Давление воздуха в шинах

При недостаточном давлении воздуха в шине наибольшие повреждения получает каркас покрышки по всей окружности боковых стенок – нити корда начинают отслаиваться от резины, быстро перетираются и рвутся, происходит кольцевой излом каркаса, который не поддаётся ремонту. При работе шины с пониженным давлением воздуха увеличивается сопротивление качению колёс и вследствие этого значительно возрастает расход топлива. Шина имеет повышенные деформации во всех направлениях и, следовательно, при качении элементы её протектора более склонны к проскальзыванию относительно дорожной поверхности, в результате чего шина нагревается. При этом она теряет эластичность, прочность её элементов резко падает, что ведёт к понижению долговечности, ухудшается управляемость автомобиля и безопасность его движения.

От понижения давления воздуха в шине зависят как абсолютная величина износа покрышки, так и характер износа. Износ протектора увеличивается, несмотря на увеличение площади контакта шин и уменьшение среднего удельного давления её на дорогу. Это объясняется увеличением деформации беговой поверхности шины, вследствие чего увеличивается неравномерное распределение нагрузки по площади контакта. При пониженном давлении воздуха в шине средняя часть протектора разгружается, прогибаясь внутрь шины, отчего в плечевой зоне протектора увеличивается нагрузка, вызывающая повышенное давление материала. В результате протектор сильно изнашивается в плечевой зоне (по краям беговой дорожки) и меньше в середине, где образуется вогнутый поясок. Причём в плечевой зоне всегда развивается более высокая температура, чем в других частях покрышки.

Более вредно пониженное давление воздуха в шинах для ведущих колёс, так как они нагружены крутящим моментом, передаваемым от двигателя, а также для сдвоенных колёс, когда преждевременно изнашивается, кроме шины с пониженным давлением воздуха, и соседняя исправная шина, нагрузка на которую резко увеличивается. От взаимного качания сдвоенных шин при смежно деформирующихся беговых стенках появляется дополнительное трение шин, увеличивающее разрушение каркаса.

Увеличение давления воздуха в шинах против нормы также приводит к снижению долговечности шин: возрастают напряжения в нитях корда каркаса, приводящие к его ускоренному старению, увеличивается удельное давление шины на дорогу и появляется преждевременный износ протектора в его средней части. Уменьшается амортизационные свойства резины и увеличивается ударная нагрузка. Перенапряжение нитей корда с течением времени приводит к преждевременному разрыву каркаса.

Рис.7.4. Влияние давления воздуха в шине на её пробег

Следует отметить всё же, что износ шин от повышенного давления воздуха меньше, чем от пониженного. Оптимальное давление воздуха зависит от условий эксплуатации.

Выбор давления воздуха для каждого заданного режима эксплуатации создаёт наиболее благоприятные условия для работы шин и обеспечивает максимальную продолжительность их службы.

Проведённые на АТП наблюдения показали, что у 40–60% шин давление воздуха не соответствует норме. Плотности вероятностей распределения давлений, с которыми эксплуатируются шины, имеют такие характеристики: математические ожидания на 5–10% меньше норматива, коэффициенты вариации v = 0,06:0,15. Потери ресурса шин составляют 4 – 10%. Объясняется это сложностью измерения давления во внутренних колёсах, порчей золотников при частом их вскрытии, закупоркой вентилей грязью и т.д.

Для определения средних по конкретному предприятию потерь ресурса шин в зависимости от выявленных вероятностных характеристик разработана номограмма (см. рис.7.5)

Алгоритм расчёта средних по АТП потерь ресурса шин следующий:

1. Среднее значение давления воздуха в шинах:

, кгс/см², (7.9)

где p_i - текущее значение давления воздуха в шине; N - количество реализаций (измерений).

1. Среднеквадратическое отклонение давления воздуха в шинах

. (7.10)

1. Коэффициент вариации давления воздуха в шинах

. (7.11)

1. Отклонение среднего по АТП давления воздуха в шинах от норматива:

. (7.12)

Далее по номограмме для определения средних по АТП потерь ресурса шин при найденных величинах p и v определяют потерю ресурса.

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН