Некоторые повреждения шин при внимательном осмотре могут быть обнаружены даже обычным, далеким от шинной индустрии пользователем. Лидерство среди таких повреждений держат вздутия («грыжи») боковины, а также растрескивания на поверхностях протектора и боковины. Что делать в случае обнаружения таких дефектов? Об этом будет рассказано ниже.
Производственные и эксплуатационные дефекты шин
Прежде чем говорить о самих повреждениях, необходимо обратиться к нормативным источникам. Одним из таких документов, регламентирующих использование шин до недавнего времени, были «Правила эксплуатации автомобильных шин», которые содержали основные положения и в доступной форме разъясняли правила использования шин. К сожалению, данный документ не имеет более юридической силы, однако как справочный материал он представляет огромную ценность.
Среди приложений к вышеуказанным «Правилам» можно найти «Приложение 9», в нем приведен перечень производственных и эксплуатационных причин, по которым автошины могут быть преждевременно сняты с эксплуатации.
запрессовка твердых включений на внутренней и наружной поверхностях покрышки (бескамерной шины);
механические повреждения (проколы сквозные, порезы до корда);
отставание нитей корда по первому слою каркаса;
складки по основанию и носку борта от запрессовки бортовой ленты;
обнажение кромок бортовой ленты;
отрыв и отслаивание герметизирующего резинового слоя на внутренней поверхности каркаса и на бортах.
Стоит особенно отметить, что при наличии производственных причин снятия шин с эксплуатации и в течение гарантийного срока пользователь имеет полное право обратиться с рекламацией к производителю.
Эксплуатационные причины (повреждения, полученные в процессе эксплуатации):
преждевременный неравномерный износ протектора из-за неправильной регулировки схождения и развала передних колес, резкого торможения или трогания с места, изношенности и ослабления крепления колесных подшипников, втулок рулевых тяг, завышенного радиального и бокового биения колес;
интенсивный износ плечевых частей беговой дорожки из-за езды на сниженном давлении или с перегрузкой;
интенсивный износ средней части беговой дорожки из-за езды при повышенном давлении в шинах;
разрушение или излом каркаса из-за езды при пониженном давлении в шинах;
разрыв каркаса из-за перегрузки автомобиля или колес за счет неправильного размещения груза в кузове автомобиля;
разрыв каркаса вследствие удара о дорожные препятствия при езде с большой скоростью;
повреждения борта с нарушением правил монтажа и демонтажа шин;
потеря герметичности бескамерных шин из-за механических повреждений.
Возникновение «грыж» на шине
Как следует из перечня, «грыжи» могут иметь как производственную (расслоения в каркасе), так и эксплуатационную природу (пробои или порезы протектора или боковины с разрывами каркаса и разрыв каркаса вследствие удара о дорожные препятствия при езде с большой скоростью). Основное отличие в том, что эксплуатационные повреждения имеют набор признаков, по которым можно определить, что шина получила повреждения в процессе наезда на посторонний предмет или попадания в яму. Выделим основные:
замятия или повреждения внутреннего слоя в месте, совпадающем по положению с вздутием («грыжей») на внешней стороне боковины;
«чернение» края обода диска в той же области, что и повреждение.
Производственные «грыжи» представляют собой, как правило, вздутия, не имеющие иных повреждений диска или самой шины в той же самой зоне, что и сама «грыжа».
Использование шин со вздутием («грыжей») может быть опасным, поэтому при обнаружении такого дефекта стоит незамедлительно обратиться за консультацией к сотрудникам профессиональных шинных центров. Специалисты определят природу происхождения «грыжи».Ведь появление грыжи свидетельствует о том, что воздух медленно покидает шину, накапливается где-то в полости боковины, которую может резко, с хлопком, разрушить. При этом можно потерять контроль над автомобилем.
Трещины на шине
В перечне дефектов, при наличии которых необходимо прекратить использование шины, трещины не значатся. Но тем не менее именно растрескивание резины на протекторе или боковине может быть причиной, которая приведет к последующему разрушению шины. Так, трещины на протекторе, а точнее — в водоотводных каналах, могут открыть воде доступ к металлическому брекеру. Из-за этого начнется процесс ржавления. Произойдет деформация брекера и части протектора, что, в свою очередь, положит начало неравномерному износу, а значит скорому, но преждевременному выходу шины из строя, сопровождаемому возможной вибрацией и появившимся шумом. Трещины на боковине могут способствовать медленной потере давления. Езда на шине с давлением ниже рекомендованного перегружает боковины, сверхмерно нагревает их и в дальнейшем разрушает, приводя в негодность шину. Поэтому при обнаружении трещин на шине также необходимо проконсультироваться со специалистами. Если трещины поверхностные, то эксплуатация таких шин возможна, но если глубина их значительна, то лучше воздержаться от использования таких шин.
В подавляющем количестве случаев «грыжи» и многочисленные неповерхностные трещины на шине не ремонтопригодны.
Если внутренние дефекты обнаружить при покупке невозможно, то внешние можно установить при тщательном визуальным осмотре.
Шины с такими недостатками не должны поступать в продажу (фото 1-4), и при их наличии необходимо отказаться от приобретения. Если они обнаружены после покупки – шина подлежит обязательной замене (см. ниже).
Фото 1. Отслоение резины на боковине шины (грыжа).
Показатели внешнего вида шин регламентируются ОСТом 38.04417-86, согласно которому некоторые дефекты внешнего вида допустимы, если они не превышают установленных параметров (фото 5-14).
Обнаружив такие недостатки, все же лучше отказаться от приобретения, поскольку они являются косвенным показателем низкого качества продукции. При выявлении указанных дефектов после покупки обменять шины возможно только в том случае, если они не были в эксплуатации.
Нормативных документов на шипованные шины пока нет, но лучше не приобретать такие покрышки с дефектами, показанными на фото 15.
Таблица 2. Максимально допустимые биения шин по ГОСТу 4754-97
Фото 4.Трещина в герметизирующем слое.
Необходимо обратить внимание на перечисленные ниже моменты, появление которых после установки новых шин может указывать на их заводской брак.
Фото 7. Наплывы резины по боковине. Фото 8. Следы от посторонних включений.
Фото 9. Гребень по боковине шины.
Чтобы не возникали дефекты шин и не снижался их ресурс, необходимо соблюдать следующие правила:
Фото 10. Пузыри в боковине.
Фото 11. Просвечивание нитей корда через герметизирующий слой.
Фото 12. Смещение рисунка протектора по разъему пресс-формы.
Фото 13. Неровности на внутренней поверхности.
Фото 14. Неодинаковая ширина борта.
Фото 15. Надрыв резины в месте установки шипов.
Согласно ГОСТу 4754-97 гарантийный срок службы шин составляет пять лет с даты их изготовления или до предельного износа рисунка протектора. В течение этого срока производитель гарантирует отсутствие производственных дефектов и работоспособность шин при соблюдении правил транспортировки, хранения (относится к продавцу) и эксплуатации (см. выше).
Во многих магазинах при явном заводском браке (например, чрезмерном дисбалансе) могут заменить шину без лишней волокиты.
Если магазин не идет навстречу владельцу, тогда следует написать заявление в двух экземплярах на имя директора магазина, в котором указать:
В случае отказа представителей магазина принять заявление необходимо отправить его по почте заказным письмом с уведомлением о вручении.
Сроки рассмотрения магазином заявления:
* ГОСТ 4754-97 требует обязательного нанесения порядкового номера на шину, но некоторые заводы этого не делают.
** «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия.»
**** Жесткость шины неравномерна по ее окружности, и при качении значительно изменяются возникающие в ней радиальная или боковая силы.
***** Проводится сотрудниками магазина, которые обладают необходимой квалификацией. В случае отсутствия таких специалистов, магазин должен прибегнуть к помощи сторонней (экспертной) организации.
Статья не претендует на полноту в описании и систематизации дефектов шин данного класса, т.к. не является каталогом дефектов. Опираясь на собственный опыт практической деятельности в сфере проверки качества шин, автор в свободной форме высказывает свою точку зрения относительно значимых, по его мнению, факторов в эксплуатации конкретного класса шин, и относительно взаимосвязи между этими факторами и видами выхода шин из строя. Дано описание некоторых типичных дефектов.
Рассматривая дефекты сельскохозяйственных (с/х) шин, следует выделить 3 группы шин:
Условно можно отнести к сельхозшинам шины для лесной техники. При внешней схожести лесные шины имеют особенности конструкции и другую рецептуру резиновой смеси. Однако, если не брать во внимание дефекты в результате механических повреждений, имеющие выраженную специфику при работе в лесу, то остальные дефекты и причины их вызывающие похожи.
Не будет большой ошибкой, если применительно к шинам ситуацию в отрасли в целом обрисовать, как несоответствие между усложнением требований эксплуатации с/х шин и готовностью персонала эти требования осваивать и соблюдать. За относительно короткий срок радикально изменился ассортимент сельхозшин, особенно шин класса имплемент, это касается, сколько не появления новых типоразмеров, а в первую очередь применения на современной технике совершенно новых шин по конструкции и назначению.
В практике проверок качества шин имелись случаи неправильного выбора шин производителями c/x техники для оригинальной комплектации (OE). Данные факты имели место у производителей прицепных агрегатов и с/х прицепов, среди которых остаточно малых и средних предприятий с ограниченной базой для опытно-конструкторских работ и испытаний. Выбор шин на этапе проектирования ограничивается выбором требуемого типоразмера и требуемой нагрузки по стандартам или каталогам производителей шин, без выбора конкретной марки и модели, и не проверяется в последствие в ходе испытаний. В расчётные формулы при этом не закладывался запас прочности. В погоне за снижением себестоимости продукции выбиралась шина с грузоподъёмностью или максимальной скоростью на грани её несущей способности. Бесспорно, в подобных ситуациях определённая часть ответственности лежит на специалистах по OE продажам, которые должны обладать опытом и квалификацией, достаточными, чтобы влиять на своих клиентов в сторону правильного выбора.
Зафиксирован случай, когда перегруз шин стал следствием модернизации сельхозагрегата, скажем: культиватора, бороны, посевного комплекса, с целью повышения производительности, которая привела к увеличению собственной массы или существенному изменению распределения веса (развесовке) между сцепным устройством и колёсами, при этом шасси с ранее выбранными шинами осталось прежним.
Таким образом, выход с/х шин из строя может быть связан с их неправильным выбором. Результат: перегруз, перегрев, сопровождающиеся такими внешними проявлениями, как вздутия в различных зонах шины («вылезла грыжа, шишка, кила, …»), разрушение шины («шина взорвалась») и др. Поэтому вместе с поиском соответствующих экспертных признаков указанных дефектов проверочный расчёт грузоподъёмности шин должен быть неотъемлемой частью проверки качества.
Нетривиальной задачей является выбор правильного рабочего давления для с/х шины. Например, имеющиеся на сельхозшине маркировки давления, а их обычно три, это:
нередко вводят потребителя в заблуждение. При этом ни одно из вышеперечисленных значений давления не обязательно совпадает правильным рабочим, которое необходимо выбирать в соответствии с инструкцией по эксплуатации сельскохозяйственной машины. Результат: шина эксплуатируется при повышенном давлении, как следствие: ускоренный износ центральной дорожки протектора, снижение способности каркаса воспринимать наезды на твёрдые предметы без разрушения, уплотнение плодородного слоя и др.
Специально уделено много внимания вопросу правильного выбора шины в отношении грузоподъёмности / скорости и выбора рабочего давления, т.к. вышеперечисленные факторы определяют эксплуатационный характер преждевременного выхода шины из строя.
Тракторные шины
Если говорить о производственных дефектах тракторных шин, то среди наиболее встречающихся здесь нет ничего нового, это:
К специфическим производственным дефектам можно отнести дефекты борта – в его основании и носке. Вероятно, они связаны с особенностями пресс-форм больших тракторных шин, процесса вулканизации в них и извлечения шин из пресс-форм:
Вышеперечисленные дефекты легко выявляются в ходе визуальной проверки на этапе приёмки товара. Но при регулярном характере дефекта необходимость тщательной проверки борта приводит к значительному увеличению времени погрузки/разрузки.
Повреждение выглядит, как интенсивная эрозия поверхности протектора шины. Эрозией может быть подвергнут протектор, как на всю ширину или на ограниченном участке по всей окружности шины. Суть дефекта – механическое повреждение поверхности с отрывом фрагментов резины твёрдыми сухими остьями злаковых культур, оставшихся в земле после жатвы. Особенно агрессивно проявляет себя стерня подсолнечника и кукурузы. Дефект имеет эксплуатационный характер.
Сберечь шины призваны специальные приспособления, загибающие или ломающие стерню непосредственно перед колёсами комбайна, трактора или навесного оборудования.
Шины для сельскохозяйственных навесных агрегатов и прицепов (имплемент)
Наибольшее чис ло рекламаций среди с/х шин приходится на шины класса имплемент. Это естественно, т.к. эти шины имеют самое массовое применение в сельском хозяйстве. Однако, помимо причин дефектов общего характера указанных выше следует обратить внимание на следующий факт.
В отличие от тракторных шин, производство которых невозможно без значительных инвестиций, данный класс с/х шин в выпускается огромным числом больших и малых шинных заводов. Уровень производителей, как в отношении качества их продукции, так и в отношении их технических и финансовых возможностей вести собственные опытно-конструкторские и исследовательские работы варьируется в широких пределах. Очевиден факт, что на рынке присутствует шины, эксплуатационные характеристики которых голословно заявлены производителями, но не подтверждены испытаниями или реальной эксплуатацией. В лучшем случае есть т.н. технический сертификат, который по своей сути есть декларация за подписью ответственного лица производителя (поставщика) о том, что данная шина имеет такие-то технические характеристики (спецификацию).
«Сырые» модели шин выпускаются на рынок, а конструктивные и технологические недостатки доводятся по ходу под воздействие «обратной связи» от потребителей. Однако, как показывает практика, конструктивное сотрудничество между оптовым покупателем (дистрибьютером) и подобным производителем при рассмотрении рекламаций крайне редкое явление.
Из наиболее частых производственных дефектов можно указать следующее:
Случаи разрушения шины, сопровождающиеся диагональным или Х-образным разрывом каркаса, обычно диагностируемые, как перегруз, должны тщательно исследоваться на предмет отсутствия экспертных признаков недостаточной адгезии или её отсутствия между элементами конструкции.
Дефект озоновое старение резины, характеризующийся появлением мелких трещин длиной 2-5 мм на поверхности резины, может появиться на любой шине. Однако, он наиболее часто встречается у сельхозяйственных. Объективная причина – сезонность эксплуатации с/х техники, сопровождающаяся длительным перерывом в эксплуатации и открытым хранением. Субъективная причина – нарушение правил хранения с/х техники после периода эксплуатации, нарушение правил хранения новой техники на производстве или в торговом предприятии, нарушение правил хранения шин и колёс с шинами в сборе на производстве. Суть дефекта – разрушение межмолекулярных связей в резине под воздействием внешних негативных факторов: прямой солнечный свет, ультрафиолетовое излучение, интенсивный нагрев, окисление свободным озоном или кислородом, низкая температура. Внутри помещений негативные факторы могут возникать в результате ведения сварочных работ, близости к приборам отопления, работы светильников с газоразрядными лампами.
Из опыта проверок качества все зарегистрированные случаи озонового старения происходили в результате открытого хранением шин и колёсной техники. Как правило, трещины появляются на поверхности, открытой для солнечного света и воздействия атмосферы: если шины установлены на технике, то на боковине, если колёса с шинами сложены стопками, то на протекторе.
Трещины начинают возникать на участках шины, где резина находится в наиболее растянутом состоянии: по центральному поясу боковины, по местам стыков деталей покровной резины боковины, в канавках протектора и т.п. Снижение давления в шине соответственно уменьшает напряжения в шине, включая указанных участках. Требование снизить давление до 70-80% от рабочего согласно правилам хранения шин и с/х техники видится эффективным способом замедлить образование и развитие озоновых трещин. ГОСТ 7751-2009 предписывает защищать шины или колеса с/х техники на открытом хранении от солнечного света экранами, чехлами, мпастами и т.п.
Производители шин классифицируют озоновое старение однозначно, как эксплуатационный эффект. Отсутствие или недостаточное количество антиоксидантов и других антистарителей в составе резиновой смеси трудно доказуемо. Можно провести дорогостоящие испытания шин, но их результаты будут иметь информационный характер, т.к. нет возможности сравнить их с требованиями стандартов или со спецификацией производителя.
Шины для газонов (тюрф) используются кроме газонокосилок и гольф-картов, также и на прицепных с/х машинах, работающих с сеном или соломой: сенокосилки, грабли, сеноворошилки, пресс-подборщики и т.п. Любопытно, что шины для газонов применяются любителями для сверхлёгких летательных аппаратов, однако, данные шины для этого совсем не предназначены.
Конструкция шин, благодаря широкому профилю и низкому рабочему давлению в шине, обеспечивает низкое удельное давление на опорную поверхность. Благодаря этому минимизируется деформация грунта и обеспечивается стойкость к проколам.
Шины для газонов (тюрф)
Шины для газонов имеют маркировку N.H.S. (Not for Highway Service), это означает, что Департамент транспорта США не допускает эксплуатацию шины на дорогах общего пользования. В связи с этим на шинах N.H.S. отсутствует маркировка DOT кода.
В практике проверок имелись претензии клиентов на радиальное или боковое биение шин. Подобные рекламации формально отклонялись по причине отсутствия нормативно-технической базы, регламентирующей предельные значения биений для данного класса шин, и не правомерности использования требований, предъявляемых к автомобильным шинам, для шин с маркировкой N.H.S.
У указанной проблемы есть другая сторона. Большинство производителей упаковывают шины для газонов в связки, сжимая их между боковинами, чтобы они занимали меньше места при транспортировке. При длительном хранении в упакованном виде каркас шины может необратимо деформироваться так, что накачивание даже до максимально допустимого давления не в состоянии придать шине правильную форму.
Самая распространённая причина выхода из строя шин для газонов – это, конечно, проколы. Шины этого класса редко «умирают своей смертью». Несмотря на низкое удельное давление в пятне контакта, острые стебли, шипы, срезанные стволы мелких деревьев или кустарника в состоянии проколоть насквозь протектор с каркасом у шины для газона. По определению, любое механическое повреждение шины является эксплуатационным дефектом. Соответственно любая претензия к качеству шины на основании факта её прокола должна отклонятся.
Можно дискутировать о недостатках конструкции шины, но уже вне рамок проверки качества шины. Решение проблемы – необходимо подобрать шину с оптимальным рисунком протектора, который наилучшим образом подходит к рабочей поверхности, на которой эксплуатируется шина. Понятно, что протектор с глубоким рисунком или минимизированной площадью канавок (соотношение «суша/море» в сторону «суши») будет обладать высокой стойкостью к проколам. Также можно рекомендовать применение шин со специальным проколоустойчивым каркасом, например, с кевларовым брекером. Иногда помогает применение шин с высокой нормой слойности, например, 10PR вместо положенных 4PR, однако, следует помнить, что значение нормы слойности – это условный параметр, который не определяет реальное количество слоёв корда в каркасе шины.
Основные причины преждевременного разрушения пневматических шин
От всех владельцев колесных транспортных средств, водителей необходимо выполнение «ПРАВИЛ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН» (Утверждены Министерством транспорта РФ 21.01.2004 г.)
Нарушение упомянутых «ПРАВИЛ», недостаточное внимание к своевременному техническому обслуживанию, ремонту шин, приводят к таким их разрушениям, что они становятся не пригодными к дальнейшей эксплуатации.
Шина монтируется на обод колесного диска, представляя вместе с ним единую составную часть – колесо, как движитель транспортного средства. Колеса эксплуатируются в сложных и разнообразных дорожно-климатических условиях. Во время движения автомобиля, прежде всего шины подвергаются воздействиям со стороны различных препятствий: камней, гвоздей, неровностей дороги (выбоин и ухабов), острых кромок рельсовых путей, крышек канализационных люков и пр., а в условиях бездорожья – дополнительным непредвиденным факторам, угрожающим шинам и колесным дискам.
Незначительные механические повреждения резины шин (поверхностные порезы, царапины, сколы элементов протектора и т.п.) со временем разрастаются, застрявшие в канавках протектора камни, металлические и другие инородные предметы постепенно внедряются в тело покрышки, вызывая местные разрушения.
Высокая окружающая температура летом, пониженное или повышенное давление в шинах, перегрузка транспортных средств, нарушения правил вождения (резкие ускорения или торможения, заносы и пр.) приводят к чрезмерному разогреву материалов шины, ускоряя их износ и усталостные разрушения при многократных знакопеременных деформациях.
При нормальном естественном износе протектора эксплуатация шин допускается до предельного состояния, определяемого остаточной глубиной рисунка протектора (проявлением на беговой дорожке протектора индикаторов износа), установленной для различных типов транспортных средств «Правилами дорожного движения». При достижении предельного состояния по износу протектора эксплуатация шин должна быть прекращена. Такое условие принято с целью обеспечения безопасности движения, особенно на мокрых, покрытых грязью дорогах летом, а снегом и льдом – зимой.
Если нет значительных сквозных повреждений каркаса, бортов, то покрышки с полностью изношенным протектором можно восстановить наложением нового протектора (RETREAD). Некоторые шины допускают углубление протектора нарезкой (REGROOVABLE).
Для того чтобы продлить срок службы шин, надо знать, какие причины вызывают их преждевременный износ и разрушения (за исключением случайных), уметь определять и предупреждать их.
На основании многолетних наблюдений и опыта эксплуатации к основным причинам преждевременного выхода шин из строя относят:
• нарушение правил монтажа (демонтажа) покрышек на ободья; • несоблюдение норм давления в шинах; • перегрузку транспортных средств; • повышенный динамический дисбаланс шин в сборе с колесом; • неисправности узлов и механизмов ходовой части транспортных средств (отклонение от норм углов установки передних колес, схождение и развал колес, ухудшение технического состояния амортизаторов и т.д.) • неумелое вождение транспортного средства.
Влияние на шины нарушений правил монтажа покрышки на обод колеса
Практика показывает: несоблюдение правил монтажа (демонтажа) приводит, прежде всего, к механическим повреждениям бортов покрышки, герметизирующего слоя бескамерных шин, ездовых камер, бортовых закраин ободьев.
Снижение срока службы или работоспособности шин происходит чаще всего из-за: • не соответствия покрышки и обода (вот почему в отечественных стандартах на шины всегда указывают для конкретного обозначения шины рекомендуемые и допускаемые обозначения профиля обода также в соответствии с нормативным документом на ободья); • монтажа покрышки на обод с деформированными бортовыми закраинами или имеющий ржавую поверхность полок обода, на которые опираются борта покрышки; • использование для монтажа (демонтажа) неисправного или нестандартного оборудования и инструмента; • нарушение технологического процесса монтажа (демонтажа), например, не промазывают борта покрышки герметизирующей смазкой (пастой); • несоблюдение чистоты при монтаже покрышки на обод.
а) деформация закраины
б) деформация закраины
в) плохо зачищенный сварной шов
г) гребенчатая «выработка» внутренней поверхности закраины от взаимодействия с бортом покрышки, имеющей не соответствующую конфигурацию
Дефекты ободьев
Рассмотрим характерные случаи нарушений при монтажных работах
Например, ездовая камера имеет посадочный диаметр меньший, чем посадочный диаметр покрышки и, соответственно, обода. После монтажа от растяжения при накачке шины толщина стенки такой камеры значительно уменьшится. Более тонкая камера больше подвержена разрыву при проколе и перегрузке. То же произойдет, если камеру с меньшим профилем поперечного сечения вставить в покрышку, имеющую больший профиль поперечного сечения.
Наоборот, если объем камеры в надутом состоянии больше объема полости покрышки, в которую камеру вставляют, то это вызовет образование складок, как по беговой, так и по бандажной частям камеры. Складки повлекут за собой перетирание стенки камеры с потерей ее герметичности. Они легко защемляются при монтаже между бортами покрышки и ободом, результатом чего неизбежно станет быстрое разрушение камеры.
Если в новую покрышку ставят старую («латанную-перелатанную») камеру, неизбежны частые перемонтажи, вызываемые дефектами камеры. А что такое лишний перемонтаж (перебортовка), как не уменьшение срока службы бортов покрышки, особенно бескамерной шины? Кроме того, из-за частых повреждений старой камеры увеличивается вероятность и частота падения давления в шине. А это чревато серьезными последствиями при езде с пониженным давлением (см. ниже).
Если покрышку смонтировать на узкий обод (не соответствующий ширине профиля шины), нарушается конфигурация профиля поперечного сечения накачанной шины, что ведет к излишним напряжениям в боковых стенках покрышки, и как следствие – усталостные разрушения стенок.
Часто повреждения бортов покрышки происходят при монтаже на ободья, бортовые закраины которых имеют значительную коррозию или механические повреждения (Фото 2, 3). Ржавчина разъедает посадочные места бортов покрышек, увеличивается трение бортов покрышки о полки обода, повышается очаговая температура вплоть до расплавления резины и «прикипания» бортов к посадочным полкам обода.
Фото 2. Закраина обода имеет значительную коррозию. На такой обод нельзя монтировать шину
Фото 3. Повреждение борта покрышки из-за несоответствия профиля закраины обода и борта
Деформированные ободья перетирают борта покрышки, при этом разнашиваются бортовые ленточки, а задиры и заусенцы на ободьях вызывают порезы и разрывы камер.
Применение нестандартного и неисправного оборудования и инструмента, нарушение приемов работы приводят к порезам и разрывам посадочных поверхностей бортов, герметизирующего слоя покрышки, стенки камеры, к механическим повреждениям бортовых закраин обода и его посадочных полок.
При несоблюдении чистоты и аккуратности при монтаже покрышки на обод песок, мелкие посторонние предметы, попавшие во внутреннюю полость покрышки, могут в процессе эксплуатации вызвать разрушение стенки камеры или герметизирующего слоя.
Избыток талька или другого материала, используемых для изоляции камеры от покрышки, также может явиться причиной повреждения ее поверхности. По этой же причине не следует применять в качестве смазки посадочных поверхностей бортов шины и обода минеральные масла.
Несоблюдение норм давления в шине
Несоблюдение норм давления в шине – одна из главных причин преждевременного износа шин.
Пневматическая шина выполняет свои функции смягчения толчков и ударов, сцепления с дорожным покрытием и обеспечения комфортности езды, только будучи накачана газом или воздухом до определенного давления, соответствующего заданным нагрузке и скорости.
Потеря давления в шине может произойти в следующих случаях: • естественной утечки газа или воздуха из полости шины через стенку камеры и вентильное отверстие обода (в камерной шине) или герметизирующий слой, каркас и боковины бескамерной (абсолютно газонепроницаемых резин пока не существует), а также через золотник вентиля; через отверстия для установки шипов противоскольжения при непрофессиональной установке шипов (у зимних ошипованных шин). Процесс естественной утечки весьма продолжительный. • сквозного повреждения покрышки, камеры и бескамерной шины как при производстве (что мало вероятно, потому что все 100% покрышек проходят «выходной» контроль), так и в результате эксплуатации (фактор случайный). При этом давление в шине падает заметно, но в камерной шине намного быстрее (иногда мгновенно), чем в бескамерной. • недостаточной герметичности золотника вентиля (обратно-перепускного клапана), через который производится подача газа или воздуха в полость шины. Отсутствия колпачка-ключика для более надежного удержания газа или воздуха в шине. • негерметичности обода для бескамерной шины, механических повреждений обода в виде местных выступов или впадин, непроваров сварного шва и т.п., сквозных трещин в теле обода, повреждений бортовых закраин. • несоответствия вентиля отверстию в ободе для бескамерной шины. • монтажа бескамерной шины на не соответствующий ей обод (например, на обод, предназначенный для монтажа камерной шины), не соответствия профиля закраины обода конфигурации борта шины. Утечки газа или воздуха между бортом шины и закраиной обода из-за деформации борта шины и посадочной полки обода, использования для облегчения монтажа различных смазок вместо специальных паст. • установки нештатных «грузиков» на закраину обода при устранении динамического дисбаланса колеса. Использования не соответствующей программы установки «грузиков» в зависимости от типа обода, от места расположения «грузиков» (например, требуется установить приклеивающийся «грузик», а устанавливают пружинный). • недостаточной прочности связи между резиной корпуса вентиля и его металлической втулкой, из-за чего происходит утечка воздуха по границе между ними.
Снижение давления в шине (Рис.1а) резко ухудшает работоспособность шины.
(слева) Рис. 1. Характер износа протектора: а) при пониженном давлении в шине; б) при повышенном давлении в шине
(выше) Фото 4. Темная полоса на внутренней поверхности боковой стенки и начало разрушения нитей корда каркаса при эксплуатации шины с пониженным давлением
Увеличивается радиальная деформация шины, знакопеременная деформация боковых стенок покрышки, возрастают гистерезисные потери в материалах шины, за счет чего возрастает температура нагрева материалов, уменьшается прочность резины и ее связи с кордом каркаса. Искажается профиль поперечного сечения шины, что приводит к неравномерному интенсивному износу беговой дорожки протектора.
В результате повышенного нагрева шины при эксплуатации с пониженным давлением в ней уменьшается прочность связи между ее отдельными элементами. Это вызывает расслоение в каркасе, отслоение протектора и боковин. Внешним признаком расслоений в каркасе является появление темных полос на внутренней поверхности боковых стенок покрышки и камеры, которые отчетливо видны при снятии покрышки с обода. Дальнейшая эксплуатация такой шины неизбежно приведет к отслоению нитей корда каркаса от слоев внутреннего (герметизирующего) слоя и боковин, их перетирание и разрыв. При этом еще происходит кольцевой излом каркаса. Это видно с наружной стороны покрышки как ровная продольная трещина боковой стенки покрышки (Фото 3, 4, 5, 6, 7) Особенно большому износу при эксплуатации с пониженным давлением подвержены сдвоенные шины. У них каркасы разрушаются от соприкосновения и трения их боковых стенок.
Фото 5. То же, что на Фото 3, участок перетирания и разрыв нитей корда каркаса
Фото 6. Кольцевой излом боковой стенки покрышки при эксплуатации шины с пониженным давлением
Фото 7. Вид на кольцевой излом боковой стенки покрышки по фото 5 при деформации боковой стенки
Фото 8. Вариант разрушения внутренней поверхности покрышки при эксплуатации шины при пониженном давлении (появление радиальных трещин)
По мере снижения давления в шинах срок их службы значительно сокращается. Опыт показывает, что снижение давления на 20 % сокращает ресурс шин на 30%. При этом также отмечается, что наиболее чувствительны к снижению давления радиальные шины.
Таким образом, при эксплуатации нельзя допускать даже кратковременного снижения давления в шинах. Это обусловлено тем, что начавшийся процесс разрушения шин невозможно выявить по внешним признакам. Не спасает даже восстановление давления до нормы, если шины эксплуатировались при пониженном давлении. Раз образовавшийся (подчас скрытый) дефект со временем при дальнейшей эксплуатации приведет шину к преждевременному износу и выходу из строя.
При движении автомобиля по разбитым дорогам с твердым покрытием на шинах со сниженным давлением в них, при проезде значительных выбоин или ухабов появляется большая вероятность повреждения бортовых закраин ободьев и боковых стенок шин.
При движении на повороте или косом наезде на какое-либо препятствие, например, бордюр, при езде вдоль трамвайных путей может произойти самопроизвольный демонтаж покрышки с обода.
Фото 9. При наезде на бордюр можно повредить боковую стенку шины.
Обычно шины разрушаются при внезапном резком снижении давления в результате случайного прокола, пробоя покрышки в движении, когда водитель не смог вовремя затормозить автомобиль. При качении колес с полностью спущенной шиной бортовые закраины обода врезаются в боковую часть покрышки. В результате этого борта и каркас покрышки разрушаются, сминается или отрывается вентиль.
Фото 10. Повреждение боковой стенки покрышки при эксплуатации шины без давления.
Эксплуатация шин с повышенным против нормы давлением (Рис. 1б) приводит к уменьшению площади пятна контакта протектора с дорогой, к увеличению удельного давления в центральной части беговой дорожки протектора и как следствие, к интенсивному ее износу. При повышенном давлении в шине возрастают напряжения в нитях корда каркаса и брекера от значительного их растяжения, что может вызвать их разрыв и повреждение при наезде на какое-нибудь дорожное препятствие. Шины с повышенным давлением более склонны к проколам и порезам.
Значительное увеличение давления в шинах по сравнению с нормой снижает сопротивление качению за счет уменьшения пятна контакта, как следствие этого уменьшается расход топлива, увеличивается выбег автомобиля. Однако при этом возрастает тормозной путь, так как уменьшаются сцепные свойства шин; раньше происходит срыв шин в скольжение на мокрой дороге. Это – на дорогах с ровным твердым покрытием. При движении по ухабистым дорогам ухудшается плавность хода: все неровности дороги, особенно на поворотах, сильными ударами передаются на детали рулевого управления, подвеску, подшипники ступиц колес.
При повышенном давлении в шинах в весенний период, когда на дорогах начинают вытаивать камни, щебень значительно учащаются пробои протектора.
Перегрузка транспортных средств
При загрузке автомобиля или прицепа сверх допустимой их грузоподъемности происходит перегрузка шин. То же происходит при применении шин с меньшим наружным диаметром или шириной профиля, а также при неравномерном распределении груза в автомобиле или прицепе. Причиной перегрузки может стать и снижение давления в одной из шин сдвоенных колес.
Признаком перегрузки шин являются увеличенная радиальная деформация боковых стенок, резкие колебания кузова, затруднение управлением при движении транспортного средства.
Повреждения и износ шин при перегрузке аналогичен характеру повреждений шин при эксплуатации при пониженном давлении в шинах. Однако при этом интенсивность износа и «тяжесть» повреждений значительно больше. Это объясняется тем, что при перегрузке тепловые и механические напряжения в деталях шины несоизмеримо выше тех, что возникают в шинах с пониженным давлением в них, причем особенно быстро повышается температура разогрева шин.
У перегруженных шин в процессе эксплуатации постепенно разрушаются боковые стенки в виде продольных круговых трещин каркаса; от ударов при наезде на дорожные препятствия или неровности возникают повреждения каркаса в плечевых зонах протектора. На высокой скорости движения эти повреждения могут вызвать аварию автомобиля.
Повышением давления в шинах нельзя компенсировать перегрузку транспортного средства. Если все же такая перегрузка необходима и неизбежна, то ее отрицательное влияние на состояние шин следует уменьшить за счет снижения скорости движения.
Повышенный динамический дисбаланс шины в сборе с колесом (доп. см. статью «О дисбалансе и биениях колес» Савосин В.С.)
При монтаже покрышек на ободья, как правило, всегда проводят их балансировку (устранение динамического дисбаланса колеса корректирующей массой грузиков). Однако в процессе эксплуатации сбалансированность колеса и шины постепенно нарушается. Особенно это заметно у новых шин при пробеге 8-10 тыс. км. Здесь можно выделить ряд причин, из-за которых происходит разбалансирование: неравномерный износ протектора по ширине и по окружности; возникновение биения колеса от ударной деформации; выпадение из протектора шипов противоскольжения; потеря или сдвиг балансировочных грузиков; собственный дисбаланс декоративного колпака или неправильное его закрепление; прилипшая к колесу, диску грязь и т.д.
Характерными признаками дисбаланса колес являются повышенные угловые, вертикальные колебания передних колес и возникновение постороннего гула, который издает разбалансированное колесо. Тональность гула изменяется в зависимости от скорости движения. Гул можно услышать уже на скорости около 40 км/ч. При скорости более 60 км/ч появляется вибрация на рулевом колесе. Возможно появление увода автомобиля от прямолинейного движения.
Динамический дисбаланс и биение колес затрудняют управление автомобилем, ухудшают плавность его хода. Это утомляет водителя и пассажиров, неблагоприятно сказывается на состоянии перевозимого груза. Снижается надежность шин, узлов подвески автомобиля, привода рулевого управления, подшипников колес, нарушаются углы установки передних управляемых колес, которые ведут к уменьшению срока службы, увеличивают расходы на техническое обслуживание автомобиля, влияют на безопасность дорожного движения.
Динамический дисбаланс колес создает большие дополнительные нагрузки на оси, ведет к возникновению повышенных колебаний управляемых колес и как следствие – к потере устойчивости транспортного средства. Это особенно опасно при движении по скользким дорогам.
Дисбаланс колес вызывает постоянные дополнительные вибрации кузова, что ускоряет усталостные разрушения в виде трещин металла. Под действие постоянных вибраций происходит ослабление затяжки крепежных деталей (особенно крепления самих колес). «Паразитные» колебания зачастую являются причиной отказа отдельных приборов системы электрооборудования.
Вредное влияние дисбаланса больше сказывается на ведущих колесах. Наличие дисбаланса и биений создает дополнительные ударные нагрузки на колеса, что вызывает повышенный износ протектора шин. Отрицательные последствия дисбаланса и биений возрастают с увеличением скорости, нагрузки на колеса, окружающей температуры. Если протектор имеет одно или несколько парных удлиненных пятен износа, то причиной их появления могут быть повышенные динамический дисбаланс и радиальные биения обода и шины. Такому виду износа протектора шины способствует и большая эллипсность тормозного барабана или биения тормозного диска. (Рис.2а)
Рис. 2. Пятнистый износ протектора при неисправностях шасси автомобиля:
а) при повышенном динамическом дисбалансе колеса, эллипсности тормозного барабана или биении тормозного диска
б) при большом динамическом дисбалансе колеса в сочетании с неисправными амортизаторами
в) при повышенных угловых колебаниях передних колес
г) при частых резких торможениях
Так называемый многоточечный односторонний (Рис.2в) и двухсторонний износ протектора являются результатом совместного действия нескольких факторов. В зависимости от того, какой из них превалирует, количество пятен износа может колебаться от нескольких до двух десятков.
Двухсторонний износ протектора может проявиться на шинах, как передних, так и задних колес с неизменными углами установки. Для задних колес наряду с дисбалансом и неисправностью амортизаторов (см. ниже), может добавиться и повышенное боковое биение шин.
Дисбаланс колес оказывает на интенсивность износа протектора шин передних колес влияние большее, чем задних. В местах наибольшего биения наблюдается повышенный местный износ протектора шин, как передних, так и задних колес.
В случае значительного повреждения покрышки в виде пореза или разрыва неуравновешенная центробежная сила может стать причиной разрушения шины в ослабленном месте.
Неисправности узлов и механизмов ходовой части автомобиля
Как уже указывалось, в процессе эксплуатации нарушаются заводские регулировки установки колес автомобиля. Это происходит в результате износа узлов подвески, шарнирных соединений поворотных цапф и рулевой трапеции, подшипников колес, деформации балки переднего моста и поворотных рычагов. В итоге изменяются первоначальные размеры и увеличиваются люфты в соединениях. Кроме того, углы установки передних колес могут измениться в результате: • деформации верхней и нижней частей кузова при дорожно-транспортном происшествии или при превышении грузоподъемности транспортного средства, указанной в его технической характеристике; • езды с высокой скоростью по дорогам с неусовершенствованным покрытием, рытвинам и ухабам; • ударов о бордюрные камни, наезда на крышки канализационных люков, рельсовые пути; • замены или ремонта деталей подвески и рулевого управления, повлекшие за собой отклонение углов установки колес от норм.
О том, что имеет место отклонение углов установки колес от нормы, свидетельствуют следующие факторы: • характерный неравномерный односторонний износ протектора шины; (Фото 9) • повышенный шум от шин при движении автомобиля; • «визг» шин при поворотах даже на небольшой скорости; • потеря курсовой устойчивости автомобиля при наезде на нервности дороги; • заметное возрастание усилия на рулевом колесе при движении по прямой или увод автомобиля в сторону при отпускании рулевого колеса.
Фото 11. Односторонний износ протектора
Нарушение заданных углов установки управляемых колес автомобиля вызывает повышенный в 1,5-2 раза неравномерный, как правило, односторонний износ протектора шин, увеличивает расход топлива и износ деталей подвески в связи с ростом непрогнозируемых нагрузок, существенно ухудшает устойчивость и управляемость автомобиля, и безопасность дорожного движения.
При движении на повороте, по неровной или скользкой дороге неправильное схождение колес часто приводит к более раннему срыву их в занос со всеми вытекающими из-за этого тяжелыми аварийными последствиями.
Неправильное схождение и развал колес обуславливают интенсивный износ протектора шин из-за дополнительного проскальзывания элементов протектора в контакте шины с дорогой. Причиной проскальзывания является несовпадение направления вращения колес с направлением движения автомобиля. При увеличенном угле схождения колес повышенный износ отмечается по наружному краю беговой дорожки протектора, на котором появляются острые кромки, направленные в сторону продольной оси автомобиля. При недостаточном схождении и расхождении (отрицательном схождении) поперечный косой пилообразный износ наблюдается по внутреннему краю беговой дорожки протектора (ступенчатые кромки направлены наружу). При больших отклонениях (10-15 мм) от рекомендуемого схождения, например, шины легкого грузового автомобиля «ГАЗель» могут быть изношены уже за 1000 км. Протектор шин особенно интенсивно изнашивается при расхождении колес. В этом случае автомобиль теряет устойчивость больше, чем при увеличенном схождении колес.
Испытания автомобиля «Жигули» на скорости 70-90 км/ч показали, что при нормальном схождении колес сопротивление качению для всех четырех шин составляет 20 кг. Дополнительное сопротивление качению шин передних колес при избыточном схождении или расхождении в 1° составляет 8,5 кг. А это ведет к ухудшению топливной экономичности двигателя и динамических свойств автомобиля.
Следует особо отметить, что схождение колес значительно в большей степени влияет на износ протектора шин, чем их развал, но в меньшей степени – на устойчивость автомобиля при движении. Большое отклонение величины схождения в ту или другую сторону приводит к потере устойчивости – автомобиль начинает «рыскать» на дороге, особенно при езде с высокой скоростью.
При значительном отрицательном угле развала колес происходит ступенчатый (редко – гладкий) износ внутреннего края беговой дорожки протектора (Фото 12). Интенсивность износа резко возрастает при большой разнице в углах развала правого и левого колес. В этом случае при прямолинейном движении автомобиль заметно уводит в сторону.
Фото 12. Пилообразный износ рисунка протектора
Если развал правого и левого колес несимметричен, то это вызывает увод автомобиля от прямолинейного движения и, как следствие, появляется необходимость постоянной корректировки направления движения рулем. Поэтому на беговой дорожке протектора шин может возникнуть износ в виде «ступенек» (пилообразный износ). При сочетании нарушения развала (если он остается симметричным) и схождения передних колес также отмечается неравномерный износ протектора шин.
Продольный наклон стойки влияет на износ протектора только в том случае, если на обоих колесах величины углов наклона будут разные. Интенсивно будет изнашиваться одна из передних шин. Износ носит односторонний характер с некоторыми признаками ступенчатого или пилообразного.
Ухудшение технического состояния амортизаторов и нарушение геометрии заднего моста
При снижении амортизационной способности амортизаторов износ протектора шин также увеличивается, особенно на дорогах, имеющих значительные неровности. При эксплуатации задний мост автомобиля может быть деформирован или смещен относительно переднего моста. Деформация балки моста приводит к качению колес с некоторым расхождением. Это вызывает пилообразный износ протектора, который в конечном итоге распространяется на всю беговую дорожку. В зависимости от деформации моста шины изнашиваются с одной или с обеих сторон автомобиля. При перекосе заднего моста происходит односторонний пилообразный износ протектора шин с обеих сторон автомобиля, и отмечается он на первых тысячах километров пробега. Если не устранить причин такого явления, то в дальнейшем на протекторе появится волнообразный износ рисунка по всей его поверхности.
Известны случаи, когда после ремонта автомобиля, попавшего в аварию, неоднократные регулировки углов развала и схождения передних колес до нормальной величины не устраняли неравномерного износа протектора шин. Это можно объяснить только тем, что у автомобиля в результате аварии нарушилась геометрия силовых элементов кузова. Так ли это, можно проверить на станции техобслуживания. Дело в том, что у каждого автомобиля на днище наносят в соответствии с конструкторской документацией так называемые контрольные точки. По расположению этих точек с помощью специальных приспособлений можно определить отклонение их от первоначального положения, а значит, сделать вывод о деформации силовых элементов кузова. В таком случае после ремонта кузова повышенный износ протектора шин устраняется.
Неумелое вождение автомобиля
Работоспособность и срок службы шин во многом зависят и от приемов вождения автомобиля, от умения и опыта водителя. Здесь надо учитывать: • трогание с места с пробуксовкой колес; • резкое торможение, особенно с пробуксовкой колес; • движение с высокой скоростью на поворотах и резкие обгоны; • наезды на различные дорожные препятствия; • прижатие к бордюрным камням при подъезде к тротуарам, пересечение рельсовых путей с высокой скоростью и т.п.
При резком трогании с места увеличивается нагрузка на узлы трансмиссии автомобиля, значительно повышается интенсивность местного износа протектора шин в результате пробуксовки колес.
При резком торможении выступы элементов протектора проскальзывают по дорожной поверхности, повышаются трение и нагрев в зоне контакта протектора с дорогой, увеличивается износ резины протектора. Чем больше скорость движения, при которой производится резкое торможение, и чем резче торможение выполняется, тем быстрее изнашивается протектор. При частых торможениях с заносом (юз) сначала появляется местный износ протектора, а затем разрушению подвергаются слои брекера и каркаса. При резком торможении перегруженного автомобиля может возникнуть отрыв протектора.
Если автомобиль совершает крутой поворот с высокой скоростью движения, то на колесо кроме центробежных сил, обусловленных его вращением, дополнительно действуют центробежные силы, возникающие при повороте автомобиля. Совокупное действие этих сил увеличивает соответствующую силу реакции дороги, которая стремится оторвать борта шины от обода.
В перечне дефектов, при наличии которых необходимо прекратить использование шины, трещины не значатся. Но тем не менее именно растрескивание резины на протекторе или боковине может быть причиной, которая приведет к последующему разрушению шины. Так, трещины на протекторе, а точнее — в водоотводных каналах, могут открыть воде доступ к металлическому брекеру. Из-за этого начнется процесс ржавления. Произойдет деформация брекера и части протектора, что, в свою очередь, положит начало неравномерному износу, а значит скорому, но преждевременному выходу шины из строя, сопровождаемому возможной вибрацией и появившимся шумом. Трещины на боковине могут способствовать медленной потере давления. Езда на шине с давлением ниже рекомендованного перегружает боковины, сверхмерно нагревает их и в дальнейшем разрушает, приводя в негодность шину. Поэтому при обнаружении трещин на шине также необходимо проконсультироваться со специалистами. Если трещины поверхностные, то эксплуатация таких шин возможна, но если глубина их значительна, то лучше воздержаться от использования таких шин.
ло рекламаций среди с/х шин приходится на шины класса имплемент. Это естественно, т.к. эти шины имеют самое массовое применение в сельском хозяйстве. Однако, помимо причин дефектов общего характера указанных выше следует обратить внимание на следующий факт.
