Робота автомобільних шин та фактори, які впливають на їх зношення.

Процеси в плямі контакту. На шину при русі діють нормальне навантаження G і дотична сила Q. Вони викликають в плямі контакту шини з дорогою площею F питомий тиск q = G/F і дотична напруга r = Q/F. Відношення r до q характеризує напруженість елементу шини в контакті J= r / q. Якщо J рівна або більше коефіцієнта зчеплення шини з дорогой, то починається прослизання. Це головна причина зносу протектора. У різних точках контакту напруженість Jнеоднакова. Вона залежить від умов руху, нагруженності шини, кутів установки коліс, величини тиску повітря в шині і ін. Невідповідність будь-якого з перерахованих чинників оптимальним параметрам викликає прослизання окремих елементів плями контакту і нерівномірний знос протектора. Так, із зменшенням тиску повітря збільшується J і зростає схильність елементів протектора до прослизання. Кути установки коліс (особливо кут сходження) при відхиленні їх від нормативу приводять до збільшення поперечної дотичної напруги. На виході шини з плями контакту перевищується межа зчеплення з опорною поверхнею і відбувається прослизання.

Для радіальних шин і шин із зношеним малюнком протектора дотична напруга завжди менша.

Критична швидкість кочення. Збільшення швидкості кочення приводить до зміни характеру q і прослизанню елементів протектора. З подальшим збільшенням швидкості шина піддається дії інерційних сил. Частота деформації елементів шини починає співпадати з їх власною частотою. Швидкість відновлення форми шини після проходження контактної зони менше швидкості виходу елементів з контакту. В результаті з контакту виходять невідновлені елементи, які під дією пружних і інерційних сил також починають коливатися. Резонансні явища приводять до виникнення хвиль на боковинах і біговій доріжці. Наступає критична швидкість кочення і, як наслідок, розривши шини.

Критична швидкість шини завжди вища за максимальну швидкість автомобіля, для якого вона рекомендована. Проте вантаження автомобіля вище за норму, а особливо знижений тиск в шині різко знижують поріг критичної швидкості, тому, при майбутньому русі легкового автомобіля (більше 1 ч) з швидкістю понад 120 км/г тиск повітря в шинах слід підвищити на 0, 03 Мпа щодо норми.

Аквапланування. При русі по мокрій дорозі на низьких і середніх швидкостях виступи протектора шини встигають продавити водяну плівку. З плями контакту вода виводиться через канавки протектора, які виконують роль дренажу. При великих швидкостях кількість води, що виводиться в одиницю часу, росте, і дренаж з цим може не справитися. Між протектором і дорогою з'являється водяний клин, що порушує контакт шини з опорною поверхнею. Виникає аквапланування, і автомобіль стає некерованим. Швидкість

Рис. 5.3. Зміна експлуатаційних властивостей автомобіля при зносі протектора: 1