|
первоначальная форма, появляются гистерезисные потери, энергия которых выделяется в виде тепла в каркасе шины, от которого нагревается воздух рабочей полости внутри шины. Такой же процесс происходит и при обычной эксплуатации автомобиля, т.к. происходит постоянное сжатие протектора и каркаса шины в пятне контакта и восстановление формы после выхода из контакта с дорогой. Находящийся в шине газ расширяется при нагреве и сжимается при остывании, в соответствии с фундаментальными физическими законами. Поэтому, расчет изменения давления в шине вследствие изменения температуры шины представляет весьма сложную задачу из-за сложности определения температуры. В настоящей работе для решения этого вопроса предложен особый подход, изложенный ниже. Износ, как и старение, шин также влияют на скорость падения давления. Здесь необходимо отметить две основных причины: первая состоит в том, что в резине происходят микроизменения во время долгой работы шины (после многократных циклов сжатия и разжатия шины), ослабляются межмолекулярные связи резины. При этом увеличивается газопроницаемость резины, т.к. газы легче проникают сквозь ослабленную структуру. Вторая причина состоит в том, что резине происходят макроизменения появление микротрещин и микропор, которые увеличивают поверхность, сквозь которую газ-наполнитель диффундирует из шины. Необходимо отметить, что и нарушение правил эксплуатации может существенно увеличить потери газа. Так, неисправный ниппель может терять газа больше, чем в результате диффузии. Также важен процесс монтажа шин, особенно вручную и для бескамерных, т.к. очень вероятно нанесение повреждений или несоблюдение герметичности. Как причины этого необходимо отметить наезды на препятствия, бордюры, боковые повреждения и т.п. Разработку методики прогнозирования давления в шине начнем с простой модели модели процесса изменения давления в запасном колесе автомобиля. 48 |
На изменения внутреннего давления в шинах автомобиля влияет в той или иной степени целый ряд факторов (некоторые были описаны ранее), которые можно объединить в следующие 4 группы [72]: 1. Изменение температуры: Во-первых, изменение температуры газа в шине происходит при изменении температуры внешней среды. Это связано с тем, что находящийся в шине газ расширяется при нагреве и сжимается при остывании, в соответствии с фундаментальными физическими законами. Расчёты показывают, что изменение давления в шине, вследствие сезонных колебаний температуры окружающей среды может достигать 15%. Таким образом, при изменении температуры окружающей среды, необходимо корректировать давление в шинах. Во-вторых, во время эксплуатации автомобиля, на температуру газа в рабочей полости шины оказывают влияние разгоны, торможения, повороты автомобиля, езда по кочкам и т.д. Это объясняется тем, что при разгоне, торможении, равно как и резком повороте, происходит усиленная деформация и проскальзывание элементов протектора относительно дороги. При езде по неровной поверхности происходит частая деформация шины. Когда восстанавливается её первоначальная форма, появляются гистерезисные потери, часть энергии которых проявляется в виде тепловой в каркасе шины, от которого нагревается воздух рабочей камеры. Такой же процесс происходит и при обычной эксплуатации автомобиля, т.к. происходит постоянное обжатие/восстановление формы шины. Т.к. повышенная температура может привести к перегреву и последующему разрыву шины (особенно летом на горячем асфальтобетонном покрытии), то контроль над температурой внутри шины входит в одну из сопутствующих функций датчиков контроля давления в шинах. Конечно, вопрос температуры газа в камере ещё недостаточно хорошо изучен и применим, но он представляет особое внимание. 84 2. Износ и старение шин: Износ, как и старение, шин напрямую влияет на скорость падения давления. Здесь необходимо отметить 2 основных причины: первая во время долгой работы шины (после многократных циклов сжатия и разжатия шины), что приводит к ослаблению межмолекулярных связей резины. При этом увеличивается газопроницаемость резины, т.к. газы легче проникают сквозь ослабленную структуру. Вторая причина состоит в том, что происходят макроизменения появление микротрещин и микропор, сквозь которые газнаполнитель легко покидает рабочую полость. 3. Диффузия (газопроницаемость): Газопроницаемость свойство резинотехничекого изделия, работающего на границе двух сред пропускать через свою поверхность определенное количество газа. Газопроницаемость связана с процессами растворения газа в резине на одной стороне уплотняемой среды и последующего испарения с другой стороны. Газопроницаемость зависит от марки резины, температуры и самого газа-наиолнителя. Более подробно вопрос диффузии рассматривался ранее. 4. Техническое обслуживание и ремонт шины. Недостаточное или неправильное обслуживание автомобильных шин может нести большое влияние на потери давления. Так, неисправный или старый ниппель может терять газа больше, чем в результате диффузии. Также важен процесс монтажа шин, особенно вручную и для бескамерных, т.к. очень вероятно нанесение повреждений или несоблюдение герметичности. Необходимо отметить, что и нарушение правил эксплуатации может существенно увеличить потери газа. Как причины этого необходимо отметить наезды на препятствия, бордюры, боковые повреждения и т.п. 85 |