Технические науки/4.Транспорт

к.т.н. Трефилов М.А., Дамзен В.А.

Саратовский Государственный Технический Университет, Россия

Методика измерения статической жесткости

автомобильных шин

Шины оказывают большое влияние на эксплуатационные качества автомобиля, такие как, например, тяговая и тормозная характеристики, устойчивость, плавность хода, топливная экономичность, безопасность и другие. Способность шины к деформации оказывает большое влияние на эксплуатационные свойства автомобиля, особенно на его устойчивость и управляемость. Поэтому параметры, определяющие жесткость, являются важной характеристикой шины. Для определения статической жесткости шины колесо, установленное на стенде [1], нагружают статической нагрузкой и измеряют прогиб шины. Методика по определению статической жесткости основана на отраслевой нормали [2]. Статическая жесткость определяется по радиальной упругой характеристике шины. Радиальной упругой характеристикой шины называется зависимость между радиальной нагрузкой, действующей на шину, и ее радиальной деформацией. Тарировка проводилась через интервалы нагрузок, равные 10 – 20 % статической нагрузки, приходящейся на шину для автомобиля с полной нагрузкой при изменении давления в шинах от 0,1 до 0,3 МПа. Замеры деформации проводятся при нагрузке и разгрузке шины. По экспериментальным данным строится график (рис. 1). Для определения радиальной жесткости шины проводиться средняя линия между кривыми нагрузки и разгрузки. Жесткость шины С равна тангенсу угла наклона касательной к средней линии, проведенной в точке, соответствующей статической нагрузке:

где: Р – нагрузка на шину; f_ш – прогиб шины.

Жесткость шины выражается в Н/м (кгс/см). В результате испытаний получаем зависимости статической жесткости шин от давления.

Рис. 1 Упругая характеристика шины:

1 – кривая разгрузки; 2 – кривая нагрузки

В результате статических испытаний установлено, что различные модели шин, предназначенные для эксплуатации на одном автомобиле, отличаться по жесткости более чем в два раза. Зависимость статической жесткости шины от давления воздуха рассмотрим на примере шин моделей К-190М (для зимней эксплуатации), И-391, размерностью 175/70 R13 и для шины модели В-650AQ, размерностью 185/65 R13 (рис. 2). График построен по средним значениям величины жесткости. Диапазон допустимого изменения давления для представленных шин, при эксплуатации на автомобилях семейства ВАЗ, составляет 0,17 – 0,22 МПа. Из анализа графика следует, что шины модели В-650AQ обладают повышенной на 11 – 44,6 %, в зависимости от давления, жесткостью по сравнения с шинами модели И-391. Шины для зимней эксплуатации модели К-190М, в сравнении с шинами модели И-391, имеют пониженную, в среднем на 12 – 15 %, статическую жесткость, что обусловлено ухудшением сцепных качеств дорожных покрытий в зимнее время. В основном диапазоне давлений статическая жесткость изменяется на 42 кН/м для шин В-650AQ, что составляет 17 %, и на 18 кН/м для шин К-190М и И-391, что составляет 11 %.

Рис. 2 График зависимости статической жесткости шины от давления

воздуха: 1 – шина модели В-650AQ; 2 – шина модели И-391;

3 – шина модели К-190М (для зимней эксплуатации)

Следовательно, шины модели В-650AQ позволяют существенно регулировать жесткость в процессе эксплуатации за счет изменения давления. У шин моделей К-190М и И-391 с увеличением давления жесткость нарастает более медленно и, следовательно, меньше возможности по изменению жесткости. Таким образом, в процессе эксплуатации автомобиля имеется возможность регулирования и изменения эксплуатационных свойств автомобиля за счет подборки шин.

Литература:

1. Дамзен В. А. Способ оценки эксплуатационных свойств шины / М.А. Трефилов, В. А. Дамзен // Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности (МНПК «ЛЭРЭП-2-2007») : сб. науч. трудов / СГТУ. – Саратов, 2007. – Т. 2. С. 322–325.

2. ОН 025 305-67. Методы определения параметров, влияющих на плавность хода автомобиля. – М.: Изд-во стандартов, 1981. – 6 с.