Зимние шины: особенности состава резиновой смеси
Зимние условия эксплуатации покрышек сильно зависят от климатического региона. Тем не менее, требования к зимним шинам всегда одинаково высоки. Такие шины должны обеспечивать надежное сцепление с дорожным покрытием (сухим или мокрым), уверенно держаться на льду и снегу. Нормальный диапазон эксплуатации зимних шин – 0…-30°С. Практически для любого эластичного материала изменения температуры даже на 10°С является существенным. Свойства одной и той же резины в тепле и в холоде сильно отличаются. Добавим к этой проблеме еще и совершенно разные типы покрытий (сухой асфальт, мокрый асфальт, лед, снег), и получим задачу с множеством переменных. Именно поэтому пока еще ни одному производителю не удалось разработать универсальную шину с высокими эксплуатационными показателями.
Больше всего разработке зимних шин занимаются премеум-бренды. Основные усилия при этом направлены на составление рецептур новых резиносмесей. В конструкции современной покрышки резиновая смесь является наиболее важной составляющей, влияющей более чем на половину эксплуатационных свойств. В состав смеси может входить до 15-ти различных компонентов, которые в свою очередь получают из более чем 1,5 тыс. различных веществ. Основа шинной резиносмеси представлена каучуковым полимером, наполнителем, пластификатором и катализатором.
Каждая резиновая смесь разрабатывается под конкретные погодные условия. Основная цель – добиться максимального сцепления с дорогой в данных условиях. Поведение резины при той или иной температуре зависит от соотношения различных видов каучука, входящих в ее состав. У каждого из этих видов свои особенности поведения. Регулируя пропорции компонентов, можно добиться оптимальных свойства резиносмеси.
Безопасность стоит на первом месте, но дело не только в ней. Покрышка из слишком мягкой резины в условиях, где она остается мягкой, изнашивается слишком быстро. В холодных регионах требования к зимним шинам наиболее высоки. Эти шины не должны чрезмерно твердеть при сильных морозах, иначе автомобилем будет сложно управлять. Лентяя резина при -40°С становится каменной, более того – хрупкой. У качественной зимней резины порог наступления хрупкости составляет -85°, т.е. в реальных условиях он не наступает никогда. Зато при температурах выше 0°С зимняя резина слишком мягкая. Ездить на ней летом нецелесообразно и даже опасно.
Автомобильные покрышки имеют черный цвет не потому, что он идет любой малине, а потому, что производители используют в качестве наполнителя сажу. Еще одним наполнителем является силика (диоксид кремния). Эти вещества отвечают за сцепные свойства покрышки на мокром и сухом асфальте. Слику стали вводить в состав резиносмесей только последние 20 лет. Раньше в качестве наполнителя использовалась только сажа. Применение силики позволило сократить тормозной путь и снизить сопротивление качению. Варьируя пропорции наполнителей, производители добиваются нужных им свойств резиносмеси.
Пластификаторы в составе резиновой смеси являются регуляторами эластичности. В их качестве применяют различные смолы и масла. Одним из самых распространенных пластификаторов служит техническое рапсовое масло. Увеличивая дозировку масла, производители получают более мягкую резину. Смолы в свою очередь отвечают за сохранения эластичности при низких температурах.
Чтобы понять, как работает резиносмесь, необходимо рассматривать ее молекулярную структуру. Молекулы каждого вещества выполняют там строго определенную функцию. Иногда функций несколько. Так, например, молекулы масла одновременно делают резину мягче и уменьшают трение между другими молекулами, сохраняя тем самым целостность композиции. Жизнеспособность этой композиции во многом зависит от того, насколько производитель точно выверил пропорции составляющих веществ. Структура резины должна работать, как часовой механизм, в котором нет лишних деталей.
Связующим звеном, объединяющим воедино молекулярные цепочки различных полимеров, выступают ускорители вулканизации – в данном случае оксид серы и цинка. С их помощью сырая резина (нечто наподобие теста) превращается в эластичную и упругую массу.
Кроме названных компонентов, при приготовлении резиносмеси используется еще целый ряд других веществ, функции которых сложно описать, избегая непопулярных химической терминологии. Некоторые компоненты являются секретными. Производители не раскрывают также и технологию приготовления резиновой смеси. О том, насколько их разработки успешны, можно узнать только из тест-драйвов, регулярно проводимых различными лабораториями, в т.ч. и центрами сертификации. Результаты состязания покрышек сегодня можно видеть практически в каждом издании, посвященной автомобильной тематике.
Говоря о зимних шинах, и о шинах вообще, нельзя не затронуть протектор. На первый взгляд может показаться, что резиносмесь и рисунок протектора – это независимые составляющие шины. Однако протектор, а именно его конструкция, во многом определена именно свойствами резины. Некоторые автовладельцы выбирают шины не по параметрам, а, как это ни странно, по внешнему виду протектора. Руководствоваться в этом принципом «нравится-не нравится» – легкомысленно. Если вам придется часто ездить по снегу, то лучше выбирать более агрессивный протектор. Если климат не очень суров и зимой часто бывают оттепели с лужами и слякотью на дорогах, то не будет лишним уделить внимание способности шины к борьбе с аквапланированием. Между этими двумя полюсами существует масса промежуточных вариантов. Кроме того, производители шин практически ежегодно придумывают инновационные конструкции протекторов, обладающие весьма полезными свойствами. Поэтому перед покупкой зимних шин следует уделить хотя бы один вечер изучению предложений рынка. Надеюсь, эта статья принесет пользу как вводная для изучения особенностей различных зимних шин.
