Факторы, снижающие срок службы шин

7.3.1. Углы установки колёс и силы, действующие на шину

Неправильное схождение и развал колёс вызывают усиленный износ шины из-за дополнительного проскальзывания элементов протектора шин передних колёс в месте контакта её с дорогой. При больших положительных значениях схождения на обеих передних шинах возникает односторонний пилообразный износ по наружным дорожкам протектора. При недостаточном схождении или расхождении колёс односторонний пилообразный износ возникает по внутренним дорожкам. Развал оказывает заметное влияние на темп износа при значительных отклонениях от нормы. На шине возникает гладкий односторонний износ без явных признаков пилообразности. Неправильный развал колёс вызывает заметный износ плечевой зоны шины по всей окружности, причём износ внутренней плечевой зоны указывает на отрицательный развал.

Неправильное схождение передних колёс приводит к повышенному боковому скольжению, которое вызывает быстрое истирание грунтозацепов.

При определении влияния на износ шин условий движения необходимо учитывать также влияние боковых, вертикальных и угловых перемещений колёс, возникающих при движении автомобиля.

При угловых перемещениях колёс во время движения автомобиля возникает процесс неустановившегося увода, влияние которого также необходимо учитывать. При качении колеса с постоянным углом износ шины вызывается в основном проскальзыванием в конце контакта беговой дорожки. Если угол при прохождении точкой протектора длины контакта изменяется на величину , то износ шины можно представить суммой износов, вызванных и за цикл колебаний. В действительности поворот колеса на угол происходит не мгновенно, и дополнительные проскальзывания соответственно уменьшаются. Колёса катятся в условиях всё время меняющегося увода, что является одной из причин повышенного износа шин колёс автомобиля. Большое влияние на характер изменения углов установки колёс и колеи автомобиля в процессе движения оказывает конструкция подвески и рулевого управления.

При движении автомобиля на повороте возникает центробежная реакция дороги, вызывающая их боковой увод. Существенное влияние на износ шин оказывают радиусы поворота менее 36,2 м. Влияние радиуса поворота автомобиля на сопротивление качению и расход топлива изучают обычно при радиусах не более 50 м. Для определения интенсивности износа шин на круговой траектории радиусом R_K (менее 45м) необходимо значение интенсивности износа, вызванное действием бокового увода, умножить на коэффициент k_R, где

(7.7)

Касательные контактные напряжения при качении колеса с уводом особенно возрастают в зоне выхода протектора из контакта, что расширяет участок скольжения протектора относительно дороги и повышает интенсивность его износа. Интенсивность износа протектора с увеличением угла увода повышается нелинейно. Так, с возрастанием угла увода колеса от 0 до ±2,0º, интенсивность износа протектора легковых и грузовых шин повышается соответственно в 10 и 6 раз. При больших углах увода колеса интенсивность износа протектора шин возрастает в ещё большей мере. При этом увеличивается неравномерность износа по его ширине.

Причинами угловых колебаний колёс являются неоднородность колёс, особенности кинематики подвески и рулевого привода, автоколебания колёс, люфты и деформации в системах рулевого управления, подвески и переднего моста, неровности дороги. При угловых колебаниях колёс возникает процесс неустановившегося увода, оказывающего большое влияние на долговечность шин. Согласно выражению (7.8) износ шин возрастает пропорционально квадрату амплитуды и частоты колебаний колёс:

, (7.8)

где v - скорость автомобиля; l _к - длина контакта; _а - угол схождения; t_p - время.

Характерным признаком износа шин вследствие увода является наличие острых кромок на выступах протектора. Эти кромки хорошо заметны на ощупь, если провести рукой поперёк протектора. Шина, катящаяся с боковым уводом, изнашивается в несколько раз быстрее, чем при прямолинейном движении.

Для повышения долговечности шин необходимо принимать меры, обеспечивающие при эксплуатации автомобилей значения _s ( _c) не больше порядка 0,20, например, уменьшить число и интенсивность разгонов и торможений, разрабатывать и применять в приводе тормозов и трансмиссии устройства, предотвращающие недопустимое блокирование и буксование колёс.

Таким образом, пути уменьшения колебаний нормальной и касательной нагрузок способствует уменьшению износа шин.

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН