возникновению эффекта аквапланирования. Неудобством такой резины может быть некоторое снижение комфорта езды для моделей с жесткой спортивной подвеской. Управляемость и экономичность на такой резине будет вне конкуренции.

Все приведенные рекомендации справедливы как для диагональных, так и радиальных вариантов шин. Но, в сравнении между собой, последние имеют характеристики более чем на 25% лучше конкурентов, независимо от фирмы изготовителя или модели. Поэтому нет необходимости рассматривать шины с заведомо более низкими параметрами, тем более, что в мировой практике фактически отказались от выпуска диагональных моделей авторезины.