Наука: Ось різниця між літніми і зимовими шинами.
Ось і настав на більшій частині території Росії зимовий період, який як завжди, приносить на дороги нашої країни збільшення аварійних ситуацій, а разом з ними змінюється і середня швидкість руху автотранспорту. Нажаль не всі автомобілісти з настанням зими вчасно міняють літню гуму на зимову. Причому багато хто з водіїв прекрасно знають, що таким способом і бездіяльністю зі свого боку вони навмисне ігнорують і порушують законодавство, ставлячи під загрозу не тільки свою безпеку, але й безпеку інших учасників дорожнього руху. Такі горе автомобілісти не поспішають перевзути свої автомобілі, вважають, що взимку можна сміливо використовувати і літню гуму.
Ми не будемо в нашому сьогоднішньому матеріалі лякати в черговий раз тих водіїв, які не поміняли ще літню гуму на зимову. Для цього на нашому ресурсі є багато інших матеріалів. Так само багато інформації з приводу заміни сезонної гуми міститься і в самій мережі інтернет.
Сьогодні ми спробуємо коротко розповісти нашим читачам чим відрізняється летняя резина від зимової, природно з наукової точки зору, то є, що розповісти своїм читачам про головному аспекті цієї проблеми, саме про те, що відбувається на молекулярному рівні з літньою гумою в мороз і навпаки, що може відбуватися із зимовими покришками при великих позитивних плюсових температурах.
Сподіваємося, що наша розповідь не здасться вам занадто нудним і складним. Так само ми думаємо, що даний редакційний матеріал все-таки переконає багатьох автолюбителів і змусить відмовитися зрештою від використання літніх шин в зимовій період часу.
Багато автолюбителів припускають, що літня гума відрізняється в основному від зимнкй тільки протектором, який призначений для використання шин у певний час року. Частково це так, але не повною мірою. Адже протектор шин відіграє важливе значення для зчеплення з дорогою в різний час року.
Але треба знати, що сам протектор не є головним розходженням у літніх і зимових шинах. Що тут найголовніше для покришок — це в якомусь діапазоні температур вони зберігають свою ефективність і свої технічні характеристики. Адже напевно багато хто знає, що літня гума при низьких температурах стає дуже жорсткою. А ви знаєте чому так відбувається?
Так, багато автолюбителі знають, що це відбувається з-за різного складу гуми використовується у літніх і зимових покришках. Але мало хто знає який процес відбувається в літній гумі на морозі, а тим більше мало хто розуміє який хімічний процес відбувається в зимових шинах при зростанні позитивної температури.
Спробуємо пояснити.
Для початку радимо подивитися відео ролик зарубіжного видеоблогера, який у традиційній для себе манері вирішив своїм передплатникам науково пояснити існуючу різницю між літніми і зимовими шинами:
Увімкніть субтитри і їх переклад, якщо не знаєте англійську мову
Відмінності між літніми і зимовими шинами
Зимові шини на відміну від літніх на морозі не втрачають свою гнучкість і за рахунок особливого хімічного складу гуми дозволяють підтримувати високе зчеплення з дорогою. Літні ж шини дію інакше, вони забезпечують оптимальне зчеплення тільки при високих температурах. Справа в наступному. При високих температурах склад гуми літніх шин стає липким і в’язким.
Існують і всесезонні шини. Це щось середнє між літніми і зимовими шинами, які забезпечують оптимальне зчеплення з дорожньою поверхнею при визначеному діапазоні плюсових і мінусових температур. Але на жаль, сьогодні в світі немає нічого ідеального. Тому, так звані всесезонні шини не можуть забезпечити автомобілю максимальне зчеплення з дорогою при високих позитивних плюсових і занадто низьких мінусових температурах.
Всі ми напевно знаємо, що автомобільна гума створена на основі каучуку. Каучук являє собою амфорный полімер, який в залежності від температури може перебувати в трьох станах:
- – склоподібному
- – високоеластому
- – вязкотякучем
Ось наприклад, при температурі -70 -72 градуси каучук переходить з аморфного в кристалічний стан (кристалізація). Щоправда, цей процес відбувається не миттєво, а поступово. При такій низькій температурі каучук повністю втрачає пластичність і переходить (фазовий перехід) у стеклообразную масу.
Плинність ж натурального каучуку починає відбуватися при температурі плюс 180 – 200 градусів. Таким чином виходить, чим вище температура навколишнього середовища, тим м’якше і пластичней стає каучук.
Якщо ж нагріти каучук до плюс 250 градусів, то він розпадеться на газоподібні речовини і рідкі продукти.
Як і інші полімери каучук починає змінювати свої хімічні властивості за рахунок фазового переходу до певній температурі. Правда зміни відбуваються поступово, по мірі зниження або збільшення температури.
Що таке температура фазового переходу гуми, – це температура, при якій молекули гуми перестають рухатися вільно, що призводить до зменшення енергетичних властивостей самих молекул. Чим менше рухаються молекули гуми, тим менше вони випромінюють тепла.
З-за низьких енергетичних властивостей молекул склад гуми стає менш пластичним.
Тобто, починає відбуватися затвердіння чи стеклование гуми, зменшується тертя між гумою і дорожньою поверхнею, а це призводить до зменшення зчеплення автомобіля з дорогою.
Ось, що може статися з літньою гумою на морозі
Як ви вже знаєте, між літніми і зимовими покришками існує велика різниця в хімічному складі покришок. Це зроблено спеціально, щоб кожна гума мала свій власний фазовий температурний перехід.
Літня гума має не дуже низький температурний поріг на якому молекули гуми починають впливати на її пластичність.
Наприклад, молекули гуми в літніх покришках змінюють свої властивості, які впливають на пластичність шин, вже при позитивних плюсових температурах, приблизно в діапазоні від 4 до 7 градусів.
Відповідно, чим вище температура, тим краще забезпечується зчеплення з дорожнім покриттям. Як ви вже зрозуміли, що при негативних температурах ефективність літніх покришок суттєво впаде і в першу чергу через зниження пластичності гуми (в гумі починається процес склування), а в другу чергу через зменшення зчеплення її з дорогою.
Зимова ж гума має низький поріг фазового переходу. Це дозволяє їй зберігати максимальне зчеплення з дорогою (завдяки більшій тертя з дорогою) навіть при дуже низьких негативних температурах.
А чи знаєте ви, що позитивна температура може також негативно впливати на гуму. Справа в тому, що по мірі збільшення позитивної температури гума, стаючи пластичней, починає швидше зношуватися. Відбувається це із-за збільшення зчеплення з дорогою. Тобто, при високих позитивних температурах сама резина просто-напросто стає липкою.
Як ви вже зрозуміли з вище сказаного, у зимових і літніх шин різні точки температурного фазового переходу при збільшенні плюсової температури. Наприклад, у зимових шинах фазова температурна точка в якій молекули гуми починають вільно рухатися, перебувати в позитивному значенні не далеко від 0 градусів.
Відповідно, при плюсової температурі на вулиці зимова гума стає занадто липкою набагато раніше, ніж літні покришки, що мають зовсім інший полімерний склад.
У підсумку виходить, що при високих позитивних температурах зимова гума буде зношуватися швидше, ніж літня.
Ось чому неможливо зробити універсальні шини, які підійшли б для використання їх в широкому діапазоні дії, як при низьких, так і при позитивних температурах. Тому виробники шин для кожного сезону використовують свій хімічний склад гуми, який забезпечує покришкам оптимальні характеристики в певному діапазоні температур.
До речі, на цей діапазон температур не впливають навіть зовнішні фактори. Наприклад, при русі в дощ на літніх шинах діапазон температур для оптимальних характеристик шин, як правило не змінюється.
Так само всі ми знаємо, що літні шини забезпечують краще зчеплення з дорогою при русі в дощ, завдяки своєму спеціальному протектору, що дозволяє відводити з-під коліс зайву воду, що захищає в такій ситуації машину від аквапланування.
Крім всього цього, протектор літніх шин має особливу конфігурацію, яка забезпечує автомобілю певне зчеплення на швидкості при проходженні їм поворотів.
Загалом і в цілому завдання літніх шин забезпечити автомобілю максимальне зчеплення з дорогою як на сухому асфальті, так і на мокрому.
На жаль зимові покришки мають вже інший протектор, який призначений для руху по слизькій дорожньої поверхні, по льоду або снігу.
До речі, нові зимові шини мають більш глибокий протектор, ніж ті ж нові літні шини. Це необхідно для більш ефективного руху по снігу.
Завдяки глибині протектора зимові шини забезпечують краще зчеплення на засніженій поверхні, якщо порівнювати їх з літніми шинами, які мають на відміну від літніх неглибокий протектор.
І останнє. Зимові шини додатково оснащують ще шипами або зигзагоподібними канавками зверху протектора, для кращого зчеплення автомобіля на льоду. Наприклад, поверхня спеціального протектора зимових шин забезпечує кращий захоплення снігу або льоду.
