Щоб зрозуміти мистецтво і науку, що лежать в основі всесезонних шин, нам спочатку потрібно визначити, що вони з себе представляють та чим відрізняються від своїх аналогів.
Всесезонні автошини, як випливає з назви, призначені для роботи в широкому діапазоні погодних умов. Вони пропонують компроміс між літніми та зимовими колесами, забезпечуючи хороші характеристики на спекотній, мокрій або злегка сніговій дорозі.
Всесезонна гума мають сертифікацію для їзди по снігу та льоду (3PMSF або сніжинка та гірський пік).
Останнім часом колеса часто плутаються із «всепогодними» шинами, які не розраховані для їзди в зимовий час, по суті це так званий сегмент «літо плюс».
Однак, як і будь-яке інженерне рішення, всесезонні автошини є балансом: добре справляються з багатьма завданнями, але можуть не відповідати піковим характеристикам літньої або зимової гуми у відповідних оптимальних умовах.
Перш ніж зробити вибір, важливо зрозуміти умови водіння, переваги та пріоритети. У наступних розділах ми заглибимося в те, що робить всесезонні шини майстрами на всі руки, вивчаючи їх конструкцію, секретний рецепт з’єднань, логіку рисунків протектора та багато іншого.
Рецепт шинного компаунду
Секрет експлуатаційних якостей коліс полягає в хімічному складі — складній суміші різних матеріалів, які значною мірою впливають на те, як гума поводиться в різних умовах. Розглянемо стандартний компаунд всесезонної суміші, вивчимо співвідношення частин на каучук (ppr) для кожного інгредієнта та те, як вони впливають на характеристики автошини.
Компаунд в основному складається з п’яти компонентів:
- Натуральний каучук – цінується за свою гнучкість та міцність та становить значну частину складу. Забезпечує відмінні низькотемпературні властивості та хорошу стійкість до розриву, що робить його важливим компонентом для роботи у будь-яких погодних умовах.
- Синтетичний каучук – більш стійкий до нагрівання та зношування, підвищує ресурс гуми. Дозволяє підвищити ефективність використання палива за рахунок зниження опору коченню
- Сажа
- Діоксиду кремнію – цей чарівний пил різко знижує опір коченню для кращої економії палива і забезпечує чудове зчеплення на мокрій поверхні
- Низку інших добавок до яких належать затверджувачі, антиоксиданти, антиозонанти та ін.
Склад та співвідношення можуть змінюватись в залежності від моделей та виробників, залежно від їх запатентованих технологій та конкретних цільових показників продуктивності.
Склад шин – це делікатна наука, що балансує процес, спрямований на досягнення максимальної ефективності. Більше одного інгредієнта може поліпшити одну характеристику, але може поставити під загрозу іншу. Ось чому виробники гуми вкладають значні кошти у дослідження та розробки, постійно вдосконалюючи свої компаунди ідеального поєднання продуктивності, безпеки та довговічності.
Вплив температури склування (Tg) та різновидів каучуку
Температури склування (Tg) – температуру, при якій полімер переходить з твердого, склоподібного стану більш м’який, каучукоподібний. Цей перехід суттєво впливає на зчеплені характеристики, особливо у холодну погоду.
Взимку або в холоднішому кліматі температура може впасти нижче Tg гумової суміші, що використовується в шині. Коли це відбувається, гума стає твердою та менш гнучкою, що знижує здатність шини пристосовуватися до дорожнього покриття та призводить до зниження тяги та зчеплення з дорогою.
Літні колеса, які зазвичай мають вищі значення Tg, погано працюють у зимових умовах. Щоб протистояти цьому, зимові шини виготовляються з гумових сумішей з меншими значеннями Tg. Це гарантує, що гума збереже еластичність та м’якість за низьких температур.
Формула працює і у зворотному порядку, зимові автошини в літній час стають вкрай м’якими, за критичної ситуації можливий розрив поверхні. Так само прискорюється зношування протектора, витрата палива збільшується.
Всесезонні шини потребують ретельного балансу. Вони повинні зберігати гнучкість при низьких температурах (як зимова), а також чинити опір надмірному розм’якшенню при високих температурах (як літня). Цей баланс досягається з допомогою використання суміші різних типів гуми у складі компаунда.
Натуральний каучук (NR) залишається гнучким за низьких температур і має низький Tg. Синтетичні каучуки, як стирол-бутадієновий (SBR), може бути адаптований під час виробництва, щоб мати різний діапазон значень Tg.
Комбінація каучуків з іншими, таких як бутадієновий (BR) та бутадієн-стирольний, полімеризований у розчині (S-SBR), дозволяє виробникам маніпулювати Tg для створення продуктів, які можуть досить добре працювати в різних умовах.
Управління температурою склування (Tg) – це складний процес, і кожен тип гуми робить свій внесок не тільки в Tg, але і в інші властивості, такі як зносостійкість і зчеплення з мокрою дорогою. Таким чином, створення ідеальної гумової суміші для всесезонних шин це складний процес балансування і свідчення передового рівня сучасних шинних технологій.