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