Особенности технической эксплуатации шин и колес

Автомобильные шины являются специфическим агрегатом (элементом конструкции), оказывающим значительное влияние на экономичность, дорожную и экологическую безопасность автомобилей. Так, доля затрат на шины в общих затратах на материально-техническое обеспечение автомобиля составляет 5-10% в зависимости от типа подвижного состава. В зависимости от конструкции шин, которые установлены на автомобиль, их технического состояния, которое опре­деляет процессы в пятне контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля может увеличиваться на 10-15%, расход топлива - на 4-7%.

Техническая эксплуатация автомобильных шин включает:

• выбор шин и комплектацию ими автомобиля;

• техническое обслуживание;

• своевременное снятие с эксплуатации и утилизацию;

• ремонт (восстановление).

ВЫБОР ШИН

При выборе модели шин следует ориентироваться на сведения завода-изго­товителя автомобиля о его максимальной скорости и нагрузке на ось. Не следует применять шины с большей шириной профиля, повышенной грузоподъемности -это приводит к повышенному расходу топлива. Шины с лучшими скоростными характеристиками имеют большую стоимость. Индивидуально для конкретных условий работы автомобиля, его типа решается вопрос о рисунке протектора.

 

 

На управляемые колеса на хороших дорогах рекомендуется устанавливать шины с наименьшим расчленением рисунка протектора, в основном с продольными канавками. Это обеспечит им больший ресурс при меньшем расходе топлива автомобилем. На ведущую ось - с дополнительными поперечными канавками, чтобы улучшить сцепление с дорогой. На одной оси должны быть установлены шины одной модели и размера. Иначе будет боковой увод автомобиля, неравномерный износ протектора.

В новую покрышку всегда надо устанавливать новую камеру. У старой -повышенная воздухопроницаемость и ослабленная прочность.

Все сказанное относится и к шинам, прошедшим ремонт по восстановлению протектора. Ограничений по установке восстановленных шин на переднюю (кроме шин класса "Д") или заднюю оси грузового автомобиля согласно "Правилам экс­плуатации автомобильных шин" нет. Однако следует воздерживаться от установки на переднюю ось шин после ремонта повреждений. Запрещается установка шин, восстановленных по первому классу, на переднюю ось междугородного автобуса, а восстановленных по второму классу - на переднюю ось легкового автомобиля, автобуса, троллейбуса, на любую ось междугородного автобуса.

Безопасность и надежность шины в эксплуатации во многом определяется процессами, происходящими в пятне контакта шины с дорогой. На каждый элемент протектора воздействуют удельное давление и касательное напряжение. Под их влиянием при определенных режимах возникает проскальзывание отдельных зон протектора относительно дороги. Особенно способствуют этому уменьшение внут­реннего давления воздуха, изменение углов установки колес, большие скорости движения. Снижается устойчивость автомобиля, возникает неравномерный износ протектора.

При большой скорости движения по дороге, покрытой слоем воды, шина может не успеть выдавить воду из пятна контакта. Шина "всплывает", наступает аквапланирование (рис. 12.29). Момент его начала в основном зависит от толщины водяного слоя, рисунка протектора, его остаточной высоты, давления воздуха в ши­нах, скорости автомобиля. У заднеприводного автомобиля (при одинаковых шинах) аквапланированию больше подвержены передние колеса. У переднеприводного -

 

как автомобиль развернет на дороге.

При больших скоростях шина может войти в режим так называемой крити­ческой скорости качения. В шине возникают резонансные явления, приводящие к резкому повышению температуры, почти до температуры начала "развулканиза-ции" резины. Связь каркаса шины с ее резиновым составом снижается. Достаточно нескольких минут, чтобы такая шина разрушилась. У недокачанной шины крити­ческая скорость наступает при меньшей скорости, чем та, которая указана на шине. С целью обеспечения большей безопасности движения легковых автомобилей согласно ГОСТ 4754 рекомендуется при предстоящем длительном движении на повышенных скоростях давление воздуха в шинах по сравнению с нормативом повышать на 0,03 МПа.

Боковой увод - это отклонение автомобиля от заданного передними колесами направления движения. Боковой увод проявляется на недокачанных шинах при действии на автомобиль боковой силы, например при сильном боковом ветре в местах разрыва вдоль дорог строений или лесополос. Вероятность бокового увода возрастает при повышенной эластичности передних шин по сравнению с задними.

Влияние рисунка протектора на топливно-экономические и тяго во-сцепные свойства автомобиля. По мере износа протектора возрастает вероятность дорож­но-транспортных происшествий, ухудшаются тягово-сцепные качества шин на загрязненных, увлажненных или заснеженных поверхностях дорог. Однако на сухих дорогах шины с изношенным протектором имеют меньшие потери на дефор­мацию, что уменьшает сопротивление качению и обеспечивает снижение расхода топлива (рис. 12.30).

Шины с универсальным, зимним, всесезонным рисунком протектора имеют повышенное сопротивление качению. При их использовании на очищенных дорогах с хорошим покрытием эксплуатационные и экономические характеристи­ки автомобиля ухудшаются. Например, при увеличении сопротивления качению на 20% расход топлива увеличивается на 2,5-3%.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ШИН

Монтажно-демонтажные работы относятся к наиболее ответственным технологическим операциям. Неправильное их проведение может привести к травме исполнителя (разрыву шин под давлением, срыву запорного кольца), к снижению безопасности движения автомобиля. Места проведения этих работ должны быть оснащены инструкциями, технологическими картами, техническими условиями; персонал должен пройти специальный инструктаж.

Радиальное и осевое биение для новых дисков легковых автомобилей не должно превышать 1,2 мм, для ободьев грузовых автомобилей в зависимости от их типа и размера - 2,5 мм. На ободьях и элементах крепления не должно быть деформаций, повреждений, коррозии, особенно в местах контакта с шиной.

Камера при монтаже, особенно отремонтированные места, должна быть при­пудрена тальком. Этим предотвращается ее прилипание и образование складок в

 

накачанном состоянии. Складки разрываются, что может привести к мгновенной разгерметизации шины. Закраины обода и борта должны быть смазаны специаль­ным гелем для равномерной посадки шины на обод, чтобы не возникали допол­нительные биения и дисбаланс и сохранилась поверхность бортов - для бескамер­ных шин это особенно важно.

Чрезвычайно опасно исправлять положение бортовых и замочных колец, если шина находится под давлением. Демонтажно-монтажные работы следует механизи­ровать. Особенности работ по накачиванию шины воздухом рассмотрены в разде­ле 11.4.

При установке колеса на автомобиль следует

• контролировать состояние резьбовых соединений; восстанавливать смятую резьбу, так как момент усилия затяжки будет приходиться не на крепление колеса к ступице, а на преодоление сопротивления в самой резьбе;

• соблюдать очередность затяжки крепежных соединений и выдерживать значения момента усилия затяжки; нарушение этих условий приводит к осевому биению колеса.

Балансировка колес. Согласно ГОСТу новые шины могут иметь дисбаланс, но для грузовых шин статический дисбаланс не должен превышать значения, равного произведению 0,5-0,7% массы шины и ее радиуса, для легковых - 1000-2000 гсм (в зависимости от посадочного диаметра шины).

Для легковых шин, например на 13 дюймов, динамический дисбаланс должен устраняться грузиками массой не более 60 г на каждой из плоскостей балансировки.

В эксплуатации балансировка должна проводиться после монтажа шины, а также при ТО-2. После 10 тыс. км пробега для колеса легкового автомобиля может потребоваться изменение массы балансировочных грузиков по каждой плоскости на 30-50 г.

Необходимо проводить балансировку колес и у грузовых автомобилей, и у автобусов. Наряду с повышенным износом протектора быстро изнашиваются подшипники ступиц, детали рулевого привода. При отсутствии стендов промыш­ленного изготовления АТП могут самостоятельно изготовить несложные приспо­собления для статической балансировки.

РЕСУРС ШИНЫ И ФАКТОРЫ, ЕГО ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ

Ресурс шины - это ее наработка до предельно допустимого износа протектора или до возникновения какого-либо повреждения: оголения нитей корда, отрыва протектора, вздутия, пробоя, отрыва борта и т.д.

Предельная остаточная высота рисунка протектора, установленная для шин грузовых автомобилей, - 1 мм, для шин легковых автомобилей - 1,6 мм, для шин автобусов - 2 мм.

Согласно ГОСТ 25478 "шина считается непригодной к эксплуатации, если появился один индикатор при равномерном износе или два индикатора в каждом из двух сечений - при неравномерном износе беговой дорожки". При отсутствии индикатора износа шина подлежит снятию, когда площадь суммарного предельного износа будет больше той, что показана на рис. 12.31. В практической деятельности удобнее исходить из того, что эта площадь суммарного предельного износа протектора не должна превышать участка его беговой дорожки, равного по длине половине радиуса шины.

Согласно ГОСТ 4754 и ГОСТ 5513 для шин постоянного давления воздуха установлен гарантийный срок на предъявление рекламаций - 5 лет на любом пробеге до допустимого износа рисунка протектора.

Согласно ГОСТ 13298 для шин с регулируемым давлением (в зависимости от их размера) установлен гарантийный пробег 15-35 тыс. км и гарантийный срок на

 

 

предъявление рекламации - 10-12 лет. Если шины вышли из строя по вине изготовителя на пробеге до 6-10 тыс. км, то они обмениваются безвозмездно. При пробеге, превышающем указанную величину, но не достигшем гарантийного, завод компенсирует разницу до гарантийной нормы.

Гарантийный срок для восстановленных шин в зависимости от класса их восстановления установлен равным 1,0-1,5 года.

По импортным шинам ответственность изготовителя действует на всем пробеге до достижения предельного износа рисунка протектора.

Эксплуатационная норма пробега определяет минимальный пробег шины по экономическим соображениям. Выполнение нормы не есть основание для снятия шины с эксплуатации, если ее техническое состояние соответствует "Правилам эксплуатации автомобильных шин".

Нормы пробега для конкретных типов и размеров шин могут быть установ­лены централизованно. При их отсутствии автоподразделение должно разработать свои внутренние временные нормы пробега.

Первым циклом эксплуатации шины считается период ее работы на новом (исходном) протекторе. Вторым (и последующим) циклом - работа шины на обновленном протекторе, наваренном на изношенную покрышку.

Шины легковых автомобилей в основном снимаются с эксплуатации из-за износа протектора.

На грузовых автомобилях и автобусах 60-70% шин (по отечественной статис­тике) снимается преждевременно из-за разрушения каркаса (рис. 12.32), что не позволяет использовать шины для наложения нового протектора. В большин­стве случаев эти повреждения являются следствием неаккуратного вождения авто­мобиля, низкого давления воздуха в шинах, плохого состояния дорог. Примерно 30% шин снимается из-за повреждения боковин, 20% - из-за повреждения протек­тора. Остальные причины: отрыв борта (15%), расслоение каркаса и брекера (12%), износ до нитей корда (10%), брак заводов-изготовителей и пр.

 

шины является равномерный износ про­тектора. Любые отклонения в работе шины вызывают дополнительные проскаль­зывания элементов протектора, его неравномерный износ.

Ухудшение дорожного покрытия сокращает ресурс шин - на 25% на гравийно-щебеночных дорогах, на 50% на каменистых разбитых дорогах.

Температура окружающего воздуха влияет на нагрев шины. Оптимальный температурный режим шины 70-75 °С. При нагреве до 100 °С износостойкость резины и прочность связи между резиной и кордом снижаются в 1,5-2 раза. Нагрев до 120 °С считается опасным, выше - критическим: при неправильной эксплуата­ции возможно возгорание шины.

При температуре -40 °С и ниже непрогретые шины из неморозостойкой резины при резком трогании с места и ударах могут растрескаться.

Скорость движения также влияет на темп износа. Так, при 140 км/ч он пример­но в 2 раза выше, чем при 60 км/ч. А по мере увеличения силы тяги или тормозной силы темп износа возрастает в степенной зависимости.

Нагрузка на шину и ее ресурс также взаимосвязаны. Перегрузка шины на 10% снижает ресурс на 20% в основном из-за перегрева шины. Частично компенсиро­вать это можно снижением скорости движения.

Давление воздуха является наиболее значимым техническим параметром эксплуатации шины (рис. 12.33). Основную нагрузку в шине (60-80%) несет воздух. Снижение давления вызывает большую нагруженность боковин и их деформацию. Увеличивается расход (до 15%) топлива, возрастают усталостные напряжения в каркасе, рвутся нити (особенно металлокорда), значительно повышается темпера­тура. У радиальных шин наблюдаются случаи кольцевого излома в зоне посад­ки шины на обод. Быстрее изнашивается протектор, в частности по краям бего­вой дорожки протектора (радиальные низкопрофильные шины такому виду из­носа подвержены в меньшей степени). На хороших дорогах эксплуатация шин в интервале допустимых для данной модели максимальных значений давления дает лучшие результаты по ресурсу шин, по расходу топлива. Но комфорта­бельность автомобиля при этом несколько снижается, из-за увеличения жесткос­ти шины.

Дисбаланс (статический и динамический) бывает почти в каждой шине. Это последствия некоторых обычных отклонений при изготовлении шины, неправиль­ного монтажа, неравномерного износа протектора при эксплуатации.

Статический дисбаланс - это неравномерное распределение массы шины (колеса) относительно оси вращения. При движении статический дисбаланс вызы­вает биение (колебание) колеса в вертикальной плоскости; возникает вибрация ку­зова, ослабевают крепежные и сварочные соединения.

Динамический дисбаланс - это неравномерное распределение массы шины (колеса) относительно ее центральной продольной плоскости качения. Биение колеса происходит в горизонтальной плоскости. На подшипники ступицы, на

 

 

детали рулевого привода и механизма действует знакопеременная высокочастотная нагрузка, и они интенсивно изнашиваются. Характерным признаком такого дисбаланса является биение рулевого колеса.

Любой вид дисбаланса вызывает пятнистый износ протектора.

Торцевое биение ("восьмерка") возникает в результате деформации автомо­бильного колеса при его сильных боковых ударах. У легкового автомобиля при биении колеса в 4-5 мм темп износа в отдельных частях протектора возрастает на 15-25%. Для грузовых автомобилей и автобусов, имеющих бездисковые колеса, торцевое биение может возникнуть при неравномерной затяжке или нарушении последовательности затяжки гаек крепления.

Влияние углов установки колес на ресурс шин рассмотрено в разделе 12.7.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ШИН

Шина является многократно восстанавливаемым изделием. При качественной эксплуатации и использовании современных ремонтных технологий на одну изношенную грузовую шину можно последовательно наложить (наварить) два-три новых протектора.

В настоящее время отечественный автотранспорт на восстановление про­тектора направляет не более 10% шин из числа поступающих в эксплуатацию. Большинство повреждений покрышки можно отремонтировать, но существующие технологии ремонта повреждений на практике осваиваются низкими темпами. При использовании даже наиболее доступных методов и способов ремонта повреждений и обслуживания шин затраты на них можно сократить, минимум, на 20%; по оптимистическим прогнозам - на 30-35%.

Восстановление изношенного протектора проводят по двум технологиям -горячей и холодной (термины условные, широко применяются на практике, иногда в технических публикациях).

Основные этапы ремонта следующие.

Контроль (визуальный на стадии приемки) направлен на выбраковку шин с дефектами, ремонт которых нецелесообразен. Существуют отраслевые стандарты с требованиями к "ремфонду".

Мойка и сушка - для обеспечения качества последующих операций.

Срезание старого протектора и "шероховка" обрабатываемой поверхности. При холодном восстановлении к качеству этих операций предъявляются по­вышенные требования.

Обработанную покрышку повторно контролируют с использованием ска­неров, рентгеновских или ультразвуковых установок и т.д.

Технологии наложения протектора при горячем и холодном способах вос­становления принципиально различны.

При горячем восстановлении на зашерохованную часть распыляют клеевой раствор и наносят промежуточный тонкий слой прослоечной резины. Новый про­тектор может накладываться по двум технологиям: одним слоем толстой нериф­леной и невулканизированной ленты или навивкой жгута из невулканизированной резины. В первом случае трудоемкость работ меньше, но необходима подгонка длины ленты, хорошая ее прикатка для удаления остатков воздуха, во втором -возможность использования более доступных ремонтных материалов.

Основной операцией является вулканизация. Это процесс получения резины при нагревании каучука с серой (примерно при 140 °С). В настоящее время есть материалы, вулканизация которых проходит при более низких температурах: примерно 80 °С при наварке нового протектора и 20 °С при ремонте камер и повреждений покрышки. Горячую вулканизацию проводят в вулканизационном

 

 

аппарате. Внутренняя оболочка его представляет собой металлическую форму с рельефным рисунком протектора, который отпечатается на шине.

При холодном способе (нагрев шины имеет место, но он меньше) на обработанную поверхность накладывают готовый протектор. Его изготавливают на специализированных производствах при высоких температурах и давлениях для улучшения износостойкости резины. Если эти режимы создать в вулканизационном аппарате, каркас шины будет разрушен. Покрышку "упаковывают" в упругую оболочку, которая будет обжимать протектор при его вулканизации, и помещают в специальную камеру (можно с покрышками другого размера). Давление и тем­пература в камере не превышают те, что возникают в шине при эксплуатации в жаркий летний период. Тем самым не нарушаются исходные прочностные свойства ремонтируемой шины.

Последняя операция - это выходной контроль, включающий статическую балансировку нанесением клеевого раствора на наиболее легкую часть внутренней полости покрышки.

Каждый из приведенных способов имеет преимущества и недостатки. Ресурс шин, восстановленных горячим способом, составляет примерно 50-80% ресурса новых. Холодный способ энергоэкономичен, с меньшим загрязнением воздушного бассейна, требует меньше производственных площадей. Его целесообразно исполь­зовать в автообъединениях или на крупных АТП. Пробег таких шин не ниже про­бега новых, а зачастую превышает его. Возможен выбор любого рисунка протек­тора из имеющегося ассортимента. Но материалы дорогостоящие. Экономически целесообразно восстанавливать только шины грузовых автомобилей, их прицепов, автобусов, троллейбусов (чем больше размер, тем выгоднее), авиационных шин.

Согласно ОСТ 38-47-171-95 шинам с восстановленным протектором присваи­вается 1-й класс, если у них отремонтировано не более трех-пяти проколов, 2-й, или "Д", класс - при большем числе повреждений в зависимости от их размеров.

Ремонт местных повреждений покрышек, или, как принято называть, местный ремонт шин, позволяет устранять сквозные порезы до 110 х 20 мм, разрывы до 50 х 40 мм. Но в зависимости от применяемой технологии могут быть отремонти­рованы и большие повреждения.

Последовательность восстановления следующая. Удаляют застрявшие предме­ты. Скругляют края порезов, разрывов, чтобы предотвратить их разрастание. Кон­тур повреждений обрабатывают на всю его глубину, промазывают клеем, обкла­дывают специальной прокладочной резиной. Все свободное пространство по­вреждения заполняется резиновым составом. Он может быть многокомпонентным (рис. 12.34). Покрышку устанавливают в вулканизатор двустороннего нагрева. Для восстановления прочности покрышки на внутреннюю ее полость приклеивают самовулканизируемый пластырь. "Выдерживается" шина в течение 1-3 дней в помещении с температурой не ниже +18 °С для процесса самовулканизации. В зависимости от технологии может потребоваться частичная подкачка шины. Если был проведен ремонт беговой дорожки протектора, то его канавки будут завулка-

 

 

низированы. Их надо прорезать специальным термоножом. У каркаса шин, отремонтированных по современным технологиям, восстанавливаются прочност­ные и ресурсные характеристики. Эти шины в дальнейшем могут быть подверг­нуты наложению нового протектора.

В дорожных условиях для ремонта повреждений камер следует применять самовулканизируемые заплаты. Ими можно ремонтировать разрывы до 100 мм. Время вулканизации 3-5 мин. Камеру можно сразу накачивать. Качество ремонта высокое при условии хорошей подготовки поврежденного места. Для шин грузовых автомобилей при гвоздевом проколе диаметр заплаты должен быть примерно 45 мм. Если шина в дорожных условиях повреждена круглым предметом до 10 мм в диаметре, то это место следует отремонтировать самовулканизирующимся резино­вым "грибком". Если этого не сделать, то при движении по мокрой дороге в по­врежденное место будет закачиваться вода, вызывая коррозию металлокорда и впоследствии - расслоение каркаса.

Свои особенности имеет технология ремонта бескамерных шин. Эти шины конструктивно не предназначены для многократных демонтажно-монтажных работ - нарушается герметизирующий слой бортов. Все проколы до 7 мм - а их подавляющее большинство - надо ремонтировать без снятия шины с обода. Для этих целей применяют ремонтные вставки - резиновые жгуты, покрытые само­вулканизирующимся составом, клеем (иногда клей прилагается отдельно). Уста­навливают жгуты специальным шилом (рис. 12.35).

Технологии местного ремонта шин и холодной вулканизации камер могут быть реализованы на любом автопредприятии.

Ответственным за техническую эксплуатацию шин в автотранспортных предприятиях является техник по шинам. В его обязанности также входит ведение учета и контроля за использованием ресурса шинами, выявление причин потерь ресурса.

СИСТЕМА УЧЕТА ШИН

Система базируется на следующих основных документах.

Картонка учета работы шины. В нее заносят основные данные о шине и автомобиле, на который она установлена, ведут учет периодов нахождения в качестве запасного колеса. По исчерпанию шиной своего ресурса записывают выполненный ею пробег и причину снятия. Карточка является документом, по которому можно предъявить претензии водителю за повреждение шины или заводу-изготовителю - за производственный брак.

 

 

Лицевая карта автомобиля по расходу шин является накопительным до­кументом, отражающим, как использовались шины автомобиля в течение дли­тельного периода.

Заявка на замену шин автомобиля - форма, определяющая содержание сис­темы учета шин и задачи, ею решаемые. Используется для разового сбора сведений о шинах, снимаемых с автомобиля и выдаваемых на автомобиль, регламентирует организационную последовательность замены шин. Информация в заявку должна заноситься в виде, пригодном для компьютерной обработки.

Итоговые результаты об эксплуатации шин за календарный период могут быть индивидуальны для каждого предприятия. К числу первоочередных сведений, конкретизирующих выбор мероприятий по увеличению ресурса шин, следует отнести

• уровень реализации ресурса шин;

• характер износа протектора снятых шин;

• причины утилизации;

• значения потерь ресурса.

Общепринятыми итоговыми показателями эксплуатации шин являются их ресурс - пробег на момент снятия, и количество шин в процентах, сданное на первичное и повторное восстановление. При обезличенном восстановлении шин эти сведения не позволяют оценить общий период эксплуатации одной условной шины. Поэтому разработан комплексный показатель К_ир - коэффициент использования ресурса шины, показывающий отношение среднего общего пробега шины на новом и восстановленных протекторах L_o6 к нормативному пробегу L_H новой шины:

шины, показывающий, сколько раз в среднем восстанавливается одна шина.

Оценка эффективности эксплуатации шин по К_нр позволяет во взаимосвязи проконтролировать основные этапы реализации ресурса шины: характер износа протектора, сохранность шин для восстановления. После некоторых преобразо­ваний этот коэффициент позволяет также выявлять, в полном ли объеме АТП использует восстановленные шины или же их несвоевременно вывозят с восста­новительных заводов, складируют, а в эксплуатацию необоснованно вводятся новые шины.

По стоимости шины и величине L_o6 можно рассчитывать и планировать себе­стоимость пробега шин в рублях на 1000 км.

В зарубежной практике большинство систем учета сориентировано на расчет и оценку себестоимости единицы пробега шины. Иногда между транспортными фир­мами и производителями шин взаиморасчеты ведутся с учетом этого показателя.

⇐ Предыдущая25262728293031323334Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: