Причины неравномерного износа шин

Обновлено: 04.07.2024

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.

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:

Температура. Повышение температуры приводит к уменьшению энергии разрыва связей при адгезии, вызывает термическое и окислительное разрушение резины.
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.
Распределение давления внутри: влияет на то, какие участки шины берут на себя основную нагрузку и чаще соприкасаются с поверхностью дороги.
Материалы дороги и протектора. От этого фактора зависит эффективность адгезии.
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.
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.

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

04.06.2019

Шина — довольно дорогой элемент автомобиля. Но ее преждевременный износ повлечет за собой не только дополнительные траты, но и риск ДТП. Разберемся в видах и причинах повышенного или неравномерного износа шин, а также узнаем, как избежать этой проблемы.

Виды износа протектора автомобильных шин

Шины, помимо естественного истирания, нередко подвергаются дополнительным нагрузкам, которые приводят к ускоренному износу. При этом до определенного момента заметить негативные изменения практически невозможно. Поэтому важно знать и уметь визуально определить вид износа протектора шин.

Все эти дефекты могут значительно снизить устойчивость авто на дороге и даже привести к аварии.

Если вам нужна помощь в подборе новых шин, воспользуйтесь формой ниже или позвоните нам по телефону .

Причины износа шин передних и задних колес

Независимо от вида повреждений, важно своевременно локализовать причину неравномерного износа шин. Разберем наиболее распространенные факторы, которые влияют на ускоренный износ протектора шины или повреждение корда.

Неправильные углы установки колес — самая частая причина неравномерного износа шин передних колес. Положительный или отрицательный развал непременно ускорит истирание наружной или внутренней боковой поверхности шины. Чрезмерно большие или малые углы схождения также приведут к одностороннему износу. Чаще всего причиной неравномерного износа передних шин с наружной стороны служит неправильный угол развала с отклонением колес от вертикальной плоскости наружу, за пределы автомобиля.

Причиной износа передних шин с внутренней стороны обычно выступает некорректно отрегулированный угол развала с отклонением от вертикальной плоскости и заходом управляемых колес под автомобиль.

Разбитая подвеска. При этой неисправности может пострадать любая часть протектора. Но чаще наблюдается односторонний боковой износ с одновременным ухудшением управляемости авто (уводом в сторону, плохой отзывчивостью руля).
Неполадки в рулевом управлении. Люфт рейки или наконечников неизбежно приведет к повышенной нагрузке на шины.
Повышенное или пониженное давление в шинах. Одна из наиболее распространенных причин внутреннего износа протектора передних или задних шин — повышенное давление. Перекачанная шина будет стремиться принять форму тороида, что приведет к выпиранию ее центральной части. Низкое давление характеризуется ускоренным двухсторонним боковым износом, так как центральная часть прогибается к оси вращения.
Агрессивная езда с резкими торможениями и ускорением с пробуксовкой. При такой эксплуатации авто могут появиться локальные повреждения резины и деформация корда. Перекачанные шины в совокупности с агрессивной ездой также являются причиной износа передних и задних шин с внутренней стороны.
Изначально низкое качество резины. Прежде чем купить летние или зимние шины, внимательно изучите, насколько тот или иной производитель добросовестно относится к изготовлению продукции и подходят ли рассматриваемые колеса под ваш стиль эксплуатации авто.

Также имейте ввиду, что внедорожные шины отличаются от легковых. И даже если на ваш компактный внедорожник подходит более дешевая резина от легкового автотранспорта — перед установкой других колес желательно изучить этот вопрос и быть готовым к последствиям такой нерегламентированной замены.

Не забывайте периодически осматривать резину на наличие дефектов. Осмотр не занимает много времени, а своевременное обнаружение позволит не только сэкономить на резине, но и предотвратит возможные казусы на дороге ухудшения управляемости.

Сразу следует отметить, что износу подвержены абсолютно любые шины, как отечественного, так и импортного производства, бюджетные и подороже, летние либо зимние.

Начнем со случая относительно равномерного износа, но при наличии несколько большего износа с наружной стороны протектора передних колес. Данный факт может свидетельствовать об исправности подвески автомобиля и управлении им бережливым водителем. Если нареканий к поведению машины на дороге нет, проходимость, курсовая устойчивость и сцепные свойства шин не ухудшились, ездить можно до критического износа. Определить этот момент можно, взглянув на дорожки протектора: там появятся индикаторы-перемычки TWI. Если такие индикаторы, напоминающие полосы в поперечном направлении, появились, необходимо заменить шину.

TWI индикатор: когда протектор дойдет до полосок - шину пора менять

Либо бывают цифровые индикаторы износа

Случается, что износ шин неравномерен и происходит стремительно, буквально за несколько тысяч километров пробега. Зачастую это может свидетельствовать не о низкокачественных шинах, а отсутствии должного опыта у водителя либо наличии у автомобиля неисправностей.

Причины неравномерного износа

4. На внутренних дорожках заметен износ в виде прямоугольных зубчиков. Скорее всего дело в отрицательном развале колес. Хуже, когда отрегулировать углы развала не получается ввиду их фиксации на конструктивном уровне, что в современных автомобилях уже становится нормой. Здесь речь идет о нарушении в подвеске геометрических значений, что сулит замену ряда деталей и серьезные расходы на сам ремонт. Хуже, если наблюдаются деформации кузова, тогда не обойтись без стапеля, выравнивания усилителей, установки тюнинг-распорок, а иногда и осуществления распилов на амортизационных стойках (в местах их верхнего крепления). А вот схождение колес регулируется на всех автомобилях.

Помимо того, должное внимание необходимо уделять и задним колесам. Конструкция задней подвески в большинстве современных машин отличается некоторой сложностью и позволяет производить регулировку положения колес. При отсутствии таких возможностей, причиной неприятностей часто служит изогнутая балка.

5. Иногда встречается износ протектора волнообразного характера. В подобном случае можно говорить об имеющемся в ступичных подшипниках либо шарнирных соединениях передней оси люфте. А еще не мешает обратить внимание на исправность амортизаторов.

Известно, что шины изнашиваются во время эксплуатации. Истирание протектора – это само собой разумеющийся эффект трения и нагрева. К сожалению, бывает, что его изнашивание довольно необычно. Чтобы этого быстро не произошло, стоит использовать качественную резину. Лучше купить шины в Москве от известных производителей с последующим обслуживанием. Износ протектора часто является симптомом других неисправностей. В этой статье мы объясним, на что может указывать неравномерный износ протектора шин и как его предотвратить.

Типичный износ протектора шин

Стоит знать, что протектор шины следует носить равномерно по всей ее окружности. Хотя для многих из нас шина, особенно новая, кажется прочной и устойчивой к любым повреждениям, правда в том, что она очень восприимчива к любым механическим повреждениям.

Трудно сказать, что это нормально получать повреждения с боковых сторон шин, но это, безусловно, легко объяснить. Чаще всего это результат езды по бордюрам при парковке или попадания в выбоины. В результате получается порезы, трещины и выпуклости. Шина нуждается в замене, но износ по-прежнему является результатом эксплуатации, а не каких-либо дефектов.

Повышенный износ центра шины

Может случиться так, что шины изнашиваются неравномерно в середине поверхности. Каждый из них сильно протирается в центральной части, чем по бокам. Причина довольно тривиальна. Если долго мы ехали со слишком высоким давлением в колесах, то они не прилипали к проезжей части по бокам. Результатом является просто слишком большой износ их в средней части.

Обязательно снижайте давление в шинах, согласно рекомендациям производителя. Где искать такую информацию? Проверить можно на заслонке топливного бака, на внутренней стороне двери, в руководстве по эксплуатации автомобиля или даже в интернете.

Износ на боковых частях

Если это боковые части всех шин – внутри и снаружи сильно натерты, то причина может быть почти идентичной предыдущей ситуации, хотя и противоположной. Если мы слишком долго ездим на плохо накачанных колесах — края шин изнашиваются сильнее, чем их центр. Как действовать, когда мы увидим такой эффект? Обязательно накачайте шины в требуемом давлении. Можно ли ездить на таких шинах? Предполагается, что если разница не превышает 2 мм — можно продолжать их использовать.

Другой причиной более сильного износа протектора на внешних сторонах может быть слишком большая сходимость колес, а если внутренние полосы шин изнашиваются больше – колеса слишком расходятся друг с другом. Иногда неравномерно изнашивается только одна шина в одностороннем порядке – это означает, что она плохо сбалансирована.

Бывает, что с внешней стороны сильно изнашивается протектор шин для автомобиля, из-за неадекватного стиля вождения, а в принципе – слишком быстрого, агрессивного вхождения в повороты. Шины должны работать на пределе сцепления, поэтому на внешнюю их часть воздействуют большие перегрузки. Возможно, что шины будут стираться только с одной стороны автомобиля таким образом. Как предотвратить? Притормозите на поворотах!

На этот тип необычного износа протектора в шинах также влияет поврежденная подвеска. Так что если мы наблюдаем столкновение по бокам больше, чем посередине – давайте проверим, нет ли у нас поврежденной подвески. Причиной может быть, например, скрученный или согнутый поворотный рычаг. Чтобы проверить это, нам нужно зайти в сервис.

Волнообразность протектора шины

Также речь идет о неравномерном износе шин в ситуации более сильного истирания оси. В случае переднеприводных автомобилей задние шины лишь незначительно меняют свое положение относительно грунта, вследствие чему они более быстро изнашиваются. Откуда это берется? Для того чтобы найти причину, стоит проверить геометрию колес заданной неприводной оси, амортизаторы, ступичные подшипники, подвеску. Мы часто сталкиваемся с такой ситуацией в автомобилях с торсионной балкой.

Читайте также: