Ресурсосбережение при технической эксплуатации, обслуживании и ремонте автомобильных шин.

Шины являются важным, дорогостоящим и специфическим элементом конструкции автомобиля. Основными материалами для производства шин являются резина, которая обычно изготавливается из натурального или синтетического каучука и ткань – прорезиненные нити корда. Корд может быть выполнен в виде текстильных, металлических, полимерных или стеклянных нитей.

На приобретение, обслуживание и ремонт шин приходится 6…15% себестоимости транспортной работы. Работы, связанные с монтажом – демонтажем шин, их обслуживанием, ремонтом составляют 3…7% общей трудоемкости ТО и ремонта автомобилей. От 3-х до 6-ти человек на АТП средней мощности заняты технической эксплуатацией шин. В зависимости от конструктивных особенностей шин расход топлива автомобилями может меняться на 4…7%. Несоблюдение параметров технического состояния шин приводит к росту расхода топлива до 15%, почти вдвое увеличивается вероятность дорожно-транспортных происшествий.

Основные причины выхода шин из строя.

Шина считается исчерпавшей свой ресурс, если износ протектора достиг предельной величины или в шине возникли какие-либо серьезные повреждения – порезы и разрывы нитей корда, расслоение каркаса, вздутие протектора или боковины, сквозные пробои, отрывы бортов… .

Предельная остаточная высота рисунка протектора установлена 1 мм для шин грузовых автомобилей; 2 мм – для автобусов; 1,6 мм – для легковых автомобилей.

Основной причиной снятия шин легковых автомобилей являются износ протектора до предельной величины. У грузовых автомобилей часты случаи повреждения шин, что приводит к списанию в утиль 60…70% снимаемых с эксплуатации шин. Причины (если все 100%): сквозные повреждения протектора 26%;повреждения боковин – 23%; отрыв бортов – 14%; расслоение каркаса брекера – 12%; износ протектора до нитей корда – 9%; заводской брак – 7%; прочие причины – 9%. В большинстве случаев эти повреждения являются следствием неаккуратного вождения автомобиля, его перегрузки, плохого состояния дорог.

Остальные шины (30…40%) остаются пригодными к восстановлению, но и они имеют потери ресурса. Равномерный износ протектора достигается только у четверти части шин. У остальных – различные виды неравномерного износа: односторонний, по центру, по краям, пятнистый.

Факторы, определяющие ресурс шин.

При правильной эксплуатации шины её ресурс определяется, главным образом, темпом износа протектора, который зависит от многих факторов. Если классифицировать эти факторы по степени управляемости, то можно выделить следующие основные группы:

- неуправляемые факторы;

- частично управляемые факторы;

- полностью управляемые факторы.

Первые две группы факторов вызывают, как правило, равномерный износ протектора, а неудовлетворительная реализация третьей группы приводит к неравномерному износу протектора.

Кратко характеризуем эти группы факторов, определяющих износ протектора.

Основными показателями правильной технической эксплуатации шины является равномерный износ протектора. Любые отклонения в работе шины вызывают перераспределение сил в пятне контакта, проскальзывание элементов протектора, их неравномерный износ по профилю и контуру.

Действие поверхности дороги на шину зависит от типа и состояния дорожного покрытия, продольного и поперечного профилей и извилистости дороги. Чем больше шероховатость поверхности дороги и больше на ней неровностей, тем скорее истирается протектор, быстрее появляется усталость каркаса и понижается сопротивляемость шины механическим повреждениям.

Ухудшение дорожного покрытия сокращает ресурс шин. По сравнению с асфальтобетонными дорогами на гравийно – щебеночных дорогах ресурс снижается примерно на 25%, на каменистых разбитых дорогах на 50%.

Чем больше спусков, подъемов и поворотов на дороге и чем они круче, тем чаще создается перегрузка то передних, то задних, правых или левых колес и тем чаще приходится разгонять и тормозить автомобиль, а это увеличивает трение и теплообразование в шинах и ускоряет их износ.

При движении автомобиля на повороте возникает центробежная реакция дороги, приложенная перпендикулярно плоскости вращения колес. Боковые стенки, бортовая часть и протектор покрышки в этом случае испытывают большие дополнительные напряжения. На крутых поворотах и при повышенной скорости движения реакция дороги, противодействующая центробежной силе, особенно велика и стремится сорвать шину с обода колес, оторвать протектор от каркаса. Эта реакция увеличивает истирание протектора.

Чем выпуклее поперечный профиль дороги, тем больше перегружается шины на правых колесах и разгружаются на левых, что приводит к более автомобиля по середине узкой дороги с резко выпуклым профилем происходит некоторая перегрузка внутренних сдвоенных шин, увеличивающая их износ.

Большое влияние на износ шин оказывают климатические условия: температура и влажность окружающего воздуха и дороги. Повышенная температура вызывает более интенсивный перегрев шины. При этом хотя и снижается сопротивление качению, но в это же время и сокращается ресурс шин. Наивыгоднейший температурный режим работы шины с позиции указанных параметров – 70..75 °С. Температура шины до 100°С считается допустимой, при 120°С – опасной, выше – критической. При повышении температуры от 0°С до 100°С прочность резины снижается в 2…3 раза, а прочность связи между резиной и кордом – в 1,5…2 раза. Поэтому износ шин зимой на твердом дорожном покрытии примерно на 25…30% меньше, чем летом. Кроме того, с увеличением температуры окружающего воздуха происходит понижение герметичности шин вследствие увеличения диффузии воздуха через стенки камеры. Таким образом, низкая температура окружающего воздуха уменьшает температуру в работающих шинах, благодаря чему уменьшается их общий износ. Однако и в условиях очень низких температур возможен преждевременный износ и даже повреждение шин вследствие потери резиной эластичности и появление хрупкости. При низких отрицательных температурах (-40 °С и ниже) непрогретые при движении шины из обычной (неморозостойкой) резины при резком трогании с места, ударах о неровности могут разорваться.

Для современных транспортных потоков скорость движения, частота остановок и разгонов в значительной степени зависят от общей интенсивности и характера движения транспортного потока. При этом особое значение приобретает также качество вождения автомобиля.

Неумелое или небрежное вождение автомобиля может проявиться в резком торможении вплоть до юза, трогании с места с пробуксовкой, в наезде на встречающиеся на дорогах препятствия, в прижатии к бордюрному камню и т. д.

Резкое торможение и разгон автомобиля снижают ресурс шин, т. к. интенсивность износа протектора по мере увеличения тяговой или тормозной сил возрастает в степенной зависимости (со степенью примерно 2,2 для тяговой и 2,6 для тормозной). Трение протектора о дорогу при движении полностью заторможенных колес автомобиля, т. е. юзом, резко повышается, что увеличивает нагрев протектора и быстрее истирает и разрушает его. Кроме сильного износа протектора, резкие торможение и разгон создают повышенные напряжения в нитях каркаса и бортовой части покрышки.

С увеличением скорости качения шины увеличивается число циклов нагружения на элементы протектора в единицу времени, повышается теплонапряженность резины протектора, что обуславливает снижение ее прочностных показателей , и, следовательно, возрастание интенсивности износа протектора. С возрастанием скорости качения при прочих равных условиях можно ожидать увеличения степени проскальзывания протектора в контакте шины с дорогой вследствие усиления инерционных эффектов. При увеличении скорости в 50 до 100 км/ч, т. е. при возрастании частоты циклов деформирования на 50%, ресурс шины может снизиться до 40%.

Реализуемая высокая скорость движения может привести не только к увеличенному истиранию протектора, но и к ослаблению связи между слоями резины и корда с возможным из расслоением и к отставанию заплат на отремонтированных участках покрышки и камеры.

Нагрузка на шину и ее ресурс также взаимосвязаны. Перегрузка шин на 10% может снизить ее ресурс до 20%. Под действием повышенных нагрузок повреждается каркас, протектор изнашивается по краям беговой дорожки.

К перегрузкам шин приводит загрузка автомобиля массой, превышающей его грузоподъемность, неравномерное распределение груза в кузове, а также снижение давления воздуха водной из шин сдвоенного колеса.

Ввиду перегрузки каркаса разрушаются боковые стенки шины, появляются разрывы.

Увеличенный прогиб рессор при перегрузках приводит к износу или повреждению шин касанием кузова.

Остальные факторы с позиции технической эксплуатации представляют особый интерес, т. к. на них можно и нужно воздействовать при техническом обслуживании и ремонте автомобилей.

Для каждого размера шин с учетом их конструкции и экономичной нагрузки устанавливают норму давления воздуха. Отклонения от нормы приводят к снижению ресурса.