ШИНЫ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Влияние давления воздуха и нагрузки

Несоблюдение норм давления воздуха (рис. 15) очень часто служит одной из главных причин преждевремен­ного и неравномерного износа шин. Правилами эксплуа­тации для легковых шин допускается отклонение давле­ния воздуха от нормы на ±0,1 кгс/см2. Постепенное па­дение давления воздуха в шинах — естественное следст­вие утечки воздуха, а также возможной недостаточной герметичности вентиля и золотника. Поэтому давление воздуха рекомендуется периодически контролировать не реже 1 раз в 5 дней. Причем замеры давления воздуха нужно вести только на «холодных» шинах, т. е. перед на­чалом движения, так как после езды шины нагреваются и давление в них повышается. Поэтому увеличенное значе­ние давления воздуха в шинах особенно после продолжи­тельной езды не говорит об отклонении его от нормы.

Снижение давления воздуха резко ухудшает работу шины: увеличивается радиальный прогиб шины и иска­жается форма ее профиля (см. рис. 15, а), увеличивается деформация каркаса и температура нагрева, снижается прочность шинных материалов, что, в свою очередь, при­водит к уменьшению числа циклов нагружений. При сни­жении давления воздуха резко увеличивается неравно* мерность распределения нормальных и касательных сил в плоскости контакта шины с дорогой, возрастает работа трения и увеличивается интенсивность износа. Помимо повышенного износа протектора в целом, снижение дав­ления воздуха часто ведет к неравномерному его износу.

Эффект снижения ходимости шин из-за снижения давления воздуха различен для различных шин и их по - 32

Ложения на автомобиле. Очень чувствительны к сниже­нию давления воздуха радиальные шины. Эффект уве­личения их ходимости за счет конструктивных преиму­ществ может быть сведен на нет из-за несоблюдения норм давления воздуха.

Влияние снижения давления воздуха и превышения нагрузки на уменьшение ходимости шин по износу рисун­ка протектора показано на рис. 16. По мере снижения давления воздуха интенсивность понижения ходимости шин возрастает. Если понижение давления воздуха на 10% ведет к снижению ходимости на 10—15%, то сни­жение давления воздуха на 50% снижает ходимость шин почти в 4 раза.

Снижение давления воздуха вызывает не только сни­жение ходимости шин, но и увеличивает опасность выхо­да их из строя и по другим дефектам. Вследствие более напряженной работы шины и увеличения нагрева пони­жается прочность связей между отдельными элементами. Это может привести к расслоению каркаса и отслоению протектора. Внешним признаком разрушения каркаса служит появление потемнений на внутренней поверхности боковых стенок покрышки, затем следует отделение ни­тей от резины и разрыв их.

Вредное воздействие езды с пониженным давлением воздуха сказывается не сразу, а обнаруживается лишь спустя определенное время, иногда лишь при демонтаже шин.

Помимо ухудшения работы самой шины, езда с пони­женным давлением воздуха существенно сказывается и на работе автомобиля. Снижение давления воздуха в ши­нах увеличивает сопротивление качению и ухудшает топ­ливную экономичность автомобиля. Изменяется харак­теристика бокового увода шин, вследствие чего ухудша­ется управляемость и устойчивость автомобиля. Снижа­ются также скоростные свойства автомобиля и ухудшает­ся тормозная динамика.

Эксплуатация шин с повышенным давлением воздуха происходит значительно реже, а износ шин от повышен­ного давления воздуха меньше, чем от пониженного. Уве­личение давления воздуха сверх номинального приводит к уменьшению площади контакта шины с дорогой и к увеличению давления и касательных сил в средней части площади контакта. Кроме того, резко увеличиваются на­пряжения нитей корда в каркасе, что может послужить причиной разрыва каркаса, особенно при наезде колеса на твердое препятствие. Небольшое повышение давления воздуха в шинах способствует снижению сопротивления качению и температуры ее нагрева. Поэтому при быст­рой езде на хороших дорогах допускается некоторое уве­личение давления в шинах.

Повышенное давление воздуха делает шину более жесткой в радиальном направлении, амортизационные способности ее ухудшаются, поэтому сильнее ощущают­ся толчки от неровностей дороги, комфортабельность ез­ды снижается.

Увеличение нагрузки на шину сверх номинальной наблюдается при ^бщей перегрузке автомобиля и непра­вильном распределении груза в кузове. При движении автомобиля шины постоянно подвергаются перегрузкам вследствие перераспределения нагрузки и колебания колес и кузова.

Явление увеличения износа при увеличении нагрузки сходно по своему характеру с явлением увеличения изно­са от снижения давления воздуха (см. рис. 16). Несмот­ря на то что площадь контакта шины с дорогой увеличи­вается при ее перегрузке (что служит положительным

Фактором), возрастает величина и неравномерность рас­пределения нормальных и касательных сил в плоскости контакта, а также величина работы трения. Это особенно сказывается на плечевых зонах шины. При увеличении нагрузки напряжения нитей корда в каркасе значительно выше, чем при снижении давления воздуха, температура нагрева растет быстрее. Прежде всего могут начать раз­рушаться боковые стенки шины — появляются разрывы. У перегруженной шины чаще возникают и разрывы кар­каса в зоне протектора от ударов и повреждений при на­езде на дорожные препятствия; может также появиться расслоение каркаса, отслоение протектора и боковин.

Увеличение износа шин по мере роста скорости пб - разному сказывается на ведомых и ведущих колесах. При прямолинейном движении по мере увеличения ско­рости износ шин задних колес становится существенно выше износа шин передних колес, что является следстви­ем увеличения тяговой силы на ведущих колесах. Обычно принимают срок службы шин при скорости 60 км/ч за 100% (рис. 17).

Влияние состояния дорожного покрытия на износ шин характеризуется следующими показателями. На равнинных дорогах с усовершенствованным капиталь­ным покрытием (дороги I и II категорий с асфальтобе­тонным или цементнобетонным покрытием) срок службы шин по износу рисунка протектора принимается равным 100%. На щебеночных и гравийных дорогах (дороги III и IV категорий) срок службы шин на 20—25% ниже.

Большое влияние на износ шин оказывает поперечный и продольный уклоны дорожной поверхности, а также из­вилистый и волнистый характер дорог. Так, срок служ­бы шин на горных дорогах на 15—20% ниже, чем на до­рогах в равнинной местности.

В процессе эксплуатации большое значение имеет температура окружающего воздуха, которая сильно вли­яет на температуру нагрева шины и скорость ее охлажде­ния. С возрастанием температуры шины ухудшается прочность шинных материалов. Чем дольше продолжи­тельность воздействия высоких температур, тем быстрее ухудшаются свойства шинных материалов. Высокая тем­пература приводит к уменьшению прочности корда и ухудшению связи между протектором и каркасом шины, С увеличением скорости движения прочность связи про­тектора с каркасом снижается еще значительней.

Рис. 17. Примерное влияние скорости движения автомобиля на срок службы шины