Жолаушыларға арналған жеңіл машиналарда радиалды шиналар диагональ шиналарға қандай артықшылықтар береді?

Радиалды және бұрышты шиналардың құрылымдық айырмашылықтары

Радиалды Шинаның Құрылымы және Құрылымдық Артықшылықтары

Радиалдық сыңарларда жүгіруші үлгісіне тік бұрыш жасап өтетін осындай болат белдеулер бар, бұл сыңардың жан жақтарының ортасынан тәуелсіз иілуі үшін жеке аймақтар жасайды. Бұл конструкцияның ең жақсы жағы – тегіс емес жолмен қозғалған кезде де сыңардың жерге дұрыс тиіп тұруын қамтамасыз етеді, ал жан жақтары тегіс емес жолдан туындайтын соққыларды жұтуға жауап береді. Шынында да, шина инженерлері бұл конструкцияның ескі қиғаш қабатты (bias-ply) конструкциялармен салыстырғанда ішкі ысыуды шамамен 18-22 пайызға дейін азайтатынын анықтаған. Сонымен қатар, осы әртүрлі серпімді бөліктердің бірлесіп жұмыс істеуі арқасында салмақ сыңар бетіне тиімдірек таралады. Осының бәрі радиалдық сыңарлардың әсіресе жоғары жылдамдықпен қозғалатын заманауи автомобильдерде регулярлы түрде пайдаланылған кезде ұзақ қызмет етуіне әкеледі.

Қиғаш қабатты Сыңар Конструкциясы және Тән Шектеулері

Біас бақаның шиналарында шинаның бетінде шамамен 30-40 градус бұрышпен бір-бірінің үстіне қабатталған нейлон сымдары бар, осылайша қатты тор тәрізді өрнек пайда болады. Олар тегіс емес жерлерде төменгі жылдамдықпен жүргендегі тұрақтылықты сақтау үшін жақсы жұмыс істейді, бірақ шамамен 72 км/сағ (45 миль/сағ) артық жылдамдықта кемшіліктері бар. Бұл қабаттардың бір-біріне бұрылуы шинаны жеке бөліктер ретінде емес, бір үлкен бөлшек секілді иілуге мәжбүр етеді, бұл оның домалау кезінде шамамен 34 пайызға артық кедергі туғызады. Ал осыдан не болады? Қозғалысты жалғастыру үшін қосымша күш жұмсалуы қаладағы қалыпты жүріс кезінде жүріс белгісінің әлдеқайда тез тозуына әкеледі.

Қабаттардың орналасуы мен иілгіштігі: Радиалдық пен Біас қабаттық

СӘРЕПТІК	Радиалдық шиналар	Бұйымдық шиналар
Сымдардың бағыты	жүріс белгісінің орталық сызығынан 90°	30–40° диагональды қиылысқан қабаттар
Негізгі материалдар	Болат белттер + мата қабырғалары	Бірнеше нейлон сым қабаттары
Иілу үлгісі	Жеке жан тұсы мен жүріс белгісінің қозғалысы	Біріктірілген жүріс-жаншының иілгіштігі
Жылу тарату	Айырылған аймақтар арқылы тиімді	Қабатты құрылымына байланысты шектеулі

Радиалдың ортогональды болат белдеулері бұрылыс кезінде болжанатын жүріс деформациясын қамтамасыз етеді, ал бұрыштық қабаттары бар бастан көлбеу орналасқан қабаттар ұстау дәлдігін нашарлататын біркелкі емес кернеу нүктелерін жасайды. Қазіргі заманғы жолаушы көліктері радиалды құрылымды айтарлықтай қолдайды, 2023 жылғы өндіру деректері бойынша жаңа автомобильдердің 92%-ы радиалды шиналарды пайдаланады.

Радиалды Шиналардың Жолдағы Үстемдігі

Құрғақ және ылғалды Жағдайларда Басқару, Тарту және Бұрылу

Радиалдық доңғалақтар әдетте динамикалық жүріс жағдайларында басқа доңғалақтарға қарағанда жақсырақ жұмыс істейді, себебі олардың жақтары икемдірек және жолдың табаны жақсырақ жасалған. Автомобиль бұрылыс жасаған кезде радиалдық құрылым доңғалақтың жолмен контактілі аймағын тегісірек жазылуына мүмкіндік береді, бұл тежеуіштік күшті едәуір арттырады. Доңғалақ инженериясы бойынша соңғы зерттеулер жаңбырлы беттерде тежеуіштік күшті шамамен 27% арттыруға болатынын көрсетеді. Доңғалақ бойынша қысымның таралуы жаңбырда гидрожоспарлау сияқты қажетсіз оқиғалардың алдын алуға көмектеседі, бірақ құрғақ жолдарда қатты бұрылыс жасаған кезде жақсы реакция береді. Оларды шынымен ерекшелейтіні - табан астындағы көлденең болат белбеулер, олар қатаң бұрылыс кезінде жанама күштерді басқаруға көмектеседі, ал кәдімгі бұрыштық қабатты доңғалақтар нейлон қабаттарына сүйенеді, сондықтан олар мұны орындай алмайды.

Жоғары жылдамдықтағы тұрақтылық және басқару жауапкершілігі

Сағатына 50 мильден асқан жылдамдықта радиалды доңғалақтар тостағанының көп қозғалмауын қамтамасыз ететін күшейтілген шың белбеулері арқасында тұрақтылықтарымен ерекшеленеді. Зерттеулер радиалды доңғалақ конструкцияларының ескі дәстүрлі бұрышты доңғалақтармен салыстырғанда жылу жиналуын шамамен 19 пайызға азайтатынын көрсетті, ал бұл ұзақ автожолдағы сапарлар кезінде жылудың артық болуы жарылулардың негізгі себебі болғандықтан маңызды. Радиалдарды осыншалықты жақсы ететіні — олар жүктеме кезінде пішіндерін сақтай алады, яғни жүргізуші басқару жүйесімен не істесе де, нақты қозғалыс бағытына айналады. Сондықтан қазіргі уақытта барлық заманауи автомобильдерге стандарт бойынша радиалды доңғалақтар орнатылады.

Авариялық маневрлер кезіндегі қауіпсіздік артықшылықтары

Радиалдық доңғалақтарда кенет тоқтағанда немесе авариялық жағдайда бағыт өзгергенде алдын ала болжанатындай етіп ұстауға мүмкіндік беретін қабатты белбеулер жүйесі бар. Ал басқа түрлі - біржақты доңғалақтар әдетте бірден ұстамдылықты жоғалтады. Радиалдық доңғалақтар сырғанау бұрышын біртіндеп арттыру арқылы жарты секундқа жуық уақыт қосымша береді, сондықтан олар тиімдірек жұмыс істейді. 2023 жылғы соңғы шина қауіпсіздігі туралы есептерге сәйкес, паникалық тежеу кезінде көптеген жүргізушілердің қорқатын лездерінде деформацияның осы бақыланатын тәсілі соқтығысудың болу ықтималдығын шамамен үштен бір бөлікке дейін азайтады. Тағы бір артықшылығы — радиалдық доңғалақтардың диагональды құрылымына байланысты біржақты доңғалақтардың негізгі кемшілігі болып табылатын жылдам жолақ ауыстырған кезде жанама иілуінің өте аз болуы.

Жол сапарының ыңғайлылығын арттыру және жолдан шығатын дыбысты азайту

Радиалдық доңғалақтардағы иілгіш қабырға құрылымы мен соққыны сіңіру

Радиалдық доңғалақтар құрылымына байланысты жол сапарының ыңғайлылығын жақсартады. Болаттық таспалар жүгіртпенің орнына доңғалақ бетіне тік бұрыш жасап орналасады. Бұл қатты жолдармен қозғалған кезде доңғалақтың жақтарының тәуелсіз иілуі мүмкіндігін береді. Олар шынымен-ақ көне типті диагональды доңғалақтарға қарағанда жолдағы тегіс емес жерлерді, трещиндерді және аздаған заттарды шамамен 25 пайызға жақсырақ өтеді. Бұл доңғалақтардың тағы бір артықшылығы — ішінде дыбыс деңгейін төмендететін арнайы технологиялар бар. Технологиялар доңғалақ ойықтарындағы ауа қозғалысын реттеу арқылы зертханалық сынақтар бойынша кабинадағы дыбыс деңгейін шамамен 8 децибелге төмендетеді. Ұзақ сапарлар кезінде немесе қалада тұрақты жол дыбысы шаршататын жағдайларда көбінесе осы айырмашылықты сезінеді.

Жүрістің тегістігін салыстыру: Радиалдық пен Диагональдық

Бір жақты пневматиктер жоғары жиілікті тербелістердің шамамен 50%-ын артық тасымалдауға бейім, себебі олардың қатты көлденең қабаттары бар. Алайда радиалды пневматиктер басқаша жұмыс істейді, жол күштерін жолмен жанасатын кең аймаққа таратады. Нақты автомобильдерде жүргізілген сынақтар радиалды пневматиктердің трассалық жылдамдықпен қозғалған кезде отырғыш рельстеріндегі тербелістерді бұрынғы бір жақты пневматиктерге қарағанда шамамен 38% азайтатынын көрсетті. Айырмашылық нақты сезілетін деңгейде болып табылады. Күнделікті қалалар бойымен жүретін көптеген адамдар радиалды пневматиктермен жүргенде әлдеқайда тегіс жүріс сезімін білдіреді. Соңғы зерттеулер күнделікті қала жолдарында жүру үшін 72%-ке жуық ыңғайлылыққа мән беретін жүргізушілер дәстүрлі бір жақты пневматиктердің орнына радиалды пневматиктерді таңдағанын көрсетеді.

Отынның пайдалы әсер коэффициенті және төмен домалау қарсылығы

Радиалды пневматиктер домалау қарсылығын қалай азайтады

Радиалдық доңғалақтар шынында да олардың болат белбеу күшейтпесіне және иілгіш бүйір қабырғаларына байланысты ескі диагональ конструкциялармен салыстырғанда домалау кедергісін 10-15 пайызға төмендетеді. Мұнда болат белбеулер жол бетімен жақсы түйісуін қамтамасыз етіп, энергияны көп жоғалтпайтындай етеді. Сонымен қатар, радиалдық қабаттардың құрылысы әрбір бүйір қабырғаның жеке қозғалуына мүмкіндік береді, бұл тек отынды керексіз жағып жіберетін үйкелісті азайтады. 2024 жылғы NHTSA зерттеуіне сәйкес, домалау кедергісінде 5 пайыздық кіші жақсарту ғана барлық жеңіл машиналар бойынша жылына шамамен 7,9 миллион галлон отын үнемдеуге әкеледі. Бұл ойланғанда қатты әсер қалдырады.

Дизайн ерекшелігі	Радиалдық шиналар	Бұйымдық шиналар
Жылдамдық туындығы	20% Төмен	Жогары
Бүйір қабырғаның иілгіштігі	Оптимизацияланған	Шектеулі

Отын экономикасына әсері және ұзақ мерзімді үнемдеу

Домалғақ кедергінің әрбір 3% төмендеуі отынның пайдаланылу тиімділігін 1% арттырады. Жылына орташа есеппен 12 000 миль жүретін жүргізушілер үшін бұл радиалды шинамен жылына 180 АҚШ долларын үнемдеуге аударылады. 65 000 мильдік қызмет ету мерзімі ішінде жүргізушілер шамамен 975 АҚШ долларын үнемдейді — бұл бастапқы шина құнының айырмашылығын түзейді.

Радиалды құрылымдағы жылу шашырату және энергия тиімділігі

«Tire Review» (2023) зерттеуі растағандай, радиалды шиналардың болат белдеулері мен кремнеземмен байытылған жол доңғалағы қоспалары жылуды нейлонмен берілген диагональды шиналарға қарағанда 30% жылдам шашыратады. Бұл жылу тиімділігі резеңке ыдырауын азайтады және радиалды шиналардың диагональды аналогтарына қарағанда 40% ұзақ жол доңғалағы қызмет ету мерзіміне үлес қосады.

Ұзақ жол доңғалағы қызмет ету мерзімі және жалпы тиімділік

Радиалды шиналардағы жол доңғалағы беріктігі мен тозу үлгілері

Радиалдық доңғалақтар жолда одан сайын ұзақ қызмет етуі олардың негізінен қалай жасалғанына байланысты. Осы жүріс бетінің астында беткі қысымды тарататын болаттан жасалған белдеулер бар, бұл уақыт өте келе теңсіз тозудың азаюын білдіреді. Сараптау сынақтары көне типті бұрышты доңғалақтармен салыстырғанда шамамен 38% аз тозу үлгісін көрсетеді. Олардың пайдасына әсер ететін тағы бір фактор – иілгіш қабырғалары доңғалақты қандай бетке домаласа да жазық ұстап тұрады, центрі мен шеттері тез тозбайтындай етіп қорғайды, ал бұл көптеген қатты конструкциялы бұрышты доңғалақтарға тән мәселе. Сонымен қатар, қазіргі заманғы өндірушілер осы доңғалақтарға қосатын құрамындағы күрделі каучук қоспаларын ұмытпау керек. Олар жылудың жиналуына да жақсы тыйым салады, себебі артық жылу кез-келген басқа нәрсеге қарағанда жүріс бетінің материалын тезірек бұзуға ұмтылады.

Орташа жүріс қашықтығын салыстыру: Радиалдық және Бұрышты доңғалақтар

Тестілеу деректері радиалды шиналардың қызмет көрсету ұзақтығының 65 000–40 000 шақырым аралығында болатынын, ал басқа шиналардың (25 000–40 000 шақырым) ұқсас жағдайларда радиалды шиналардан 35–45% төмен болатынын көрсетеді. 2024 жылғы Коммерциялық автопарктың энергиялық тиімділігі туралы есеп бұл айырмашылықты радиалды шиналардың бұрылу кезінде үйкелісті және ысыруды азайтатын энергияны үнемдейтін ізге ие болуына байланысты деп түсіндіреді.

Радиалды шиналардың өмірлік цикл құны мен экологиялық пайдасы

Радиалдық доңғалақтар біас пластиналы доңғалақтарға қарағанда ұзағырақ жұмыс істейді, яғни оларды сирек ауыстыру қажет. Бұл бес жылдық иелік шығындарын қарастырған кезде жалпы шығындардың шамамен 18-22 пайызына үнемдеуге аударады. Түйіршікті доңғалақтарды қайта қаптап пайдалану туралы тағы да қызықты факт бар. Орташа алғанда радиалдық корпустар біас пластиналы доңғалақтардың 1,8 ретіне қарсы 4,2 рет қайта қапталуы мүмкін. Бұл әр жыл сайын ластанған аумақтарға түсетін шамамен 63% артық доңғалақ материалдарын болдырмауға көмектеседі. Сонымен қатар, отын шығынын да ұмытпау керек. Радиалдық доңғалақтар кедергісіз домалайды, бұл жүргізушілерге 4-7 пайызға дейін газ экономиясын қамтамасыз етеді. Қоршаған ортаны қорғау агенттігі 100 000 миль жүргеннен кейін бұл жақсару машина басына шамамен 1,2 метрикалық тонна көміртек диоксидінің шығарылуын азайтатынын хабарлайды. Бұл сандар әртүрлі салаларда жүргізілген әртүрлі материалдар ғылымы зерттеулерінен шыққан.