Вот научное объяснение разницы между летней и зимней резиной

Наука: Разница между летними и зимними шинами.

Вот и настал на большей части территории России зимний период времени, который  принес и приносит ежегодно на дорогах нашей страны увеличение аварийных ситуаций и снижение средней скорости движения автотранспорта. К нашему сожалению, не все автомобилисты с наступлением зимы вовремя меняют летнюю резину на зимнюю. Причем многие из них прекрасно знают, что таким своим бездействием они игнорируя правила дорожного движения умышленно нарушают российское законодательство, ставя под угрозу не только свою безопасность, но и безопасность других участников дорожного движения. Такие горе автомобилисты не спешат переобуть свои автомобили и считают, что зимой можно легко и смело использовать ту же летнюю резину.

Мы не будем в нашем сегодняшнем материале пугать в очередной раз всех тех водителей, которые не меняют и еще не поменяли летнюю резину на зимнюю. По  этому поводу на нашем тематическом ресурсе имеется в настоящий момент достаточно подобных материалов. А еще много такой информации по замене сезонной резины содержиться и в самой интернет сети.

Сегодня уважаемые читатели мы попытаемся рассказать вам и объяснить чем отличается летняя резина от зимней и естественно, с научной точки зрения попытаемся подробно рассказать вам о главном аспекте этой проблемы, а именно о том, что происходит на молекулярном уровне с летней резиной при морозе и наоборот, что может происходить с зимними покрышками при больших положительных плюсовых температурах.

Надеемся, что наш рассказ не покажется вам слишком скучным и замудреным. Так же мы со своей стороны считаем, что данный редакционный материал поможет убедить многих автомобилистов и заставит их в конце-то концов отказаться от использования летних шин в зимний период времени. 

Многие наши автомобилисты предполагают, что летняя резина в основном отличается от зимней только лишь протектором. Отчасти это так, но не в совсем полной мере. Ведь протектор шин играет важное значение для сцепления с дорогой и как-раз в разное время года. 

Но надо знать и о том, что сам протектор не является тем главным различием в летних и зимних шинах. Что же самое главное для автопокрышек — это в каком диапазоне температур они сохраняют свою эффективность и свои технические характеристики. Ведь наверное многие из вас знают, что летняя резина при низких температурах обычно становится очень жесткой. А вот почему так происходит, кто из вас господа может ответить..?

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

Мы попытаемся Вам сейчас это объяснить. 

Для начала мы советуем Вам посмотреть видео-ролик зарубежного видеоблогера, который в традиционной для себя манере решил своим подписчикам научно объяснить и показать существующую разницу между летними и зимними шинами:

Включите субтитры и их перевод, если не знаете английского языка.

Отличия и различие между летними и зимними шинами

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

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

Все мы наверно с вами знаем, что автомобильная резина была создана на основе каучука. Так дело обстоит и сейчас в наше время. Сам каучук представляет собой амфорный полимер, который в зависимости от температуры может находиться в трех состояниях, а именно:

• - в стеклообразном
•  
• - в высокоэластичном
•  
• - в вязкотякучем

Вот к примеру, при температуре в -70  -72 градуса каучук переходит из аморфного состояния в кристаллическое (происходит кристаллизация). Правда сам этот процесс происходит не мгновенно, а постепенно. При такой низкой температуре каучук полностью теряет свою пластичность и переходит (так называемый 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 на жидкие продукты.

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

Что же такое температура фазового перехода резины? Отвечаем, - это температура, при которой молекулы резины перестают свободно двигаться, что в конечном счете 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, говоря простым и понятным всем языком, начинает происходить затвердевание или остеклование резины и поэтому уменьшается трение между самой резиной и дорожной поверхностью, что приводит естественно к уменьшению сцепления автомобиля с дорогой.

Вот что может произойти с летней резиной на морозе

Как вы уже знаете друзья, между летними и зимними шинами существует большая разница по химическому составу покрышек. Это сделано специально, чтобы каждая резина имела свой собственный фазовый температурный переход.

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

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

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

Зимняя же резина наоборот, 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 друзья о том, что положительная температура может тоже также отрицательно влиять на резину..? Дело в следующем,- 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 по-себе резина просто-напросто становиться липкой.

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

Соответственно, при положительной плюсовой температуре на улице эта зимняя резина намного раньше становится слишком липкой, чем те же летние покрышки, которые имеют и содержат в себе совершенно другой полимерный состав.

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

Вот почему друзья невозможно создать и 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.

Кстати, надо заметить, что 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 с вами знаем, что летние шины обеспечивают более лучшее сцепление с дорогой при движении в дождь, и все благодаря своему специальному протектору, который позволяет отводить из-под колес лишнюю воду (влагу), что в свою очередь защищает в такой ситуации машину от аквапланирования.  

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

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

К нашему сожалению зимние покрышки имеют уже другой протектор, который предназначен конкретно для движения по скользкой дорожной поверхности, по льду, а также и по снегу.

Кстате, новые зимние шины имеют более глубокий протектор по сравнению с теми же новыми летними шинами. Это необходимо им для более эффективного движения по снегу.

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

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