Тема 2.11. Особенности технического обслуживания и текущего ремонта автомобильных шин.

Вопросы темы:

1. Экономические и социальные аспекты эксплуатации шин

2. Контакт шин с дорогой и безопасность движения автомобиля

3. Ресурс шин и гарантии заводов изготовителей

4. Причины, приводящие к сокращению ресурса шин

2.11.1. Экономические и социальные аспекты эксплуатации шин.

При выборе модели шин следует ориентироваться на максимальную нагрузку на ось автомобиля и скорость, которые указаны в инструкции завода-изготовителя ав­томобиля или на обозначения, нанесённые на шинах автомобиля заводской комплектации. Не следует применять шины с большей шириной профиля, нагрузкой — это приводит к повышенному расходу топлива. Шины с лучшими скоростными характеристиками имеют большую стоимость.

Индивидуально для конкретных условий работы автомобиля, его типа решается вопрос о рисунке протектора. Производители шин в своих каталогах, как правило, ука­зывают на какую ось автомобиля, прицепа желательно устанавливать конкретную модель.

На управляемые и ведомые колёса на хороших дорогах рекомендуется устанавливать шины с наименьшим расчленением рисунка протектора, в основном с продольными канавками. Этим обеспечивается их больший ресурс при меньшем расходе топлива автомобилем. На ведущую ось — с дополнительными поперечными канавками, чтобы улучшить сцепление с дорогой.

На одну ось надо устанавливать шины одной модели. Иначе будет боковой увод автомобиля, неравномерный износ протектора. Недопустимо устанавливать вместе шины радиальные и диагональные, шины разной серии, разного типа рисунка протектора.

Всё сказанное относится и к шинам с восстановленным протектором. Ограничений по установке восстановленных шин на переднюю (кроме шин класса «Д») или заднюю оси грузовых автомобилей, согласно «Правилам эксплуатации автомобильных шин», нет. Однако следует воздерживаться отустановки на переднюю ось шин, имевших ремонт повреждений. Запрещается установка шин, восстановленных по первому классу (см. раздел 44.3), на переднюю ось междугороднего автобуса, а восстановленных по второму классу — на переднюю ось легкового автомобиля, автобуса, троллейбуса, а также на любую ось междугороднего автобуса.

В новую шину (покрышку) всегда надо устанавливать новую камеру. У старой — повышенная воздухопроницаемость, может произойти взрыв.

Ликвидация потерь ресурса шин в эксплуатации—это уменьшение затрат на их приобретение, сокращение выбросов по шинам на 10—20%.

2.11.2. Контакт шин с дорогой и безопасность движения автомобиля

Контролируемое водителем движение автомобиля может быть нарушено, потому что характер контакта шины с дорогой из-за стечения ряда неблагоприятных обстоя­тельств ухудшился.

Автомобиль с большой скоростью движется по дороге, покрытой слоем воды (например при дожде). В какой-то момент шины могут потерять контакт с дорогой и «всплыть». Это явление называется аквапланированием (рис. 3). Происходит это, когда шина уже не успевает выдавливать слой воды между собой и дорогой. Момент наступления аквапланирования в основном зависит от толщины водяного слоя, рисунка протектора, его остаточной высоты, давления воздуха в шинах, скорости автомобиля.

У заднеприводного автомобиля (при одинаковых шинах) аквапланированию больше подвержены передние колеса. У переднеприводного —задние. Поскольку пере­дние колеса «вытягивают» автомобиль, водитель ничего подозрительного может не заметить. Но достаточно притормозить или резко «сбросить газ», как автомобиль раз­вернёт на дороге.

На сухой дороге при пониженном давлении воздуха в шине и большой скорости движения возможно «вхождение» шины в режим критической скорости качения. Через несколько минут шина может разорваться на части.

Падение давления снижает упругость шины. В ней возникают резонансные явления, приводящие к появлению на шине стоячих волн и резкому повышению температуры до начала «развулканизации» резины. Прочность каркасаса, связь его с резиновым составом снижаются. Шина разрушается.

Скоростные свойства шины заложены в её конструкцию. Но у недокаченной шины критическая скорость наступает при меньшей скорости, чем та, которая указана и шине. С целью обеспечения большей безопасности Движения легковых автомобилей, согласно ГОСТ 4754 •рекомендуется при предстоящем длительном движении на повышенных скоростях давление воздуха в шинах по сравнению с нормативом повышать на 0,03 МПа.

Большое влияние на безопасность движения автомобиля, его управляемость оказывает боковой увод шины, приводящий к отклонению автомобиля от заданного пе­редними колёсами направления движения. Боковой увод проявляется на недокаченных шинах при действии на автомобиль боковой силы, например, при сильном боковом ветре в местах разрыва вдоль дорог строений или зелёных насаждений (лесополос).

Вероятность бокового увода возрастает при повышенной эластичности передних шин по сравнению с задними. Поэтому опасно устанавливать на переднюю ось автомо­биля радиальные шины, а на заднюю — диагональные. . При большой скорости движения даже на сухих дорогах задняя часть пятна контакта шины начинает проскальзывать. Темп износа протектора возрастает, а устойчивость автомобиля ухудшается.

2.11.3. Ресурс шин и гарантии заводов изготовителей

Ресурсом шины считается ее пробег до предельно допустимого износа протектора или до возникновения какого-либо повреждения: оголения нитей корда, отрыва про­тектора, вздутия, пробоя, отрыва борта и т.д.

Предельная остаточная высота рисунка протектора установлена: 1 мм — для шин грузовых, 1,6 мм — для шин легковых, 2 мм — для шин автобусов.

Шины должны быть сняты с эксплуатации, если при равномерном износе протектора появился один из инди­каторов износа, при неравномерном — появлении инди­каторов в каждом из двух сечениях.

Согласно «Правилам эксплуатации шин» при отсутствии индикаторов износа шина подлежит снятию, когда площадь суммарного предельного износа будет больше той, что указана на рис. 5. В практической деятельности удобнее исходить из того, что эта площадь суммарного предельного износа протектора не должна превышать участка его беговой дорожки, равного по длине половине радиуса шины

Первым циклом эксплуатации шины считается период её работы на новом (исходном) протекторе. Вторым (и последующим) циклом — работа шины на обновлённом протекторе, наваренном на изношенную покрышку.

Согласно ГОСТ 4754 и ГОСТ 5513 для шин постоянного давления установлен гарантийный срок на предъявления рекламаций — 5 лет на любом пробеге до допусти­мого износа рисунка протектора.

Согласно ГОСТ 13298 для шин с регулируемым давлением (в зависимости от их размера) установлен гарантийный пробег 15—35 тыс. км и гарантийный срок на предъявления рекламаций — 10—12 лет.

Шины, вышедшие из строя по вине изготовителя на пробеге до 6—10 тыс. км., обмениваются безвозмездно. При большем пробеге завод компенсирует недопробег до гарантийной нормы.

Гарантийный срок для восстановления шин в зависимости от класса их восстановления 1 — 1,5 года.

По импортным шинам ответственность изготовителя действует на всём пробеге до допустимого износа рисунка протектора.

Эксплуатационная норма пробега указывает какой минимальный пробег должна выполнить шина по экономическим соображениям. Выполнение нормы не есть основание для снятия шины с эксплуатации, если ее техническое состояние соответствует требованиям ГОСТ 4754, ГОСТ 5513, ГОСТ 13298.

Нормы пробега для шин (по их типу и размеру) при плановом ведении народного хозяйства страны устанавливались централизованно. На момент составления этого из­дания таких норм нет. При необходимости (требования, например, государственных финансовых организаций) автоподразделение должно разработать свои внутренние нормы пробега. Для этого, как показал практический опыт, целесообразно привлекать стороннюю организацию, занимающуюся испытанием или эксплуатацией шин, кото­рая обоснует величину разработанных норм.

2.11.4. Причины, приводящие к сокращению ресурса шин

Шины легковых автомобилей в основном снимаются с эксплуатации из-за износа протектора. На грузовых автомобилях 60—70% шин снимаются преждевременно с раз­рушениями каркаса. В большинстве случаев эти повреждения являются следствием неаккуратного вождения автомобиля, недокачки шин, плохого состояния дорог.

У шин, снятых по износу протектора, также имеют место потери ресурса. У 50—70% наблюдаются различные виды неравномерного износа.

Темп и характер износа протектора зависят (рис. 6) от ряда причин. Внешним показателем правильной эксплуатации шины является равномерный износ протектора. Любые отклонения в работе шины вызывают дополнительные проскальзывания элементов протектора, его неравномерный износ.

Ухудшение дорожного покрытия сокращает ресурс шин — на 25% на гравийно-щебёночных дорогах, на 50% на ка­менистых разбитых дорогах.

Температура окружающего воздуха влияет на нагрев шины. Оптимальный температурный режим шины 70— 75' С. При нагреве до 100' С износостойкость резины и прочность связи между резиной и кордом снижаются в 1,5—2 раза. Нагрев до 120' С считается опасным, выше — критическим.

При температурах -40' С и ниже непрогретые шины из неморозостойкой резины при резком трогании с места и ударах могут растрескаться.

Скорость движения также влияет на темп износа. Так при 140 км/ч он примерно в 2 раза выше, чем при 60 км/ч, а по мере увеличения тяговой или тормозной силы темп износа возрастает в степенной зависимости с показателем примерно 2,6.

Нагрузка на шину и её ресурс также взаимосвязаны. Перегрузка шины на 10% снижает ресурс на 20% в основном из-за перегрева шины. Компенсировать это можно снижением скорости движения.

Давление воздуха является наиболее важным техническим параметром эксплуатации шины.

Основную нагрузку в шине (60—80%) несёт воздух. Снижение давления вызывает большую нагруженность боковин и деформацию. Увеличивается расход (до 15%) топлива, возрастают усталостные напряжения в каркасе, рвутся нити (особенно металлокорда), значительно повышается температура. У радиальных шин наблюдаются случаи коль­цевого излома в зоне посадки шины на обод. Быстрее изнашивается протектор, в частности по краям беговой дорожки протектора (радиальные низкопрофильные шины такому виду износа подвержены в меньшей степени). На хороших дорогах эксплуатация шин, в интервале допустимых для данной модели максимальных значений давлений, даёт лучшие результаты по ресурсу шин, по расходу топлива. Но комфортабельность автомобиля, при этом, несколько снижается.

Дисбаланс (статический и динамический) бывает, почти, в каждой шине. Это последствия некоторых обычных отклонений при изготовлении шины, неправильный монтаж, неравномерный износ протектора при эксплуатации.

Любой вид дисбаланса вызывает пятнистый износ протектора.

Большое влияние на износ протектора оказывают углы установки колёс и особенно угол схождения

При этом на 0,5—1,5% возрастает рас- I ход топлива.

Развал оказывает влияние на темп износа при значительных отклонениях от нормы

Угол развала конструктивно связан с углом поперечного наклона шкворня (оси поворота). Изменение их происходит одновременно.

Часто односторонний износ одной шины возникает при неравенстве между собой углов продольного наклона шкворня каждого колеса. При этом на прямолинейном участке дороги автомобиль «тянет» в сторону.

Соотношение углов поворотов влияет на износ передних шин в тех случаях, когда автомобиль много движется по закруглениям, например, в условиях большого города или на горных дорогах.

При перекосе заднего моста автомобиль располагается под углом к траектории движения.

Если причину неравномерного износа не устранить на начальном этапе его возникновения, то через 15—20 тыс. км протектор может быть изношен волнами по всей поверхности.

На износ шин оказывают влияние и другие факторы технического состояния автомобиля, но влияние их меньше, чем рассмотренных выше, а обнаружение и устранение не вызывает особой сложности.

Средние потери ресурса шин грузовых автомобилей вавтотранспортных предприятиях страны из-за несовершенства технологических процессов обслуживания шин ори ЕО и ТО-1 составляют 5-7%, при ТО-2 — 4—6%.

При выполнении работ на шиномонтажном (вулкани-зационном) участке потери составляют 3—7%. Это нанесение шинам скрытых повреждений при их демонтаже без применения специальных стендов и отсутствие средств балансировки. Неиспользование современных технологий ремонта повреждений шин добавляет к имеющимся потерям еще 10% (см. раздел 44.3).

По предприятиям автосервиса потери ресурса шин связаны с несоблюдением технологий регулировки углов установки колёс и особенно продольного наклона оси поворотов, в повреждении боковин шин при их монтаже на стендах без применения специальных смазывающих гелей.

2.11.4. Технология текущего ремонта шин.

Шина является многократно восстанавливаемым изделием. При качественной эксплуатации и использовании современных ремонтных технологий на одну изношенную грузовую шину можно последовательно наложить (наварить) два-три новых протектора.

В настоящее время отечественный автотранспорт на восстановление протектора направляет не более 10% шин из числа поступающих в эксплуатацию. Большинство повреждений покрышки можно отремонтировать, но существующие технологии ремонта повреждений на практике осваиваются низкими темпами. При использовании даже наиболее доступных методов и способов ремонта повреждений и обслуживания шин затраты на них можно сократить, минимум, на 20%; по оптимистическим прогнозам - на 30-35%.

Восстановление изношенного протектора проводят по двум технологиям - горячей и холодной (термины условные, широко применяются на практике, иногда в технических публикациях).

Основные этапы ремонта следующие.

Контроль

Мойка и сушка

Срезание старого протектора и "шероховка" обрабатываемой поверхности. Обработанную покрышку повторно контролируют с использованием сканеров, рентгеновских или ультразвуковых установок и т.д.

Технологии наложения протектора при горячем и холодном способах восстановления принципиально различны.

При горячем восстановлении на зашерохованную часть распыляют клеевой раствор и наносят промежуточный тонкий слой прослоечной резины. Новый протектор может накладываться по двум технологиям: одним слоем толстой нерифленой и невулканизированной ленты или навивкой жгута из невулканизированной резины. В первом случае трудоемкость работ меньше, но необходима подгонка длины ленты, хорошая ее прикатка для удаления остатков воздуха, во втором - возможность использования более доступных ремонтных материалов.

Основной операцией является вулканизация. Это процесс получения резины при нагревании каучука с серой (примерно при 140 °С). В настоящее время есть материалы, вулканизация которых проходит при более низких температурах: примерно 80 °С при наварке нового протектора и 20 °С при ремонте камер и повреждений покрышки. Горячую вулканизацию проводят в вулканизационном аппарате. Внутренняя оболочка его представляет собой металлическую форму с рельефным рисунком протектора, который отпечатается на шине.

При холодном способе (нагрев шины имеет место, но он меньше) на обработанную поверхность накладывают готовый протектор. Его изготавливают на специализированных производствах при высоких температурах и давлениях для улучшения износостойкости резины. Если эти режимы создать в вулканизационном аппарате, каркас шины будет разрушен. Покрышку "упаковывают" в упругую оболочку, которая будет обжимать протектор при его вулканизации, и помещают в специальную камеру (можно с покрышками другого размера).

Последняя операция - это выходной контроль, включающий статическую балансировку нанесением клеевого раствора на наиболее легкую часть внутренней полости покрышки.

Каждый из приведенных способов имеет преимущества и недостатки. Ресурс шин, восстановленных горячим способом, составляет примерно 50-80% ресурса новых. Холодный способ энергоэкономичен, с меньшим загрязнением воздушного бассейна, требует меньше производственных площадей. Его целесообразно использовать в автообъединениях или на крупных АТП. Пробег таких шин не ниже пробега новых, а зачастую превышает его. Возможен выбор любого рисунка протектора из имеющегося ассортимента. Но материалы дорогостоящие. Экономически целесообразно восстанавливать только шины грузовых автомобилей, их прицепов, автобусов, троллейбусов (чем больше размер, тем выгоднее), авиационных шин.

Согласно ОСТ 38-47-171-95 шинам с восстановленным протектором присваивается 1-й класс, если у них отремонтировано не более трех-пяти проколов, 2-й, или "Д", класс - при большем числе повреждений в зависимости от их размеров.

Ремонт местных повреждений покрышек, или, как принято называть, местный ремонт шин, позволяет устранять сквозные порезы до 110 х 20 мм, разрывы до 50 х 40 мм. Но в зависимости от применяемой технологии могут быть отремонтированы и большие повреждения.

В дорожных условиях для ремонта повреждений камер следует применять самовулканизируемые заплаты. Ими можно ремонтировать разрывы до 100 мм. Время вулканизации 3-5 мин

Свои особенности имеет технология ремонта бескамерных шин. Эти шины конструктивно не предназначены для многократных демонтажно-монтажных работ - нарушается герметизирующий слой бортов. Все проколы до 7 мм - а их подавляющее большинство - надо ремонтировать без снятия шины с обода. Для этих целей применяют ремонтные вставки - резиновые жгуты, покрытые самовулканизирующимся составом, клеем (иногда клей прилагается отдельно). Устанавливают жгуты специальным шилом.

Общепринятыми итоговыми показателями эксплуатации шин являются их ресурс - пробег на момент снятия, и количество шин в процентах, сданное на первичное и повторное восстановление. При обезличенном восстановлении шин эти сведения не позволяют оценить общий период эксплуатации одной условной шины. Поэтому разработан комплексный показатель К_и.р - коэффициент использования ресурса шины, показывающий отношение среднего общего пробега шины на новом и восстановленных протекторах L_oб к нормативному пробегу L_н новой шины:

, (3.5)

где К_пн и К_кв - коэффициенты выполнения соответственно новыми и восстановленными шинами своих нормативных пробегов;

К_в - коэффициент восстановления шины, показывающий, сколько раз в среднем восстанавливается одна шина.

Оценка эффективности эксплуатации шин по К_и._р позволяет во взаимосвязи проконтролировать основные этапы реализации ресурса шины: характер износа протектора, сохранность шин для восстановления. После некоторых преобразований этот коэффициент позволяет также выявлять, в полном ли объеме АТП использует восстановленные шины или же их несвоевременно вывозят с восстановительных заводов, складируют, а в эксплуатацию необоснованно вводятся новые шины.

По стоимости шины и величине L_oб можно рассчитывать и планировать себестоимость пробега шин в рублях на 1000 км.

Контрольные вопросы темы:

1. Какие требования предъявляются при выборе модели шин.

2. Какие факторы влияют на контакт шины с дорогой.

3. Поясните понятие «критическая скорость качения»

4. Под действием каких сил появляется боковой увод?

5. Поясните понятие «Предельная остаточная высота рисунка протектора»

6. Какая разница между гарантийным сроком, гарантийным пробегом и эксплуатационной нормой пробега.

7. Какая причина приводит к сокращению ресурса шин?

8. Поясните влияние отдельных причин на ресурс шин

9. Поясните понятие «статический дисбаланс», «динамический дисбаланс»

10. Как производится балансировка колеса.

11. Какой влияние на ресурс шин оказывают параметры установки колес.

12. В чем заключаются преимущества и недостатки применения радиальных и диагональных шин.

13. Перечислите основные этапы восстановления протектора шин.

14. Какие особенности восстановления повреждений протектора диагональных и радиальных шин?

15. Какие способы ремонта повреждений шин в дорожных условиях могут применяться.

16. Как производится учет шин на авто предприятиях.

17. Какой показатель используется для оценки ресурса шины?

Раздел.3. Организация и управление производством технического обслуживания и ремонта автомобилей.