что влияет на износ шин

Почему изнашиваются шины, что влияет на износ и как его замедлить?

Поговорим о том, как происходит износ шин, почему он может происходить иначе, чем мы ожидаем, и какие компоненты могут менять износостойкость резины.

В среднем раз в пять-шесть лет или через 50-60 тысяч километров пробега автовладельцам приходится менять комплект летних и зимних шин, так как протектор на старых шинах стирается до минимально допустимой по ПДД глубины (п. 31.4.5). Но иногда глубина протектора уменьшается до критических показателей всего за год-два, причем происходит это неравномерно, что рождает у водителя негативные эмоции по отношению к производителю шин из-за якобы низкого качества продукции. На деле в большинстве случаев шины оказываются не виноваты в быстром и неравномерном износе — причиной тому являются другие факторы, в числе которых может быть как автомобиль, так и сам автомобилист.

1. Как резиновая смесь влияет на износ шин?

Перед тем, как искать причины аномального износа шин, расскажем еще раз о составе резиновой смеси — это поможет понять, почему одни шины изнашиваются быстро, другие медленно. Её рецептура, кстати, меняется от одной модели шин к другой и от производителя к производителю. Смена соотношения компонентов значительно меняет свойства шин. За каждым рецептом смеси стоит долгая работа химиков, сотни и тысячи часов испытаний прототипов шин.

Итак, основной компонент резиновой смеси — каучук, доля которого в составе может достигать 50%. Долгое время основой смеси был натуральный каучук, добываемый из каучуковых деревьев. Несмотря на прогресс он используется до сих пор, хотя и в куда меньших количествах. Некоторые производители не просто закупают готовый каучук, но и создают собственные каучуковые плантации.

Ученые смогли создать нескольких видов искусственного каучука, опираясь на химическую формулу природного оригинала, в результате чего появился изопреновый, бутадиеновый и бутадиен-стирольный каучуки. Два последних ввиду лучшей износостойкости в сравнении с природным каучуком широко применяются при производстве беговой дорожки шин (части шины, касающейся дороги).

После химической обработки и затвердевания сок дерева гевея, называемый латексом, превращается в каучуковые бруски, которые отправляются на шинный завод. Кстати, тот же латекс в жидком виде используется в производстве, например, медицинских изделий, вроде перчаток. Натуральный затвердевший каучук не подходит для создания из него шины. Чтобы превратить его в резину, материал подвергают вулканизации — смешивают с углеродом и серой и нагревают до 120-130 °C, в результате чего молекулы каучука соединяются в прочную пространственную сетку, делающую материал тверже и эластичнее. Сера является вулканизирующим агентом, то есть под действием высокой температуры она запускает процесс соединения молекул каучука. Но, как и в случае с любым коктейлем, главное не перестараться: обычно доля углерода в шине составляет около 25%. Если углерода будет слишком много, шина станет твердой, сцепление с дорогой ухудшится, а резина по мере эксплуатации будет не стираться, а крошиться. А вот при нехватке углерода шина станет слишком мягкой, а протектор будет буквально таять на глазах.

Сочетание различных видов синтетического каучука выполняет роль функциональных эластомеров. Эластомеры значительно влияют на сцепление шины с мокрой дорогой и уменьшают трение качения.

Чтобы улучшить сцепление с асфальтом, не делая шину слишком мягкой и не снижая ее ресурс, в резиновую смесь добавляют еще один компонент — диоксид кремния (в некоторых случаях им полностью заменяют углерод). Увеличение доли этого вещества уменьшает трение качения, что напрямую влияет на топливную экономичность.

10-15% в резиновой смеси приходится на смягчающие масла на основе рапса и смолы — это еще один способ регулировать мягкость шин, не меняя долю углерода и, следовательно, не снижая износостойкости.

Наконец, до 10% состава — особые материалы, являющиеся коммерческой тайной каждого производителя шин. Несмотря на их незначительную долю в резиновой смеси, даже несколько процентов секретных добавок могут сильно менять износостойкость шин, их мягкость и качество сцепления с дорогой. В немалой степени именно особые добавки, неведомые небольшим производителям самых дешевых шин, делают шины известных брендов такими эффективными.

2. Какие причины естественного износа?

Открываем Америку: по мере эксплуатации шины ее протектор изнашивается — в норме равномерно по всей площади. Это естественный износ, любое отклонение от нормы говорит о том, что с автомобилем что-то не так. Об этом мы поговорим далее. А пока расскажем о факторах, влияющих на естественный износ.

Ресурс шин рассчитывается производителем исходя из нормальных условий эксплуатации, то есть езды по хорошему асфальту на стандартных для городского режима скоростях при характерных для сезона температурах. Никого не должно удивлять, что за одно лето оставшиеся на колесах зимние шины почему-то потеряли несколько миллиметров протектора и почти все шипы: под действием высокой плюсовой температуры мягкая зимняя резина стирается об асфальт с повышенной скоростью. И даже передвигаясь на авто в очень неспешном режиме, вы сможете увеличить ходимость шин максимум на 20-30%.

Существуют факторы, влекущие естественный износ шин, повлиять на которые водитель не в состоянии.

В первую очередь на срок службы шин влияет скоростной режим. Мы говорим не об экстремальном вождении с дрифтом и пробуксовками, а об обычной езде на разных скоростях. Как было сказано, ресурс шин рассчитывается исходя из допустимых для города скоростей. Если вы передвигаетесь в основном по городу между домом, работой и магазином, то один комплект шин прослужит ровно столько, сколько обещает производитель, а то и дольше. Но если автомобиль преимущественно ездит по загородным автомагистралям на скоростях свыше 100 км/ч, ходимость шин снижается. Сила трения и нагрев шин при движении разрушают резину в ускоренном темпе, и с этим ничего нельзя поделать — таковы бессердечные законы физики.

Еще на износ заметно влияет окружающая температура: шины и так разогреваются при езде по асфальту, но в идеальных условиях резина охлаждается, отдавая тепло асфальту. А если на улице лето и ярко светящее солнце нагревает черный асфальт? Тогда шина попадает в куда более тяжелые условия — мало того, что резина нагревается от трения, так еще вместо охлаждения от асфальта забирает от него дополнительное тепло. В итоге при езде в жаркое время шины могут нагреваться до 60 °C. Размягченная под действием температуры резина начинает стираться об асфальт критически быстро, отчего ресурс шины падает вдвое.

Третий серьезный фактор, влияющий на ходимость шин, — агрессивность поверхности дороги. Для повышения износостойкости и абразивных свойств покрытия, в асфальт часто добавляют щебень. При езде по такой дороге шины истираются гораздо быстрее, чем на новом асфальте без щебня. Сделать с этим опять же ничего нельзя — можно лишь не превышать скорость и избегать резких маневров и торможений.

3. Какие причины преждевременного износа?

Помимо описанных выше факторов, вызывающих нормальный износ шин, существуют причины, по которым протектор может стираться слишком быстро либо неравномерно. Если вы заметили изменение в управляемости машины — ее ведет на прямой или чувствуется вибрация, — тщательно осмотрите все колеса. Также при сезонной смене шин проверьте протектор снятого комплекта. Чаще всего вам хватит просто внешнего осмотра, но для верности можно взять линейку и приложить ее ребром к поверхности шины, проверяя износа от центра к краям шины. В результате вы можете обнаружить…

Равномерный износ по центру

Сопротивление качению колеса напрямую влияет на экономичность движения. Чем выше сопротивление, тем больше топлива автомобиль потребляет, что становится особенно заметно в поездках на большие расстояние. Это сопротивление складывается из трения шины об асфальт, сопротивления воздуха и деформации шины. Деформация шины неизбежна и, более того, необходима — с помощью деформации (продавливания под массой авто) колеса образуется пятно контакта шины с поверхностью, без которого ни о каком сцеплении с дорогой и речи бы не шло.

На деформацию шины приходится до 80% всей силы сопротивления качению колеса. То есть, уменьшая деформацию, можно снизить сопротивление и немного уменьшить потребление топлива. Уменьшить деформацию можно повышением давления в шине, при избытке которого колесо практически не будет проминаться под массой автомобиля. Иногда так делают дальнобойщики, перекачивающие колеса фур сверх нормы, чтобы сэкономить топливо.

Но экономия 0,2-0,4 литра на 100 км пробега за счет повышения давления в шине оборачивается проблемами. Во-первых, значительно страдает устойчивость машины, ведь из-за снижения деформации уменьшается пятно контакта шины с асфальтом, заметно увеличивается тормозной путь, а в поворотах, особенно на мокрой дороге, автомобиль может занести. Во-вторых, такая шина хуже преодолевает острые камни и выбоины в асфальте — резко растет шанс пробить колесо. Но даже если вам повезет и авто с перекачанными колесами не вылетит с дороги, протектор шины «съестся» буквально за сезон активной езды. Из-за высокого давления пятно контакта с дорогой приходится на центр шины, тогда как края остаются незадействованными. На меньшее пятно действует большее давление, поэтому проектор на перекачанном колесе равномерно стирается по центру, причем часто стирается до состояния абсолютно гладкой поверхности.

Равномерный износ по обоим краям

Автомобиль должен служить вам, а не вы автомобилю, но служба эта должна полагаться на взаимоуважение: вы не превышаете разрешенную максимальную массу авто, а машина без поломок везет вас и ваши грузы. Если багажник вмещает 12 мешков штукатурки, а на заднее сидение встают шлакоблоки и машина едет, это не значит, что запас ее выносливости по документам сильно занижен, — от такой нагрузки страдают все элементы подвески, кузов и, конечно, шины.

Шины с нормальным давлением при перегрузке авто деформируются сильнее, словно приспущенные. А повышенная деформация приводит, как было уже сказано, к стиранию протектора — но на этот раз в плечевых зонах протектора, то есть по краям: центр шины проминается внутрь колеса, а основная нагрузка ложится на боковые части. Повысите давление, чтобы компенсировать деформацию, — можете лишиться шины при проезде выбоины. Пониженное давление или превышение нагрузки, помимо этого, приводит к увеличению расхода топлива.

Такой износ хоть и выглядит не настолько драматично, но значительно ухудшает устойчивость авто в поворотах.

Равномерный износ по внутреннему или внешнему краю

Немало автомобилистов пренебрегают процедурой настройки развала-схождения колес. Хорошо, если механик в сервисе сможет уговорить вас на установку сход-развала после работ на подвеске. Но проверять положение колес друг относительно друга не помешает не только после покупки новых дисков и шин, но и просто для профилактики, ведь ходовая часть автомобиля со временем изнашивается, положение колес нарушается, а в итоге страдает управляемость и особенно протектор шин.

На всякий случай напомним, что развал колеса — это его положение относительно вертикали. Когда верхние точки колес направлены в стороны от автомобиля, это называется положительным развалом. Когда верхние точки смотрят внутрь корпуса машины, это отрицательный развал. При отклонении развала от нормальных значений меняется нагрузка на шину — она распределяется либо на ее внешнюю часть (положительный развал), либо на внутреннюю (отрицательный развал). Соответственно, протектор начинает стираться не равномерно по всей площади, а лишь по краям шины. При проблемах с расхождение колес износ протектора становится еще более ярко выраженным.

Неравномерный износ пятнами

Если вы любите быструю езду с резкими торможениям, а на автомобиле нет ABS (или вы ее отключаете), то пятна износа протектора на шине станут постоянным спутником вашей машины — при полной блокировке вместо трения качения между шиной и асфальтом возникает трение скольжения, которое катастрофически быстро стирает резину. Всего один ночной дрифт со свистом колес оставит на шинах хорошо различимые протертости. О комфортной езде и качественном торможении с такими колесами можно будет забыть.

Гораздо хуже, если ваш автомобиль оснащен современными средствами защиты от блокировки и пробуксовки колес, а на одной или даже нескольких шинах всё равно явно различимы пятна износа. В этом случае с большой вероятностью замены требует ступичный подшипник — в определенном положении колесо вращается с чуть большим усилием (проще говоря, заедает), что создает повышенное трение с дорогой и влечет ускоренное стирание протектора только в одной точке.

Если вы недавно попадали в большую выбоину или не заметили «лежачего полицейского», возможно, нарушилась балансировка колеса. Проверьте его на шиномонтаже. Возможно, будет достаточно заново провести балансировку, но в некоторых случаях потребуется ремонт диска (если он штампованный) или его замена (если диск литой).

В редких случаях причиной появления отдельных пятен на протекторе становится неправильное хранение шин. Признайтесь, ваши шины дожидаются следующего сезона, будучи сложенными плашмя одна на другую в стопку из четырех шин? Производители постоянно напоминают о том, что шины без дисков нужно хранить в вертикальном положении, в идеале на специальных стойках, но автомобилисты и даже сервисы по старой памяти продолжают складывать шины друг на друга. Спустя месяцы такого хранения шина деформируется, так как мягкие боковины просто не выдерживают давления. Искривление шины приводит к вибрации колеса и неравномерному износу.

4. Как замедлить износ шин?

Естественный износ шин замедлить можно, но слишком дорогой ценой. Производители шин могли бы выпускать комплекты, способные пройти и 100-150 тысяч километров, но сцепные качества таких шин не выдерживали бы никакой критики — усиленная высоким содержанием углерода резина может стираться очень медленно, но из-за жесткости она будет не в состоянии «цепляться» за асфальт и сохранять пятно контакта при маневрах. Повторимся, создание рецептуры шинной резины — это поиск идеального баланса между долговечностью и «цепкостью» шин.

Неестественный износ шин также можно замедлить, и это гораздо проще. Учитывая стоимость автомобильных шин высокого класса, рекомендуем относиться к ним с долей внимательности и заботы. Следите не только за износом протектора, но и за состоянием подвески, готовьтесь чаще менять шины, если любите гонки, а между сезонами ищите возможность хранить шины правильным образом.

Источник

Износ шин

Калькулятор перевода давления в барах на МПа, кгс и psi

Онлайн конвертер чтоб перевести давление в мегапаскалях (мПа) на килограммы (кгс см2), бар, фунт силы (psi) и атмосферы

Износ шин — это явление, которое происходит по причине контакта поверхности с асфальтом. Может быть как естественный, в процессе долгой эксплуатации, так и ускоренный — при неправильном угле установки схода/развала колес, выборе неверного давления в покрышках, неисправности амортизаторов, слишком большой скорости.

Причем изнашиваются абсолютно все покрышки — камерные и бескамерные, зимние и летние, низкопрофильные и высокопрофильные. Проверять степень их износа можно с помощью специального прибора, обычной монеткой или по имеющимся на покрышке индикаторам износа шин (имеются не на всякой резине).

После первой зимы сцепные свойства покрышки снижаются примерно на 10%. Далее характеристики ухудшаются по экспоненциальному закону (все быстрее). К тому же снижается эластичность резины протектора. Износ шин автомобиля происходит постепенно, поэтому по поведению машины на дороге определить износ достаточно сложно.

Проверку нужно выполнять визуально. В противном случае при возникновении критической ситуации резина может не справиться с возложенными на нее функциями, что может привести к ДТП. Допустимый износ шин чаще всего определяется по глубине оставшегося протектора в указанном производителем резины месте. Например, для зимних шин минимальная соответствующая глубина составляет 4 мм, а для летних — 1,6 мм. Но стоит отметить то что износ не всегда равномерный и при возникновении определенной причины он может быть больше с внутренней, внешней сторон или пиловидный.

Причины износа шин

Всего существует семь основных причин, которые влияют на износ шин автомобиля. В конце статьи будут приведены рекомендации, которые помогут водителям продлить срок эксплуатации покрышек.

Температура асфальта

Первый фактор, влияющий на износ шин легкового автомобиля, — это температура дорожного покрытия, чаще всего, асфальта. Сразу стоит указать, что чем она выше — тем выше износ автомобильных шин. На это есть вполне логичное объяснение.

Дело в том, что при движении колеса его поверхность разогревается вследствии естественного трения о дорожное покрытие. И чем больше скорость — тем выше температура. При нормальных условиях тепло должно передаваться от резины к асфальту. Однако в жару происходит обратная ситуация, вследствии которого колеса еще больше нагреваются. Температура поверхности покрышки может достигать +60°С…+70°С и даже выше. При таких условиях верхний слой резины значительно размягчается и изнашивается (попросту «остается» на асфальте).

Зернистость асфальта

Езда по крупнозернистому асфальту приводит к превышению нормы износа шин. Часто на поверхности дороги торчит щебень с острыми гранями, который сам по себе вредит резине. А если добавить сюда летнюю жару, то краски и вовсе сгущаются. Кроме того, по статистике езда по такому асфальту сопряжена с повышенным расходом топлива приблизительно на 0,3. 0,5 литра на каждую сотню километров.

Выход в данном случае один — старайтесь двигаться с невысокой скоростью и контролируйте давление в шинах. При использовании блочных протекторов колес на ведущей оси при езде по плохому асфальту может возникнуть деформация колеса. Следствием этого будет так называемый пилообразный износ протектора шин. Он обусловлен протаскиванием упомянутых блоков. Это чревато их полным истиранием.

Скоростной режим

Езда с большой скоростью сопровождается чрезмерным износом покрышек. Это связано с высокой механической нагрузкой и высокой температурой, при которой им приходится работать. По статистике, на скорости 120 км/ч шина изнашивается приблизительно в два раза быстрее, чем на 60 км/ч. Однако это зависит от индекса скорости. Чем на большую скорость рассчитана покрышка — тем ее поверхность будет мягче.

Однако это больше относится к гоночной резине, а для рядового автомобилиста главное помнить, что езда на большой скорости значительно сокращает ресурс шины.

Давление в шинах

Давление воздуха в колесах влияет не только на комфортную езду, но и на износ резины. Его чрезмерное значение приводит к износу центральной части покрышки, а недостаточное — к боковым. Особенно актуально проверять давление и при необходимости подкачивать колесо перед дальней поездкой с грузом (например, в отпуск). В этом случае значение давления должно быть немного выше стандартного.

Какое давление должно быть в шинах

От того какое давление накачать в шины автомобиля зависит его устойчивость на дороге и степень износа покрышки. Каким должно быть давление воздуха можно узнать по таблице
Подробнее

Неисправные амортизаторы

Амортизаторы не только обеспечивают комфортную езду для водителя и пассажиров, но и плавно распределяют усилия на колеса. Особенно при езде по ямам, когда собственно и срабатывает подвеска. Соответственно, при неисправных амортизаторах (чем более они изношены — тем сильнее) нагрузка на покрышки увеличивается, а значит и происходит чрезмерный износ резины. Выход здесь один — следить за состоянием элементов подвески и при необходимости проводить своевременные ремонты.

Углы установки колес

Это так называемое развал/схождение. В нормальном положении все колеса должны стоять строго вертикально. В противном случае езда будет выполняться не по всей площади покрышки, а по внутренней или внешней ее части. Соответственно, и ее износ будет таким же. Тут существует еще один нюанс. Дело в том, что при езде на полной площади пятно соприкосновения с дорогой будет максимальным. А это значит, что при прочих равных условиях износ будет равномерно распределяться по поверхности резины. Разбалансировка развала/схождения является основной причиной износа шин с внутренней стороны.

В случае же, если колесо наклонено в какую-либо сторону, то пятно соприкосновения значительно уменьшится, и аналогичная нагрузка будет приходиться на меньшую площадь. И чем более меньшее будет пятно (более узкая колея) — тем больший будет износ.

На самом деле попавшаяся на пути яма, которая привела к разбалансировке развала/схождения может даже за 1000 км пробега буквально «убить» покрышку. Поэтому обязательно следите за этой важной характеристикой ходовой части машины. Если развал/схождение не соблюдается на задней оси, то возникает риск повреждения сайлент-блоков с вытекающими последствиями.

Износ протектора с внешней стороны может быть обусловлена также вхождением на большой скорости на поворотах. А вот износ с внутренней стороны — только неправильным развалом/схождением. Если же колесо установлено строго вертикально, а рисунок износа говорит про облысение одновременно с внешней и внутренней стороны, то имеет место низкое давление в шинах.

При неправильном развале/схождении автомобиль на дороге будет рыскать из стороны в сторону. Также зачастую при этом будет возникать писк резины при прохождении поворотов даже на обычной (не завышенной) скорости.

Разбалансировка колеса

Если колесо не отбалансировано, и какая-то его часть весит немного больше (сдвиг массы), то это может привести к появлению так называемых залысин. Причем, они могут иметь точечный (пятнистый) характер. Естественно, что толщина резины в районе пятна будет уменьшаться быстрее вплоть до полного выхода покрышки из строя.

На самом деле это явление очень опасное, потому что пятно с залысиной на колесе найти сложнее, чем залысину в виде полоски или равномерного износа. Вместе с тем на большой скорости езда на подобной покрышке очень опасна. Особенно по некачественному и/или горячему покрытию (асфальту). Поэтому всегда следите за балансировкой всех колес вашего автомобиля.

Как определить износ шин

Существует несколько простых способов, как проверить износ шин. Среди них:

Индикатор износа на шинах Мишлен и Нокиан

Когда менять резину на зимнюю

Менять резину на зимнюю нужно при среднесуточной температуре ниже +5-7°С. Зимние шипованные шины подойдут для покрытой снегом и льдом трассы, а резина без шипов предпочтительней для.
Подробнее

Индикаторы износа известных брендов — Bridgestone, Dunlop, Yokohama, Кама

В большинства известных мировых производителей шин индикаторы износа немного отличаются.

Так, у известного бренда Бриджстоун индикатор износа шин располагаются на боку протектора. Выполнены данные метки в виде стрелки, и всего на шине их 6 штук. Проявление данных меток по эксплуатации шин означает, что износ подошел к критической точке, и лучше их заменить.

У Йокогама аналогичные индикаторы износа. Дополнительно на зимней шине есть специальная метка в виде выступа в середине протектора. Сигнал к замене — если этот выступ сравнивается с остальной поверхностью шины.

На шинах от Кама индикатор износа реализован в виде шкалы. На боковой части шины есть специальная шкала, от 2 до 7 мм. Рядом, параллельно шкале, сделан небольшое желоб, который имеет постепенное углубление от одного края, к другому. И таким образом, в процессе износа шин этот желоб уменьшается, и на шкале наглядно показывает что резина стертая, сколько мм износа.

На шинах от Данлоп метки износа на шинах в канавках протектора имеются специальные перемычки. Когда они сравнивают по своей высоте с остальной поверхностью, значит покрышки пора менять.

Рекомендации по продлению эксплуатации покрышек

Вне зависимости от того, какая причина износа шин была в вашем случае, существует несколько простых рекомендаций, выполнение которых позволит вам увеличить срок эксплуатации резины (неважно, зимней или летней). К ним относится:

Замер глубины износа протектора монетой

Заключение

Проверить износ шин можно лишь визуально с помощью специального прибора, монетки или индикатора их износа при его наличии на протекторе. Если покрышки вашего автомобиля внезапно начали быстро лысеть — ищите причину среди приведенных выше. И соответственно, устраняйте ее. И чем быстрее вы это сделаете — тем дольше впоследствии вам прослужит покрышка. Ну и прислушайтесь к рекомендациям по сохранению резины в рабочем состоянии. Что касается новых шин, то старайтесь покупать покрышки из среднего или более дорогого ценового диапазона. Дешевая резина долго не проходит даже при соблюдении перечисленных рекомендаций.

Источник