3.3.1. Несоблюдение норм внутреннего давления воздуха в шинах

Пневматические шины сконструированы для работы при определенном давлении воздуха. Следует учитывать, что материалы, из которых изготовлена шина, не являются абсолютно герметичными, поэтому воздух постепенно просачивается через стенки камер, особенно в летнее время, и давление воздуха снижается. Кроме того, причиной недостаточного давления воздуха может быть повреждение камеры или шины (бескамерной), неплотности золотника вентиля и деталей крепления его к ободу (для бескамерных шин), несвоевременная проверка давления воздуха. Нельзя судить о внутреннем давлении в шине "на глаз" или по звуку при ударе по покрышке, так как при этом можно ошибиться на 20-30%. Шина с пониженным внутренним давлением имеет повышенные деформации во всех направлениях и, следовательно, при качении ее протектор более склонен к проскальзыванию относительно дорожной поверхности, в результате чего шина сильно нагревается. При этом теряется эластичность, а прочность ее резко падает. Вследствие этого снижается срок службы шины. У сдвоенных задних колес при движении с низким давлением воздуха зачастую происходит соприкосновение боковин покрышек, что влечет за собой износ боковин и каркаса по всей окружности.

Результатом работы с пониженным давлением воздуха может явиться проворачивание покрышки на ободе, вызывающее отрыв вентиля камеры или разрушение ее в зоне крепления вентиля. Если в одной из шин сдвоенных колес давление воздуха снизится, то вся нагрузка автомобиля будет восприниматься только второй шиной. При пониженном давлении увеличивается сопротивление качению колес, и вследствие этого значительно растет расход топлива. Так, например, при снижении давления воздуха в шинах 220-508 (автомобиль ГАЗ-52) на 10% расход топлива увеличивается на 5 %, а при снижении на 20% - на 10-12%. Случайное значительное снижение давления воздуха в шине может быть своевременно обнаружено по увеличенной деформации шины, по уводу автомобиля в сторону шин с пониженным давлением и ухудшению управляемости, по улучшению плавности движения автомобиля. При этом шины быстро перегружаются и изнашиваются. При пониженном давлении воздуха уменьшается жесткость шины и повышается внутреннее трение в боковинах покрышки, что приводит к кольцевому излому каркаса.

Кольцевой излом - это повреждение покрышки, при котором нити внутренних слоев корда отстают от резины, перетираются и рвутся по всей окружности боковых стенок. Покрышка с кольцевым изломом каркаса не поддается ремонту. Внешним признаком кольцевого излома является темная полоса на внутренней поверхности шины, идущая по всей окружности. Эта полоса свидетельствует о начавшемся разрушении нитей корда. Категорически ЗАПРЕЩАЕТСЯ движение автомобиля на полностью спущенных шинах даже на расстоянии нескольких десятков метров, так как это вызывает тяжелые повреждения покрышек и камер, которые не поддаются ремонту.

Увеличенное давление воздуха также приводит к снижению срока службы шин, но не так резко, как при пониженном давлении. При повышенных давлениях воздуха возрастают напряжения в нитях корда каркаса. При этом ускоряется разрушение корда, увеличиваются удельные давления при взаимодействии шины с Дорогой, ведущие к интенсивному износу средней части протектора. Амортизирующие свойства шины уменьшаются, и она подвергается большим ударным нагрузкам. Удар колеса о сосредоточенное препятствие (камень, бревно и др.) приводит к крестообразному разрыву каркаса шины, который восстановить не представляется возможным. Экспериментальные исследования, проведенные НИИШПом и Волгоградским политехническим институтом, позволили установить связь между внутренним давлением р воздуха в шинах и интенсивностью износа их протектора И в стендовых условиях испытания (рис. 3.9), которая может быть выражена линейным уравнением вида:

И_л=23,55-6,5р для шин легковых автомобилей;

И_г=37,20-5,65р »» грузовых», где р колеблется от 50 до 150% от нормы р₀.

Установлено, что при нормальном значении р₀ износ протектора по его ширине распределяется равномерно. С повышением внутреннего давления воздуха на 30% интенсивность износа снижается на 25 у легковых и на 33% у грузовых шин. При этом наблюдается увеличение износа середины беговой дорожки шины по отношению к ее краям на 20 у легковых и на 15% у грузовых шин. Обратная картина наблюдается при уменьшении внутреннего давления воздуха. Уменьшение давления на 30% повышает интенсивность износа легковых шин на 20 и грузовых шин на 10%. В этом случае износ протектора по середине беговой дорожки уменьшается по отношению к ее краям на 15 у легковых и на 20% у грузовых шин. Неравномерный и, в частности, ступенчатый износ шин ускоряет износ деталей и агрегатов всего автомобиля, а также является часто причиной повреждения перевозимого груза.

Рис. 3.9. Влияние внутреннего давления воздуха р₀ в легковых и грузовых шинах на интенсивность износа протектора: 1 - шина 6,70-15 мод. И-19.4; 2 - шина 220-508 мод. ИЯ-112