22.1. Влияние технического состояния шин и углов установки колес на расход топлива

На расход топлива большое воздействие оказывает давление воздуха в шине (рис. 147), поэтому за ним необходимо внимательно следить. Низкое давление вызывает большую степень деформации боковой поверхности шины, что приводит к ее повышенному внутреннему трению и нагреву. В шине с низким давлением воздуха в наибольшей степени изнашивается кромка протектора, износ же центральной части протектора невелик.

Рис. 147. Влияние давления воздуха в шине и скорости движения автомобиля на коэффициент сопротивления качению f

В шине с повышенным давлением воздуха трение качения снижается, однако поперечное сечение шины в таком состоянии имеет форму, при которой центр протектора выступает над его кромками. Площадь контакта шины с поверхностью дороги уменьшается с ростом внутреннего давления в ней; эти факторы способствуют большему изнашиванию центральной части протектора. При нормальном же давлении в шине протектор соприкасается с дорожным покрытием по всей своей ширине, на дорогу при этом передается наибольшее тяговое усилие и протектор изнашивается равномерно. По типу износа протектора можно судить о соблюдении правил эксплуатации шин.

Важное значение имеет и регулировка схождения передних, а в ряде конструкций - и задних колес автомобиля. Правильное схождение ограничивает осевые зазоры в подшипниках колес при прямолинейном движении автомобиля и боковой увод колес при его движении на повороте. Если схождение колес большое, то возникают большие осевые усилия, действующие в противоположных направлениях и взаимно уравновешивающие друг друга. Осевые усилия вызывают боковое проскальзывание колес, что приводит к повышенному расходу топлива и большому износу протектора.

При независимой подвеске не всегда удается обеспечить такой угол развала колес, который был бы оптимален для любых нагрузок автомобиля. Поэтому регулировку угла развала необходимо проводить при нагруженном автомобиле. При некоторых типах независимой подвески задних колес их положение также изменяется в зависимости от нагрузки автомобиля и влияет на ездовые качества автомобиля и износ шин.

Контроль за трением качения проводится методом выбега (наката) при испытаниях автомобиля на горизонтальной дороге с хорошим покрытием. Автомобиль движется с определенной скоростью до контрольной отметки, где коробка передач переводится в нейтральное положение и автомобиль далее движется накатом до момента полной остановки. Пройденный путь затем тщательно измеряют и по его величине судят о трении качения.

Рисунок протектора также влияет на сопротивление качению. Наименьшее сопротивление имеет шина с гладким протектором без рисунка из тонкого слоя резины; такой вид имеют гоночные шины. Для обычной эксплуатации автомобиля гладкие шины непригодны, особенно при движении по загрязненной и влажной поверхности дороги. Протектор, предназначенный для движения по влажной поверхности, должен иметь рисунок с достаточным количеством каналов, по которым вода отводится из зоны контакта шины с дорожным покрытием. Рисунок протектора, обеспечивающий безопасное движение по мокрой поверхности, выглядит весьма сложным. При движении автомобиля со скоростью 150 км/ч по дороге с толщиной слоя воды 2 мм шина типа 155 SR13 отводит с дорожного покрытия в час около 8 л воды. Большие каналы для стока воды одновременно уменьшают площадь контакта шины с дорогой и тем самым увеличивают удельное давление на этой поверхности, что увеличивает износ шины. Кроме того, крупный рисунок протектора создает при движении автомобиля повышенный шум. В свете сказанного становится ясно, что выбрать универсальный рисунок протектора, оптимальный для всех условий эксплуатации, очень сложно.

Необходимо также правильно выбрать тип шин и для большегрузного автопоезда. Трехосный автомобиль, у которого на передний мост приходится 6,5 т, а на два задних моста - по Ют массы, 30 - 40 % расходуемого топлива затрачивает на преодоление трения качения. Это было установлено, в частности, при испытании шин фирмы "Юниройал" со стальным кордом (типа "Моноплэй R40". Расход топлива, обусловленный только трением качения, составлял 14,1 л/100 км, т. е. 35,2 % от общего расхода топлива, равного 40,1 л/100 км. Боковая поверхность шины "Моноплэй R40" имеет один радиальный слой стального корда, под протектором расположено три стальных слоя. Однослойный корд вызывает небольшие внутренние потери в боковой поверхности шины, при этом было выявлено, что шины "Моноплэй" (что означает "однослойный") могут дать экономию топлива 2,3-3 л/100 км по сравнению с обычными шинами грузовых автомобилей.