22. Шины

Как было показано в предыдущих главах, шины оказывают большое влияние на расход топлива. Отмечалось, что автомобиль среднего класса полной массой 1350 кг при скорости 60 км/ч имеет сопротивление качению, равное аэродинамическому сопротивлению, т. е. половина мощности, требующейся для движения с этой скоростью, затрачивается на преодоление трения при контакте шины с поверхностью дороги и преобразуется в теплоту, меньшая часть этой теплоты передается дороге, большая - остается в шине.

Внутреннее трение, возникающее в шине, растет с увеличением толщины ее боковин. Однако при одинаковой нагрузке Q на колеса трение в боковинах двух шин будет значительно превышать трение в более толстых боковинах одной шины, что подтверждают исследования Немечека и Швайды, опубликованные в журнале "Automobib, № 4, 1981 (см. рис. 145).

Аналогичные явления возникают при торможении. При этом изменяется направление силы, передаваемой от шины дорожному покрытию. Количество образующейся теплоты также определяется внутренним трением в шине, зависящим от величины передаваемой силы. При торможении значительное количество теплоты выделяется непосредственно в тормозах, размещенных внутри обода колеса. Часть ее отводится воздушным потоком, а часть через ступицу колеса передается шине. Теплонапряженность шины достигает значительной величины.

Рис. 145. Влияние числа шин на сопротивление качению Ff: А - сдвоенные шины типа 10,00-20; Б - одинарная широкопрофильная шина

Зависимость температуры шины от внутреннего давления в ней и скорости движения автомобиля показана на рис. 146. При высоких скоростях движения температура шины существенно превышает 100 °С. Следовательно, материал шины должен при этой температуре сохранять достаточную прочность и связуемость с кордом. У автомобилей, имеющих высокую максимальную скорость, неблагоприятное воздействие оказывает также центробежная сила протектора, поэтому во избежание отслаивания его от корда необходимо обеспечивать хороший доступ к нему потока охлаждающего воздуха. Для части поверхности шины, соприкасающейся с дорожным покрытием, относительная скорость воздуха равна нулю, поэтому охлаждающий воздух должен направляться на переднюю часть шины либо на ее верхнюю часть.

Рис. 146. Зависимость температуры шины t_ш от давления воздуха в ней Р_ш и скорости движения автомобиля v

Влияние шины на трение качения уже было рассмотрено выше (см. 4.1).