Восстановление автошин холодным способом

Повышение нагрузки на колесо при постоянном давлении воздуха  в шине увеличивает силу сопротивления  качению. Однако при изменении нагрузки с 80 до 110 % от номинальной коэффициент сопротивления качению практически остается постоянным. Рост нагрузки на 20 % сверх максимально допустимой повышает коэффициент сопротивления качению примерно на 4 %.

Сопротивление качению колеса несколько повышается с увеличением  приложенного к колесу крутящего  и тормозного моментов. Однако интенсивность  нарастания потерь при тормозном  моменте больше, чем при ведущем.

Для различных типов дорожных покрытий коэффициент сопротивления  качению колеблется в следующих  пределах:

 

Таблица 1 - Коэффициенты сопротивления  качению шин

Дорога с асфальтовым  покрытием
в хорошем состоянии	0,015…0,018
в удовлетворительном состоянии	0,018…0,020
Дорога с гравийным  покрытием
в хорошем состоянии	0,020…0,025
Грунтовая дорога
сухая, укатанная	0,025…0,035
после дождя	0,050…0,150
Песок
сухой	0,100…0,300
сырой	0,060…0,150
Обледенелая дорога и лед	0,015…0,03
Укатанная снежная дорога	0,03…0,05

На дорогах с твердым  покрытием сопротивление качению  колеса во многом зависит от размеров и характера неровностей дороги, Сопротивление движению в таких  условиях уменьшается с увеличением  диаметра колеса.

При движении по мягкой грунтовой  дороге сопротивление качению зависит  от степени деформации шины и грунта. Деформация обычной шины на этих грунтах  примерно на 30…50 % меньше, чем на твердом  покрытии. Для каждого размера  шины и условий движения имеется  определенное давление воздуха, обеспечивающее минимальное сопротивление движению.

 

Сцепные свойства шин

 

Способность нормально нагруженного колеса воспринимать или передавать касательные силы при взаимодействии с дорогой является одним из важнейших  его качеств, способствующих движению автомобиля. Хорошее сцепление колеса с дорогой повышает управляемость, устойчивость, тормозные свойства, т.е. безопасность движения. Недостаточное  сцепление, как показывает статистика, является причиной 5… 10 % дорожно-транспортных происшествий при движении по сухим  дорогам и до 25…40 % - по мокрым. Это  качество колеса и дороги принято  оценивать коэффициентом сцепления  Ф- отношением максимальной касательной реакции Rx maxв зоне контакта к нормальной реакции или нагрузке G, действующей на колесо, т. е. Ф = Rх mах/ G

Различают три коэффициента сцепления: при качении колеса в  плоскости вращения без буксования или юза (скольжения); при буксовании или юзе в плоскости вращения колеса; при боковом скольжении колеса.

Повышение коэффициента сцепления  может быть достигнуто в ущерб  другим качествам шины. Пример тому - стремление повысить сцепление с  мокрой дорогой расчленением рисунка  протектора, что снижает прочность  элементов протектора.

С учетом климатических и  дорожных условий в ряде стран  установлены минимальные значения коэффициента сцепления в пределах 0,4…0,6. Коэффициент сцепления зависит  от конструкции шины, внутреннего  давления, нагрузки и других условий  работы, но в большей степени от дорожных условий. Диапазон изменения  этого коэффициента в зависимости  от конструкции шины различен для  разных дорожных условий. При движении по твердым, ровным, сухим дорогам  коэффициенты сцепления шин с  различными конструктивными элементами близки, и их абсолютные значения зависят  в основном от вида и состояния  дорожного покрытия, свойств протекторных резин. Рисунок протектора в этих условиях оказывает наибольшее влияние на сцепление. Увеличение насыщенности рисунка протектора обычно повышает сцепление. Влияние рисунка протектора весьма велико при качении шины по гладким покрытиям. Расчленение протектора улучшает сцепление шины с мокрым покрытием благодаря лучшему вытеснению воды с площади контакта, а также благодаря повышению давления. Ускорению выхода воды с площади контакта способствуют расширение канавок, спрямление их, уменьшение ширины выступов. Сцепление улучшается при более вытянутых выступах рисунка протектора, а наименьший коэффициент сцепления наблюдается при квадратных и круглых выступах. Щелевидные канавки не имеют больших проходных сечений, но создают значительные давления на краях и как бы вытирают дорогу. При удалении влаги возникают условия сухого и полусухого трения, что резко повышает коэффициент сцепления. При снижении высоты выступов рисунка протектора удаление воды из зоны контакта замедляется из-за уменьшения проходных сечений канавок и соответственно ухудшается сцепление шины с дорогой.

Значительное влияние  на сцепление шин с мокрой дорогой  оказывает также тип рисунка  протектора. При продольной ориентации рисунка аквапланирование1наступает  при меньшей скорости и при  меньшей толщине водяного клина, чем в случае поперечной ориентации рисунка протектора.

Большое значение, особенно на больших скоростях, имеет толщина  слоя воды на поверхности покрытия. При скорости свыше 100…120 км/ч и  толщине слоя воды 2,5…3,8 мм даже неизношенный протектор с выступами полной высоты не обеспечивает отвода воды с  площади контакта с дорогой (коэффициент  сцепления меньше 0,1).

При движении по мягким грунтам  сцепление шины зависит от поверхностного трения о грунт, сопротивления срезу  грунта, защемленного во впадинах рисунка, и от глубины колеи. Большое значение для сцепления шины с дорогой  имеют конструктивные параметры  рисунка протектора, когда грунт  неоднороден и когда в верхней  части расположен более мягкий слой, а в нижней - сравнительно твердый  грунт.

При движении по мягким вязким грунтам сцепление в большей  мере зависит от самоочищаемости рисунка протектора, что может оцениваться скоростью вращения колеса, при которой из впадин рисунка грунт выбрасывается центробежной силой. На самоочищаемость влияют факторы, относящиеся к свойствам грунта и параметрам шины.

Распространенным в последнее  время способом повышения сцепления  шины зимой является применение металлических  шипов. Однако на очищаемых от снега  и льда дорогах эксплуатация шин  с шипами нецелесообразна, здесь  преимущество имеют шины с зимним рисунком протектора.

 

Амортизационные свойства шин

 

Грузоподъемность автомобиля должна соответствовать грузоподъемности его ходовой части, одним из важнейших  элементов которой является шина. Под действием приложенной к  колесу нормальной нагрузки шина деформируется. Это происходит при незначительном повышении (1…21) внутреннего давления воздуха в шине, так как объем  воздуха при деформации шины практически! не изменяется. Но, несмотря на столь  незначительное повышение внутреннего  давления воздуха в шине, работа сжатия воздуха при ее деформации довольно значительна и составляет при номинальной нагрузке и давлении примерно 60 % полной работы деформации. Остальные 40 % затрачиваются на деформацию материала шины, из которых, примерно треть приходится на деформацию протектора.

С увеличением нормальной нагрузки при заданном внутреннем давлении уменьшается значение силы сжатия воздуха.

Под действием нагрузки сокращается  расстояние от оси колеса до дороги из-за уменьшения высоты и увеличения ширины профиля шины. Значение, на которое  изменилась высота профиля шины под  нагрузкой при опоре на плоскость, принято называть нормальной деформацией, а деформацию в любой точке протектора в направлении радиуса колеса - радиальной деформацией в данной точке шины.

Нормальная деформация зависит  от размеров и конструкции шины, материала, из которого она изготовлена, ширины обода, твердости покрытия дороги, давления воздуха в шине, нормальной нагрузки, значений окружного и бокового усилий, приложенных к колесу. Она  характеризует степень нагруженности шины, ее грузоподъемность и долговечность.

Определяется грузоподъемность также конструктивными параметрами  шины, главным образом габаритными  размерами, внутренним давлением, количеством  слоев и типом корда в каркасе, профилем. Повышение грузоподъемности (но в ограниченных пределах) достигается  увеличением внутреннего давления в шине, при котором уменьшается  ее прогиб. Однако при повышении  давления требуется увеличивать  слойность шины, что влечет за собой нежелательные явления.

 

Долговечность, износостойкость  и дисбаланс шин

 

Долговечность автомобильной  шины определяется пробегом ее до предельного  износа выступов рисунка протектора - минимальной высоты выступов в 1,6 мм для шин легковых автомобилей  и в 1,0 мм для шин грузовых автомобилей. Такое ограничение принято из условий безопасности движения и  предохранения каркаса шины от повреждений  в случае износа подканавочного слоя. Долговечность шины зависит от внутреннего давления воздуха в шине, массовой нагрузки на шину, состояния дороги и условий движения автомобиля.

Износостойкость протектора определяется интенсивностью износа протектора, т.е. износом, отнесенным к единице  пробега (обычно I тыс. км), при определенных дорожных и климатических условиях и режимах движения (нагрузке, скорости, ускорении). Интенсивность износа Y обычно выражается отношением уменьшения высоты А (в мм) выступов рисунка протектора за пробег к этому пробегу Y = h/S, где S -пробег, тыс.км.

Износостойкость протектора зависит от тех же факторов, что  и долговечность шины.

Неуравновешенность и  биение колес увеличивают вибрацию и затрудняют управление автомобилем, снижают срок службы шин, амортизаторов, рулевого управления, увеличивают расходы  на техническое обслуживание, ухудшают безопасность; движения. Влияние неуравновешенности и биения колес увеличивается  с ростом скорости движения автомобиля. Шина оказывает существенное влияние  на суммарный дисбаланс автомобиля, так как она наиболее удалена  от центра вращения, имеет большую  массу и сложную-конструкцию.

К основным факторам, влияющим на дисбаланс и биение покрышки, относятся: неравномерность износа протектора по толщине и неоднородность распределения материала по окружности шины.

Исследования, проведенные  в НАМИ, показывают, что наиболее неприятные последствия дисбаланса и биения колес с шинами в сборе - колебания колес, кабины, рамы и других частей автомобиля. Эти колебания, достигая предельного значения, становятся неприятными для водителя, снижают комфортабельность, устойчивость, управляемость автомобилей, увеличивают износ шин.

 

1.3 Принцип работы  шины

 

Шины осуществляют непосредственную связь автомобиля с дорогой. Каждая шина должна быть способна выдерживать  вес транспортного средства, а  так же передавать как можно большую  силу привода, торможения и боковые  нагрузки.

Шина колеса надевается на металлический колесный диск. Диск крепится болтами непосредственно  либо к ступице колеса, либо к  полуоси.

Именно на колесный диск в конечном итоге поступает крутящий момент от двигателя внутреннего  сгорания.

Во всех колесах автомобиля (включая «запаску») должно поддерживаться одинаковое давление воздуха. Для большинства  современных легковых машин оптимальным  является давление 2 атм. Для измерения  давления в шинах предназначен специальный  прибор — манометр.

 

1.4 Материалы, применяемые при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте шины. Эксплуатационные материалы

 

Главным материалом для шины является резина. Резина бывает разной и может изготавливаться как из синтетического, так и из натурального каучука. Наиболее часто встречаются шины, изготовленные из синтетического каучука, так как он прост в разработке и намного дешевле и по качеству не уступает натуральному каучуку.

Помимо производства шин  из резины некоторые производители  в качестве основного материала  используют новый материал - компаунд. Если сравнивать с традиционным каучуком, то данный материал является немного  качественней, да и по цене он дешевле.

У всех производителей шин  имеется свой оптимальный химический состав для шины, который определяется их различные характеристики. Один производитель может делать упор на большой срок службы шины, другой - на скоростные характеристики, а третий и вовсе на поведение шины на мокром покрытии дороги. Именно эти характеристики и определяют цену, а также качество автомобильной шины.

От качества материалов для ремонта шин в очень большой степени зависит общее качество ремонта локального повреждения автошины.

Для качественного ремонта  шин необходимы следующие материалы:

• армированные кордом пластыри;
• сырые резины;
• химические составы.

Установку и подбор пластырей  необходимо производить в соответствии с требованиями технологической  инструкции по ремонту шин и с  помощью таблиц подбора пластырей.

Стоимость российских пластырей  для ремонта шин значительно  ниже иностранных аналогов, что в  результате позволяет значительно  снизить стоимость ремонта.