ТЕХНОЛОГИЯ РЕЗИНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

РАЬОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШИН

К рабочим характеристикам шин, определяющим их эксплуатационные качества, относятся:

• грузоподъемность,

• сцепление с дорог ой,

• сопротивление качению,

• амортизационная способность,

• экономичность,

• долговечность,

• безопасность движения,

• боковой увод,

• шум при движении.

Грузоподъемность. Грузоподъемность ходовой части автомобиля должна соответствовать грузоподъемности автомобиля. Грузоподъемность шины
оценивается максимально допустимой статической вертикальной нагрузкой (нормой статической нагрузки и определяется конструктивными параметрами шины, главным образом, габаритными размерами, внутренним давлением, количеством слоев и типом корда в каркасе, конфигурацией профиля. От этих параметров зависит выбор важнейшего показателя нагруженности шины - радиальной деформации (прогиба), от величины которой зависит режим работы корда и резины.

Увеличить грузоподъемность можно двумя путями - увеличением внутреннего давления (при котором уменьшается прогиб шнны) и увеличением размеров шины и улучшения материалов. Повышение грузоподъемности за счет увеличения внутреннего давления должно сопровождаться увеличением слойносги шины, что приводит к нежелательным явлениям - повышению теплообразования, ухудшению теплоотдачи, снижению амортизационной способности шины.

Необходимость уменьшения грузоподъемности связано с работой в плохих дорожных условиях (возникают значительные динамические нагрузки).

Зависимость /рувопоДьемноста (), от скорости V и нагрузки на шину () при скорости до 100 км/ч:

О, = (12/У + 0.88) О (для обычных шин),

С?1 = (5'У + 0.9) () (для крупногабаритных шин).

Сцепление с юрогой. ‘ цепление с дорогой определяется коэффициентами сцепления:

І ДЄ

Ф - коэффициент сцепления (продольного, бокового),

Р^- сила сцепления колеса с дорогой (или всех заторможенных колес),

О - нагрузка на колесо (или на все заторможенные колеса).

Минимальные значения ср= 0.4-0.6.

Коэффициент сцепления зависит от конструкции шины, внутреннего давления, нагрузки, скорости и др. условий работы (поворотов, ускорения).

Примерные значения коэффициен га продолы го го сцепления шины с дорогой:

Сухие или чистые мокрые 0.6-1.0

Грязные мокрые

Увеличение насыщенности рисунка протектора повышает сцепление; увеличение размеров шин несколько снижает сцепление.

Имеются эмпирические 'зависимости, связывающие коэффициент сцепления с различными факторами.

Сцепление с твердыми сухими дорожными покрытиями: Т=ф Л,

Где Т - сила сцепления,

Ф'- коэффициент, определяемый по формуле

Где т]р - ко )ффициент, характеризующий состав резин и определяемый экспериментальным путем измерения силы грения образца и последующего расчета по известным величинам I, V, А;

I - температура окружающей среды;

V - скорость скольжения Л - площадь контакта шины с поверхностью:

При ^ < 0,2 Е„

При о 0,2

Где qк: - среднее кон гактное давление;

Е„ - модуль упругости на сжатие протекторной резины;

Ак - площадь контакта шины;

Р - константа, характеризующая покрытие (для бетона р=6.8).

Сцепление шины с твердыми мокрыми дорожными покрытиями: для расчета скорости аквапланирования Улкв шины:

= 63 4р

Где Р - внутреннее давление в шине.

Сопротивление качению. Важнейший парамегр шины, определяющий затраты мощности на движение автомобиля, расход топлива и в определенной мере долговечность шины.

С уменьшением сопротивления качению улучшаются:

- динамические качества автомобиля (скорость, ускорение),

- топливная экономичность,

- повышается долговечность шины.

Сопротивление качению оценивается коэффициентом сопротивления качению: Г = Рк О » где Рк - сила сопротивления качению; О - нормальная нагрузка (перпендикулярная к опорной поверхности). Г = 0 014 - 0.015 (па хороших асфальтобетонных покрытиях), 0.3 - 0.4 (на мягких грунтах;. С увеличением скористи до 100 км/ч сопротивление качению увеличивается на небольшую величину; при больших скоростях - резко возрастает. При критической скорости качения резко возрастает деформация шины, увеличивайся длина контакта, происходит перераспределение давления в юнтакте, повышаются напряжения в материале, растет температура нагрева, возможно отслоение протектора.

Сопротив 1ение качению снижается но мере нагрева шипы благодаря уменьшению при нагреве гистерезисных потерь и величины радиальной деформации.

Коэффициент сопротивления качению изменяется в зависимости о г дорожных условий (0.015 - 0.45).

Влияние конструкции протектора: уменьшение кривизны профиля протектора, высоты выступов, их меньшая расчлененность (т. е. большая жесткость! снижают сопротивление качению до 50%.

Амортизационная способность. Ото способность шины гасить динамические нагрузки.

Амортизационная способность:

• оценивается жесткостью (или радиальной податливостью) шины;

• измеряется нагрузкой, приходящейся на единицу радиального прогиба, в кгс/см;

• зависит преимущественно от конфигурации профиля, конструкции каркаса, внутреннего давления-

1) увеличивается при увеличении отношения высоты к ширине профиля (Н/в), вследствие уменьшения сопротивления изгибу боковых с генок;

2) снижается при увеличении ширины профиля шины;

3) повышается при снижении внутреннего давления.

Экономичность. Определяется затратами на приобретение и эксплуатацию, а также влиянием на показатели работы автомобиля (топливную экономичность, скоростной режим, сохранность механизмов и т. д.). Важнейший фактор - долговечность шин.

Долговечность. Долговечность - пробег шины (Ь) в тыс. км., лимитируется износом протектора, зависит от высоты (Ь) выступов рисунка протектора и удельного износа (ЛИ) на 11)00 км пробега:

. И —И.

1 = 1000------ -

А/7

Где Ь| - предельная минимальная высота выступов.

Долговечность шин, работающих в специфических условиях, определяется другими видами разрушения, а не только износом Например, в каменных карьерах - шины выходят из строя из-за выкрашивания или сре? а выступов протектора.

На долговечность влияют:

• дорожные и климатические условия,

• нагрузка, внутреннее давление, скорость движения, ускорения. Интенсивность износа зависит от жесткости беговой зоны шины

(определяемой конструкцией каркаса, брекера, конфигурацией профиля и конструкцией протектора - площадью выступов рисунка - насыщенностью рисунка, высотой, конфигурацией и расположением выступов, шириной и кривизной беговой дорожки.

Широко используется повышение износостойкости протектора увеличением высоты выступов рисунка, однако при этом повышаются напряжения у основания выступов, теплообразование и температура нагрева, сопротивление качению.

Практически ресурс по износу у радиальных шин составляет 60-80 тыс. км - и это при условии езды но хорошим дорогам и спокойном стиле вождения.

Теоретически ресурс и износ указанных шин равен 150 тыс км.

Почему практический ресурс по износу радиальной шины меньше теоретического?

1) Излишняя скорость ускоряет процесс "облысения" шины в 1.5-2 раза. У машин с мощным двигателем этот процесс интенсивнее.

2) Недостаточно надутая шина хорошо "жуется” и сильнее нагревается. Снижение давления всего на 10% снижает пробег шин также па 10%.

3) При повышении давления быстро изнашивается середина протектора, рвется брекер. возрастает нагрузка на подвеску. На перекаченных шинах трясет и чаше заносит.

И *нос шины зависит от природы автомобили. Заднеприводные автомобили - интенсивность износа передних и задних шин практически одинаковая, однако:

• у передних быстрее изнашиваются края,

• у задних - середина беговой поверхности.

Переднеприводные автомобили - интенсивность износа передних шин - в 2-4 раза выше чем у задних.

РЕКОМЕНДАЦИИ: периодически Переставлять колеса с одной позиции на другую через 15-20 тыс. км на переднеприводных и через 25-30 тыс. км - на заднеприводных.

Полный износ шины. Наступает при остаточной высоте протектора 1.6 мм.

Боковой увод. Увод шины - это изменение направления движения под воздействием боковой силы. Угол увода - угол между направлением движения колеса и плоскостью его вращения. Боковая сила зависит от коэффициента сцепления. Сопротивление уводу в основном определяется податливостью беговой части шины в поперечном к качению направлении. Уменьшение увода возможно повышением жесткости беговой части.