Влияние шин безопасность движения

Изменение технического состояния шин практически оказывает существенное влияние на все эксплуатационные свойства автомобиля, так как большинство параметров шин не остается постоянным в процессе их эксплуатации. По мере уменьшения высоты рисунка протектора вследствие его износа претерпевают изменения как характеристики шин, так и показатели эксплуатационных свойств автомобиля.

В реальных условиях эксплуатации практически на каждой из «точек опоры» (колесе) автомобиля имеется система «колесо—дорога», обладающая различными характеристиками и свойствами по отношению ко всем остальным. Это обусловливается и естественным износом и разнашиваемостью шин, их техническим состоянием режимами нагружения в каждый момент времени, состоянием опорной поверхности и локальным действием сил в плоскости контакта.

1. Влияние шин на динамические свойства и топливную экономичность

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Динамичность автомобиля объединяет тяговые и тормозные свойства и характеризует его способность перевозить грузы и пассажиров с максимально возможной средней скоростью. Измерителями тяговых свойств автомобиля служат: максимальная тяговая сила на первой и высшей ступенях в коробке передач; максимальная скорость движения автомобиля; максимальное значение динамического фактора, определяющее то предельное сопротивление дороги, которое может быть преодолено данным автомобилем при равномерном движении на первой передаче; ускорения автомобиля на первой и высшей ступенях в коробке передач; время и путь разгона.

В качестве измерителей тормозных свойств приняты: тормозной путь при торможении автомобиля с максимальной эффективностью; остановочный путь, учитывающий расстояние, проходимое’ автомобилем за время реакции водителя, и время срабатывания тормозного привода; величина замедления автомобиля.

Тяговая сила на ведущих колесах автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления движению — сил сопротивления качению, сопротивления подъему, сопротивления воздуха и сопротивления разгону.

По мере уменьшения высоты рисунка протектора в процессе его износа одновременно происходит изменение двух главных факторов: уменьшается радиус качения колеса и снижается величина сопротивления качению. Изменение этих факторов влечет за собой изменение всех сил сопротивления движению и тяговой силы на ведущих колесах автомобиля.

По мере износа рисунка протектора шин максимальное значение тяговой силы на ведущих колесах возрастает. Несколько возрастает и значение максимальной скорости движения, повышается значение динамического фактора.

При эксплуатации в условиях города автомобили движутся равномерно очень непродолжительное время (15—25%), вдвое больше они движутся ускоренно, а остальное время накатом и в режиме торможения.

Расчеты и исследования показывают, что по мере износа рисунка протектора значения максимальных ускорений автомобиля повышаются, а время и путь разгона уменьшаются.

Влияние шин на тормозные свойства весьма велико и особенно ощутимо на мокрых и скользких дорогах. Тормозные свойства одного и того же автомобиля на одних шинах могут быть недостаточными, а на других вполне соответствующими необходимым требованиям, обеспечивающим эффективность торможения.

Тормозные свойства автомобиля в основном зависят от сцепных качеств шин. Коэффициент сцепления зависит от многих факторов и, в первую очередь, от типа покрытия и состояния дороги, конструкции и материалов шины, давления воздуха, нагрузки на колесо, скорости движения, температуры нагрева и режима торможения. Сцепление колес с сухой, твердой дорогой практически не зависит от степени износа рисунка протектора, но имеет решающее значение на мокрых и особенно покрытых слоем воды или грязи дорогах, когда величина силы трения в плоскости контакта шины с дорогой резко снижается. По мере увеличения износа рисунка протектора уменьшается глубина и объем дренажных канавок между выступами рисунка протектора, вследствие чего резко ухудшается отвод воды из зоны контакта и сцепление шин с дорогой резко падает.

Путь торможения увеличивается с ростом скорости движения и уменьшением сцепления.

Исключительно велико влияние шин на топливную экономичность автомобиля. Затраты на топливо для отечественных автомобилей составляют 10—15% от общих эксплуатационных затрат. Оценка топливной экономичности автомобиля, эксплуатируемого на различных шинах, производится по величине сопротивления качению.

Величина сопротивления качению — одна из важнейших характеристик автомобильных шин, обусловливающих совершенство их конструкции и качество.

При нагружении автомобильного колеса нормальной нагрузкой просходит упругая деформация шины, сопровождаемая затратой энергии. Энергия при деформации шины, катящейся по твердой опорной поверхности, затрачивается на трение в материалах шины и в плоскости контакта и на изменение формы профиля шины. Энергия, затраченная на трение, переходит в тепло и рассеивается. Энергия, затраченная на изменение формы профиля шины, накапливается в виде потенциальной энергии упругой деформации.

Опытами установлено, что основная часть энергии при качении колеса с шиной по твердой дороге затрачивается на внутреннее механическое и молекулярное трение в материалах шины, т. е. на гистерезис. Эти потери и обусловливают величину сопротивления качению, а следовательно, и расход топлива.

Читайте также: Peugeot 207 can шина

Сопротивление качению шин и расход топлива автомобилем возрастают по мере увеличения нормальной нагрузки, снижения внутреннего давления воздуха и увеличения скорости движения автомобиля.

По мере возрастания износа рисунка протектора шин сопротивление их качению уменьшается. У шин с полностью изношенным рисунком протектора это уменьшение достигает по сравнению с новой шиной 20—25%. Уменьшение сопротивления качению шин на 1 % эквивалентно снижению расхода топлива автомобилем на 0,25—0,35%. Следовательно, снижение сопротивления качению шин по мере их износа влечет за собой снижение расхода топлива автомобилей при его эксплуатации на изношенных шинах. Опыты показали, что уменьшение расхода топлива автомобилем по мере износа рисунка протектора шин от нуля до максимума составляет 7-10%.

На сопротивление качению шин и расход топлива автомобилем влияет температура нагрева шины. Изменение температуры шины в эксплуатационных условиях может вызвать изменение сопротивления качению до 1,5 раза. Прогрев шин на 5—6° С обусловливает уменьшение расхода топлива на величину порядка 1%.

Увеличение расхода топлива автомобилем может быть вызвано неправильной установкой колес (увеличенные углы схода и развала) и повышенным дисбалансом шин.

У однотипных современных шин, но изготовленных различными заводами, различие в величине сопротивления качению может быть довольно большим. При этом различие в расходе топлива одним и тем же автомобилем может достигать 10% и более.

Сопротивление качению шин с радиальным расположением нитей корда в каркасе меньше, чем у диагональных шин того же размера.

2. Влияние конструкции шины и рисунка протектора на безопасность движения

Принципиальное различие шин типа Р и диагональных шин приводит к изменению условий их работы.

Основное преимущество шин Р — больший их срок службы по износу рисунка протектора (примерно 30%), меньшее сопротивление качению (примерно 10%), меньшая масса, лучшая стабильность качения по кривым, более высокое сцепление с мокрой и скользкой поверхностью. К недостаткам шин Р относят несколько большую склонность автомобиля к внезапному заносу при резких поворотах, поэтому при замене диагональных шин радиальными водитель должен приобрести некоторый навык управления автомобилем.

Большое практическое значение, с точки зрения повышения безопасности движения, имеет применение бескамерных шин.

По сравнению с камерными бескамерные шины, помимо уже указанного преимущества не терять внезапно давление воздуха при проколах, имеют меньшую массу, больший срок службы и меньшее сопротивление качению.

Большое значение для обеспечения хороших сцепных качеств шин, имеет тип и состояние рисунка протектора.

На шинах легковых автомобилей чаще всего применяют дорожный рисунок протектора. Площадь выступов рисунка протектора достигает 85% от всей поверхности беговой дорожки. Сам рисунок протектора чаще всего представляет собой сочетание окружных продольных ребер с щелевидными канавками и прорезями. Наличие этих канавок и прорезей способствует разрыву водяной пленки и обеспечивает отвод влаги из плоскости контакта.

Для обеспечения надежного сцепления колес автомобиля с дорогами, покрытыми слоем снега, необходим иной рисунок протектора — зимний. Для зимнего рисунка протектора характерно наличие элементов протектора различной формы, разделенных более широкими канавками, причем выступы рисунка протектора имеют различную конфигурацию. Площади выступов шин с зимним рисунком протектора составляют 55—65% от общей площади беговой дорожки шины. Глубина рисунка протектора зимних шин больше, чем у шин с дорожным (летним) рисунком протектора. Шины с зимним рисунком протектора лучше внедряются в образовавшийся слой укатанного снега, и автомобиль лучше противостоит заносам на поворотах, тормозной путь на зимних шинах существенно меньше.

Большое влияние на величину сцепления и безопасность движения имеет состояние (износ) рисунка протектора при движении автомобиля по дороге, покрытой слоем воды во время дождя. На такой дороге наблюдается резкое снижение коэффициента сцепления, которое тем заметнее, чем выше скорость движения и чем больше толщина водяного слоя. Это происходит вследствие того, что вода не успевает отводиться из зоны контакта. При определенных значениях скорости и толщины слоя воды из-за действия гидродинамических сил на входе в контактную зону образуется водяной клин, который приподнимает шину над опорной поверхностью. Дальнейшее увеличение скорости приводит к распространению этого клина на всю плоскость контакта и шина «всплывает» на слое воды над поверхностью дороги. Такое явление называют аквапланированием, а скорость, при которой оно возникает, критической. В этом случае колесо теряет контакт с дорогой и достаточно очень незначительного внешнего воздействия (даже порыва ветра), чтобы автомобиль изменил траекторию движения.

При скоростях движения, предшествующих аквапла-нированию, зона контакта состоит из трех участков. В передней части контакта участок А—водяной клин, т. е. неразрушенный водяной слой. Контакта с дорогой нет. Вода не успевает отводиться в канавки протектора и в стороны. Коэффициент сцепления близок к нулю. В средней части контакта имеется переходный участок В с частично разрушенным водяным слоем. Здесь возникает жидкое и сухое трение, а коэффициент сцепления имеет промежуточное значение между коэффициентом, соответствующим жидкому и сухому трению.

В задней части контакта—участок С — имеет место сухое трение. Именно в этой области реализуются силы, передаваемые от колеса к дороге. С увеличением скорости движения водяной клин все больше распространяется от передней части контакта к задней и захватывает всю плоскость контакта, сцепление колеса с дорогой исчезает (рис. 18,5).

Необходимое условие для обеспечения контакта шины с дорогой и увеличения скорости аквапла-нирования — удаление определенного объема воды из зоны контакта через канавки рисунка протектора. Объем воды, который нужно удалить из зоны контакта, линейно возрастает по мере увеличения скорости и толщины слоя воды на дороге.

Увеличение износа рисунка протектора уменьшает его способность к удалению необходимого объема воды из зоны контакта, так как уменьшается глубина дренажных канавок. Увеличение же скорости движения сокращает время контактирования шины с опорной поверхностью и тем самым время для отвода воды, вследствие чего снижается критическая скорость аквапланирования. Чем больше износ протектора, тем сильнее падение сцепных качеств шины на мокрой дороге. Поэтому с целью обеспечения безопасности движения на мокрых дорогах принято ограничивать эксплуатацию изношенных шин.

«Правилами дорожного движения» запрещается эксплуатация легкового автомобиля, если остаточная глубина рисунка протектора по центру беговой дорожки шины менее 1,6 мм,

3. Шины с шипами противоскольжения

Эффективная мера повышения безопасности движения на обледенелых и заснеженных дорогах — применение автомобильных шин с шипами противоскольжения, которые улучшают динамику разгона автомобиля и сокращают путь торможения примерно в 2 раза, уменьшают опасность заноса. На таких шинах повышается устойчивость на поворотах, при боковом ветре и поперечном наклоне дороги.

Сердечник шипа изготовляют из твердого сплава, а корпус — из стали или пластмассы. У шин легковых автомобилей диаметр шипа составляет 8—9 мм. Шип располагается в толще резины протектора на некотором расстоянии (1—3 мм) от поверхности каркаса, сердечник шипа должен выступать над поверхностью протектора на 1,5—2 мм. По ГОСТ 4754—74 шины, предназначенные для ошиповки, должны иметь маркировку в виде буквы ИГ Шипы рекомендуется размещать преимущественно в плечевых зонах беговой дорожки и реже по всей ее ширине.

Ориентировочно считают, что для правильной и надежной работы необходимо иметь 30 шипов на каждые 100 кг грузоподъемности шины. Общее количество шипов не должно превышать 200.

В зимних шинах с шипами противоскольжения необходимо поддерживать давление воздуха примерно на 0,2 кгс/см2 большее. Нужно избегать резких разгонов и торможений. При начале эксплуатации новых шин с шипами противоскольжения первые несколько сот километров необходимо двигаться с умеренной скоростью с плавным торможением и троганием с места. Это необходимо для приработки шипов. При замене обычных шин шинами с шипами необходимо сохранять первоначальное направление их вращения.

Эффективность применения шин с шипами противоскольжения тем выше, чем меньше сцепление колеса с дорогой. Шины с шипами противоскольжения нужно применять как временное (сезонное) средство повышения безопасности движения автомобиля на заснеженных и обледенелых дорогах. На сухих и свободных от снега и льда дорогах преимущества шин с шипами не реализуется. Наоборот, сцепление из-за наличия выступающих металлических частей снижается, а тормозной путь увеличивается по сравнению с шинами без шипов.

Источник

Безопасность шин: от чего она зависит

Шины являются связующим элементом между автомобилем и дорогой, поэтому в процессе эксплуатации на эту составляющую любого автомобиля стоит обращать особое внимание. Ведь они влияют не только на комфорт и экономичность транспортного средства, но главное на его безопасность.

Чем определяется безопасность шин?

Каждый автолюбитель, который эксплуатирует своего «железного коня», стремится к минимуму свести риск ущерба для здоровья. А для этого необходимо обеспечить максимальную безопасность. Добиться этого можно, если поддерживать исправность ходовой части, следить за состоянием шин и знать о факторах, снижающих их безопасность.

Факторы, от которых зависит безопасность шин:

Давление в шинах;
Состояние протектора;
Наличие повреждений.

Давление в шинах

Важным моментом, определяющим безопасность шин, является давление, поддерживаемое в них. Многие автомобилисты не обращают на этот момент большого внимания. Они не допускают спущенной шины и считают это достаточным. Однако важно, чтобы давление в шинах было оптимальным. Если шина недокачена или перекачена, то это негативно отражается на её состоянии. Кроме этого снижается комфорт при передвижении и срок службы.

Если в шине давление меньше чем нужно, то автомобиль будет хуже управляться. Каждый автовладелец легко может это понять при управлении автомобилем. Поэтому ситуации малого давления в шинах следует избегать. Если же шина перекачена, то и в этом случае можно столкнуться с плохой управляемостью транспортного средства.

А все из-за того, что в шине, в которой давление больше нормы, при движении работает не вся площадь протектора, а только его центральная часть. При перекаченных шинах машина становится жесткой, что отражается на комфорте езды. Кроме этого на ходовую часть возрастает нагрузка. Поэтому, для автомобильной шины безопасность на дороге главным образом определяется давлением.

Какое же давление является оптимальным? Для этого необходимо обратиться к инструкции по эксплуатации автомобиля, где можно найти, в том числе рекомендацию по оптимальному давлению в шинах. Также эти цифры иногда пишут на водительской стойке двери. Во многих автомобилях давление, которое должно быть в шинах, указано на лючке бензобака. Зная, какое давление в шинах вашего автомобиля является оптимальным, вы сможете обеспечить безопасность шин, а помимо этого продлить срок их службы.

Состояние шины

Безопасность шин также определяется их состоянием. В процессе эксплуатации основная рабочая поверхность шины — протектор изнашивается. Вместе с его стиранием происходит снижение безопасности шин. Поэтому необходимо регулярно оценивать их износ. Есть определенные нормативы, отталкиваясь от которых можно понять, что шина небезопасна и не подходит для эксплуатации.

При определении износа шины в первую очередь обращают внимание на высоту протектора. Если на вашем автомобиле этот параметр ниже 2 мм, то шина изношена. Из этого следует, что она небезопасна, её нужно как можно скорее заменить. Рекомендация касается зимних шин. В случае с летней резиной эксплуатироваться она может, пока высота протектора не снизится до 4-6 мм. Как только это случится шину необходимо в срочном порядке менять.

По индикатору износа, который имеется на любом резиновом изделии, можно оценить, насколько изношена шина. Если он сравнялся с протектором, то это сигнал о необходимости поездки в шинный центр.

Если медлить с этим, то каждый день, садясь за руль, вы будете подвергать свою жизнь опасности. Когда шина изношена, то комфорт будет не высоким, управляемость низкой. Поэтому во избежание неудобств, приобретите новые шины и выполните их установку на свой автомобиль.

Повреждения шины

В процессе эксплуатации автомобиля на шинах могут появляться повреждения. Чаще всего автовладельцы сталкиваются с боковыми порезами. Возникать они могут по разным причинам. Часто это происходит при наезде на острый камень. Не редкость возникновение бокового пореза — результат неудачного наезда на бордюр. А иногда возникновение этого внешнего повреждения происходит из-за действий хулиганов. Когда автовладелец обнаруживает порез, то возникает дилемма — ремонтировать или заменить шину.

Если повреждение вы обнаружили в пути, то в этом случае необходимо на первой попавшейся вам СТО выполнить ремонт шины. Заплатка, наложенная на место повреждения, поможет вам доехать до места назначения. Обнаружив порез выполнять ремонт нецелесообразно, поскольку силовой каркас шины нарушен. Никакой ремонт не поможет восстановить его. Лучшее решение в такой ситуации — заменить шину. Некоторые автовладельцы продолжают ездить, подвергая свою жизнь риску, ведь поврежденная шина может разрушиться в любой момент. Если это случится на трассе на высокой скорости, то это может привести к аварии и травмам водителя и пассажиров. Поэтому не стоит рисковать. При первой возможности меняйте шины.

Безопасность шин зависит от многих факторов, на которые необходимо обращать внимание. Обслуживая двигатель и ходовую часть, шинам также следует уделять внимание. Их регулярный осмотр — гарантия безопасного передвижения на автомобиле.

Информация предоставляется исключительно в справочных целях и не является публичной офертой. Мы не являемся магазином, не продаем и не осуществляем доставку товаров. Через наш сервис Вы можете найти нужные товары, перейти в магазин и оформить заказ на сайте продавца.

Источник