Особенности эксплуатации автомобильных шин

Мелкие механические повреждения покрышки -- порезы, ссадины на протекторе или боковинах, а тем более мелкие порезы, проколы, разрывы каркаса, если их не устранить своевременно, приводят к тяжелым повреждениям, требующим ремонта увеличенного объема. Это объясняется тем, что при качении шины по дороге в небольшие порезы, проколы и разрывы резины и ткани каркаса набиваются пыль, песчинки, камешки и другие мелкие частицы, а также попадают влага, нефтепродукты. Песчинки и камешки при деформации катящейся шины начинают быстро перетирать резину и ткань покрышки, увеличивая размер повреждения. Влага уменьшает прочность нитей корда каркаса и вызывает их разрушение, а нефтепродукты -- разрушение резины.

Высокая температура шины при качении еще больше ускоряет процесс разрушения материала покрышки в местах ее повреждения. В результате небольшое отверстие от пореза или прокола постепенно разрастается, вызывая отслоение протектора или боковины. Частичный разрыв каркаса превращается в сквозной и приводит к расслоению каркаса и порче камеры. Небольшое механическое повреждение, своевременно не отремонтированное, может вызвать по мере его увеличения неожиданный разрыв шины в пути и стать причиной дорожно-транспортного происшествия. Несвоевременный ремонт больших механических и других повреждений еще больше увеличивает объем ремонта и способствует разрушению шин.

Особо серьезной причиной преждевременного разрушения новых и восстановленных шин является несвоевременное их снятие с автомобиля для сдачи соответственно на первое и повторное восстановление. Если шина не прошла повторного восстановления, значит ресурс ее долговечности использован не полностью.

Работа на новых или восстановленных шинах с оставшейся глубиной канавки рисунка протектора по центру беговой дорожки не менее 1 мм у легковых автомобилей и автобусов, а тем более на шинах с полностью изношенным рисунком, помимо резкого снижения коэффициента сцепления шины с дорогой и, следовательно, безопасности движения автомобилей, создает благоприятные условия для дальнейшего интенсивного разрушения брекера и каркаса (пробоев и разрывов). В таких случаях в связи с уменьшением общей толщины протектора, снижением его амортизирующих и защитных свойств повышаются склонность каркаса в зоне беговой дорожки к пробоям и разрывам от ударных сосредоточенных сил, действующих на шины при качении по дороге.

По данным НИИШПа, пробои и разрывы каркаса происходят в шинах с изношенным в основном на 80^.90 % рисунком протектора.

Наличие на шинах пробоев и разрывов каркаса снижает срок службы новых и восстановленных шин, делает их часто непригодными для сдачи соответственно на первое и повторное восстановление.

Средние пробеги восстановленных шин 2 класса (со сквозными повреждениями) ниже средних пробегов восстановленных шин 1 класса примерно на 22 % (данные НИИШПа). Если допускать работу шины с обнажившимся брекером или каркасом на беговой поверхности, то покрышка быстро приходит в негодность, так как нити каркаса сильно изнашиваются при трении о дорогу.

Обнажение нитей в других местах покрышки вызывает быстрое разрушение ткани каркаса под действием влаги, механических повреждений и других причин.

Работа с манжетами, наложенными на сквозной поврежденный участок с внутренней стороны шины без вулканизации, допускается только временно как аварийная мера в пути или для покрышек, не годных к ремонту. Работа покрышки с вложенной в нее манжетой приводит к увеличению повреждений и постепенному перетиранию манжетой нитей каркаса.

Работа на шинах с камерами, отремонтированными без вулканизации, приводит к быстрому отставанию заплат.

2.9 Нарушение правил монтажа и демонтажа шин

Эксплуатация автомобилей показывает, что повреждение 10… 15 % бортов покрышек, 10…20 % камер и побреждение колес происходят в результате неправильного демонтажа и монтажа шин. Причинами, способствующими снижению срока службы шин и колес при монтаже и демонтаже, являются: некомплектность шин и колес по размерам, монтаж шин на ржавые и поврежденные ободья, несоблюдение правил и приемов работы при выполнении монтажно-демонтажных операций; применение неисправного и нестандартного монтажного инструмента, несоблюдение чистоты.

При увеличенных размерах камеры происходят образование складок на ее поверхности и перетирание стенок во время эксплуатации, а при уменьшенных размерах стенки камеры значительно растягиваются и более подвержены разрыву при проколах и перегрузке. Уменьшенные размеры ободной ленты вызывают оголение части обода, и камера подвергается вредному действию продуктов коррозии обода. Кроме того, при этом разрушаются кромки ободной ленты и камера выдавливается в зоне вентильного отверстия, в результате чего стенки ее тоже разрушаются. Применение ободных лент большего диаметра по сравнению с посадочным диаметром покрышки влечет за собой образование складок, которые при эксплуатации колеса перетирают камеру. Несоответствие шины размерам колеса нарушает ее конфигурацию, в результате чего срок службы ее сокращается.

Значительное число повреждений бортовой части покрышек происходит при монтаже на загрязненные, ржавые и неисправные ободья. Трудоемкость монтажа-демонтажа в значительной степени зависит от состояния колес: качества окраски, степени коррозии контактирующих поверхностей, состояния деталей крепления, а также от степени «прикипания» посадочных поверхностей к бортам шины. Поврежденные ободья вызывают перетирание и различные повреждения бортов покрышек. Неровности, задиры и заусенцы на глубоких ободьях влекут за собой разрывы и порезы камер.

Неправильные приемы при демонтажно-монтажных работах приводят к затрате значительных усилий и механическим повреждениям деталей шин и колес.

Применение неисправного или нестандартного монтажного инструмента при монтаже и демонтаже шин зачастую вызывает порезы и разрывы посадочных бортов и герметизирующего слоя шин, камер и ободных лент, механические повреждения закраин, посадочных полок ободьев и дисков колес.

Одной из причин сокращения срока службы шин является несоблюдение чистоты при монтажно-демонтажных работах. Песок, грязь, мелкие предметы, попадая внутрь покрышек, приводят к разрушению камер и повреждению отдельных нитей корда внутреннего слоя каркаса покрышек в результате повышенного трения соприкасающихся поверхностей.

2.10 Дисбаланс колес

При вращении колеса с большой скоростью наличие даже незначительного дисбаланса вызывает резко выраженную динамическую неуравновешенность колеса относительно его оси. При этом появляются вибрация и биение колеса в радиальном или боковом направлениях. Особенно вредное влияние оказывает дисбаланс передних колес легковых автомобилей, ухудшая управляемость автомобиля.

Явления, вызываемые дисбалансом, увеличивают износ шин, а также деталей ходовой части автомобилей, ухудшают комфортабельность езды, увеличивают шум при движении. Наличие дисбаланса создает периодически действующую на шину ударную нагрузку при качении колеса по дороге, что вызывает перенапряжение каркаса покрышки и повышает износ протектора. Большой дисбаланс создается у покрышек после ремонта местных повреждений с наложением манжет или пластырей. Пробег несбалансированных отремонтированных шин легковых автомобилей, по данным НИИАТа, уменьшается примерно на 25 % по сравнению с пробегами отбалансированных отремонтированных шин. Вредные последствия дисбаланса колес возрастают с увеличением скорости движения автомобилей, нагрузки, температуры воздуха и ухудшением дорожных условий.

В зависимости от расположения и функции колес (правые, левые, передние, задние, ведущие и ведомые) шины имеют неодинаковую нагрузку, поэтому неравномерно изнашиваются. Выпуклый профиль дороги вызывает перегрузку правых колес автомобиля, что создает соответствующий неравномерный износ шин.

Тяговое усилие увеличивает нагрузку и износ шин на ведущих колесах автомобиля по сравнению с шинами ведомых колес. Если не переставлять колеса на автомобиле, то неравномерный износ рисунка протектора шин может составлять в среднем 16… 18 %. Однако частая перестановка колес (при каждом техническом обслуживании автомобиля) может привести к увеличению удельного износа протектора шин на 17…25% в сравнении с только одноразовой перестановкой.

В зарубежной литературе отмечается существенное влияние предварительной обкатки шин на износ. Если новым шинам в начале их эксплуатации (на первых 1000… 1500 км) дать меньшую нагрузку (50…75 %), а затем постепенно ее увеличить, то общий пробег обкатанных таким образом шин повышается на 10… 15 %.

Существенной причиной преждевременного износа шин является использование их не по прямому назначению. Так, шины с рисунком протектора повышенной проходимости при эксплуатации в основном на дорогах с твердым покрытием изнашиваются преждевременно в результате повышенного давления на дорогу. Кроме того, рисунок протектора повышенной проходимости имеет пониженное сцепление на твердых покрытиях, что приводит к скольжению шин на увлажненных и обледенелых покрытиях и может стать причиной заноса и аварии автомобиля.

2.11 Правильный выбор и комплектование автомобилей шинами

Шины в зависимости от условий работы должны обладать определенными эксплуатационными качествами. Для работы автомобилей в трудных дорожных условиях и по бездорожью желательны шины, обладающие высокой проходимостью и надежностью. В южных районах, а также в средней полосе нужно применять шины с высокой теплостойкостью, а в северных районах -- с высокой морозостойкостью.

Под рациональным выбором шин для автомобилей подразумевается выбор таких типов, размеров и моделей шин, которые обладали бы в конкретных условиях эксплуатации совокупностью наиболее высоких качеств. Выбор шин по размерам, моделям, норме слойности (индексу грузоподъемности), типу рисунка протектора и согласование их с каждой конкретной моделью автомобиля, выпускаемого автомобильной промышленностью, осуществляются в соответствии с ОСТ 38.03.214--80 «Порядок согласования применения шин из ассортимента, выпускаемого шинной промышленностью».

При выборе шин определяют тип конструкции. Для обычных дорожно-климатических условий эксплуатации выбирают шины обычных конструкций -- камерные или бескамерные, диагональные или радиальные массового выпуска. В зависимости от преобладания тех или иных типов дорожных покрытий выбирают рисунок протектора шин обычной конструкции.

Для работы автомобилей на дорогах с твердым покрытием выбирают шины с дорожным рисунком протектора. Для работы на грунтовых дорогах и дорогах с твердым покрытием примерно в равном соотношении применяют шины с универсальным рисунком протектора. При эксплуатации в сложных дорожных условиях выбирают шины с рисунком протектора повышенной проходимости.

При выборе шин учитывают их габаритные размеры, грузоподъемность и допускаемые скорости движения, которые определяют по данным технических характеристик шин.

Грузоподъемность шины оценивают по наибольшей допустимой нагрузке на нее. Критерий грузоподъемности является основным условием правильного выбора размера шин, обеспечивающим эксплуатацию их без перегрузки. Для определения необходимого размера шин сначала выясняют наибольшую нагрузку (в кгс) на колесо автомобиля, а затем соответственно ей по государственному стандарту или техническим условиям подбирают размер шин, чтобы наибольшая допустимая нагрузка на шину была равна или превышала на , 10…20 % допустимую нагрузку на колесо автомобиля. Выбор шин с некоторым запасом допустимой нагрузки обеспечивает большую их долговечность в эксплуатации. Наряду с нагрузкой на колесо при выборе размера шин учитывают скорости движения автомобиля, которые не должны превышать допустимые скорости для шин.

На автомобиль устанавливают шины (в том числе запасную) одного размера, модели, конструкции (радиальной, диагональной, камерной, бескамерной и др.) с одинаковым рисунком протектора.

При частичной замене шин, отказавших в работе, рекомендуется доукомплектовывать автомобиль шинами того же размера и модели, что на данном автомобиле, так как шины одного и того же размера, но разных моделей, могут быть разных конструкций, иметь неодинаковые тип рисунка протектора, радиус качения, сцепные качества и другие эксплуатационные характеристики.

Применение импортных шин и установка их на автомобилях индивидуальных владельцев должны учитывать режимы эксплуатации автомобилей.

Шины, восстановленные по 1-му классу, применяются без ограничений на всех осях легковых автомобилей. Определение класса восстановления производится в соответствии с правилами эксплуатации шин (см. табл. 5.2).

Для обеспечения безопасности движения не рекомендуется устанавливать шины с отремонтированными местными повреждениями на колеса передних осей автомобилей. Для улучшения сцепных качеств шин и повышения безопасности движения автомобилей на заснеженных и обледенелых дорогах могут применяться шины с шипами противоскольжения. Рекомендации по ошиповке шин при эксплуатации подвижного состава автомобильного транспорта с применением ошипованных шин изложены в Инструкции по применению шипов противоскольжения. Шины с шипами противоскольжения устанавливают на все колеса автомобиля.

Перестановка ошипованных шин по технической необходимости выполняется без перемены направления вращения колес.

Автомобили, предназначенные для эксплуатации в районах Крайнего Севера и приравненных к ним (при температурах ниже минус 45 °С), следует укомплектовывать шинами с маркировкой “Север”, в северном исполнении.

При эксплуатации автомобилей в основном на мягких грунтах и по бездорожью они должны комплектоваться шинами с рисунком протектора повышенной проходимости. Не рекомендуется длительное применение этих шин на дорогах с твердым покрытием.

2.12 Ремонт покрышек в условиях автопредприятия

Технологический процесс ремонта покрышек состоит из несложных операций. Принятые в ремонт покрышки моют в специальной ванне и сушат в сушильных камерах при температуре 40…60 °С в течение 2 ч. На качество ремонта покрышки исключительно большое влияние оказывает их сушка. При ремонте у недостаточно просушенных покрышек резко ухудшается качество их вулканизации из-за образования паровых пробок.

При подготовке покрышки к ремонту поврежденные участки расчищают в соответствии с намеченным способом ремонта и шерохуют. При сквозном повреждении применяют способ ремонта вставкой конуса. При этом целесообразно устанавливать с внутренней стороны манжету, которая предохраняла бы каркас от разрушения и увеличивала бы срок службы отремонтированных шин. Гвоздевые сквозные проколы ремонтируют при помощи установки резинового грибка.

Для удобства доступа к внутренней части покрышки при вырезании сквозных повреждений применяют механические, гидравлические или пневматические борторасширители. Поврежденные края вырезают специальным ножом под углом 30…40°. Участки, подготовленные к ремонту, шерохуют внутри и снаружи покрышки. Шероховка обеспечивает прочное сцепление починочных материалов с поверхностью покрышек. Для внутренней шероховки применяют приспособление, состоящее из электродвигателя мощностью 0,8… 1,0 кВт с гибким валом, на котором закрепляется стальная дисковая щетка.

Для наружной шероховки применяют шероховальный станок, состоящий из электродвигателя мощностью 2,2…3,0 кВт (при частоте вращения 1400 об/мин), на одном конце которого закреплен дисковый рашпиль, а на другом -- стальная щетка. После окончания шероховки покрышку очищают от шероховальной пыли и проводят первый контрольный осмотр подготовленной поверхности, обращая внимание на качество вырезки и шероховки. Затем подготовленную поверхность покрышки промазывают 2 раза раствором клея (1 часть клея на 5 частей бензина), а поверхность пластыря -- клеем концентрации 1:10.

После каждой промазки нанесенный слой клея просушивают при температуре 30…40 °С в течение ЗД…40 мин. Промазанную клеем и просушенную покрышку подвергают второму контрольному осмотру, а затем заделывают повреждения и проводят третий контрольный осмотр и вулканизацию. Вулканизация предназначена для создания прочного соединения ремонтных материалов с покрышкой и превращения сырой пластичной починочной резины в упругую эластичную резину.

Для вулканизации наружных повреждений покрышек, расположенных по протектору, боковине и борту, применяют секторную форму, а для вулканизации внутренних и сквозных повреждений покрышек по каркасу -- сектор. Вулканизационное оборудование обогревают паром от электрического или электромасляного аппарата.

Проколы бескамерных шин ремонтируют без демонтажа их с колес. Отверстия мелких проколов диаметром до 3 мм заполняют специальной пастой при помощи шприца. Проколы больших размеров диаметром до 5 мм ремонтируют при помощи резиновых пробок, на наружной поверхности которых имеются кольцевые выступы, или пробок, изготовленных в виде грибка.

При постановке пробок в виде грибка снимают шину с обода. Стержень грибка при этом плотно вставляют в отверстие прокола, а головку заклеивают на внутреннюю поверхность герметизированного слоя. Проколы и порезы диаметром более 5 мм ремонтируют в шиноремонтной мастерской обычным способом.

У камер технологический процесс ремонта состоит из выявления скрытых повреждений камеры погружением ее, наполненной воздухом, в резервуар с водой и подготовки поврежденных участков к ремонту (зачищают и 2 раза наносят клей концентрации 1:8). После каждой намазки просушивают клей при температуре 20…25 °С в течение 30…40 мин. Одновременно с этим подготавливают заплату, которая должна перекрывать прорыв по окружности на 20…30 мм. Заплату вырезают из сырой резины или старой камеры. В последнем случае поверхность заплаты шерохуют и намазывают клеем. После этого камеры подвергают вулканизации на плитках, обогреваемых паром или электричеством. Температура вулканизации 150… 162 °С, продолжительность 15…20 мин.

3 Особенности эксплуатации зимних шин на грузовых автомобилях

3.1 зимние нешипованные шины

Глубина протектора на зимних шинах значительно больше, чем на летних, что позволяет получить большую тягу на снегу. Эти шины изготавливаются из более мягкой резины, которая сохраняет гибкость даже при низких температурах. Отдельная линейка таких шин есть практически у каждого производителя, они применяются для зимнего сезона, для совсем уж суровых условий, например в Норвегии или в нашей Сибири.

Для дальних перевозок по России существуют шины, которые можно использовать круглогодично. С грузовыми шинами для зимнего сезона проблема решается достаточно просто - у ряда производителей существуют шины для ведущей оси, которые можно позиционировать как зимние, они круглогодичные, и позволяют при этом получать хорошие сцепные свойства зимой на протяжении всей жизни шины. Это всесезонные, или как их называют иначе, шины для сложных климатических условий. Специфика дальнорейсовых перевозок по России заключается в том, что перевозчику нередко приходится ехать из Сургута в Краснодар, фактически пересекая три климатических зоны.

У дилеров существуют отдельные линейки шин, которые позиционируются как предназначенные для условий эксплуатации, связанных с постоянным гололедом. Но нельзя сказать, что объем реализации и использования таких шин очень велик. Как правило, речь идет о перевозчиках, которые ездят из Санкт-Петербурга по зимнему побережью в Норвегию, где толщина наледи может составлять несколько сантиметров. В подобных условиях применяются и цепи, и специальные шины, которые не используются круглогодично, потому что на асфальте они сотрутся за короткий промежуток времени. Но в данном случае неуместно говорить о массовом применении таких шин. Скорее, это единичные случаи.

Существуют специальные модели для зимнего применения, но большой популярностью в России они не пользуются. Это происходит в силу субъективности мнения, когда потребители проводят аналогию с легковыми шинами, когда комплект зимних шин по окончанию зимы меняют на летние. Зимние шины пригодны к эксплуатации также и в летний период. Просто структура резиновой смеси протекторов и рисунков протекторов такова, что они гораздо более эффективны в зимний период, нежели шины других моделей.

В ряде европейских стран, в зимний период действуют требования, в связи с которыми грузовые автомобили массой свыше 3,5 тонн в зимний период должны быть укомплектованы зимними шинами с маркировкой «M+S» на ведущей оси. Допускается применение всесезонных шин, которые также отвечают требованиям директивы 92/23/EEC и имеют символом «M+S» и остаточную глубину протектора не менее 4 мм. Нанесение маркировки «М+S» на всесезонные грузовые шины определяется главным образом значением негативной доли протектора. Зимние грузовые шины, рисунок протектора и конструкция которой специально рассчитаны для обеспечения повышенного сцепления с обледенелой и покрытой снегом дорогой, имеют дополнительно маркировку «SNOW» или знак в виде горной вершины с тремя пиками и снежинки внутри нее. Исходя из условий эксплуатации перевозчик сам определяет необходимость применения зимних грузовых шин с повышенными сцепными свойствами.

Обычно опытные специалисты покупают перед зимним сезоном новые летние грузовые шины. На них высокий протектор, и они будут хорошо справляться с зимними условиями. При этом шины не нужно менять при наступлении лета, и они обеспечивают хорошую топливную экономичность. Минусы такой эксплуатации шин в том, что очень сложно менять шины к следующей зиме, ведь за зиму, весну, лето и осень они еще не исчерпали полностью свой ресурс и тут перед водителем встает сложный выбор. Ему либо придется ездить на шинах с небольшим протектором зимой и подвергать себя и груз опасности, либо менять шины перед зимой на новые и нести дополнительные затраты. Замена шин зимой на первый взгляд увеличит эксплуатационные затраты, но в перспективе снизит риски и повысит качество перевозок.

Некоторые производители выпускают шины второго поколения, в которых используется технологии 3D-ламелей. Ламели - это небольшие прорези, внутри имеют структуру 3D, то есть функционируют по принципу вложенных одну в другую ячеек для яиц. Когда они работают в вертикальном направлении и их невозможно сдвинуть друг относительно друга, то получается, что блок шины действует как единое целое. Как только машина начинает буксовать или интенсивно тормозить, то есть появляется продольная нагрузка, эти ламели раздвигаются между собой и, по сути, количество ребер зацепления шины практически увеличивается вдвое.

Эта технология позволяет шине вести себя на мокром, заснеженном, ледяном покрытии очень уверенно и в то же время не терять в сцепных характеристик при летней эксплуатации. Такие шины позволяют в несколько раз увеличить сцепление шин с дорогой, вне зависимости от покрытия. Они используются на российском рынке и даже те, водители которые вынуждены по своим маршрутам преодолевать горы, ездить за Урал, словом, эксплуатировать их в непростых условиях, отзываются о них весьма положительно.

Рис. 12 - Ламели с 3D-структурой

3.2 Шипованные шины

Шипованные шины имеют ограниченное применение в определенных условиях эксплуатации. Большинство современных производителей не делает больших приоритетов в пользу шипов. Шина может быть одной и той же модели, но в двух вариантах исполнения: ошипованная и неошипованная. На шине, для которой предусмотрена ошиповка, стоят определенные метки - точки на протекторе. Сам по себе процесс достаточно прост и не относится к высокотехнологичным. В протекторе просверливается отверстие определенной глубины, при этом у каждой шины есть своя рекомендованная глубина просверливания. Затем в отверстие с помощью специального оборудования вставляется шип. При этом шипы могут варьироваться по форме, высоте, диаметру.

Круглогодичные шины для сложных условий вообще не предназначены для шипования, потому что их структура такова, что они очень сильно ламелизированы. Что касается шин других сегментов, то для некоторых шин, если это необходимо и продиктовано условиями, производители предоставляют схемы шипования. Чаще всего это шины для бездорожья или для стройки (для комбинированных условий). Но в целом условия эксплуатации таковы, что шипование может понадобиться нечасто. Поэтому ряд производителей склоняется к мнению, что для дорожных перевозок шипы в целом не нужны.

Шипованные грузовые шины - большая редкость в России. Такие шины в основном используются в странах Скандинавии на автобусах и транспорте с особо ценными грузами. Шипованные шины утяжеляют конструкцию шины, что увеличивает расход топлива, а также они небезопасны для едущих сзади автомобилей.

В европейских странах эксплуатация зимних шипованных шин для грузовых автомобилей запрещена. Как правило, ведущие шинные компании не производят подобных шин, так как высокое удельное давление шипа на дорожное покрытие приводит к разрушению дорог. Для прохождения тяжелых участков рекомендуется использовать цепи противоскольжения.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основы конструкции автомобильных шин, их эксплуатационные характеристики, а так же их влияние на качество перевозок. Изучив данную тему можно заключить, что правильный выбор типа и модели автомобильных шин, равно как и их грамотная техническая эксплуатация и обслуживание, повышают комфортность управления автомобилем, безопасность его движения, сохранность груза и расходы на перевозки и содержание подвижного состава.

Список источников

1) www.euro-shina.ru

2) www.sokrishka.ru

3) www.shinexpress.ru

4) www.sutopolomka.ru

5) www.srotector.ru

6) www.shinam.ru

7) www.transler.ru

Размещено на Allbest.ru