Влияние износа шин на их характеристики и тягово-сцепные свойства автомобиля

Основные характеристики шин определяют обычно для новой обкатанной небольшим пробегом шины. Эти данные используются при конструировании автомобиля и оценки его эксплуатационных свойств. В эксплуатации же автомобиль работает на шинах с различной степенью износа протектора шин и в меньшей степени на новых шинах.

Исключительно большое влияние износ протектора шины оказывает на тягово-сцепные качества автомобиля и безопасность движения на мокрых и скользких дорогах, а также на мягких грунтах.

В процессе испытаний было установлено, что износ шин очень мало влияет на радиальную жёсткость шины, а разброс показателей не превышает точности измерений. Влияние износа шин на параметры контакта невелико.

Крутильная жёсткость шин по мере износа рисунка протектора увеличивается: крутильная жёсткость полностью изношенной шины на 26% больше, чем жёсткость новой шины. Она определяется в основном двумя компонентами: окружной деформацией оболочки шины и деформацией сдвига элементов рисунка протектора. По мере износа протектор становится жёстче в окружном направлении, вследствие чего и происходит увеличение крутильной жёсткости шины.

Боковая жёсткость шины по мере износа рисунка протектора также увеличивается: жёсткость полностью изношенной шины на 27% больше жёсткости новой шины.

Исследования показали, что для шины с полностью изношенным рисунком протектора коэффициент сопротивления боковому уводу с увеличением внутреннего давления в шине при всех нагрузках возрастает, а для новой шины – уменьшается. Однако изменение коэффициентов сопротивления уводу относительно невелико – на 12% при изменении давления воздуха от 5 до 7 кгс/см². С уменьшением высоты рисунка протектора сопротивление боковому уводу увеличивается. Коэффициенты сопротивления боковому уводу полностью изношенных шин на 50 – 70% больше, чем у новых шин.

По мере увеличения износа шин от новой до полностью изношенной радиус качения колеса уменьшается на 13 мм, т.е. всего на 3%. Повышение скорости движения с 3 до 40 км/ч практически не влияет на радиус качения. Радиусы качения шины с естественным и искусственным износом рисунка протектора различаются незначительно.

Коэффициент сопротивления качению уменьшается с возрастанием износа протектора. У шины с полностью изношенным рисунком протектора это уменьшение по сравнению с новой шиной составляет 20 – 25%. Приведённые данные подтвердились при определении выбега автомобиля. Расход топлива при движении автомобиля на шинах с полностью изношенным рисунком протектора на 4 – 6% меньше, чем у автомобиля на новых шинах. Ранее проведённые исследования показали, что уменьшение сопротивления качению шин на 1% эквивалентно снижению расхода топлива автомобилем на 0,25 – 0,35%.

Следовательно, уменьшение на 1 мм высоты рисунка протектора шин приводит к снижению сопротивления качению на 1,25 – 1,55%.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ 8.1. Классификация закономерностей, характеризующих изменение технического состояния автомобилей Процессы, происходящие в природе и технике, могут быть подразделены на две большие группы: процессы, описываемые функциональными зависимостями, и случайные (вероятностные, стохастические). Для функциональных зависимостей характерна жесткая связь между функцией (зависимой переменной) и аргументом (независимой переменной величиной), когда определенному значению аргумента (аргументов) соответствует определенное значение функции. Например, зависимость пройденного пути автомобиля от скорости и времени движения. Вероятностные процессы происходят под влиянием многих переменных факторов, значение которых часто неизвестно. Поэтому результаты вероятностного процесса могут принимать различные количественные значения, т. е. обнаруживать рассеивание или вариацию, и являются случайными величинами. Например, наработка на отказ автомобиля или его агрегата является случайной величиной и зависит от ряда факторов: качества материалов деталей; точности обработки деталей; качества сборки; качества ТО и ремонта; квалификации персонала; условий эксплуатации; качества применяемых эксплуатационных материалов и т. п. Случайными величинами являются трудоемкость устранения конкретной неисправности, расход материалов, значение параметра технического состояния в определенные моменты времени и т. д. Для разработки рекомендаций по рациональной эксплуатации, совершенствованию конструкции автомобилей необходима информация о закономерностях изменения их технического состояния. К важнейшим закономерностям ТЭА относятся: изменение технического состояния автомобиля, агрегата, детали по времени работы или пробегу (наработке) автомобиля; рассеивание параметров технического состояния и других случайных, с которыми оперирует техническая эксплуатация, например, продолжительность выполнения ремонтных и профилактических работ; формирование суммарного потока отказов за весь срок службы автомобиля или группы автомобилей (процесс восстановления).

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ