От чего шины изнашиваются быстрей

В Месопотамии 6 тысяч лет назад изобрели колесо (вероятно). В 1846 году Роберт Томсон надел на него шину. И оно покатилось, пока остаточная глубина протектора не составила 1,6 миллиметра летом или 4 миллиметра зимой. Тогда шина была отправлена в утиль — и (в идеале) на переработку, дабы, случись пожар, не отравляла атмосферу токсичными газами. Эта, в деталях правдивая, а в основе, конечно, выдуманная история наводит на вопрос: «Нельзя ли было отсрочить столь печальный исход для столь легендарной шины? Да и не для нее одной, а для всякой другой тоже?» Этим вопросом задаются не только автолюбители, но и ученые с инженерами.

Итак, почему шины изнашиваются. Все дело в разрушающем воздействии сил трения, а точнее, в тех механизмах, которые его вызывают: адгезия и гистерезис. Они оба обусловлены шероховатостью поверхности (от этого не уйти, как ни шлифуй материалы), но имеют различную природу.

Адгезия — это «слипание» поверхностей разнородных тел. Оно происходит по следующему сценарию. Если просто прислонить поверхности друг к другу, то из-за шероховатости они будут соприкасаться не всей видимой площадью, а лишь выступающими неровностями рельефа — пиками. Но пики тоже не смогут сблизиться полностью из-за сил отталкивания между молекулами разных материалов. Эту преграду можно преодолеть, приложив внешнее давление (например, поставить колесо на дорогу, чтобы оно грузило область контакта своим весом, а потом еще и машину сверху). Тогда на края неровностей придется колоссальное напряжение и, если оно превысит предел текучести (напряжение, при котором в материале происходит необратимая деформация), между кончиками пиков образуются молекулярные мостики. Так возникает сила сухого трения.

При движении тел относительно друг от друга поверхности отлипают. Если молекулярные мостики оказались прочнее, чем связи между частицами одного из веществ, то разрыв происходит внутри этого материала и от него отсоединяется некоторая часть. Именно так происходит износ резины, который называется «адгезивным». При этом адгезивной частью сил трения считают энергию, которая идет на разрыв межмолекулярных связей при отлипании.

Гистерезис имеет механическую природу. При качении колеса шина постоянно деформируется: отчасти от неровностей, которые в нее утыкаются, отчасти из-за того, что на нее давит поверхность дороги. При этом в резине запасается энергия (упругой деформации), чтобы вернуться в прежнее состояние, как делает это, например, сжатая пружинка. Но некоторая часть рассеивается в виде тепла, поэтому шина приходит в себя не полностью и сопротивляется качению. Чтобы преодолеть это сопротивление, колесу приходится сообщать дополнительную энергию. Именно ее и относят к гистерезису. С ним, в свою очередь, связывают усталостный износ шин — разрушение материала после многократных деформаций в одной и той же области.

Кто виноват?

Зная механизмы износа, можно понять, какие факторы влияют на то, что шины уходят в утиль раньше отмеренного им срока:

1. Температура. Повышение температуры приводит к уменьшению энергии разрыва связей при адгезии, вызывает термическое и окислительное разрушение резины.
2. Скорость. Во-первых, вместе со скоростью растет температура, потому что чаще происходит циклическое соприкосновение одного и того же участка протектора с дорогой и чаще рассеивается тепло, которое образуется при деформации шины. Теплопроводность резины низкая, поэтому оно концентрируется в области контакта с дорогой. Во-вторых, на поворотах скорость вызывает дополнительный износ плеч шины. Дело в том, что центробежная сила прямо пропорциональна расстоянию до оси поворота и квадрату угловой скорости вращения. Как самый удаленный элемент, протектор испытывает значительное воздействие, а основная нагрузка приходится на его плечевые зоны.
3. Распределение давления внутри: влияет на то, какие участки шины берут на себя основную нагрузку и чаще соприкасаются с поверхностью дороги.
4. Материалы дороги и протектора. От этого фактора зависит эффективность адгезии.
5. Рисунок протектора. От насыщенности рисунка протектора зависит пятно контакта шины с дорогой. С одной стороны, чем больше площадь пятна, тем меньше давление в области касания. С другой стороны, больше площадь истирания. Поэтому влияние этого фактора сильно зависит от других условий.
6. Перегруз. Для каждой категории шин рассчитывается нагрузка, которую она способна выдержать. Если вес больше, то появляется неучтенная энергия деформации резины. При движении она рассеивается в виде тепла: происходит нагрев.

Читайте также: Ремонт шины жгутом или заплатка при проколе колеса что лучше

Какие бывают типы износа?

Глобально можно выделить два: естественный и избыточный. Первый обусловлен тем, что, как ни крути, колеса трутся о поверхность дороги и протектор постепенно стирается. Однако этот процесс может значительно ускориться, если нарушена конструкция автомобиля (например, неверные углы установки колес) и на одни области колеса приходится большая нагрузка, чем на другие. Тогда возникает избыточный износ, который делится на подтипы, в зависимости от того, в каких местах шина истирается сильнее.

Что делать?

В частном порядке проще всего решается вопрос с избыточным износом: достаточно визуально определить симптомы, а потом из журналов для автолюбителей или с помощью работы исследователей Технического университета Эйндховена определить источник неполадки.

Естественный износ — вопрос гораздо более тонкий и должен решаться для конкретной машины. Подходящий тип резины сильно зависит от покрытия дороги, сезона, температуры, категории автомобиля и тому подобных переменных. Из общих рекомендаций — профилактика: нужно быть полегче на поворотах и при наборе скорости, следить за конструкцией автомобиля, давлением в шинах, выбирать резину в сезон и с подходящими температурными характеристиками, так как у каждого типа материала есть температура, при которой износ шин будет минимальным.

В общем порядке вопрос решается учеными и инженерами. Можно, например, находить оптимальную конструкцию автомобиля. Так, инженеры из Падерборнского университета рассчитали углы установки колес для задней подвески серийного автомобиля, при которых износ снижается на 56,6 процента при прямолинейном движении. Для этого они строили модель подвески, используя нелинейный закон износа шины (зависимость массы стертой резины от мощности сил трения описывается степенной функцией), и рассматривали ее движение, меняя величину углов.

Можно улучшать конструкцию колеса. К примеру, ученые из Шаньдунского университета науки и технологий оптимизировали борт шины, потому что на него приходится большая статическая нагрузка и, как следствие, часто возникают поломки. Обычно борт состоит из прорезиненной ленты и стальных сердечников. Авторы разработали полностью стальную конструкцию, что на 50 процентов повысило износостойкость и на 40 процентов уменьшило напряжение фон Мизеса (такая рассчитываемая для материала под нагрузкой величина, которая используется для критерия того же фон Мизеса: материал деформируется, когда это напряжение достигает предела текучести (о нем мы говорили в третьем абзаце).

Естественно, нужно работать с резиной для протектора. Иногда на этой почве находятся достаточно экзотические эксперименты. Ученые Цзилиньского университета пытались повысить износостойкость шины, создавая на поверхности образцов ямки по аналогии с теми, что у навозного жука вокруг усов. Однако для протектора ямки оказались не так эффективны, как для навозного жука: износостойкость повысилась всего на 0,98 процента.

Ямки, оставленные на шинах учеными Цзилиньского университета, и ямки вокруг усов навозного жука

Chunyu Mao et al 2019 Mater. Res. Express 6 085331

Видео:По какой причине могут быстро изнашиваться новые шиныСкачать

Что влияет на износ шин и 5 способов его избежать

Каждые 5-6 лет рекомендуется менять сезонные покрышки. Однако при несоблюдении ряда правил, срок службы сокращается на 30-40%, и приводит к необратимым повреждениям шин. Рассмотрим причины преждевременного износа, а также узнаем о способах продлить срок службы шин .

Видео:Виды износа протектора. ЧТО, КАК и ПОЧЕМУ?Скачать

Как определить степень износа шин

Задумываться о степени износа шин нужно уже после 4 лет использования для летней резины и 3 лет для зимней. Срок службы шин определяется с помощью специальной маркировки: первая и вторая цифры обозначают неделю выпуска, а третья и четвертая – год.

Читайте также: Станок для удаления шипов из шин

Существует два способа определить насколько сильно износились шины:

1. Индикатор износа шин

Модели Bridgestone, Yokohama, Continental оснащены специальными индикаторами, которые размещаются в глубине каналов. Как только индикатор износа стирается, шины теряют ездовые свойства. Допустимый уровень износа составляет 1,6 мм , но существуют и модели с высотой индикатора в 2 мм.

2. Специальные инструменты измерения

Глубиномер — прибор для измерения глубины отверстий и пазов. Если прибор показал меньше 1,6 – 2 мм, то шина больше не пригодна для эксплуатации. Проверку глубиномером и другим спецоборудованием производят в автосервисах. Для измерения степени износа также используется штангенциркуль или линейка с глубиномером. Измерять протектор нужно минимум в 6-7 точках на протекторе, так как существует риск неравномерного износа.

Формула для подсчета износа

В случае если не знаете критический уровень износа для своей модели шин, воспользуйтесь универсальной формулой.

I (износ) = Hnew (протектор новой шины) — Hnow (фактическая высота протектора) / Hnew (протектор новой шины) — Hnow (фактическая высота протектора) * 100%

Видео:Неравномерный износ шин: причины и как его исправитьСкачать

Причины износа и последствия

Причины износа

Температура и структура асфальта. При движении колесо нагревается из-за трения о дорожное покрытие. Чем больше скорость — тем выше температура. Поэтому летние шины при частой езде по сухому асфальту изнашиваются быстрее, чем зимние. Также стирание резины происходит на крупном зернистом асфальте.

Скорость автомобиля. Из-за высокой механической агрузки на скорости свыше 120 км/ч резина изнашивается в два раза быстрее. Однако степень износа зависит и от индекса скорости покрышки, поэтому Ultra High Performance шины долговечнее обычных моделей. Ultra High Performance — это сверхпроизводительные шины с высоким индексом скорости до 300 км/ч.

Экстренное торможение. Резкая остановка, особенно на сухом асфальте, приводит к стиранию протектора, образованию микротрещин и повреждению защитных элементов.

Некачественный ремонт. Неправильная установка заплаток приводит к разбалансировке шин и неравномерному износу.

Проблемы с ходовой частью. Жесткая подвеска, изношенные тормозные колодки и другие неисправные элементы ходовой способны также сократить срок службы шин.

Давление шин. Чрезмерное давление колес способствует износу центральной части протектора, а недокачанные шины приводят в негодность боковую часть.

Угол установки колес. Если колеса установлены под наклоном, то износ происходит неравномерно. При частых наездах на ямы неправильный баланс развала/схождения выводит из строя шины даже после 1000 км пробега.

Влияние износа на безопасность

Распространено заблуждение, что лысая резина представляет опасность только в гололед или на скользкой от снега дороге. Летние покрышки в сухую погоду представляют не меньшую опасность, а мокрый асфальт отправит в занос автомобиль на изношенных шинах даже на скорости в 60 км/ч.

Тормозной путь зимней резины на стертом протекторе удлиняется на 10-15 метров . Протекторные ламели «вгрызаются» в снег и увеличивают сцепление со льдом. На изношенной резине защитные ребра не справляются со своими обязанностями: качество сцепления падает, как и уровень тяги.

Тормозной путь летней резины увеличивается на 7-8 метров из-за угрозы аквапланирования на мокрой дороге. Чем быстрее движется автомобиль, тем сложнее его остановить, так как водоотводящие элементы протектора не успевают выталкивать воду из-под колес.

Видео:Как понять, когда протектор износился и шины пора менятьСкачать

Как избежать преждевременного износа

Существуют основные рекомендации, соблюдение которых позволит дольше сохранить ездовые качества резины, как летней, так и зимней.

Исправная подвеска. Амортизация с хорошей амплитудой поможет снизить нагрузку на колеса во время езды на 30-40% . Часть энергии поглощается подвеской, поэтому важно вовремя устранять возникающие неполадки.

Выбор скоростного режима. Не стоит превышать порог индекса скорости покрышек. Вход в повороты на скорости вводит колеса в крен, что приводит к неравномерному износу.

Читайте также: Express шина в перми

Грамотное торможение и старт. Старайтесь плавно тормозить и начинать движение. Пробуксовка на старте буквально оставляет протектор на асфальте, а резкое торможение повреждает элементы протектора и приводит к потере шипов у зимних покрышек.

Качество шин. Существуют шины с высоким содержанием силикатов в составе резины, такие модели отличаются повышенной износоустойчивостью.

Своевременная замена шин. Не стоит затягивать с заменой летней и зимней резины. Оба типа покрышек приспособлены только к одному температурному режиму. Зимняя резина на жаре страдает чрезмерной мягкостью, а летняя «дубеет» на морозе. Все это негативно сказывается на сроке службы.

Видео:Как определить ресурс пробега новой шины | Сколько ходят шины | Когда надо менять шиныСкачать

Важно знать

Износ, на первых этапах, легко ремонтировать, поэтому стоит действовать уже при первых признаках. Эта памятка поможет выявить причины самых распространенных типов преждевременного износа и поможет его предотвратить.

Видео:ПОЧЕМУ ЖРЕТ РЕЗИНУ ПОСЛЕ РАЗВАЛА ?Скачать

Почему шины изнашиваются слишком быстро

Иногда можно заметить, что одна или несколько шин на автомобиле имеют признаки ненормального износа, а протектор стирается с подозрительно высокой скоростью. Это может свидетельствовать о наличии других проблем с транспортным средством, никак не связанными с колесами и резиной. Разберемся, почему шины могут изнашиваться слишком быстро, какие факторы вызывают ускоренный износ.

Видео:Внешний износ шин причины и способы устранения.Скачать

Выравнивание колес не входит в спецификации производителя

Если выравнивание колес (развал-схождение) не соответствует техническим характеристикам, это означает, что колеса не направлены точно в нужном направлении.

Это вызывает состояние, известное как скраб (истирание) шины – когда она слегка трется о колесные арки во время вращения. Трение вызывает чрезмерный износ одной шины или, возможно, пары, из-за этого также автомобиль может неправильно реагировать на вращения руля на больших скоростях.

Рулевое колесо может даже не центрироваться при движении по прямой. Неправильное выравнивание колес (развал-схождение) можно исправить, так как подвеска имеет регулировочные болты.

Видео:ЖРАТЬ РЕЗИНУ БОЛЬШЕ НЕ БУДЕТ ЕСЛИ СДЕЛАТЬ ТАКСкачать

Подвеска имеет неисправный компонент

Если автомобильная подвеска содержит изношенный или незакрепленный элемент, например, такой как протекшая стойка, это всегда приводит к большему износу шины на соответствующем колесе.

Если крестовина изношена, соответствующее колесо будет «сбоить», то есть постоянно подпрыгивать – больше и чаще, чем должно быть при прохождении выбоин и неровных поверхностей.

Это создает дополнительную нагрузку на резину, и в итоге может значительно ухудшить состояние протектора шины и сократить срок его службы.

Рекомендуется как можно скорее заменить неисправный элемент подвески, чтобы увеличить рабочий ресурс автомобильной резины. Выбрать необходимые запчасти можно здесь – для авто любой марки.

Видео:Как шины влияют на расход топливаСкачать

Направляющая система имеет незакрепленную или изношенную часть

Практически любая часть системы рулевого управления может вызвать износ передних колес, если они изношены или ослаблены.

Компоненты рулевого управления не просто позволяют поворачивать, но и держать передние колеса в постоянном положении независимо от направления рулевого колеса.

Если колеса не удерживаются твердо, они могут колебаться и тем самым вызывать трение шин о поверхность дороги и, как следствие, их чрезмерный износ.

Движение с плохим рулевым управлением опасно, потому что можно потерять контроль над транспортным средством, что неизбежно приведет к аварии или как минимум увеличит шансы ее возникновения.

Видео:Почему жрет резину?Скачать

Тормозная система имеет чрезмерное сопротивление или заклинило

Возникновение проблем с тормозами, в частности, блокировка тормозного суппорта, всегда вызывает значительный износ резины.

Если колеса периодически блокируются, то шины не только изнашиваются намного быстрее, но и значительно увеличивается расход топлива.

Иногда проблема может быть исправлена без особых затруднений, посредством регулировки тормозов, а в других случаях может потребоваться замена деталей.

Независимо от причины, если замечено что шины на транспортном средстве изнашиваются быстрее, чем обычно, проверка тормозов, рулевого управления и подвески должна произойти как можно скорее. Тем самым можно избежать потенциально опасной ситуации или дополнительного дорогостоящего ремонта.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/ot-chego-shiny-iznashivayutsya-bystrey

  📺 Видео

  Жрет резину развал в норме!Скачать

  

  Почему жрёт резину на грузовике, даже если все регулировки сделаны правильно.И как этого избежать.Скачать

  

  ТИХИЕ ШИНЫ ЭТОГО НЕ ЗНАЮТ БОЛЬШИНСТВО АВТОМОБИЛИСТОВСкачать

  

  Внутренний износ шин причины и способы устраненияСкачать

  

  НЕРАВНОМЕРНЫЙ ИЗНОС ШИНСкачать

  

  На какую ось ставить новые шины | Правила перестановки шинСкачать

  

  Почему быстро изнашиваются передние шины ?Скачать

  

  Не ставь БОЛЬШИЕ шины пока не узнаешь ЭТО !Скачать

  

  Как определить износ резины?Скачать

  

  Почему одна резина стирается быстрее другой, шины как их делают, почему шины разного качестваСкачать