Шина, смонтированная на ободе колеса, под действием внутреннего давления находящегося в ней сжатого воздуха подвергается растяжению. При этом диаметр радиальной покрышки увеличивается на 0,7—1,3%, а диагональной уменьшается на 0,3%, соответственно ширина профиля радиальной шины уменьшается, а диагональной — увеличивается. Под действием внешней нагрузки (массы автомобиля и груза) шины испытывают сжатие, а при трогании автомобиля с места они подвергаются действию сдвиговых нагрузок.
При качении автомобиля шина деформируется, в результате чего увеличиваются площадь контакта шины с дорогой и ширина профиля покрышки, но в то же время уменьшается ее диаметр. Наружные слои боковых стенок покрышки растягиваются, а внутренние — сжимаются. Одновременно происходит сжатие и проскальзывание элементов протектора, в основном в зоне выхода шины из контакта с дорогой, где касательные напряжения, обусловленные действием приложенного к колесу крутящего момента или боковой силы, достигают максимального значения.
При движении автомобиля шина испытывает действие сосредоточенных динамических нагрузок (при наезде на препятствия, острые режущие предметы и др.), вызывающих значительный изгиб покрышки и возникновение напряжений в каркасе, которые в некоторых случаях достигают разрушающих значений. При этом шипа выходит из строя вследствие пробоя или порезов. В отличие от диагональных шин радиальные хуже охватывают препятствия вследствие жесткости многослойного брекера.
При движении шины перегреваются. Температура брекера повышается до 100—120 °C, что приводит к снижению физико-механических показателей резины и корда и ускоряет износ шины. При дальнейшем повышении температуры в плечевой зоне покрышки грузовых и автобусных шин от нормальной до 127—130 °C прочность связи между слоями корда в каркасе снижается в 2,7—3,6 раза.
На теплообразование в шинах большое влияние оказывают внутреннее давление, нагрузка и скорость.
С увеличением внутреннего давления воздуха в шинах на 20— 25% количество выделяющегося тепла уменьшается на 8—12%. Однако при этом ухудшаются амортизирующие свойства шин и комфортабельность езды, повышается износ протектора и ходовой части автомобиля.
При увеличении нагрузки на 20% от номинальной теплообразование в шинах повышается на 20—30%. Увеличение нагрузки или уменьшение давления приводит к увеличению деформации шин и интенсивности теплообразования в них, а следовательно, и к снижению срока их службы. Перегрев шин возможен также при увеличений скорости движения автомобиля выше допустимой. Поскольку при температуре выше 125°C шины быстро выходят из строя, ее следует считать критической и не допускать подобного нагрева шин во время эксплуатации.
Работа шин в значительной степени зависит от сопротивления качению.
Силой сопротивления качению называется горизонтально направленная сила, которую необходимо приложить к автомобилю, на шины которого действует нормальная нагрузка, чтобы обеспечить его качение по плоскости с определенной скоростью.
Для снижения сопротивления качения уменьшают массу шины, применяют протектор с более мелким рисунком, используют протекторные резины, характеризующиеся меньшими гистерезисными потерями, улучшают качество дороги.
На работу шины влияет и слойность каркаса. При уменьшении числа слоев корда в каркасе грузовых шин от 10 до 4 потери на качение при скорости 40—60 км/ч уменьшаются на 8—10%. Одновременно увеличиваются прогиб шины и нагруженность каркаса под действием радиальной нагрузки.
Наилучшими сцепными свойствами при движении легкового автомобиля по мокрому твердому покрытию обладают шины, имеющие дорожный расчлененный протекторный рисунок с тонкими щелевидными прорезями различных направлений и открытыми боковыми канавками, обеспечивающими отвод воды из площади контакта. Для грузовых автомобилей хорошие сцепные свойства на мокром покрытии имеют шины с универсальным шашечным протекторным рисунком.
При движении автомобиля по твердой дороге, покрытой слоем воды, при определенной скорости возникает явление аквапланирования. Это явление объясняется тем, что при ударе набегающей части шины на водяной слой на границе контакта шины с дорогой образуется водяной клин. В результате под действием гидравлического давления, обусловленного появлением клина, на шину направлена сила, величина которой зависит от толщины водного слоя, скорости движения автомобиля и ширины протектора. Удаление воды из плоскости контакта затруднено, и поскольку коэффициент сцепления шины с дорогой приближается к нулю, то автомобиль становится неуправляемым.
Основными путями усовершенствования конструкции шин является снижение сложности каркаса при использовании более прочного корда и увеличение износостойкости протектора. В шине с однослойным каркасом облегчаются условия работы подбрекерного участка и зоны борта за счет уменьшения деформаций изгиба. По-видимому, при однослойном каркасе наиболее нагруженными участками будут боковины.
С увеличением износостойкости протектора повышается долговечность шин. Бортовая часть шины в процессе эксплуатации воспринимает различные нагрузки: при посадке на обод колеса, от внутреннего давления в шине, от действия центробежных сил при вращении колеса, от боковых нагрузок при поворотах и др.
Строительные машины и оборудование
→ Для специальных земляных работ
→ Дорожно-строительные машины
→ Строительное оборудование
→ Асфальтоукладчики и катки
→ Большегрузные машины
→ Строительные машины, часть 2,
→ Дорожные машины, часть 2
→ Ремонтные машины
→ Ковшовые машины
→ Автогрейдеры
→ Экскаваторы
→ Бульдозеры
→ Скреперы
→ Грейдеры
Эксплуатация строительных машин
→ Эксплуатация средств механизации
→ Эксплуатация погрузочных машин
→ Эксплуатация паровых машин
→ Эксплуатация экскаваторов
→ Эксплуатация подъемников
→ Эксплуатация кранов перегружателей
→ Эксплуатация кузовов машин
→ Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины
Остались вопросы по теме:
"Работа автомобильных шин"
— воспользуйтесь поиском.
→ Машины городского хозяйства
→ Естественная история машин
→ Транспортная психология
→ Пожарные автомобили
→ Автомобили-рефрижераторы
→ Монтаж и эксплуатация лифтов
→ Тракторы