Наиболее частой и серьезной причиной преждевременного износа и разрушения шин является несоблюдение установленных норм и особенно пониженное относительно нормы давление воздуха. Несоблюдение установленных норм давления воздуха неизбежно в тех автотранспортных предприятиях, где не организован при первом техническом обслуживании автомобилей контроль давления воздуха в шинах каждого легкового автомобиля через пять дней, грузового автомобиля и автобуса через 10 дней. Поперечный профиль шины с резко пониженным внутренним давлением воздуха имеет овальную форму — меньшую высоту и большую ширину, отчего увеличивается площадь контакта шины с дорогой.
Искажение конфигурации профиля и увеличение деформации шины вызывают повышение напряжений в ее материале. В результате возрастает внутреннее трение и теплообразование в шине, отчего происходит преждевременный ее износ.
При недостаточном давлении воздуха в шине наибольшее повреждение получает каркас покрышки по всей окружности боковых стенок — нити корда начинают отслаиваться от резины, быстро перетираются и рвутся. При этом происходит так называемый кольцевой излом каркаса (смотреть статью под номером 27), который не поддается ремонту. Внешним признаком начавшегося разрушения каркаса шины от недостаточного внутреннего давления служит появление темного кольца по окружности боковых стенок внутри покрышки, а также на стенках камеры. Дальнейшая порча каркаса при этом характеризуется «разлохмачиванием» нитей слоев корда внутри покрышки.
Повышенное трение и теплообразование в материале шины при недостаточном давлении воздуха (смотреть статью под номером 28) могут ослабить связь между слоями ткани и резины и привести к расслоению каркаса и отслоениям протектора и боковин покрышки.
При недостаточном давлении воздуха в шине увеличивается также износ протектора покрышки, несмотря на увеличение площади контакта шины и уменьшение среднего удельного давления ее на дорогу. Это явление объясняется увеличением деформации беговой поверхности шины, вследствие чего увеличивается неравномерное распределение нагрузки по площади контакта. При пониженном давлении воздуха в шине средняя часть протектора несколько разгружается и он как бы прогибается внутрь шины, отчего в плечевой зоне протектора увеличивается нагрузка, вызывающая перенапряжение материала, что показано стрелками на смотреть статью под номером 29. В результате протектор сильно изнашивается в плечевой зоне (по краям беговой дорожки) и меньше в середине, где образуется вогнутый поясок.
Следует отметить, что в плечевой зоне при качении шины всегда развивается более высокая температура, чем в других частях посмотреть статью под номером 30. Температура воздуха в камере (/) и в плечевой части протектора (2), развивающаяся в зависимости от величины весовой нагрузки на шину (шина размером 9,00—20; скорость движения — 56 км/ч; давление воздуха — 4,5 кГ/см2)
крышки (смотреть статью под номером 30). При недостаточном давлении воздуха в шине это повышение температуры резко возрастает, способствуя увеличению износа.
Недостаточное давление воздуха более вредно для шин ведущих колес, так как они нагружены крутящим моментом, передаваемым от двигателя. Наибольший вред при недостаточном давлении воздуха испытывают сдвоенные шины. В этом случае преждевременно изнашивается, кроме шины с пониженным давлением воздуха, и соседняя исправная шина, нагрузка на которую резко увеличивается. Если задние сдвоенные шины имеют недостаточное давление воздуха, то от взаимного касания деформирующихся боковых сте
смотреть статью под номером 31. Наружные признаки кольцевого разрушения боковой стенки шины от взаимного касания сдвоенных шин при работе нок появляется дополнительное трение шин, увеличивающее разрушение каркаса. От взаимного касания и трения стенок на боковых поверхностях покрышек появляются темные кольца (смотреть статью под номером 31), такие же как при касании сдвоенных шин изза недостаточного зазора или весовой перегрузки.
Если в одной из сдвоенных шин сильно понижено давление воздуха или полностью спущен воздух, то протектор ее изнашивается неравномерно.
Значительное повреждение вплоть до полного разрушения шины может произойти при внезапном резком снижении давления воздуха (прокол, пробой) в ней во время движения автомобиля, если водитель не сможет вовремя заметить это и остановить автомобиль. При качении колеса с полностью спущенной шиной закраины обода врезаются в сплющенную и прижатую к дороге покрышку и камеру (смотреть статью под номером 32). При этом происходит разрушение бортов и каркаса покрышки, а также смятие или отрыв вентиля от камеры.
Работа шины при недостаточном давлении воздуха в течение даже короткого промежутка времени, не давая внешне заметных повреждений, в дальнейшем сказывается на пробеге покрышки, так как частично поврежденный каркас такой покрышки неизбежно вызовет в результате преждевременный ее износ.
Приемы определения величины давления воздуха в шинах на глаз, на звук, при ударе по шине являются совершенно недопустимыми, так как возможная при этом ошибка достигает 1,0—1,5 кГ/см2 для грузовых автомобилей и автобусов, в то время как отклонение давления воздуха от нормы для этих шин не должно превышать ±0,2 кГ/см2. Поэтому необходим систематический контроль за давлением воздуха в шине при помощи манометра и поддержание давления в пределах нормы.
Значительное понижение давления воздуха в шинах во время движения автомобиля может быть обнаружено по потере автомобилем устойчивости движения — уводу его в сторону и ухудшению управляемости, а также по заметному повышению мягкости хода изза повышенной амортизации шин.
Влияние пониженного давления воздуха на пробег шины показано на смотреть статью под номером 33, а увеличение потери мощности автомобилем на качение вследствие пониженного давления воздуха в шинах показано на смотреть статью под номером 34.
Результаты опытов, проведенных в б. ЦНИИАТе позволяют сделать вывод, что понижение давления воздуха в шинах размерами 7,50—20 у автомобиля ГАЗ51 по сравнению с нормой на 15, 30 и 40% увеличивает расход топлива соответственно на 5, 12 и 17%. Автором были получены аналогичные результаты повышения расхода электроэнергии троллейбусами при снижении давления воздуха в шинах 10, 50—20; 11, 25—20 и 12, 00—20.
Увеличение по сравнению с нормой давления воздуха в шине уменьшает деформацию шины и площадь контакта ее с дорогой, увеличивает удальное давление шины на дорогу и вызывает преждевременный износ шин.
Повышенное давление воздуха в шине резко увеличивает напряжение нитей ткани каркаса. Увеличение давления воздуха в шине на 10, 20, 30, 40 и 50% вызывает увеличение напряжения в каркасе соответственно на 18, 32, 52, 72 и 92%.
Повышенное давление воздуха в шине, вызывая перенапряжение нитей корда, с течением времени приводит к преждевременному разрыву каркаса. Увеличенное удельное давление шины на дорогу способствует большему истиранию протектора.
При увеличенном давлении воздуха шина становится более жесткой, хуже амортизирует толчки от неровностей дороги, отчего повышается износ деталей автомобиля и снижается комфортабельность езды. При наезде на препятствия, встречающиеся на дорогах (камни, выбоины), нити каркаса покрышки, испытывающие большее напряжение от давления сжатого воздуха, легче рвутся от ударной нагрузки.
Однако при увеличенном давлении воздуха в шинах наблюдается некоторое уменьшение потери мощности на качение и снижение расхода топлива автомобилем на дорогах с ровным и гладким покрытием.
Повышенное давление воздуха в одной из задних сдвоенных шин автомобиля является особенно нежелательным, так как изза увеличенного внешнего диаметра шины возрастает весовая нагрузка на нее. Кроме ускоренного износа перегруженной шины, быстро и неравномерно изнашивается протектор другой разгруженной шины.
Признаком повышенного давления воздуха в шинах является увеличенная жесткость хода автомобиля. Повышение внутреннего давления на 10 и 20% снижает пробег шины примерно на 5 и 10%, т. е. срок службы шин от повышенного давления воздуха снижается не так резко, как от пониженного давления.