|
увеличением скорости движения. В этом случае происходит значительное увеличение окружного сжатия элементов шины как перед областью контакта, так и в зоне контакта шины. Элементы протектора входят в контакт с поверхностью дороги более сжатыми, чем выходят из него. В передней и особенно задней частях контакта создаются благоприятные условия для проскальзывания элементов в направлении, противоположном движению колеса. Это проявляется в виде уменьшения давления колеса на опорную поверхность в задней части контакта, резкого увеличения сопротивления качению, интенсивного нарастания динамических нагрузок па шину и большим проявлением усталостного истирания (абразивный износ). Деформация шины на мягком грунте в результате увеличения опорной поверхности при погружении в него колеса значительно меньше, чем на твердом покрытии дороги. Исследования показывают, что деформация обычной шины на мягких грунтах примерно на 30...50% меньше, чем на твердых дорогах. Потери энергии на деформацию шины при движении колеса по мягкой грунтовой поверхности обычно меньше, чем при движении по твердому покрытию дороги. Они равны примерно потерям энергии при движении шины по твердому покрытию дороги с радиальной деформацией, соответствующей деформации шины на мягком грунте [20]. 2.4. Износостойкость шин Повышение износостойкости шин привлекает к себе внимание широкого круга исследователей. Внимание к проблеме износа шин особенно возрастает в связи с современными тенденциями развития автомобилестроения, характеризующимися повышением приемистости автомобиля, улучшением его тормозных качеств, увеличением нагрузок и максимальных скоростей движения, уменьшением диаметров шин, повышением давления воздуха в шинах, введением независимой подвески колес автомобиля. Все эти мероприятия ведут к увеличению напряжений в 63 |
шины. В зоне же восстановления формы профиля шины силы инерции и трения до известной степени парализуют силы упругости и препятствуют восстановлению формы профиля. При высоких скоростях качения скорость восстановления более жесткой шины после прохождения контактной зоны ниже скорости выхода элемента из контакта. В результате из контакта выходят невосстановленные элементы, которые под действием упругих и инерционных сил начинаются колебаться. Эти колебания продолжаются до тех пор, пока внутреннее трение в материалах не преобразует энергию колебаний в тепло. Это дополнительная затрата энергии приводит к резкому нарастанию потерь на качение. Указанное приводит к увеличению сопротивления качению шины с увеличением скорости движения. В этом случае происходит значительное увеличение окружного сжатия элементов шины как перед областью контакта, так и в золе контакта шины. Элементы протектора входят в контакт с поверхностью дороги более сжатыми, чем выходят из него. В передней и особенно задней частях контакта создаются благоприятные условия для проскальзывания элементов в направлении, противоположном движению колеса. Это проявляется в виде уменьшения давления колеса на опорную поверхность в задней части контакта, резкого увеличения сопротивления качению, интенсивного нарастания динамических нагрузок на шину и большим проявлением усталостного истирания (абразивный износ). Деформация шины на мягком грунте в результате увеличения опорной поверхности при погружении в него колеса значительно меньше, чем на твердом покрытии дороги. Исследования показывают, что деформация обычной шины на мягких грунтах примерно на 30-50% меньше, чем на твердых дорогах. Потери энергии на деформацию шины при движении колеса по мягкой грунтовой поверхности обычно меньше, чем при движении по твердому покрытию дороги. Они равны примерно потерям энергии при движении шины по твердому покрытию дороги с радиальной деформацией, соответствующей деформации шины на мягком грунте [20,179,180]. 117 1.7.4 Износостойкость шин Повышение износостойкости шин привлекает к себе внимание широкого круга исследователей. Внимание к проблеме износа шин особенно возрастает в связи с современными тенденциями развития автомобилестроения, характеризующимися повышением приемистости автомобиля, улучшением его тормозных качеств, увеличением нагрузок и максимальных скоростей движения, уменьшением диаметров шин, повышением давления воздуха в шинах, введением независимой подвески колес автомобиля. Все эти мероприятия ведут к увеличению напряжений в шине и в большой степени определяют ее износ. Известно, что основной причиной выхода шин из эксплуатации является износ протектора. По износу протектора выходит из эксплуатации более 60% всех шин. Предпосылкой возникновения процесса изнашивания является наличие трения и «утомляемости» поверхностного слоя протектора. Износ является следствием воздействия на материал ряда механических и тепловых нагрузок, возникающих в результате относительного перемещения и взаимодействия между поверхностями. Он характеризуется качеством материала протектора и его рабочей температурой, качеством дороги, величиной работы трения в граничном слое (в контакте) между шиной и дорогой. Различают усталостный, посредством скатывания и абразивный износ. Наиболее распространенным видом износа резины в реальных узлах трения является усталостное истирание. В основе его разрушение поверхностного слоя резины в результате многократных деформаций на неровностях твердой шероховатой опоры. В работах [181, 182, 184] была развита приближенно количественная теория усталостного истирания резины и установлены зависимости между выносливостью резины и ее усталостной прочностью. Развитые представления [181] об истирании как об усталостном разрушении поверхностного слоя уменьшают противоречия между двумя различными взглядами на природу явления и подходами к установлению связи износостойкости резин с другими ее свойствами. 118 |