Вот и настал на большей части территории России зимний период, который как всегда, приносит на дороги нашей страны увеличение аварийных ситуаций, а вместе с ними меняется и средняя скорость движения автотранспорта. К нашему сожалению не все автомобилисты вовремя меняют летнюю резину на зимнюю. Причем многие из водителей прекрасно знают, что таким способом и бездействием со своей стороны они умышленно игнорируют и нарушают законодательство, ставя под угрозу не только свою безопасность, но и безопасность других участников дорожного движения. Такие горе автомобилисты не спешат переобуть свои автомобили, считают, что зимой можно смело использовать и летнюю резину.

Мы не будем в нашем сегодняшнем материале пугать в очередной раз тех водителей, которые не поменяли еще летнюю резину на зимнюю. Для этого на нашем ресурсе есть много других материалов. Так же много информации по поводу замены сезонной резины содержиться и в самой интернет сети.

Сегодня мы кратко попытаемся рассказать нашим читателям чем отличается летняя резина от зимней, естественно с научной точки зрения, то есть, рассказать своим читателям о главном аспекте этой проблемы, именно о том, что происходит на молекулярном уровне с летней резиной в мороз и наоборот, что может происходить с зимними покрышками при больших положительных плюсовых температурах.

Надеемся, что наш рассказ не покажется вам слишком скучным и сложным. Так же мы думаем, что данный редакционный материал все-же убедит многих автолюбителей и заставит отказаться в конце концов от использования летних шин в зимней период времени.

Многие автолюбители предполагают, что летняя резина отличается в основном от зимнкй только протектором, который предназначен для использования шин в определенное время года. Отчасти это так, но не в полной мере. Ведь протектор шин играет важное значение для сцепления с дорогой в разное время года.

Но надо знать, что сам протектор не является главным различием в летних и зимних шинах. Что здесь самое главное для покрышек — это в каком диапазоне температур они сохраняют свою эффективность и свои технические характеристики. Ведь наверное многие знают, что летняя резина при низких температурах становится очень жесткой. А вы знаете почему так происходит?

Да, многие автолюбители знают, что это происходит из-за разного состава резины используемой в летних и зимних покрышках. Но мало кто знает какой процесс происходит в летней резине на морозе, а тем более мало кто понимает какой химический процесс происходит в зимних шинах при росте положительной температуры.

Попытаемся объяснить.

Включите субтитры и их перевод, если не знаете английский язык

Различия между летними и зимними шинами

Зимние шины в отличие от летних на морозе не теряют свою гибкость и за счет особого химического состава резины позволяют поддерживать высокое сцепление с дорогой. Летние же шины действую иначе, они обеспечивают оптимальное сцепление только при высоких температурах. Дело в следующем. При высоких температурах состав резины летних шин становится более липким и вязким.

Существуют и всесезонные шины. Это что-то среднее между летними и зимними шинами, которые обеспечивают оптимальное сцепление с дорожной поверхностью при определенном диапазоне плюсовых и отрицательных температур. Но к сожалению, сегодня в мире нет ничего идеального. Поэтому, так называемые всесезонные шины не могут обеспечить автомобилю максимальное сцепление с дорогой при высоких положительных плюсовых и слишком низких минусовых температурах.

Все мы наверно знаем, что автомобильная резина создана на основе каучука. Каучук представляет собой амфорный полимер , который в зависимости от температуры может находиться в трех состояниях:

• - стеклообразном
• - высокоэластичном
• - вязкотякучем

Вот например, при температуре в -70 -72 градуса каучук переходит из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Правда этот процесс происходит не мгновенно а постепенно. При такой низкой температуре каучук полностью теряет пластичность и переходит (фазовый переход) в стеклообразную массу .

Текучесть же натурального каучука начинает происходить при температуре плюс 180- 200 градусов . Таким образом получается, чем выше температура окружающей среды, тем мягче и пластичней становится каучук.

Если же нагреть каучук до плюс 250 градусов , то он распадется на газообразные вещества и жидкие продукты.

Как и другие полимеры каучук начинает менять свои химические свойства за счет фазового перехода к определенной температуре. Правда изменения происходят постепенно, по мере снижения или увеличения температуры.

Что такое температура фазового перехода резины, - это температура, при которой молекулы резины перестают двигаться свободно, что приводит к уменьшению энергетических свойств самих молекул. Чем меньше двигаются молекулы резины, тем меньше они излучают тепла.

Из-за низких энергетических свойств молекул состав резины становится менее пластичным.

То есть, начинает происходить затвердевание или стеклование резины, уменьшается трение между резиной и дорожной поверхностью, а это приводит к уменьшению сцепления автомобиля с дорогой.

Вот, что может произойти с летней резиной на морозе

Как вы уже знаете, между летними и зимними покрышками существует большая разница в химическом составе покрышек. Это сделано специально, чтобы каждая резина имела свой собственный фазовый температурный переход .

Летняя резина имеет не очень низкий температурный порог на котором молекулы резины начинают влиять на ее пластичность.

Например, молекулы резины в летних покрышках изменяют свои свойства, которые влияют на пластичность шин, уже при положительных плюсовых температурах, примерно в диапазоне от 4 до 7 градусов .

Соответственно, чем выше температура, тем лучше обеспечивается сцепление с дорожным покрытием. Как вы уже поняли, что при отрицательных температурах эффективность летних покрышек существенно упадет и в первую очередь из-за снижения пластичности резины (в резине начинается процесс стеклования), а во вторую очередь из-за уменьшения сцепления ее с дорогой.

Зимняя же резина имеет низкий порог фазового перехода. Это позволяет ей сохранять максимальное сцепление с дорогой (благодаря большему трению с дорогой) даже при очень низких отрицательных температурах.

А знаете ли вы, что положительная температура может также отрицательно влиять на резину. Дело в том, что по мере увеличения положительной температуры резина, становясь пластичней, начинает быстрее изнашиваться. Происходит это из-за увеличения сцепления с дорогой. То есть, при высоких положительных температурах сама резина просто-напросто становиться липкой.

Как вы уже поняли из выше сказанного, у зимних и летних шин разные точки температурного фазового перехода при увеличении положительной плюсовой температуры. Например, в зимних шинах фазовая температурная точка в которой молекулы резины начинают свободно двигаться, находиться в положительном значении не далеко от 0 градусов.

Соответственно, при положительной плюсовой температуре на улице зимняя резина становится слишком липкой намного раньше, чем летние покрышки, имеющие совершенно другой полимерный состав.

В итоге получается, что при высоких положительных температурах зимняя резина будет изнашиваться быстрее, чем летняя.

Вот почему невозможно сделать универсальные шины, которые подошли бы для использования их в широком диапазоне действия, как при отрицательных, так и при положительных температурах. Поэтому производители шин для каждого сезона используют свой химический состав резины, который обеспечивает покрышкам оптимальные характеристики в определенном диапазоне температур.

Кстате, на этот диапазон температур не влияют даже внешние факторы. Например, при движении в дождь на летних шинах диапазон температур для оптимальных характеристик шин, как правило не меняется.

Так же все мы знаем, что летние шины обеспечивают более лучшее сцепление с дорогой при движении в дождь, благодаря своему специальному протектору, позволяющему отводить из-под колес лишнюю воду, что защищает в такой ситуации машину от аквапланирования.

Кроме всего этого, протектор летних шин имеет особую конфигурацию, которая обеспечивает автомобилю определенное сцепление на скорости при прохождении им поворотов.

В общем и в целом задача летних шин обеспечить автомобилю максимальное сцепление с дорогой, как на сухом асфальте, так и на мокром.

К сожалению зимние покрышки имеют уже другой протектор, который предназначен для движения по скользкой дорожной поверхности, по льду или по снегу.

Кстате, новые зимние шины имеют более глубокий протектор, чем те же новые летние шины. Это необходимо для более эффективного движения по снегу.

Благодаря глубине протектора зимние покрышки обеспечивают более лучшее сцепление на заснеженной поверхности, если сравнивать их с летними шинами, которые имеют в отличии от летних неглубокий протектор.

И последнее. Зимние шины дополнительно оснащают еще шипами или зигзагообразными канавками сверху протектора, для лучшего сцепления автомобиля на льду. Например, поверхность специального протектора зимних шин обеспечивает лучший захват снега или льда.

Правильный выбор автомобильных колес позволит передвигаться с комфортом и безопасностью. Резина должна строго соответствовать сезону, дорожным и температурным условиям. Некорректное использование колес существенно увеличивает тормозной путь, срок службы колес, экономичность движения. Неудивительно, что производители выпускают летние и зимние покрышки , а сегодня особую популярность приобретает универсальная всесезонная резина . Стоит разобраться, как отличить зимние шины от летних, а для этого нужно изучить основные характеристики колес.

Учимся отличать

Смотрим

Покрышки для холодного времени года отличаются резным и глубоким рисунком протектора, который может иметь вид привычной «елочки» или хаотичных углублений. Ламели или зигзагообразные прорезы на протекторе - это достоинство зимней резины. Именно они, а также шашечки и глубокие канавки, обеспечивают эффективный отвод снега и воды, увеличивают коэффициент сцепления на дороге. Существует два основных типа рисунка протектора для зимы:

Скандинавский - рисунок разреженный, шашечки расположены в шахматном порядке и имеют вид ромбов, между элементами рисунка заметно солидное расстояние;

Европейский - рисунок расположен диагонально, сеть каналов хорошо развита, мощные грунтозацепы размещены на периферии протектора, на поверхности есть большое количество тонких прорезей - ламелей.

В летних шинах присутствуют неглубокие канавки протектора, которые предназначены для вывода воды, число ламелей сведено к минимуму. Микрорисунок в колесах для лета отсутствует.

Еще одним критерием сезонности становятся шипы. Летней шипованной резины не бывает, а зимнюю ошиповку стоит выбирать внимательно. Шипы предназначаются для вождения по гололеду, обеспечивая хорошее сцепление там, где другие колеса буксуют. Они не должны располагаться в два ряда по бокам шин - это нисколько не сократит тормозной путь, а сами шипы вылетят после нескольких поездок. Качественная ошиповка предполагает ассиметричное или иметь змееобразное расположение шипов.

Трогаем

Помимо этого, резина для зимних шин более мягкая и эластичная, она заметна невооруженным взглядом для опытного водителя. Это легко определить даже на ощупь, поскольку каучука в резиновой смеси на порядок больше, что позволяет покрышкам не перемерзать при низких температурах. Летние шины, напротив, более эластичные - каучука в них меньше, поскольку на жаре мягкие шины «плывут» и не держат дорогу. Из соображений безопасности, летние покрышки отличаются устойчивостью к износу и действию высоких температур.

Ездим

Во время работы зимние шины прогреваются и потому не теряют свою эластичность и мягкость. На зимней заснеженной или обледенелой дороге это обеспечивает максимальное сцепление, эффективно сокращает тормозной путь. Летняя резина на скорости остывает, становится более форменной и твердой.

Важным качеством резины, позволяющим отличать летние и зимние покрышки, становится максимально допустимая скорость. В зимнее время даже на самых качественных дорогах не рекомендуется ездить быстрее, чем 140 км/ч, летние шины в этом вопросе более демократичны.

Читаем

Несмотря ни на что, даже водитель-новичок сможет определить сезонность шин по специальным обозначениям, которые используют производители. Буквы M+S (грязь и снег), а также W (Winter - зима) гарантируют комфортное вождение по снегу и грязи, в отдельных случаях MS - это маркировка всесезонной резины. Также на боковую поверхность колес наносится изображение солнца (для летних) и снежинки (для зимних колес). Важно знать, что особого буквенного обозначения летней резины не существует.

Насколько важно соответствие шин различным погодным условиям, можно понять, посмотрев хотя бы один заезд «Формулы 1». Больше половины комментариев составляет обсуждение того, какие шины на каком болиде стоят, нужно ли их менять, сколько они прошли кругов и т. п. В гран-при изменение температуры воздуха или асфальта на пару градусов может серьёзно повлиять и на результат, и на безопасность. Что же говорить про сезонные колебания в нашем континентальном климате?

Так какая связь между температурой и выбором покрышки? - Прямая. Все когда-нибудь видели эффектные кадры, как разбиваются предметы, опущенные в жидкий азот: супернизкие температуры разрушают связи и предмет становится хрупким. Но даже разница в 10-20 ˚С может кардинально изменить свойства материи. Всё это справедливо и по отношению к резине как основному компоненту автомобильных шин. Чем ниже температура, тем твёрже покрышка. При этом снижаются её сцепные свойства, что отрицательно сказывается на управляемости и торможении. При повышении температуры увеличиваются сцепные свойства, возникает большее сопротивление качению, и как следствие, растёт расход топлива и износ шины.

Для того чтобы эти процессы сбалансировать, шинные компании разработали летние и зимние покрышки, которые отличаются химическим составом и рисунком протектора.

Резина, используемая в летних шинах, более жёсткая , выдерживает контакт с разогретым в жару асфальтом, достаточно износостойка. Её свойства сбалансированы между сцеплением с поверхностью и сопротивлению качению, шина достаточно эластична, чтобы «держать» автомобиль на заложенном курсе, но при этом не изнашивается за 100 км пробега. При низких температурах покрышка становится жёсткой, а способность к уверенному контакту с дорогой стремительно уменьшается, процесс качения начинает больше походить на скольжение.

Зимние шинные имеют более мягкий состав резины , поэтому при плюсовых температурах она становится очень мягкой и быстро изнашивается. Но когда показания термометра ниже 0, зимняя шина достаточно эластична, чтобы давать возможность уверенно управлять автомобилем. Помимо самого химического состава, зимняя шина может быть более пористой для увеличения площади контакта. Особенно это хорошо сказывается на движении по льду, когда мельчайшие неровности цепляются за почти гладкую поверхность, сокращая тормозной путь.

Пограничной температурой для обоих типов шин является +10 ˚С. При её установлении лучше «переобуться».

Что же касается рисунка , то в летнем варианте он имеет больше продольных и выводящих канавок, которые необходимы для увода влаги из пятна контакта и уменьшения последствий аквапланирования. Такие же выводящие канавки характерны и для зимних шин, но они более глубокие, а блоки, которые они разделяют, более крупные. Часть рисунка имеет поперечную направленность для лучшего сцепления со скользкой поверхностью.

Этому же служит большое количество ламелей (мелких разрезов в блоках профиля), которые делают покрышку более эластичной и приспосабливаемой к поверхности. Для улучшения сцепления на скользких поверхностях и снегу на зимних шинах могут устанавливаться шипы.

Есть ещё и так называемые «всесезонные» шины . Это самый бюджетный вариант, но он имеет больше недостатков, позаимствованных у летних и зимних покрышек, чем достоинств. Так, летом эти шины из-за большей мягкости быстрее изнашиваются, а зимой менее эластичны. Лучше всего «всесезонка» ведёт себя в околонулевых температурах.

В этом тексте не будет ни одной шутки про Игру Престолов или рассказов о смузи - мы поговорим об истории зимних шин. Откуда они появились и зачем, как за последние 80 лет эволюционировал этот загадочный вид резиновых изделий и что его ждет в будущем.

Принято считать, что первая покрышка для использования при низких температурах появилась в 1934 году в Финляндии. В стране, где снег на дорогах лежит дольше, чем в России, исследователи придумали новый тип резиновой смеси, который сохранял эластичность на морозе и обеспечивал лучшее сцепление на снегу и льду. Однако в пыльных архивах можно откопать патенты, которые, в некотором смысле, предвосхитили современные зимние шины.
Еще в далеком 1896 Эрнест Брюнер запатентовал велосипедные покрышки для движения по льду. Инновация заключалась в нанесении на поверхность колеса примитивного подобия протектора, а в те годы даже столь скромное изменение смогло дать значительный результат.
Спустя четверть века братья Шеннон из США придумали колесо для использования в еще более суровых зимних условиях. Для того, чтобы улучшить сцепление с покрытием, они внедрили в конструкцию… шипы, на несколько миллиметров выступающие над поверхностью. Но тогда в ходу были, в большинстве своем, еще деревянные колеса, а металлические «когти» впервые вкрутили в диагональную покрышку лишь 12 спустя. Появления шин, выполненных по близкой к современным вариантам технологии, пришлось ждать еще дольше – до 1960-х.

За счет чего инжеренам удается сохранить эластичность покрышек? За счет особого состава резиновой смеси. В резине зимних шин больше натурального каучука, присутствуют особые натуральные, масла, обладающие водоотталкивающими свойствами, часто используется оксид кремния. Поэтому наружняя поверхность шины остается гибкой, лучше цепляется за поверхность и эффективнее останавливает автомобиль. Уже на скорости 30 километров в час разница в длине тормозного пути на холодном асфальте между зимними и летними шинами составляет 8-10 метров - больше двух корпусов автомобиля! А если под колесами окажется чистый лед, то разница увеличится в геометрической прогрессии.

Поэтому на самом деле, зимние шины правильнее называть низкотемпературными - потому что польза от них будет даже в тех местах, где снег выпадает раз в несколько лет

Как только среднесуточная температура опускается ниже 7 градусов по Цельсию - смело расчехляем второй комплект покрышек и едем на шиномонтаж. Но и раньше времени переобуваться не стоит, поскольку в теплых условиях зимняя шина имеет склонность к перегреву, работает неправильно и быстрее изнашивается. От этого страдает управляемость и возрастает тормозной путь.
Вот почему долгое время одним из главных недостатков низкотемпературных (зимних) шин были их скоростные качества - точнее, их отсутствие. На цепях нельзя разогнаться быстрее 50 км/ч, а первые составы зимних покрышек были склонны к перегреву уже на скорости в 100 километров в час. Зато сегодня передовые зимние покрышки практически догнали своих летних собратьев: несколько производителей уже сертифицировали модели с индексом скорости W (до 270 км/ч).

Столь заметный рывок в темпах развития низкотемпературных покрышек стал следствием кропотливой работы инженеров, занимающихся исследованиями и разработкой протекторов. Бесконечная гонка вооружений между шинниками привела, например, к появлению микроскопических воздушных карманов, оттягивающих из пятна контакта капли воды и частички льда подобно губке.

Также в состав зимней резины почти всегда включен кварц, который помогает протектору лучше цепляться за снег и лед. А поведение «липучек» последних поколений на льду удалось улучшить благодаря внедрению микрочастиц в форме кристаллов - они работают как маленькие шипы.
Ведь в отличие от летних шин, которым лишь иногда нужно бороться с водой, зимние покрышки создаются с расчетом на то, что в ходе их эксплуатации уже сухой асфальт будет исключением. Поэтому на поверхности зимней покрышке есть несколько блоков разной формы и структуры, каждый из которых играет свою роль в общей борьбе за «грип». Часть продольных и поперечных канавок занимаются отведением воды и снежной каши из пятна контакта - в зависимости от степени влажности снега протектор либо выбрасывает его назад, либо удерживает внутри - потому что лучше всего об снег цепляется… сам снег.

Некоторые грани, особенно те, что расположены ближе к границам протектора, смотрятся нарочито острыми, но они нужны для того, чтобы шина лучше вгрызалась в снег. А тысячи надрезов толщиной с волос, которыми испещрена поверхность покрышки - те самые ламели - цепляются даже за микроскопические трещинки и неровности льда или укатанного снега, как маленькие коготки.

Если же под колесами автомобиля из всего разообразия зимних покрытий чаще всего оказывается лед, то выбор один - шипы. Инженеры крупнейших шинных компаний уже несколько десятилетий пытаются придумать идеальные шипованные покрышки. В чем проблема? Прежде всего в том, что из-за необходимости монтажа металлических элементов разработчики вынуждены использовать более жесткий состав резины для протектора, что ухудшает сцепление шины с дорогой. Вторая проблема - необходимость сохранения достаточной площади пятна контакта. На шипованных шинах это обычно достигается увеличением числа ламелей, что ведет к избыточной подвижностью протектора и ухудшению управляемости.
Кроме того у шипованных шин, как правило, протектор имеет более массивный дизайн, чем у фрикционных покрышек, - таким образом компенсируется повышенный износ резины. Поэтому шипованные колеса получаются тяжелее, а это увеличивает неподресоренные массы, снижает комфорт и ухудшает управляемость.

Зато сам шип за последние десятилетия прошел длинный путь от простой иголки до составной конструкции с использованием нескольких видов металла и наконечников сложнейших форм. Например, компания Pirelli недавно разработала шип «двойной коготь» - у него сложная форма в виде полой трапеции, одна сторона которой лучше работает на разгоне, а другая - более широкая - на торможении.
Самые экстремальные варианты шипованной резины встречаются в ледовых гонках по спидвею на мотоциклах, где в покрышки вкручивают иглы длинной по три сантиметра. В переднем колесе их умещается 90 штук, а на заднем - до 500! А в автомобильных гонках самые сложные по конструкции зимние шины используются на этапе WRC в Монте-Карло, где пилотам приходится перемещаться между асфальтовыми и снежными секциями в рамках одного спецучастка. Поэтому здесь используют особые летние шины с вручную вкрученными шипами, а между допами механники могут вручную нарезать дополнительные канавки в протекторе – в случае резкого похолодания или выпадения снега.

Для дорожных мотоциклов и спортбайков пока нет ни одной серийной зимней покрышки с шипами, но это не останавливает самых отмороженных, во всех смыслах, наездников. Они вручную устанавливают шипы по подобию «монте-карловских» шин и выезжают на лед, чтобы гонять на скорости за 250 километров в час.

Так что лучше, «липучки» или «колючки»? Однозначного ответа на этот вопрос, кажется, пока не существует. Как нет ответа на вопрос, что лучше - BMW или Mercedes, и что надежнее - «Тойота» или «Лексус».
Но уже скоро эти споры могут оказаться бессмысленными. В 2015 году был показан прототип покрышки с убирающимися шипами. И они не утапливаются под силой давления, как на многих современных шинах, - ими управляет электроника. В зависимости от состояния дороги, компьютер или водитель самостоятельно решают - выпустить когти или нет. Еще одно преимущество этой разработки состоит в том, что можно увеличить количество шипов на одно колесо, а также их размер, не нарушая действующие во многих европейских странах ограничения на использование шипованных покрышек.

Многие скажут, что главное различие одной автомобильной резины от другой – это рисунок протектора. Рисунок действительно отличается, боковая сторона зимней резины покрыта большим количеством прорезей в форме зигзага, которые называются ламели. Столь частые насечки увеличивают сцепление шин с дорогой, покрытой снегом или льдом. Но это далеко не единственная особенность.

Представьте себе, что будет со школьной стирательной резинкой на морозе? Она потеряет свою гибкость, и ее будет легко сломать. Наглядный пример. Тот же принцип воздействия холода на летнюю резину. Поэтому в состав зимних шин входят специальные протекторные примеси, обеспечивающие дополнительную гибкость и эластичность, которая сохраняется даже при низких температурах. Обычно химический состав резины разрабатывается производителем с учетом разных температурных условий.

Шины для любой погоды

В настоящее время популярностью пользуются так называемые всесезонные шины, соединяющие в себя качества летней и зимней резины. Однако нельзя утверждать, что подобная универсальность может быть безопасной и приемлемой в любое время года. Использовать подобные шины рекомендуется лишь в достаточно теплых климатических условиях, в тех районах, где столбик термометра зимой крайне редко опускается ниже нуля.

Когда использовать зимнюю резину

«Липучка» является более долговечной зимней резиной, чем шипованная, а также более дешевой.

Использовать зимнюю резину следует при температуре до +5 °C. Чем выше температура, тем пластичнее и мягче становится резина, тем самым снижая устойчивость автомобиля на дороге. Зимняя резина бывает шипованная и без шипов, именуемая в народе «липучка». Шипованные шины применяются для максимально безопасного передвижения по оледеневшим дорогам. «Липучка» имеет такой же короткий тормозной путь, как и шипованные шины, но меньше шумит и вибрирует на асфальте.

Что касается летних шин, их особенностью является возможность полной реализации динамических характеристик автомобиля на сухой дороге. А также способность обеспечить борьбу с аквапланированием, благодаря наличию большого количества продольных желобков, способствующих отводу воды от шины.

По рейтингу журнала «За рулем», лучшей летней резиной 2013 года стала Continental ContiPremiumContact 2.

Менять покрышки следует вовремя. Но после замены встает вопрос о правильном хранении второго комплекта резины. Если шины сняты с ободов, рекомендуется размещать их вертикально. Если хранятся колеса вместе с дисками, то их возможно разместить горизонтально друг на друга. При таком способе хранения следует периодически переворачивать резину.