Снижение давления в шине увеличивает амплитуду ее деформаций и степень проскальзывания выступов рисунка протектора по дорожному покрытию, повышает потери на качение (рис. 7.13) и, соответственно, теплообразование, что приводит к ускоренному усталостному разрушению шины.
Рис. 7.13. Зависимость потерь на качение шины от давления воздуха в ней
Отклонение величины внутреннего давления от нормы приводит к деформации профиля шины, неравномерному ее износу. При давлении ниже нормы наблюдается повышенный износ рисунка протектора по углам беговой дорожки (рис. 7.14,6) и снижение срока службы шин. Снижение давления в легковой шине на 50 кПа сокращает срок ее службы вдвое. При давлении на 20% ниже нормы срок службы легковой шины сокращается в среднем на 30%, грузовой — примерно на 20% (рис. 7.15).
Рис. 7.14. Деформация профиля шины и износ при различном давлении в ней: а - равномерный износ протектора при нормальном давлении; б - неравномерный боковой износ по плечам протектора при пониженном давлении; в - неравномерный износ по центру протектора при повышенном давлении
Рис. 7.15. Влияние давления на срок службы грузовой шины
Случайное значительное падение давления в шине можно своевременно обнаружить во время движения автомобиля по уводу его в сторону шины с пониженным давлением, ухудшению управляемости и по улучшению плавности хода. При длительном движении даже при сравнительно небольшом снижении давления увеличивается деформация и температура боковых стенок шины, что приводит к кольцевому излому каркаса. Внешний признак кольцевого излома — темная полоса на внутренней поверхности шины по всей ее окружности (рис. 7.16). Эта полоса свидетельствует о начале разрушения каркаса. Дальнейшая эксплуатация шины приводит к отслаиванию нитей корда от внутреннего слоя резины и затем к разрыву каркаса.
Рис. 7.16. Кольцевой излом каркаса шины: темная полоса (а) и «морщины» (б) на поверхности герметизирующего слоя из-за езды с пониженным давлением воздуха в шине или езде с перегрузкой
Увеличенная деформация шины с пониженным внутренним давлением повышает потери на качение, заметно увеличивает расход топлива (см. рис. 7.4), ухудшает управляемость автомобилем, увеличивает боковой увод, способствует возникновению аквапланирования (см. параграф 7.5).
Повышение давления в шине также ускоряет износ протектора, особенно по средней части беговой дорожки, из-за увеличения удельного давления в контакте с дорожным покрытием в этой зоне (рис. 7.14,в), сокращает срок службы шины (рис. 7.15). Ухудшаются амортизационные свойства шины, плавность хода автомобиля и комфортабельность езды. Возрастающие напряжения в элементах шины увеличивают опасность разрыва ее каркаса и брекера при наезде на препятствия, особенно с большой скоростью, и могут стать причиной крестообразного разрыва каркаса (рис. 7.17).
Рис. 7.17. Крестообразный разрыв каркаса шины из-за наезда ее на препятствие с большой скоростью при повышенном давлении воздуха. Вид снаружи (вверху) и по внутренней поверхности (внизу)
Давление воздуха в шине должно соответствовать рекомендациям завода-изготовителя автомобиля, но не выше предельно допустимого, указанного на боковине шины. Предельно допустимое давление, соответствующее предельно допустимой нагрузке, гравируется на обеих боковинах шин в американской системе единиц — в фунтах на квадратный дюйм (PSI), в международной системе СИ — в мегапаскалях (МПа) или килопаскалях (кПа), а также в устаревшей, но часто используемой «европейской системе» — в кгс на квадратный сантиметр (кгс/см²). Между этими размерностями существует следующее соотношение:
1 PSI = 0,0069МПа = 7 кПа = 0,07 кгс/см².
Большинство современных шин имеют обозначения максимально допустимого давления одновременно в нескольких системах измерений, так что обычно нет необходимости их пересчитывать.
Снижение внутреннего давления в шине ниже нормы недопустимо. В некоторых исключительных случаях можно допустить увеличение давления в пределах 10 кПа (0,1 кгс/см²) выше нормы для шин легковых автомобилей и 20 кПа (0,2 кгс/см²) — для грузовых. Для зимних шин повышение давления на 20 кПа (0,2 кгс/см²) можно рекомендовать для увеличения удельного и суммарного давления в пятне контакта при соответственном увеличении нагрузки на ведущие колеса. Следует учитывать, что шина не абсолютно герметична. Давление в ней постепенно понижается из-за диффузии воздуха через стенки камер или недостаточно плотной (герметичной) посадки бортов бескамерной шины на полки обода, дефектов золотника, неплотности крепления вентиля и повреждений шины.
Нельзя судить о внутреннем давлении в шине на глаз или по звуку при ударе, т.к. при этом даже опытный водитель может ошибиться на 20-30%. Контроль давления должен производиться шинным манометром регулярно с интервалом не более 14 дней. Следует пользоваться только проверенными манометрами с ценой деления не более 10 кПа (0,1 кгс/см²) и шкалой от 0 до 500 кПа (от 0 до 5 кгс/см²) для легковых шин, шкалой от 0 до 1 МПа (от 0 до 10 кгс/см²) для легкогрузовых и шкалой от 0 до 2 МПа (от 0 до 20 кгс/см²) для грузовых шин.
Комментарии к этой статье