Наскільки велика площа контакту вашої шини? Математика зчеплення
Подивіться вниз. Серйозно, нахилиться і пильно подивіться на свої шини. Вони не круглі. Принаймні не там, де стикаються з асфальтом. Нижня частина сплющена. Ця сплющена зона – це ** пляма контакту **. Це єдина частина вашого автомобіля, яка фактично стосується дороги.
Якби у вас була скляна дорога і ви могли б заглянути під двотонний седан, ви побачили б невеликий прямокутник гуми. Щоб знайти загальну площу контакту, помножте довжину на ширину однієї шини, а потім помножте на чотири. Проста геометрія. Але ось дивна частина: ця площа приблизно дорівнює вазі вашого автомобіля, поділеного на тиск у шинах.
Давайте зробимо розрахунки. Візьмемо автомобіль вагою 4000 фунтів. Накачайте шини до стандартних 30 фунтів квадратний дюйм (psi). Розділіть 4000 на 30. Вийде 133 квадратні дюйми. Це загальна площа всіх чотирьох шин. Розподіліть це на чотири шини, і кожна пляма контакту становитиме близько 33 квадратних дюймів.
Тепер розглянемо ширину. Більшість вуличних шин мають ширину близько 7 дюймів. Якщо розділити ці 33 квадратних дюйми на 7 дюймів, вийде довжина плями контакту близько 4,75 дюйми на кожну шину. Менш півфута гуми на землі, що утримує важку металеву скриньку.
Здається, що більше. Можливо так і є.
Виміряйте це самі. Візьміть шину і просуньте під неї два аркуші паперу, доки вони не впруться. Позначте відстань. Швидше за все, ви виявите, що пляма контакту довша, ніж передбачає розрахунок. Чому? Тому що тиск не є рівномірним.
На краю плями контакту шина лише злегка стосується асфальту. Майже немає навантаження. У міру руху до центру навантаження зростає. Розподіл тиску є кривою, а чи не пряму лінію. Розрахунок передбачає рівномірний тиск, що відповідає тому, як працює гума.
Знизьте тиск до 7,5 psi. Це чверть вихідних 30 psi. Очікується, що пляма контакту збільшиться вчетверо. Але цього не станеться. На себе беруть боковини.
Шини – це не просто мішки з повітрям. Це складні конструкції. Коли тиск падає, гума та корд у боковинах починають нести навантаження. Шина структурно стає жорсткішою. Вона не сплющується нескінченно.
Саме тому низкопрофільні шини поводяться інакше, ніж масивні шини для позашляховиків. Спортивні автомобілі використовують тверді, короткі боковини. Вони пручаються деформації. Ви отримуєте більш вузьку, чітку пляму контакту. Позашляховики мають високі, гнучкі боковини. Вони сплющуються більше. Вони розподіляють вагу інакше.
Потім є шини з підтримкою при пробої (run-flat). Ці шини побудовані настільки жорстко, що можуть рухатись навіть за повної відсутності тиску повітря. Сама конструкція утримує автомобіль. Повітря не потрібне. Форма плями контакту змінюється, але шина не хлопається.
“Конструкція шини починає брати на себе частину ваги автомобіля.”
Отже, ці 4,75 дюйми? Це є базове значення. Реальний світ складніший. Гума розтягується. Боковини гнуться. Тиск варіюється.
Ви, можливо, запитуєте, яка ширина шини забезпечує краще зчеплення без шкоди для економії палива. Або як шини з підтримкою при пробої впливають на комфорт їзди в порівнянні зі стандартними боковинами. Відповіді у математиці. Вони у гумі.
Перевірте тиск знову. Це дійсно 30 psi? Чи ви пропустили місце? Пляма на контакт чекає.
