Изменение свойств резины в процессе старения
Каучуки и их вулканизаты, как всякие ненасыщенные соединения, способны к различного рода химическим превращениям. Важнейшей реакцией, которая непрерывно происходит при хранении и эксплуатации резиновых изделий, является окисление резины, ведущее к изменению ее химических, физических и механических свойств. Только эбонит, превращающийся в полностью насыщенное соединение за счет присоединения к макромолекулам каучука предельно возможного количества серы, представляет собой химически инертный материал. Совокупность всех изменений, происходящих в резине в процессе длительного окисления, принято называть ее старением.
Старение принадлежит к категории сложных многостадийных превращений, на определенных этапах которого значительно уменьшаются эластичность, износостойкость и в некоторой степени прочность резины. Иначе говоря, с течением времени работоспособность резиновых изделий, а следовательно, и надежность работы автомобилей снижаются. К разряду наиболее неблагоприятных изменений резины, возникающих вследствие старения, относится необратимое снижение ее эластичности. В результате повышенная хрупкость резины, в первую очередь ее поверхностных слоев, обусловливает появление в деформируемых деталях трещин, постепенно углубляющихся и в конце концов приводящих к разрушению изделия.
Последствия старения резины аналогичны последствиям от понижения температуры, с той лишь разницей, что последние по своему характеру являются временными и частично или полностью устранимыми с помощью нагревания, тогда как первые никакими способами нельзя ослабить и тем более устранить.
Борьба со старением ведется различными методами. Очень эффективной является добавка противостарителей (ингибиторов), 1... 2 % которых по отношению к содержащемуся в резине каучуку замедляют процесс окисления в сотни и тысячи раз. С той же целью некоторые резиновые изделия выпускаются с заводов в герметичной упаковке (в полиэтиленовых чехлах).
Однако технологических средств оказывается недостаточно, поэтому дополнительно приходится применять ряд эксплуатационных мер. С повышением температуры старение усиливается, причем от нагревания на каждые 10 °С скорость старения возрастает в два раза. Замечено также, что окисление резины интенсивнее на тех участках, которые испытывают большее напряжение. Следовательно, необходимо содержать резиновые изделия по возможности в недеформированном состоянии.
Колеса и шины
Автомобильные колеса различают по их назначению, типу применяемых шин, конструкции и технологии изготовления.
Основные параметры колес некоторых автомобилей отечественного производства приведены в табл. 11.2.
Пневматические шины легковых автомобилей подразделяются по способу герметизации внутреннего объема, расположению нитей корда в каркасе, отношению высоты к ширине профиля, типу протектора и ряду других специфических особенностей, вызванных их назначением и условиями эксплуатации.
По способу герметизации внутреннего объема различают камерные и бескамерные шины.
Камерные шины состоят из покрышки, камеры с вентилем и ободной ленты, надеваемой на обод. Размер камеры всегда несколько меньше внутренней полости покрышки во избежание образования складок в накаченном состоянии. Вентиль представляет собой обратный клапан, позволяющий нагнетать воздух в шину и препятствующий выходу наружу. Ободная лента предохраняет камеру от повреждений и трения о колесо и борт покрышки.
Таблица 11.2
Основные параметры колес некоторых отечественных легковых
Автомобилей
|
* В размере колеса первая цифра — ширина обода, буква J — форма профиля обода, а число после дефиса — монтажный диаметр колеса.
|
Рис. 11.9. Бескамерная шина автомобиля:
1 — протектор; 2 — герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой; 3 — каркас; 4 — вентиль; 5 — глубокий обод
Бескамерные шины (рис. 11.9) отличаются наличием воздухонепроницаемого резинового слоя, наложенного на первый слой каркаса (вместо камеры), и имеют следующие преимущества (по сравнению с камерными):
меньшую массу и лучший теплообмен с колесами;
повышенную безопасность при движении машины, так как при проколе воздух выходит только в месте прокола (при мелком проколе достаточно медленно);
упрощенный ремонт в случае прокола (нет необходимости в демонтаже).
В то же время монтаж и демонтаж бескамерных шин усложненные и требуют большей квалификации, и зачастую возможны только на специальном шиномонтажном станке.
Бескамерные шины применяются для колес с ободами специального профиля и повышенной точности изготовления.
Камерные и бескамерные шины по расположению нитей корда в каркасе покрышки могут быть как диагональной, так и радиальной конструкции.
Маркировка шин
Диагональные и радиальные шины различаются не только конструкцией, но и маркировкой.
Например, в обозначении диагональной шины 6,15-13/155-13:
6,15 — условная ширина профиля шины (В) в дюймах;
13 — посадочный диаметр (d) шины (и колеса) в дюймах;
155 — условная ширина профиля шины в мм.
Вместо последнего числа 13 может быть указан посадочный диаметр в мм (330).
Радиальные шины имеют единое смешанное миллиметроводюймовое обозначение. Например, в маркировке 165/70R13 78S Steel Radial Tubeless:
165 — условная ширина профиля шины (В) в мм;
70 — отношение высоты профиля шины (Я) к ее ширине (В) в процентах;
R — радиальная;
13 — посадочный диаметр в дюймах;
78 — условный индекс грузоподъемности шины;
8 — скоростной индекс шины (максимально допустимая скорость движения автомобиля) в км/ч.
Для повседневной езды по российским дорогам целесообразно ограничиться отношением Н/В не ниже 0,65, причем это касается довольно больших шин, т.е. шин для автомобилей типа ГАЗ-3110 «Волга». На моделях ВАЗ лучше не применять шины с Н/В ниже 0,70, а на автомобиле ВАЗ-111 «Ока» и вовсе нецелесообразна установка каких-либо иных шин кроме заводских размером 135R12.
Современные скоростные сверхнизкопрофильные шины с Н/В= = 0,30...0,60 пригодны для работы только на гладких шоссейных дорогах с хорошим качеством покрытия, которых в нашей стране практически нет.
Каждый российский изготовитель шин имеет свой фирменный знак или же, как например Московский шинный завод, знак модели «ТАГАНКА».
Маркировка шины включает в себя букву (или буквы), кодирующие предприятие-изготовитель (например, К — Кировский шинный завод; Я — Ярославский шинный завод и др.) и цифры (цифру) внутризаводского индекса этой шины.
На боковине шины ставится ее серийный номер и кодируется другая, достаточно полезная (в случае выставления рекламации) информация (табл. 11.3).
Таблица 11.3