Как проходят тесты автомобильных шин?

Осенью все без исключения автомобилисты «переобувают» свою машину в зимнюю резину. И кто-то сталкивается с необходимостью приобрести новую «пару обуви» для своего железного друга. В интернете и специализированных автомобильных журналах нет недостатка информации о том, какая марка резины показала лучшие результаты после проведенных испытаний. А как собственно проходят тесты зимней резины? 

Наталья Акаткина, руководитель проектов «Русского АвтоМотоКлуба», расскажет, как испытывают шины.

Для получения качественных результатов необходимо тестировать необходимо протестировать более 2000 шин, то есть не менее 25 образов каждой марки шины.

С целью обеспечения чистоты эксперимента и доказательства беспристрастности, шины покупаются в условиях свободной торговли. За исключением замера износа, все тесты проводятся на закрытых треках для испытательных пробегов. Каждому тестовому продукту методом случайного выбора присваивается число в соответствии с типоразмером. Это делается с целью обезличивания тестовых продуктов. Водители-испытатели также не знают, какую марку они непосредственно тестируют. Все результаты измерений и оценка характеристик выводятся и фиксируются до окончания всех испытаний.

Шины тестируются по нескольким критериям:

1. Ходовые качества на сухом покрытии

Ходовые качества / Обычное маневрирование

Водители-испытатели проверяют прямолинейное движение по инерции и управляемость автомобиля. При этом учитывается то, сохраняет ли шина постоянный радиус и не меняет ли угол наклона. Оценивается и поведение шины на поворотах, а именно, реагирует ли шина на рулевое управление сразу либо после короткого поворота рулевого колеса. На узкой, извилистой автостраде такие шины должны обеспечивать приятное и надежное чувство дороги. Кроме всего прочего, оценивается сила, или, точнее, крутящий момент, а также плавность в кривой моментов. Водители проверяют наличие при большом угле поворота соответствующей обратной связи на рулевом колесе, или может ли водитель по обратной связи на руле определить угол поворота колес. Последний тест проводится в отношении боковой деформации шин задней оси. Он, как правило, делается отдельно из-за низкого веса задней оси и из-за того факта, что задняя ось неуправляема, боковое усилие меньше, чем на передней оси. Шины задней оси, испытывающие боковую деформацию, ведут себя хуже при затяжных поворотах или при выезде с автострады.

Безопасность движения / Маневрирование на грани заноса

При смене полосы движения особое внимание уделяется начинающемуся заносу при маневре. Водители контролируют, происходит ли занос задних колес на поворотах либо из-за избыточной поворачиваемости при смене поворотов и при управлении в манере «слалом». При этом водители проверяют, как шина влияет на рулевое управление.

На круговых дорожках водители оценивают поведение шин на грани заноса. Здесь важно знать, информативны ли шины на границе износа и когда, и допускают ли шины еще поворот колеса.

Каждый продукт тестируется на ходовые качества и безопасность движения двумя водителями отдельно друг от друга. При этом один водитель контролирует другого.

Тормоза

Проверяется тормозной путь от 100 до 1 км/ч с антиблокировочной системой тормозов.

При сравнении высококачественных шин с низкокачественными было обнаружено, что автомобиль с низкокачественными шинами может натолкнуться на препятствие с остаточной скоростью приблизительно 40 км/ч, в то время как автомобиль с высококачественными шинами тормозит своевременно.

2. Ходовые качества на влажном покрытии

Тормоза

Автомобиль тестируется на мокром покрытии. Транспортные средства без ABS рискуют при выполнении данного испытания вылететь за пределы трека. Автомобили с ABS в данном случае имеют преимущество в том, что при каждом тесте может быть воспроизведена ситуация, как на трассе. Сама антиблокировочная система не оказывает влияния на измерение тормозных свойств шин и на продольную раскачку автомобиля.

Испытания тормозов в идеале проводить на двух разных покрытиях: на заасфальтированной проезжей части и забетонированной дороге. Последняя предъявляет к шинам дополнительные требования, так как она отличается от минимально допустимых норм и, таким образом, демонстрирует, какие шины более надежны.

Для каждой шины замер тормозов осуществляется по пять раз в день в течение установленного количества дней. Особое внимание обращается на то, что повторные испытания каждой шины проводятся каждый раз в разное время суток с целью чистоты эксперимента. При повторных тестах используются и другие комплекты шин, чтобы исключить возможность наличия производственного дефекта и определить разницу в качестве внутри одной серии шин. Для осуществления первоначального замера водитель ускоряется до 85 км/ч, чтобы торможение происходило до полной остановки. Измерительный прибор определяет тормозной путь от 80 до 20 км/ч. Замеры проводятся не до полной остановки, потому что антиблокировочные системы по-разному ведут себя на низких скоростях. Это определяет критерий оценки в установленных правилах проведения испытаний по евростандартам. Испытания на мокром покрытии показывают, что низкокачественные шины по сравнению с высококачественными на таком же участке пути снижают скорость в 2 раза.

Управление на мокром покрытии

На постоянно увлажняемой площадке автомобиль управляется на границе заноса, насколько могут позволить шины. Каждый водитель должен повторить заезд в целом три раза в пределах одного испытательного пробега. При этом гарантируется, что шины не выходят за пределы границ своей дорожки. По окончании ряда испытаний водители повторяют заезд еще раз с другим комплектом шин. Второй водитель производит независимый контроль результатов первого. По окончании испытаний все девять водителей сравнивают результаты. В первую очередь фиксируется замеренное время заезда. Также водители субъективно оценивают боковой увод шины, например, развивая максимально возможную скорость на повторе. Производится оценка крена каждой шины при недостаточной поворачиваемости и заносе автомобиля. Определяется также, возникает ли крен неожиданно или преждевременно и уменьшает ли шина боковой увод при ускорении или торможении.

Круг/Боковой увод шины

На постоянно увлажняемой окружной дороге автомобиль управляется на границе заноса. При этом замеряется время заезда на предельной скорости. Автомобиль движется на максимальной скорости, и шины не выходят за пределы полосы движения и не уменьшают сцепление.

Аквапланирование шин

При осуществлении каждого тестового замера шины обкатываются с одинаковой скоростью на глубине воды от одного до семи миллиметров, после чего автомобили максимально ускоряются. При помощи замера числа оборотов шины измерительный прибор определяет, при какой скорости ведущие колеса планируют и уменьшают степень прилегания к опорной поверхности. Затем производится оценка скорости планирования.

Аквапланирование на поворотах

На окружной дороге диаметром 200 метров организовывается бассейн длиной 20 метров и глубиной семь миллиметров. Все заезды начинаются со скоростью 60 км/ч. Затем скорость увеличивается круг за кругом на 5 км/ч до момента, пока автомобиль не потеряет управление или скорость не достигнет 100 км/ч. Во время проезда бассейна замеряется и фиксируется поперечное ускорение автомобиля. Для выведения оценки рассчитывается не только максимальное поперечное ускорение, но и переходные характеристики шин при достижении максимального поперечного ускорения. В случае, если характеристики шин в этой ситуации окажутся низкими, водителю будет сложнее управлять автомобилем. По этой причине такие шины будут иметь более низкую оценку, чем шины с более устойчивыми характеристиками.

Комфорт

Так как комфорт автомобиля по большей части определяется его подвеской, при испытании шин не проводятся специальные тесты. Однако, если отдельная шина при многочисленных тест-драйвах и на дорогах общего пользования показывает низкие характеристики, то будет наблюдаться низкий комфорт движения.

Шум

Изнутри

Два водителя замеряют уровень внутреннего шума при пробеге от 80 до 20 км/ч при выключенном двигателе. Особое внимание обращается на уровень внутреннего шума при последующих заездах. Шины, показавшие наихудшие результаты, подвергаются отдельным испытаниям.

Снаружи

Внешние шумы замеряются при обкате автомобиля с заглушенным двигателем ECE-измерений. Производится оценка ощущения громкости при помощи перевода замеренного уровня шума из логарифмической децибельной шкалы в линейную шкалу.

Расход топлива

В рамках измерения расхода топлива при трех заездах на 2 км с постоянной скоростью 100 км/ч определяется расход топлива. Замеры повторяются на следующий день, при этом шины испытываются в противоположной последовательности, нежели в предыдущий день.

Износ

В уличных испытаниях шины тестируются на автомобилях серийного производства на автобане протяженностью около 15 000 км. Трек для испытательных пробегов включает часть автобана (40%) и часть, состоящую из автомобильных дорог и проездов через населенные пункты (60%). Чтобы сделать заезд по дороге с условиями, максимально приближенными к реальным, предельная скорость ограничивается до 150 км/ч. Глубина профиля на ведущем мосте вычисляется по всему периметру шины постоянно на протяжении 2 500 км, и при помощи этих результатов экстраполируется срок службы шин. Теоретически достигаемый пробег рассчитывается из линейного износа до минимальной глубины профиля, составляющей 1,6 мм. Для измерения глубины и толщины профиля используется лазер, который сканирует габариты шины. За один поворот колеса мотор отмечает приблизительно 8 200 отдельных точек и затем сдвигает линию измерений на один миллиметр на следующем измерении. Для одной среднестатистической шины, например, 195/65 R15, проводится примерно 160 проходов и фиксируется 1,3 миллиона точек. На специальном испытательном стенде производителей шин описываются вышеуказанные тесты. На нем с высокой точностью сопоставляются показатели износа и приводятся изображения износа.

Испытание на высоких частотах вращения колеса

Тест, разработанный в соответствии со стандартами DIN, проводится на специальном испытательном стенде с беговыми барабанами.

Тестирование на снегу (только для зимних шин)

Тесты проводятся на заранее подготовленных, уплотненных заснеженных дорогах. В соответствии с условиями окружающей среды шины тестируются преимущественно ночью или рано утром. Тормоза и тяговое усилие тестируются на летных полях приостановленных аэродромов. Для замера используется заранее подготовленная ровная заснеженная поверхность длиной 950 м и шириной 40 м. Полоса движения смещается перед каждым последующим испытанием. Таким образом, каждый комплект шин тестируется на неиспользуемой заснеженной поверхности. Измерения производятся в течение трех - пяти ночей. При произведении замеров особое внимание обращается на то, что каждая шина тестируется соответственно в левой, средней и правой части трека для испытательных пробегов с целью исключения возможной неравномерности результатов.

Тормоза

Проверяется тормозной путь от 40 до 20 км/ч с антиблокировочной системой тормозов

Разгон/Тяговое усилие

При медленной езде автомобиль ускоряется максимально. При этом замеряются частота вращения колеса и ускорение. При помощи ускорения автомобиля и его массы вычисляется сила тяги от легкого букса ведущих колес (10% пробуксовки) до сильного букса ведущих колес (60% пробуксовки). Производится оценка средней силы тяги на протяжении всей зоны буксования.

Ходовые качества (управление)

Заснеженная, подготовленная трасса и дополнительные круговые дорожки длиной 1 600 м объезжаются попеременно на время. При оценке учитывается замеренное время заезда. Водители также оценивают боковой увод шины, например, при максимально возможной скорости на поворотах. Производится оценка крена каждой шины при недостаточной поворачиваемости и заносе автомобиля. Определяется также, возникает ли крен неожиданно или преждевременно и уменьшает ли шина боковой увод при ускорении или торможении.

Производится оценка среднего времени заезда. Водители также субъективно оценивают обе трассы.

Лед (для зимних шин)

Испытания проводятся на катке, температура поверхности льда постоянна. Искусственный лед наиболее соответствует льду в реальных условиях.

Тормоза

За пределами ледяного покрытия автомобиль разгоняется до 25 км/ч. На поверхности льда он тормозит, и определяется тормозной путь с 20 до 5 км / час.

Управление на поворотах

Учитывается время прохождения круга на треке; плохое прохождение поворота ощутимо повышает общее время прохождения круга. Каждая шина проходит 2 серии тестов. После завершения первой серии тестов оба водителя тестируют шины в обратном порядке.

Повторяемость измерений и испытаний

Для обеспечения корректной оценки все испытания проводятся по несколько раз. Допустимые значения лежат в очень узком диапазоне. Шины каждый раз испытываются в разной последовательности, чтобы исключить любые преимущества или недостатки различных участков круга или времени суток. Качество измерений оценивается на основе таких показателей, как стандартное отклонение, распределение вероятностей или предельное отклонение. Чтобы учесть условия окружающей среды, в дополнение к тестовым шинам используются шины с заведомо известными свойствами (так называемая базовые шины или эталонные шины) и информация из документа «Изменение пройденного пути, температуры, веса или потребленного топлива в зависимости от типа шин». Все шины являются анонимными до завершения всех тестов.

Используемые полигоны

Полигоны подготавливаются независимо от других испытаний, проводившихся на них. Во время тестирования на полигонах маркировка производителей шин постоянно скрыта. Во всех других случаях испытуемые продукты скрыты под чехлами. Тестирование поведения шин на сухом покрытии в настоящее время осуществляется на полигоне компании Bridgestone в Италии.

Характеристики шин на мокром покрытии, а также расход топлива и уровень шума (как и на сухих покрытиях) в настоящее время проверяются на полигоне компании Continental в Германии.

Проверка устойчивости шин к износу осуществляется, в первую очередь, с помощью автоконвоев с несколькими одинаковыми автомобилями в непосредственной близости от города Ландсберг-на-Лехе. Для получения так называемых перекрестных результатов испытания на износ проводятся также на полигонах компании Bridgestone.

Высокоскоростные испытания проводятся около Дармштадта.