С инженерной точки зрения колесо и дорогу всегда рассматривают как пару сопряженных деталей одного механизма.
Типов износа колесных покрышек несколько:
- естественный износ трущихся (сопряженных) поверхностей;
- повышенный износ поверхностей в силу неравномерно прикладываемых сил;
- механические повреждения.
Характер износа колесных покрышек зависит от целого ряда факторов.
Первый из них – это компоновка автомобиля. При так называемой классической компоновке, когда двигатель находится впереди, а ведущие колеса задние, то в этом случае передние (управляемые) колеса изнашиваются в зависимости от типа и геометрии передней подвески, а задние – в силу того, что именно они являются движителями автомобиля. Движитель – это инженерный термин, который указывает на агрегат или узел автомобиля или иной инженерной конструкции, которая непосредственно приводит в движение весь механизм.
Второй фактор – это тип привода. В автомобиле с переднеприводной компоновкой – одновременно и ведущими, и управляемыми колесами являются передние. Сегодня это самая передовая и массовая схема компоновки автомобиля. Именно передние колеса в таком автомобиле подвергаются наибольшему износу, как раз именно потому, что они одновременно и управляемые, и ведущие. Развал в таких автомобилях всегда положительный, а вот схождение отрицательное, то есть колеса смотрят в разные стороны, правое направо, левое налево. Тогда при начале движения и при увеличении тяги они словно «поворачиваются друг к другу» вовнутрь колеи автомобиля.
В заднеприводных автомобилях наоборот, передние колеса смотрят «внутрь колеи», а при трогании и наборе скорости они «отворачиваются друг от друга», поскольку их толкают сзади.
В полноприводном автомобиле характер износа покрышек зависит от типа трансмиссии и типов подключения полного привода:
- постоянный симметричный полный привод,
- подключаемый симметричный и подключаемый принудительно,
- подключаемый по требованию (механически или по команде электроники),
- а также в зависимости от распределения крутящего момента – больше на переднюю или заднюю ось.
Внутренний и наружный износ покрышки
Следующим фактором износа покрышек является устройство подвески так называемая ее геометрия. Их множество типов и конструкций, но в плане износа покрышек принципиальными являются такие два понятия, как недостаточная или избыточная поворачиваемость. В данном случае речь идет о передних, управляемых колесах.
При недостаточной поворачиваемости наружное колесо поворачивается на меньший угол, чем внутреннее, и автомобиль словно стремится наружу поворота. При избыточной поворачиваемости – наоборот, наружное колесо поворачивается на больший угол, чем внутренее, и автомобиль словно ввинчивается в поворот и стремится к опрокидыванию. В первом случае, с недостаточной поворачиваемостью, больше будет изнашиваться внутренняя сторона колесной покрышки, во втором – наружная.
Помимо этого, причин истирания внутренних поверхностей покрышки имеются еще – две; неправильный, отрицательный сход управляемых колес, а также излишний, так называемый отрицательный развал. То есть, при любом типе нарушения геометрии подвески происходит износ передних шин с внутренней стороны; колеса стремятся наружу от колеи движущегося автомобиля.
В случае чрезмерного положительного схождения или так называемого «свала колёс» происходит износ внутренней стороны покрышек.
Неравномерность износа задних и передних колёс
Наибольшему износу подвергаются передние (управляемые) колеса автомобиля, вне зависимости от типа привода. Задние колеса изнашиваются значительно меньше, даже в случаях использования в конструкции так называемой системы подруливания задней подвески. Дело в том, что даже самые продвинутые сегодня системы управления задними колесами все равно поворачивают колеса на один-два-три градуса, не больше, в отличие от передних, которые (в некоторых подвесках) поворачиваются даже больше, чем на 45 градусов.
Что касается автомобилей с передним приводом из массового сектора мирового автопрома классов автомобилей A, B, C и даже D-класса, то задняя тележка тут, как говорят механики, «и вовсе ходит за свидетеля». Покрышки здесь подвергаются наименьшему износу, и сервисмены отмечают случаи, когда на задней оси шины ходят по полтора-два регламентных пробега.
Как определяются «сроки жизни» и предельный пробег покрышки
Большинство современных производителей автомобильных покрышек в паспортах к своей продукции указывают и «сроки жизни» шины (обычно он составляет 5-6 лет), и максимальный пробег — тут цифры «разбегаются» куда значительнее, от 30 до 60 тысяч километров и даже больше. Почему такой разбег в цифрах?
А потому что шинные производители ориентируются на собственные стандарты, которые зачастую являются усредненными, ориентированными на несколько базовых параметров:
- на первую категорию условий эксплуатации (а это гладкий асфальт среднестатистического города, не в сельской местности и не в столицах или городах-миллионниках, в средней климатической зоне);
- на среднестатистического автолюбителя, который ездит спокойно и не практикует агрессивной езды с резкими ускорениями и торможениями;
- а также на многие другие «среднестатистические» показатели эксплуатации автомобиля.
Водительская практика показывает, что увеличение ходимости колес (сроков хранения и пробегов) зависит от неконтролируемого и ничем не регламентированного количества самых разнообразных факторов, которые, в свою очередь, можно свести вот в такую произвольную таблицу:
- правильные углы установки управляемых колес, то есть, грамотный и правильный развал передних колес (и задних тоже, если такой параметр предусмотрен конструкцией автомобиля);
- правильные углы схождения колес: положительные для автомобилей классической компоновки, отрицательные для переднеприводных автомобилей, а также регламентированные заводом-изготовителем для полноприводных конструкций;
- правильная балансировка каждого колеса на профильном современном шиномонтаже;
- правильная эксплуатация различных типов дисков колес (металлические штампованные, легкосплавные, кованые колесные диски);
- правильно выставленное давление всех колес автомобиля с учетом сезона, типа покрышки и условий эксплуатации (город, столица, бездорожье, приморские регионы, северные и/или тропические регионы мира и так далее).
Подавляющее большинство современных шинных производителей устанавливают собственные индикаторы, указывающие на глубину протектора, степень его износа, включая критические параметры, требующие замены покрышки на новую.
Например, на шинах Nokian используются цифры, которые вдавлены в резину с разной глубиной. По мере эксплуатации покрышки, стирается слой резины, тем самым исчезают и нанесенные числа, что даёт понять степень износа.
Другой способ, используется в частности в шинах Мишлен - это выступы в водоотводящих канавках. Если этот индикаторный бугорок сравнялся с высотой протектора, то данную покрышку можно считать изношенной и следует заменить.
Параметры замены колес
Долгое время производители автомобилей практиковали так называемые схемы перестановки колес. В автомобилях старых конструкций, в том числе и классической компоновки, колеса на автомобиле менялись по установленной схеме. Схем было много, и все они были разными. Например, переднее левое уходило в запаску, на его место устанавливалось правое заднее, на его место, в свою очередь, переднее левое и так далее. В Инструкциях по эксплуатации КАЖДОГО автомобиля имелась своя собственная схема перестановки колес. Производителями это делалось для того, чтобы минимизировать интенсивность износа разных покрышек (ведь напомним, что пара «колесо-дорога» инженерами-конструкторами рассматривалась, как пара сопряженных деталей).
В автомобилях современной переднеприводной компоновки также одно время практиковалась схема смены передних колес на задние и наоборот – по одной стороне автомобиля.
Шинные производители рекомендуют руководствоваться специально предусмотренными конструкцией покрышки наглядными индикаторами или «регламентированной глубиной протектора».
Технические требования к глубине протектора различны в разных странах и регионах мира, а также в зависимости от сезона и климатической зоны и условий эксплуатации авто.
Основополагающие параметры — по глубине протектора, по требованиям использования на одной оси одинаковых типоразмеров колес и одинаковых типов протекторов — как правило, прописаны в соответствующих пунктах национальных Правил дорожного движения страны проживания автовладельца или страны регистрации/эксплуатации транспортного средства.
Автовладельцу не мешает помнить также и о том, что автомобильные покрышки (и вообще автомобильные колеса) являются неотъемлемой частью активной системы безопасности автомобиля, и нарушение ее норм и положений чревато не только побитым или вдребезги разбитым автомобилем, но и здоровьем, а то и жизнью его владельца и пассажиров.
