Шини легкових автомобілів експлуатуються до граничного зносу виступів малюнка протектора, що встановлюється рівним 1,6 мм. Таке обмеження прийнято, в першу чергу, з умови безпеки руху, особливо на дорогах, покритих шаром води або бруду.
Інтенсивність зносу зазвичай виражається зменшенням висоти виступів малюнка протектора на 1000 км пробігу. На знос автомобільних шин впливає велика кількість експлуатаційних факторів: величина внутрішнього тиску повітря в шині і навантаження на неї, швидкість кочення, величина крутного і гальмівного моментів, дія бічних сил, дорожні і кліматичні умови, а також методи водіння автомобіля.
Необхідно суворо дотримуватися «Правила експлуатації автомобільних шин» - основний документ, який регламентує роботу і обслуговування шин. Правильне уявлення про специфіку роботи автомобільних шин, дотримання правил їх експлуатації і майстерність водіння допомагають на багато продовжити термін їх служби.
1. Вплив тиску повітря і навантаження
Недотримання норм тиску повітря дуже часто служить однією з головних причин передчасного і нерівномірного зносу шин. Правилами експлуатації для легкових шин допускається відхилення тиску повітря від норми на ± 0,1 кгс / см2. Поступове падіння тиску повітря в шинах - природний наслідок витоку повітря, а також можливої недостатньої герметичності вентиля і золотника. Тому тиск повітря рекомендується періодично контролювати не рідше 1 раз в 5 днів. Причому виміри тиску повітря потрібно вести тільки на «холодних» шинах, т. Е. Перед початком руху, так як після їзди шини нагріваються і тиск в них підвищується. Тому збільшене значення тиску повітря в шинах особливо після тривалої їзди не говорить про відхилення його від норми.
Зниження тиску повітря різко погіршує роботу шини: збільшується радіальний прогин шини і спотворюється форма її профілю, збільшується деформація каркаса і температура нагріву, знижується міцність шинних матеріалів, що, в свою чергу, призводить до зменшення числа циклів навантаження. При зниженні тиску повітря різко збільшується нерівномірність розподілу нормальних і дотичних сил в площині контакту шини з дорогою, зростає робота тертя і збільшується інтенсивність зносу. Крім підвищеного зносу протектора в цілому, зниження тиску повітря часто веде до нерівномірного його зносу.
Ефект зниження ності шин через зниження тиску повітря різний для різних шин і їх положення на автомобілі. Дуже чутливі до зниження тиску повітря радіальні шини. Ефект збільшення їх ності за рахунок конструктивних переваг може бути зведений нанівець через недотримання норм тиску повітря.
Мал. 1. Схема деформації форми профілю шини з різним внутрішнім тиском: а - знижений тиск; б - нормальний тиск; в - підвищений тиск
Вплив зниження тиску повітря і перевищення навантаження на зменшення ності шин по зносу малюнка протектора показано на рис. 16. У міру зниження тиску повітря інтенсивність зниження ності шин зростає. Якщо зниження тиску повітря на 10% веде до зниження ності на 10-15%, то зниження тиску повітря на 50% знижує ходимость шин майже в 4 рази.
Зниження тиску повітря викликає не тільки зниження ності шин, але і збільшує небезпеку виходу їх з ладу і по іншим дефектам. Внаслідок більш напруженої роботи шини і збільшення нагріву знижується міцність зв'язків між окремими елементами. Це може привести до розшарування каркаса і відшарування протектора. Зовнішнім ознакою руйнування каркаса служить поява потемніння на внутрішній поверхні бічних стінок покришки, потім слід відділення ниток від гуми і розрив їх.
Шкідливий вплив їзди зі зниженим тиском повітря позначається не відразу, а виявляється лише через певний час, іноді лише при демонтажі шин.
Крім погіршення роботи самої шини, їзда зі зниженим тиском повітря істотно позначається і на роботі автомобіля. Зниження тиску повітря в шинах збільшує опір коченню і погіршує паливну економічність автомобіля. Змінюється характеристика бічного відведення шин, внаслідок чого погіршується керованість і стійкість автомобіля. Знижуються також швидкісні властивості автомобіля і погіршується гальмівна динаміка.
Експлуатація шин з підвищеним тиском повітря відбувається значно рідше, а знос шин від підвищеного тиску повітря менше, ніж від зниженого. Збільшення тиску повітря понад номінальний призводить до зменшення площі контакту шини з дорогою і до збільшення тиску і дотичних сил в середній частині площі контакту. Крім того, різко збільшуються напруги ниток корду в каркасі, що може послужити причиною розриву каркаса, особливо при наїзді колеса на тверде перешкоду. Невелике підвищення тиску повітря в шинах сприяє зниженню опору коченню і температури її нагрівання. Тому при швидкій їзді на хороших дорогах допускається деяке збільшення тиску в шинах.
Підвищений тиск повітря робить шину більш жорсткою в радіальному напрямку, амортизаційні здібності її погіршуються, тому сильніше відчуваються поштовхи від нерівностей дороги, комфортабельність їзди знижується.
Збільшення навантаження на шину понад номінальну спостерігається при загальній перевантаження автомобіля і неправильному розподілі вантажу в кузові. При русі автомобіля шини постійно піддаються перевантаженням внаслідок перерозподілу навантаження і коливання коліс і кузова.
Явище збільшення зносу при збільшенні навантаження схоже за своїм характером з явищем збільшення зносу від зниження тиску повітря (див. Рис. 2. Незважаючи на те що площа контакту шини з дорогою збільшується при її перевантаженні (що служить позитивним фактором), зростає величина і нерівномірність розподілу нормальних і дотичних сил в площині контакту, а також величина роботи тертя. Це особливо позначається на плечових зонах шини. при збільшенні навантаження напруги ниток корду в каркасі значно вище, ніж при зниженні тиску повітря, температура нагріву зростає швидше. Перш за все можуть почати руйнуватися бічні стінки шини - з'являються розриви. У перевантаженої шини частіше виникають і розриви каркаса в зоні протектора від ударів і пошкоджень при наїзді на дорожні перешкоди, може також з'явитися розшарування каркаса, відшарування протектора і боковин.
Мал. 2. Вплив зниження тиску повітря і перевищення навантаження на пробіг шин до повного зносу
2. Вплив швидкості і дорожніх умов
Швидкість руху автомобіля впливає на знос шини головним чином через збільшення температури її нагрівання, в результаті чого погіршуються пружно-міцнісні властивості гуми протектора і зменшується опірність гуми стирання.
Збільшення зносу шин по Мері зростання швидкості пб-різному позначається на ведених і ведучих колесах. При прямолінійному русі в міру збільшення швидкості знос шин задніх коліс стає істотно вище зносу шин передніх коліс, що є наслідком збільшення тягової сили на провідних колесах. Зазвичай приймають термін служби шин при швидкості 60 км / год за 100%.
Великий вплив на знос шин надає поперечний і поздовжній ухили дорожньої поверхні, а також звивистий і хвилястий характер доріг. Так, термін служби шин на гірських дорогах на 15-20% нижче, ніж на дорогах в рівнинній місцевості.
В процесі експлуатації велике значення має температура навколишнього повітря, яка сильно впливає на температуру нагрівання шини і швидкість її охолодження. Із зростанням температури шини погіршується міцність шинних матеріалів. Чим довше тривалість впливу високих температур, тим швидше погіршуються властивості шинних матеріалів. Висока температура призводить до зменшення міцності корду і погіршення зв'язку між протектором і каркасом шини, Зі збільшенням швидкості руху міцність зв'язку протектора з каркасом знижується ще значніше.
Мал. 3. Зразкове вплив швидкості руху автомобіля на термін служби шини
3. Майстерність водіння автомобіля
Вплив прийомів водіння автомобіля на термін служби шин має велике значення. Залежно від кваліфікації водія термін служби шин може змінитися в кілька разів. До числа основних факторів, що знижують термін служби шин і залежних безпосередньо від водія, належать такі: різке гальмування, особливо гальмування з блокуванням коліс; різке рушання з місця, особливо рушання з пробуксовкою коліс; рух з великою швидкістю на поворотах і різкі обгони; наїзди на перешкоди і недбале маневрування.
Перші три чинники пов'язані з різким збільшенням дотичних сил, що діють на колесо. Дія на колесо гальмівного і крутного моментів, а також бічний сили на поворотах збільшує зону ковзання в площині контакту шини з дорогою. У всіх цих випадках збільшується зона ковзання в задній частині площині контакту шини з дорогою і зменшується зона зчеплення в передній частині контакту. Чим більше величина гальмівної, тягової або бічній сил, тим більша частина площині контакту «захоплюється» зоною ковзання і тим менше стає зона зчеплення. У таких випадках іноді досить незначного зовнішнього впливу або зміни дорожньої ситуації, щоб автомобіль занесло. При цьому різко збільшується робота тертя в площині контакту шини з дорогою і зростає знос малюнка протектора.
Дослідним шляхом встановлено, що знос малюнка протектора залежно від дотичного навантаження будь-якого напрямку (від крутного і гальмівного моментів, бічний сили) знаходиться в статечної залежності з показником ступеня між квадратом і кубом. При гальмуванні автомобіля з повним блокуванням коліс на дорожньому покритті залишається характерний темний слід від протектора шини. Знос шин при такому гальмуванні катастрофічно великий. Такий процес гальмування посилюється ще і тим, що різко зростає температура нагріву в зоні контакту. Механічна міцність гуми знижується і виникає більш інтенсивний вид зносу - знос за допомогою скочування, при якому відділяється за допомогою тертя гума протектора скочується в валки.
Тривале та часте гальмування таким методом призводить до того, що шина зношується дуже швидко і нерівномірно - плямами. Дуже важливим моментом є необхідність одночасного спрацьовування гальм всіх коліс. В іншому випадку вся сила гальмування розподіляється тільки на блоковані колеса.
Досвідчені дані показують, що якщо прийняти інтенсивність зносу шин при безперервному русі автомобіля зі швидкістю 80 км / год за 100%, то при русі такого ж автомобіля з тією ж швидкістю, але з зупинками через кожні 8 км, інтенсивність зносу зростає в 2,5 рази. При русі в місті в години пік, коли різко знижуються середні технічні швидкості і різко збільшується кіль розгонів і гальмувань, знос шин підвищується в 3 рази.
Різке рушання автомобіля з місця з пробуксовкою коліс викликає той же ефект швидкого зносу шин. що і при гальмуванні. Особливо сильним стає впливів-стіе тягової сили на знос шин при рушанні автомобіля на підйомі.
При русі автомобіля на поворотах бічна сила, що діє на колеса автомобіля, збільшується за рахунок дії відцентрової сили. Так як відцентрова сила збільшується пропорційно квадрату швидкості, то знос шин при русі на поворотах збільшується пропорційно четвертого ступеня швидкості руху автомобіля. Дослідження, проведені за кордоном, показали, що відхилення автомобіля з базою 2743 мм на Г від прямолінійного руху при швидкості 100 км / год викликає утворення відцентрової сили, яка дорівнює половині ваги автомобіля.
Швидке напрямок автомобіля з одного боку руху на іншу при обгонах викликає таку ж дію, що і поворот автомобіля. При різких поворотах, особливо на великих швидкостях, чується характерний скрип, який вказує на інтенсивне поперечне ковзання в контакті шин.
Дія великих бічних сил - одна з головних причин передчасного виходу шин з ладу по зносу протектора. Тому абсолютно необхідно значно знижувати швидкість руху автомобіля при проходженні поворотів.
Недотримання перерахованих рекомендацій по методам водіння призводить до того, що за один день їзди на автомобілі можна зносити шини еквівалентно декільком тисячам кілометрів пробігу.
Крім прискореного зносу рисунка протектора дію крутного і гальмівного моментів, а також бічних сил за своїми значеннями, близьким до межі по зчепленню, пробуксовка, занос на поворотах), може привести до передчасного виходу шин з ладу через відшарування протектора, розшарування каркаса. Шина може зміститися з обода і провернутися на ободі, внаслідок чого відбудеться відрив вентиля.
Сильно страждають шини також від невміння або небажання знижувати швидкість і об'їжджати такі, здавалося б, дрібні перешкоди або перешкоди, як гострі і тверді предмети, що виступають над поверхнею дорожнього полотна кришки колодязів, залізничні рейки і т. Д. Часто можна бачити дуже сильне притиснення боковин шин до тротуару при зупинці автомобіля. У таких випадках можливий передчасний вихід їх з ладу через розриви каркаса як в центральній частині покришки, так і в боковині. Розрив покришки від ударів і в перший час непомічені пошкодження проявляються не відразу, а пізніше і тому бувають несподіваними і небезпечними.
До атегорія: - Автомобільні шини