Почему в автомобилях и мотоциклах такое низкое давление в шинах?

Давление подбирается таким образом, чтобы на дорожное покрытие приходилась наибольшая площадь протектора. Если в шине слишком высокое давление, она будет вздуваться в середине протектора, что приведёт к его износу. Если давление слишком низкое, шина будет больше опираться на боковые стенки, что приведёт к износу краёв.

Неравномерный износ указывает на неравномерное использование протектора и, следовательно, на меньшее сцепление с ровной поверхностью. Давление подбирается в зависимости от шины и веса транспортного средства.

Как сказано в ответе Полстера, качество езды во многом зависит от шин: каждая неровность, которая поглощается за счёт деформации/сжатия шины, приводит к тому, что на подвеску передаётся гораздо меньше движения (это крайний случай, но в чём-то вроде болида «Формулы-1» шина обеспечивает большую часть хода подвески!). Таким образом, давление в шинах, находящееся в диапазоне между «достаточно высоким, чтобы выдержать вес автомобиля» и «достаточно низким, чтобы сжиматься под большей нагрузкой, чем вес автомобиля», помогает сделать езду более плавной.

Одна из причин, по которой в автомобилях и мотоциклах используется такое (относительно) низкое давление, заключается в том, чтобы максимально увеличить площадь контакта и сохранить её.

Определённая степень прогиба/гибкости боковых стенок обеспечивает способность шины поглощать небольшие неровности и боковые нагрузки, сохраняя при этом максимальный контакт поверхности протектора с дорожным покрытием. Это безопаснее, так как обеспечивает лучшее сцепление при торможении и прохождении поворотов, а также позволяет автомобилю лучше передавать крутящий момент от трансмиссии. Уменьшение проскальзывания шины по поверхности также продлевает срок службы протектора.

Хотя разница может показаться незначительной, эффект может быть очень заметным. Однажды в шиномонтаже неправильно накачать задние шины до 38 фунтов на квадратный дюйм вместо положенных 28, и это полностью испортило управляемость. Казалось, что задние колёса едут по льду!

Конечно, за это дополнительное сцепление приходится платить — повышенным сопротивлением качению. Но в большинстве транспортных средств такого типа двигатель и трансмиссия более чем способны справиться с этой проблемой — при необходимости в большинстве легковых автомобилей и мотоциклов можно легко добиться пробуксовки колёс.

Сравните это с педальным велосипедом: на шоссейном велосипеде сопротивление качению — ваш враг. Даже самому сильному человеку будет сложно преодолеть предел сцепления велосипедных шин, которые обычно предназначены для езды по (относительно) ровным поверхностям, где не требуется гибкость, которую обеспечивает более низкое давление (и более эластичная боковина). С другой стороны, горные велосипеды, хотя и не ограничены в тяговом усилии, ездят по более пересечённой (и/или более мягкой) местности и, следовательно, нуждаются в большей площади контакта (и гибкости для её сохранения), поэтому они шире и имеют более низкое давление.

Не знаю, назвал бы я это «смехотворно низким», но основная причина, по которой давление в шинах ниже, чем обычно используется в коммерческих целях, заключается в том, чтобы значительно улучшить ходовые качества.

Во-вторых, если вы посмотрите на стоимость грузовых шин, то увидите, что они намного дороже легковых (примерно в 4–5 раз). Причина этого — в используемых материалах. Например, если взять легковую шину, то в ней, скорее всего, будет около 5 слоёв корда, идущих по внешней стороне (окружности), а в грузовых шинах их больше. В грузовых шинах также больше слоёв боковины. Всё это влияет на цену.

В-третьих, пассажирским шинам не нужно выдерживать такие нагрузки, как коммерческим. В США большинство 18-колёсных транспортных средств (типичных для грузовых перевозок) могут перевозить до 80 000 фунтов (грузовик/прицеп/груз вместе взятые). Благодаря более высокому давлению шины могут выдерживать большую нагрузку на квадратный дюйм площади контакта с поверхностью без деформации. Легковой автомобиль весит от 1134 до 2724 кг (большие пикапы и внедорожники могут весить немного больше — в некоторых из них используются шины для лёгких грузовиков, которые по своим характеристикам занимают промежуточное положение между шинами для легковых и коммерческих автомобилей). Шине не нужно выдерживать такой вес. То же самое относится и к велосипедной шине. Ей требуется более высокое давление, чтобы выдерживать большую нагрузку. Площадь их контакта с поверхностью очень мала, а значит, на них приходится большая нагрузка. Это компенсируется более высоким давлением. Кроме того, они намного меньше в диаметре, а значит, могут выдерживать более высокое давление без разрыва.

Могут быть и другие причины, о которых я сейчас не думаю, но, на мой взгляд, это должно дать вам достаточно полное представление о том, почему мы не используем шины с более высоким давлением на легковых автомобилях.