Как испытывают шины

Прежде чем новая автомобильная шина встанет на конвейер, она проходит два этапа производственного цикла: виртуальное моделирование и испытания в реальных условиях. В процессе испытаний шина проделывает путь, равный нескольким десяткам, а то и сотням миллионов километров. 

Прежде чем новая автомобильная шина встанет на конвейер, она проходит два этапа производственного цикла: виртуальное моделирование и испытания в реальных условиях. В процессе испытаний шина проделывает путь, равный нескольким десяткам, а то и сотням миллионов километров. Что при этом происходит? Рассмотрим на примере компании Continental, которая представляет полный цикл производства шин

Выпуску шин компании Continental предшествует большая и длительная работа. Ключевая роль в этом принадлежит разработчикам шин, но большой вклад в производство вносят водители-испытатели, которые тестируют поведение шин в реальных условиях. Так, например, измеряя тормозной путь, водитель разгоняет автомобиль до 100 км/ч, а затем резко и до упора нажимает на педаль тормоза. Колеса блокируются, но работа системы ABS отдает вибрацией на педаль тормоза. В этот момент установленное на машине электрооборудование измеряет тормозной путь с точностью до сантиметра. Компьютер рассчитывает показатели и выдает результат на дисплей автомобиля, предоставляя водителю точную информацию. До этого большая команда технических специалистов и химиков Continental объединяет свои наработки для создания оптимальных решений при выпуске нового продукта. Они разрабатывают первые варианты рисунка протектора. После испытаний новых шин в лабораторных условиях и бесчисленных процессов компьютерного моделирования, их тестируют в реальных условиях на испытательном полигоне. Хотя значительная часть процесса разработки отводится на виртуальное моделирование, только фактические данные измерений и субъективные оценки профессиональных водителей-испытателей могут подтвердить ценность новых идей. Поэтому каждый новый продукт подвергается многочисленным испытаниям различных рисунков протектора, что позволяет определить преимущества и недостатки конкретных образцов.

Особенностью первого этапа испытания является то, что шины не представлены в вулканизированном варианте. На автомобили устанавливаются прототипы будущих шин, рисунок протектора которых нарезан либо вручную, либо роботами. Иногда  при разработке нового продукта может потребоваться вручную нарезать до 800 шин. Из них выбираются лучшие рисунки протектора. Они совершенствуются и подвергаются дополнительным тестам, пока, наконец, не будет разработан рисунок протектора, который пойдет в серийное производство. Только после этого производится первая пресс-форма. Нарезка протектора летней шины занимает у специалиста порядка 6 часов, в то время как на более сложный рисунок протектора зимней шины иногда уходит до 40 часов. Процесс нарезки занимает достаточно много времени, но является более экономически эффективным по сравнению с использованием пресс-формы.

Второй этап, тестирование шин Continental, проводится на испытательной трассе концерна Contidrom.  Расположенная в Йеверсене (Германия), она является родоначальником всех испытательных трасс компании. Эта трасса была запущена в эксплуатацию в 1967 году и с тех пор постоянно совершенствуется, чтобы соответствовать  постоянно растущим требованиям к шинам и автомобилям. В настоящее время Contidrom является одной из самых современных испытательных трасс в мире и многими клиентами считается образцовой в автомобильной промышленности. Занимающий 160 га, испытательный полигон позволяет воссоздать любую дорожную ситуацию для испытания шин. Так на трассах протяженностью порядка 10 км, которые отличаются различными покрытиями (некоторые из них полностью поливаются водой), можно развить скорость до 250 км/ч. Кроме того, на полигоне имеются трассы для испытания узлов и деталей шасси. Полигон всегда находится в рабочем состоянии благодаря достаточно большому количеству сотрудников (примерно 60 человек): водители-испытатели, механики, технические специалисты, инженеры, обработчики данных и пожарники.

Испытатели целенаправленно подбирают автомобили для тестирования шин. Ключевым критерием выбора является максимальная нейтральность и предсказуемость шасси автомобиля на пределе его возможностей. Ведь результаты измерений должны отражать характеристики шин в неискаженных и воспроизводимых условиях без влияния качеств шасси. Во избежание влияния случайных факторов каждое испытание повторяется несколько раз. При этом до начала испытания каждая шина проходит 500-километровую обкатку.

Дорожные испытания можно разделить на два типа: субъективные оценки и объективные стандартные испытания. Опытные водители субъективно оценивают управляемость автомобиля на конкретных шинах при движении по мокрой или сухой дороге. Также они отмечают уровень комфорта и шума шин.

Объективные стандартные испытания позволяют измерить характеристики, которые подвергаются измерению:
•    Характеристики сцепления шин с мокрым покрытием (при движении по прямой и в повороте)
•    Тормозные характеристики на сухой дороге
•    Стойкость к аквапланированию при движении по прямой и в повороте
•    Стойкость к снижению характеристик
•    Испытания на пригодность к эксплуатации зимой

Оба типа испытаний необходимы для получения полного представления о новой шине. Некоторые характеристики, как например тормозной путь автомобиля, можно оценить исключительно объективно. В то время, как измеряя, например уровень шума от трения шин с дорогой, обязательно стоит принять во внимание субъективное мнение профессионального испытателя.

Несмотря на применение стандартизированных процедур, испытания шин, особенно зимних, требуют очень больших затрат. Так во время «испытания на характеристики при трогании на снегу» ежегодно проводится более 60 тысяч дополнительных измерений. Если сложить все значения тормозного пути при «торможении со скорости 100 км/ч до полной остановки», получается общий тормозной путь длиной почти 800 км. Для испытания устойчивости шин при поворотах преодолевается в общей сложности 18 тысяч обледенелых и заснеженных поворотов, что соответствует примерно 700 км. Поэтому неудивительно, что временные рамки испытаний растягиваются на многие месяцы, а иногда даже годы. Если неблагоприятные погодные условия на полигоне Contidrom не позволяют проводить испытания, специалисты завершают испытательную программу на другой трассе Continental. Похожие испытательные полигоны компании существуют в Испании, Азии и США. При этом трассы, принадлежащие концерну Continental в различных странах мира, обладают практически одинаковыми свойствами дорожного покрытия.

Перед началом серийного производства новые модели шин обычно подвергаются испытаниям протяженностью примерно 25 млн километров в год — такое расстояние соответствует 625 окружностям Земли.