Ралли шинасы: Қатты жағдайлардан өту

Экстремалды жағдайдағы ралли дөңгелектерінің жобалауы мен өнімділігі

Ралли дөңгелектері ең қатты орталарға қалай төтеп беретіні

Ралли дөңгелектері ең қатты күштерге төтеп береді – қатты қиыршық тастардың соққысынан бастап асфальт үйкелісіне дейін. Олардың тірі қалуы төрт негізгі бейімделуге тәуелді:

• Көп тығыздықты резеңке қоспалары жұмсақтықты сақтап қана қоймай, жарылуға қарсы тұратын
• Күшейтілген нейлон белдіктер ластануынан қорғап, зақымдануды азайтатын
• Бағытты блоктардың өзін-өзі тазалауы бетегені ылғалды беттерге тереңдікке қазып алады
• Дәлдікпен өсетін қабырғаның қаттылығы бұрыш жасау кезінде кері байланысты сақтап қалу үшін соққыларды жұмсарту

Аса төзімділіктің негізіндегі негізгі инженерлік принциптер

Ралли гонкалар үшін шина жасау кезінде өндірушілер әртүрлі талаптар арасында теңдік сақтауы керек. Өткен жылы FIA дайындаған есеп бойынша, ең соңғы жоғары кремний қосылыстры бар каучук шиналар жылу шығаруды 23 пайызға жылдамдататынын көрсетті. Бұл көрсеткіш қатты қажет, өйткені температура нөлдің төменіне түскен кезде де шиналар серпімді болуы тиіс, 14 градус Фаренгейтке дейінгі температурада жұмыс істей алады. Бұл каучуктың астында жол жүретін жерлердегі тау жолдарындағы жоғары жылдамдықпен секіру кезінде қосымша беріктік беретін арнайы болат таспалар орналасқан. Бұл жетілдірулер де нақты айтарлықтай айырмашылық жасады, WRC гонкаларының ортасында шиналардың шіріуін 18 пайызға дейін азайтты. Бұл деңгейде жарысатын командалар үшін әрбір кішігірім артықшылық маңызды.

Тәжірибелік мысал: 2023 жылғы Монте-Карло раллисіндегі шиналардың өнімділігі

Раллида не болғаны өте қызық болды. Трасса шиналарға құрғақ асфальттан бастап, қара мұзбен жабылған бөліктер мен қатты қар жатқан жерлерге дейінгі барлық кедергілерді ұсынды. Арнайы гибридті протекторларды таңдаған командалар жалпы алғанда жақсы нәтиже көрсетті. Бұл протекторларда әртүрлі тереңдіктегі қырлар мен қоспалары әртүрлі каучук қолданылды. Қиын өту жолдарында олар шақырып сайын әдеттегі шиналармен салыстырғанда 2 секунд ұтысқа ие болды. Сайыс соңында жиналған деректерді талдау да таң қалдырды. Температура 28 градустан (Фаренгейт) 55 градусқа дейін (шамамен -2 Цельсийден 13 Цельсийге дейін) тербеліп тұрса да, бұл шиналар өз максималды ұстап тұру мүмкіндіктерінің шамамен 91% ұстап тұрғаны анықталды.

Ралли шиналары үшін ыстыққа және суыққа төзімділікті арттыру бойынша жетістіктер

Тежеу дөңгелектерінің ішінде қолданылып жатқан соңғы фазалық өзгерістерге дейінгі материалдар ішкі жылып кетуді болдырмау үшін көмектеседі, сөйтіп дөңгелектер ұзақ уақыт бойы жоғары жылдамдықпен айналған кезде каучук қоспаларының ыдырауын болдырмаңыз. Бір дөңгелек жасаушы 2023 жылы жаңа үлгісін сынақтан өткізді және оның температура 97 градус Фаренгейтке жеткен кезде де 12 тізбекті гравийлік кезеңде өзінің тұрақты тиімділігін сақтағанын байқады. Ралли командасы бұл дөңгелектерді қатты жағдайларда сынақтан өткізіп жатыр және нәтижелер өзінен-ақ айтылады, ескі үлгілермен салыстырғанда температураны басқарудың шамамен 15 пайызға жақсарғанын көрсетті. Жарыс туралы білетін кез келген адам үшін, осындай жақсарту жеңіс пен жеңіліс арасындағы айырмашылықты анықтайды.

Болжамсыз ауа райы жағдайларына сәйкес келетін дөңгелектерді таңдау

Заманауи ралли командасы мынаны сәйкестендіретін болжамдау модельдерін пайдаланады:

Нақты уақыт режиміндегі телеметрия экипаждардың жұмсақ, орташа және қатты қоспалар арасында іс-шара барысында ауысуына мүмкіндік береді – бұл қабілет 2023 жылғы WRC чемпионатында ауыспалы ауа райы кезінде штраф уақытын 43% азайтты.

Бетінің түрі бойынша оралған доңғалақ таңдау: Тас жол, Қиыршық тас, Қар, Мұз

Беттер бойынша еріндік үлгілері мен тартылысты оптимизациялау

Ралли шинелеріндегі тәждер жүргізушілерге жақсы ұстау қасиетін қамтамасыз етіп, жарыстар кезінде тұрақтылықты сақтау үшін әртүрлі беттерге арнайы құрылған. Қиыршық тасты жолдарда осындай шинелерде терең тәждер болып келеді және ығыстырылған үлгіде орналасады. Олар шала бос тастар мен топыраққа қатты еніп, ілініп қалған бөлшектерді сыртқа ыттырып шығарады, сондықтан шина тірек бетімен жақсы жанаса береді. Асфальт сияқты жабылған жолдарда құрылым толығымен өзгереді. Тәждер көбірек тартылған және жазық болып келеді, шинаның жол бетіне жақынырақ жанасуына мүмкіндік береді. Бұл жылдамдықпен қозғалу кезінде де бұрылыстарды әлдеқайда нақты және бақыланатын етіп жасайды. Қар мен мұзбен қапталған қыстағы қиын жағдайлар үшін өндірушілер бағытты желбағарлар тәріздес арнайы ойықтар жасайды. Қозғалыс кезінде шина алдындағы қарды сыртқа ыттырып шығаруға көмектесетін бұл ойықтар, жүргізушілер тез бұрылыстар жасау кезінде жан-жаққа сырғанауды азайтады.

Каучук қоспалары: Шинаның химиялық құрамын бет және температураға сәйкестендіру

Шиналар жасағанда өндірушілер әртүрлі каучук түрлерін араластырып, әртүрлі ауа райы жағдайларында икемділігін сақтап, жеткілікті уақыт жұмыс істеу арасындағы дұрыс тепе-теңдік табады. Жұмсақ қоспалар ең суық кезде, мысалы, минустың 20 градус Цельсийден шамамен 10 градусқа дейінгі температурада ең жақсы нәтиже береді, өйткені мұзда шиналар қатпайды. Жылы күндер үшін, әдетте 10-нан 30 градус Цельсийге дейінгі аралықта, шөл жолдарда күннің ыстығында еріп кетпейтін қаттырақ материалдар таңдалады. Арнайы қысқы шина құрамында температураның төмендеуіне қарамастан қатпайтын кремнезем бар. Өткен жылы Motorsport Materials Report журналында жарияланған соңғы зерттеу нәтижесінде қысқы шинаның арнайы қоспалары қар мен мұзда жалпы жазғы шиналарға қарағанда 18 пайызбен артық тежеу күшін қамтамасыз ететіні анықталған.

Pirelli-дің асфальт, қиыршық тас, қар және мұз үшін ралли шиналары

Соңғы кезде ең ірі өндірушілер гравийлі шиналарға қатты назар аударуда. Олардың К4 моделі орташа қаттылықта, ал сазды жағдайларға арналып жасалған KM6 моделін алуға болады. Бұл шиналар нарықтағы қазіргі кездегі үлгілермен салыстырғанда 2,5 есе тереңірек бүйір қорғауымен келеді. Асфальт жол жарыстарында олар S7 түрін жасап шықты, ол арнайы гибридті қоспа материалдан жасалған. Жоғары жылдамдықпен асфальт бөліктерін өткен кезде мұндай шиналардың 32% баяу тозытыны туралы хабарламалар бар. Қысқы ралли туралы да ұмытпау керек. Ice шиналар коллекциясы әр шинаның ішіне кірістірілген 190 шақты шығыңқы тікенді тірек табанынан тұрады. Бұл ескі түрдегі тұрақты тікенді нұсқалармен салыстырғанда мұз бетінде шамамен 40% жақсы ұстау күшін қамтамасыз етеді.

Hankook Dynapro R213: Технология және бетіне бейімделу

Әр түрлі шина шығарушы компания компьютерлік моделдеу арқылы нақты жағдайға байланысты пішіні өзгеретін микротрещиндерді (сиаптарды) қолданып, жоғары сапалы дріфт шинаны жасады. Осы шиналардағы сиаптар жаңбыр жолда жүргенде кеңейіп, жолмен жанасу ауданын арттырса, құмды жолдарға шыққан кезде тас ұяларына түйілу мүмкіндігін азайту үшін жиналады. Соңғы сынақтар нәтижесі бойынша, осы шинаның алдыңғы ұрпақтарымен салыстырғанда ылғалды жолда тоқтау күші шамамен 22 пайызға артық болатынын күтуге болады. Сонымен қатар, өткен жылы шыққан Rally Engineering Quarterly журналында айтылғандай, орталық блоктардың алтыбұрышты пішіні дріфт кезеңдерінде тербелісті 15 пайызға дейін азайтады.

Құм, саз және ылғалды жағдайлар үшін орындалған ойық құрылымы мен беріктігі

Құм мен шаңды жер жүзі үшін қажетті ойық сипаттамалары

Құм мен шаңды жерлерге арналған шиналардың үлкен, қатты орналасқан тәж тақталары болуы керек, осылайша бос топырақты жақсы ұстап тұрады. Бұл тақталардың арасындағы ойыстар әдетте 6-8 мм тереңдікте болады, бұл тастардың жабысып қалуын болдырмау үшін және бұрыштардан сырғанап өткенде жан-жақты тұрақтылықты сақтау үшін қажет. Соңғы жылдары көптеген солтүстік брендер өз жобаларына әртүрлі ұзындықтағы иықты шығынтарды енгізе бастады. Бұл жылдамдықпен жүргенде пайда болатын, шиналардың тез тозуына әкелетін және ралли жүргізушілері үшін өте қажетсіз болып табылатын тәж қозғалысын азайтуға көмектеседі.

Қосымша шаң-тозаңнан тазартатын тәж жобалары, қатты саздың шығарылуы үшін

Қамырлы жол-тегілік шиналар құрылымындағы қиғаш пішінді ойықтар мен ұстірт канал қабырғалары 2–3 айналым ішінде қазіргі уақыттағы 80% қалдықтарды шығарып тастайды. Бұл өзін-өзі тазалау қабілеті балшықты жерде 92% түпнұсқа тартылысты сақтап қалады. Тегілік блоктардағы бұрышты пішіндегі тегілік желілер тірек бетіне әртүрлі жерлерге сәйкес келу үшін иіліп отырады және қатты ұстауға көмектеседі.

Ылғалды және қарлы ауытқулардағы гидрожалға қарсы тұру және ұстау

Жаңбырлы ауадағы жарыс шиналары 80 км/сағ жылдамдықпен 12 литр су әр секунд сайын шығарып тастайтын 45 градустық тарамдалған каналдары бар шеңберлі ойықтарды пайдаланады. Көп тығыздықты тегілік (шаршы дюймге 4–6 тегілік) блок қаттылығын сақтап қалу үшін қосымша қырлар жасап, тұрақты су астындағы жағдайда гидрожалға қарсы тұру қаупін 40% азайтады.

Техникалық құмды жолдардағы шиналардың тозуы мен ұзақ қызмет ету мерзімін басқару

Күшейтілген нейлондық қақпақ қабаттары мен екі құрамды тәж тастары үгілу беттерінде 35% ұзақ өмір сүру мерзімін ұзартады. 2023 жылы жүргізілген үйкеліс зерттеуі айнымалы қаттылықты каучуктары бар (65 Shore A орталық / 55 Shore A иықтары) шиналар ұзақ мерзімді бұрылыстар кезінде 28% дұрыс емес тозуды азайтатынын көрсетті.

Қар мен мұзда ұстап тұруды максималдандыру: Штифттер, қоспалар және тұрақтылық

Ралли шиналарындағы штифті және штифссіз шиналардың мұз жағдайларындағы айырмашылығы

Мұздағы ралли трассалары туралы болса, командалар шоғырланған және қалыпты доңғалақтар арасында таңдау жасауы керек. Шоғырланған доңғалақтардың тәжіне метал шыбықтары енгізіледі, сондықтан олар мұзды жақсы ұстайды. Кейбір сынақтар қалыпты доңғалақтарға қарағанда олардың 50% артық тартылыс күшіне ие екенін көрсетті, бұл қатты қатып қалған жолдарда жарыс кезінде үлкен айырмашылық жасайды. Бірақ бір жағдай бар. Бұл шоғырланған доңғалақтар трассада мұз ғана емес, қиыршық тас немесе асфальт бөліктері болған кезде жақсы нәтиже бермейді. Сонымен қатар, көптеген елдер оларды жолдардың бетін қатты тозуына байланысты пайдалануға тыйым салады. Осыған байланысты шоғырланбаған доңғалақтар таңдаудың тағы бір нұсқасы болып табылады. Өндірушілер жол бетімен байланысты ұстап тұруға көмектесетін өте кіші кесілімдер мен арнайы ойыстар әзірлеген. Қар жағдайында шоғырланған түрлеріндей тартылыс күші болмаса да, олар әртүрлі мұзды жағдайларда жақсы жұмыс істейді және мемлекеттік жолдарға зиян келтірмейді.

Қардағы тартылысты арттыру үшін жұмсақ каучук қоспалары

Бүгінгі таңда ралли шинелері меншікті каучукпен, әсіресе температура минус 20 градус Цельсийге (бұл шамамен минус 4 градус Фаренгейт) түскен кезде де серпімді күйде қалатын, қоспасы бар шыны араластырып жасалады. Осындай серпімділік олардың қалыпты қысқы шинелерге қарағанда қар бетін жақсы ұстап тұруына көмектеседі. Қоспа тозаңды жер бедеріне бейімделіп, қатты суықта сынғыш болмайды. Кейбір соңғы тест нәтижелері осындай күрделі шинелердің тығыздалған қар жолдарда тоқтау арақашықтығын 35 пайызға дейін қысқартуы мүмкін екенін көрсетті. Шине инженерлері ұстап тұру үшін жеткілікті жұмсақ, бірақ тұрақты болу үшін қажетті қоспаны табу үшін қатты еңбек етті. Нәтижеде олар жарыстар кезінде қарлы күйге тап болмайтындай және қауіпті гидрожалаңдау жағдайларын болдырмау үшін лездік шынын шығарып тастайтын күрделі орнаментті өрнектер жасап шықты.

Минус температурада шинаның тұрақтылығын сақтау

Егер доңға түсіп қалған жұмырлар ұзақ уақыт тұрса, олар тез тозып, жарылғыш болып келеді. Үлкен шина компаниялары шешім іздеп, арнайы суыққа төзімді материалдарды қоса отырып, мықты жақтаулар мен тесілуге қарсы қосымша қорғаныс әзірledі. Өткен жылы жарияланған зерттеулерге сәйкес, бұл жетілдірулермен жасалған ырғақты шиналар минус 25 градус Цельсийде (минус 13 градус Фаренгейтке сәйкес келеді) тәулік бойы тұрғаннан кейін икемділігінің 90% сақталса, қалыпты қысқы шиналар тек 65% ғана сақтай алады. Мұндай инженерлік жетілдірулер мұзды жолдар бойы ұзақ жүрген кезде жұмырлардың тиімділігін жоғалтпай тұрақты ұстау үшін айтарлықтай айырмашылық жасайды.

Ралли шыдамдылығы үшін оптималды шина қысымы мен құрылысы

Жергілікті жер бедеріне бейімделу үшін нақты уақытта шина қысымын реттеу

Ралли гонкада командалар жол жабынының түріне қарай әрдайым доңғалақ қысымын реттейді. Жол тасты және қиыршық тасты болса, 20-дан 24 psi-ға дейінгі төмен қысым доңғалақтың жерге жақсы тірелуін арттырады, өйткені доңғалақ жерге көбірек таралады. Ал егер жол бетоннан тұрса, жүргізушілер әдетте доңғалақтарды 28 немесе тіпті 32 psi дейін сіңіреді, сонда жоғары жылдамдықта доңғалақтың жан жағы иілмейді. Қазіргі кезде көптеген көліктер доңғалақтың астында не болып жатқанын оқи алатын ақылды жүйелермен жабдықталған, олар тапсырманы орындау барысында қысымды реттеу туралы ұсыныс береді. Мақсат әрқашан тартылу күші мен доңғалақтың тұтас жарылып кетпей жол жасау қабілеті арасындағы тепе-теңдікті табу болып табылады.

Дәл үлкейтіп қысым құю арқылы тартылу мен тозуды теңестіру

Артық ауа төмендеу ортасындағы тайғақты арттырады және тасты жерде соққыны жұмсартуды азайтады, ал ауаның жетіспеуі жан-жақты зақымдану қаупін тудырады. Командалар кезең уақытын максималды ұзарту үшін қысымның «қолайлы аймағын» анықтау үшін тозу үлгілерін талдайды. Мысалы, 2023 жылғы FIA зерттеуі жергілікті жерге сәйкес келетін мақсаттарда қысым 2 PSI ішінде сақталса тайғақтың бөлінуі 12% азайғанын көрсетті.

Қосымша беріктірілген жан-жақтар мен тесілуге тұрақты ралли доңғалақтарының құрылымы

Көп қабатты нейлон белдіктер мен жоғары тығыздықты каучук қоспалары жасырын тастар мен шұңқырлардың соққысына қарсы жан-жақты қорғайды. Халықаралық ралли доңғалақтары консорциумының (IRTC) деректеріне сәйкес, 2023 жылы Шығыс Африка раллисында сынақтан өткен кевлармен беріктірілген доңғалақтар стандартты модельдерге қарағанда 63% аз тесілуге ұшырады. Бұл конструкциялар көпкүндік іс-шаралар үшін маңызды болып табылатын экстремалды температурада икемділікті сақтайды.

Нәзік доңғалақтар мен ауыр қызмет көрсету доңғалақтары: ұзақ кезеңдердегі өнімділік айырмашылықтары

12 кг-нан аспайтын ралли доңғалақтары жолдың күрделі бөліктерінде үдеуді және басқаруды нақты жақсартады, бірақ тасты жерде олардың тозуы 22 пайызға дейін көбейеді. Ал ауыр 15 кг-нан асатын доңғалақтар ұзақ жарыстарда әлдеқайда ұзақ қызмет етеді, бірақ олардың кемшілігі бар. Қосымша салмақ жылдамдықты 4-7 км/сағ дейін азайтады. Көбінесе командалар кезеңнің ұзындығына қарай қандай доңғалақтарды пайдалану керектігін шешеді. Қысқа спринттер үшін, онда жылдамдық ең маңызды болып табылады, жеңіл доңғалақтар стандарт болып саналады. Бірақ кезеңнің ұзындығы 30 км-ден асқан сайын, экипаждың осындай қатты түрлеріне ауысуы тиіс, өйткені олар жолдың қаттылығын көтере алады, алайда олар бастапқыда қаншалықты жылдам емес.

Кезеңнен келіп түскен ақпарат пен ауа райының өзгеруіне сәйкес доңғалақ стратегиясын бейімдеу

Тежеу кезінде шиналардың тозуын талдау және ауа райы радарын жаңарту стратегияның нақты уақытта өзгеруіне әкеледі. 2023 жылы WRC-тің кө Lead бригадасы IRTC-нің ылғалды-тартылыс нұсқаулықтарын бекіткен кезде, жаңбырдың қарқындылығы 8 мм/сағ асқан кезде аралық тәрізді шиналарға ауысу арқылы ылғалды трассадағы апаттарды 41%-ға дейін азайтты.

Жиі қойылатын сұрақтар

Әртүрлі беттерге лайықты шиналарды неге қажет?

Ралли шиналары тас төсек, қиыршық тас, қар мен мұз сияқты әртүрлі беттерде ең тиімді ұстап тұру мен тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін ерекше жобаланған және әртүрлі қоспалармен жасалған ойыстармен жасалады.

Қазіргі ралли бригадалары болжамсыз ауа райына қандай шина таңдауын қалай шешеді?

Қазіргі ралли бригадалары ауа райының өзгеруі мен трассаның күйіне сәйкес шина таңдау мен қоспа таңдауды бейімдеу үшін жасанды интеллект моделдері мен нақты уақыттағы телехабарлама деректерін пайдаланады.

Ралли шиналарын жасауда өнімділікті арттыру үшін қандай жаңалықтар енгізілді?

Өндірушілер жылу мен суыққа төзімділікті, тесілуге қарсы тұру қабілетін және әртүрлі жағдайлардағы үйкеліс орнын жақсарту үшін фазалық ауысу материалдарын, күшейтілген нейлон белдіктерді және жетілдірілген каучук қоспаларын енгізді.

Ралли доңғалақтары экстремалды температурада ұзақтықты қалай сақтайды?

Өндірушілер тіпті минусты температурада икемділігін сақтайтын арнайы каучук қоспаларын, сондай-ақ үйкелістен және зақымданудан қорғайтын күшейтілген жан жақты қабырғалар мен қорғаныш материалдарын пайдаланады.