Влияние давления воздуха в шине на ресурс шины.

Отклонения давления от нормы, %

Пневматические шины сконструированы для работы при определенном давлении воздуха. Основную нагрузку в шине (60…70%) несет воздух.

Особенно нежелательно пониженное давлении. Шина с пониженным внутренним давлением имеет повышенные деформации во всех направлениях и, следовательно, при качении ее протектор более склонен к проскальзыванию относительно дорожной поверхности, в результате чего шина сильно нагревается. При увеличении деформации шины повышается внутреннее трение, возрастают усталостные напряжения в каркасе, рвутся нити (особенно металлокорда), увеличивается расход топлива (до 15%). При пониженном давлении интенсивно изнашиваются края беговой дорожки протектора.

Увеличенное давление воздуха также приводит к снижению срока службы шин, но не так резко. При повышенном давлении воздуха возрастают напряжения в нитях каркаса. При этом ускоряется разрушение корда, увеличиваются удельные нагрузки при взаимодействии шины с дорогой, ведущие к интенсивному износу средней части протектора. Амортизирующие свойства шины уменьшаются. Поскольку нити корда находятся под большим напряжением, резко возрастаем вероятность повреждения шины, особенно на плохих дорогах, при наезде на сосредоточенное препятствие.

При вращении колеса с большой скоростью наличие даже незначительного дисбаланса вызывает резко выраженную динамическую неуравновешенность колеса. При этом появляется вибрация и биение колеса в радиальном или боковом направлениях.

Теоретически различают два вида дисбаланса – статический и динамический.

Статический дисбаланс – это неравномерное распределение массы шины (колеса) относительно оси вращения. Если такое колесо имеет свободу вращения, тяжелая часть всегда опустится вниз. При движении статический дисбаланс вызывает биение (колебание) колеса в вертикальной плоскости, возникает вибрация кузова, ослабевают крепежные и сварочные соединения.

Динамический дисбаланс вызывается неравномерным распределением массы шины (колеса) относительно центральной продольной плоскости качения колеса. При движении биение колеса происходит в горизонтальной плоскости, на подшипники ступицы и детали рулевого привода действует знакопеременная высокочастотная нагрузка. Характерным признаком такого дисбаланса является биение (вибрация) рулевого колеса.

В большинстве случаев автомобильное колесо имеет оба вида дисбаланса. Их причинами могут быть некачественная сборка конструктивных элементов шины при изготовлении, неправильный монтаж, ремонт шины постановкой заплат и пластырей, а также неравномерный износ протектора в эксплуатации.

Любой вид дисбаланса вызывает пятнистый износ протектора и увеличивает износ шин, т. к. наличие дисбаланса создает периодически действующую на шину ударную нагрузку при качении колеса по дороге. Пробег небалансированных отремонтированных шин легковых автомобилей уменьшается примерно на 25% по сравнению с пробегами отбалансированных отремонтированных шин.

Кроме того, дисбаланс колес ухудшает управляемость автомобиля и комфортабельность езды.

Обод (диск) автомобильного колеса при сильных боковых ударах деформируется, возникает торцовое биение («восьмерка»). Биение нового диска по заводским условиям обычно не должно превышать 1,2 мм. Примерно 15% дисков легковых автомобилей-такси приобретают в процессе эксплуатации биение до 3…6 мм. Ресурс шины, определяемый по глубине протектора в месте наибольшего износа, сокращается при этом до 75%.

Торцевое биение, мм

Влияние торцевого биения на ресурс шины:

1 – диск с биением

2 – диск без биения на другой стороне заднего моста

Для грузовых автомобилей и автобусов, имеющих бездисковые колеса, торцевое биение может возникнуть при неравномерной затяжке гаек крепления.

Часто причиной быстрого износа автомобильных шин является неправильная установка передних колес, когда углы установки передних колес не соответствуют техническим требованиям. Неправильное схождении и развал колес вызывают усиленный износ шины из-за дополнительного проскальзывания элементов протектора в месте контакта колеса с дорогой. Наибольшее влияние оказывает угол схождения; несоответствие его оптимальной величине резко сказывается на ресурсе шин.