14.3. Диагностика шин

Многие причины вызывают неравномерный и преждевременный износ. Ниже приведены некоторые из них: неоптимальное давление в шинах, неравномерное вращение, недостаточные навыки водителя и несоответствующие углы установки колес.

Если проводится повторная регулировка колес с учетом износа шин, следует установить угол схождения колес настолько близким к нулю, насколько это позволяют технические требования. При обнаружении износа следует произвести осмотр шин при вращении, чтобы выявить следующие дефекты:

– различия в износе передних и задних шин;

– неравномерный износ по ширине протектора;

– неодинаковый износ левой и правой шин на передних колесах;

– неодинаковый износ левой и правой шин на задних колесах.

Следует выполнить повторную регулировку, если обнаружены следующие дефекты:

– неодинаковый износ левой и правой шин;

– неравномерный износ по ширине покрышки какой-либо из передних шин;

– острая кромка («бородка») на одной из сторон протектора.

Признаками износа протектора являются:

Рис. 14.9. Расположение индикаторов (А) износа протектора

– появление полос шириной 12,7 мм, где глубина рисунка протектора менее 1,6 мм (рис. 14.9);

– если появились 2 или более канавки в трех местах, необходимо заменить шину.

Рис. 14.10. Диагностика износа шин: а – износ внешних сторон протектора; b – односторонний износ протектора шины; с – сильный износ в середине профиля протектора шины

Постоянная проверка состояния шин позволит своевременно обнаружить интенсивный износ и устранить его причину, что позволит избежать более серьезных последствий (рис. 14.10).

Износ внешней стороны шины (передняя шина) происходит при прохождении поворотов на высоких скоростях. При наличии такого износа рекомендуется шины с передней оси переставить на заднюю ось автомобиля.

Износ внешних сторон протектора происходит при движении автомобиля с пониженным давлением в шинах.

Односторонний износ протектора шины. Неправильные углы установки колес вызывают не только повышенный износ шин, особенно односторонний износ, но и способствуют снижению безопасности движения.

Сильный износ в середине профиля протектора шины. Происходит из-за частого движения автомобиля с максимальной скоростью шины, в результате чего от действия центробежных сил протектор шины становится выпуклым в центре и интенсивно изнашивается. Этот вид износа наиболее ярко проявляется на задних колесах при повышенном давлении в них.

Рис. 14.11. Заваливание автомобиля как следствие дефекта шин

Заваливание – это движение из стороны в сторону задней или передней части автомобиля (рис. 14.11). Это явление возникает при неровном расположении металлокордного брекера в шине или при чрезмерном боковом износе шины или колеса. Особенно заметно заваливание при небольших скоростях от 8 до 48 км/ч. Оно также проявляется как шероховатость езды на скоростях от 80 до 113 км/ч.

Ходовое испытание позволяет выяснить, сзади или спереди находится шина с дефектом. При дефекте задней шины заваливание происходит в задней части автомобиля. На месте водителя возникает такое ощущение, как будто кто-то толкает автомобиль сбоку.

Заваливание особенно заметно при дефекте передней шины.

Возникает ощущение, что передняя часть автомобиля движется попеременно вперед и назад, как если бы на месте водителя находилась ось вращения.

При обнаружении небольшого заваливания и при невозможности определить дефектную шину выполните следующие проверки.

1. Определите в движении, сзади или спереди происходит заваливание.

2. На место предполагаемых колес с дефектом установите исправные колеса, заимствованные с аналогичного автомобиля (если не удается определить, спереди или сзади происходит заваливание, начните с задней пары).

3. Повторите ходовое испытание. Если движение улучшилось, замените по очереди шины и колеса на те, что стояли первоначально, до тех пор, пока шина с дефектом не будет выявлена. Если улучшения в движении нет, следует заменить все четыре колеса на бездефектные, а затем поочередно менять их на «собственные» до обнаружения колеса, вызвавшего заваливание.

Увод – это отклонение автомобиля в движении от прямолинейного движения без воздействия на рулевое колесо. Причиной увода обычно являются:

– дефекты конструкции шин;

– неравномерная регулировка тормозов;

– неправильная регулировка углов установки колес.

Причиной увода могут быть недостатки технологического процесса изготовления шин. Примером могут служить дефекты размещения корда в шине.

Смещение корда от центра может вызвать появление боковой силы при прямолинейном движении по дороге. Шина катится подобно конусу.

        ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Задние шины не могут быть причиной увода.

Величину крутящего момента вправо у некоторых типов переднеприводных автомобилей, у которых длина приводных валов неодинаковая, достаточно просто определить при сильном нажатии на педаль акселератора. Крутящий момент возникает вследствие того, что правый приводной вал длиннее левого: с этим связано различие в осевом угле. Автомобили с промежуточным валом имеют почти одинаковые по длине приводные валы.

Разница в длине приводных валов является причиной большего крутящего момента на угле схождения левого переднего колеса.

Крутящий момент появляется при ускорениях неподвижного автомобиля или при невысоких скоростях.

1. Приклейте небольшой кусочек липкой ленты в центр рулевого колеса.

2. Отметьте, на какое расстояние потребовалось повернуть рулевое колесо, чтобы удержать автомобиль для прямолинейного движения при резком ускорении.

3. Сравните полученный результат с величиной, полученной на автомобилях аналогичной марки. Наличие большого крутящего момента на рулевом колесе может быть вызвано следующими причинами:

– разбросом параметров шин и колес, которые имеют наибольшее значение при возникновении крутящего момента на рулевом колесе. Несколько уменьшенный диаметр шины переднего правого колеса вызовет правый крутящий момент и увод автомобиля вправо. Осмотрите шины на передних колесах с целью выявления различий в конструкции, размерах и фирмах-изготовителях. Если шины подобных различий не имеют, поменяйте их местами и снова испытайте автомобиль на ходу;

– большой разностью в давлении правой и левой передних шин;

– любым люфтом втулки рычага управления, поперечной рулевой тяги, рулевой передачи, приводящим к выкатыванию переднего колеса, а также появлению крутящего момента, вызывающего больший угол схождения, чем на колесе с противоположной стороны автомобиля;

– люфтом в элементах подвески, также приводящем к выбегу при торможении;

– большой высотой дифферента, приводящей к появлению угла на ведущем приводном валу;

– заеданием или слишком плотным соединением приводных валов. Плотное соединение или большая высота дифферента приводят к вилянию передних колес на скоростях от 24 до 48 км/час;

– неправильно установленными, изношенными или ослабленными креплениями двигателя, которые вызывают появление нежелательного угла на приводных валах.

Условия, при которых может возникнуть эффект, подобный крутящему моменту на рулевом колесе:

– неправильная регулировка углов установки передних или задних колес;

– искажение геометрии рамы или ее неправильная установка;

– разрушение передней подвески.

Рис. 14.12. Причины, вызывающие вибрацию при движении по ровной дороге: а – овальность шины; b – неравномерная жесткость шины по окружности; с – погнутость или овальность диска колеса

Основными причинами, вызывающими вибрацию колеса при движении автомобиля по ровной дороге, являются (рис. 14.12):

– овальность шины;

– неравномерная жесткость шины по окружности;

– погнутость или овальность диска колеса.

Два фактора могут вызывать вибрацию шины или колеса: дисбаланс или биение.

Вибрации, возникающие на скоростях менее 64 км/час, обычно вызваны биением. Вибрации на скоростях более 64 км/час при движении по шоссе могут быть вызваны как дисбалансом, так и биением. Прежде, чем приступить к ремонту, необходимо провести ходовые проверки и тщательный осмотр для выявления следующих дефектов:

– значительного биения шины и колеса;

– значительного биения приводного вала;

– отклонения от оптимального давления в шинах;

– отклонения высоты от оптимального продольного наклона;

– погнутых дисков колес;

– мусора, накопившегося на шинах и колесах;

– ненадежно затянутых гаек или их отсутствия;

– неправильной посадки шины на обод;

     – повреждений шин, таких, как деформация покрышек, отслоения или утолщения вследствие ударов. Небольшие вмятины на боковинах шин не оказывают негативного влияния на качество шины и не влияют на движение.

Балансировка – простейший вид ремонта. Если возникает вибрация, необходимо ее провести в первую очередь. Сначала необходимо произвести динамическую двухплоскостную балансировку со снятием колеса. Это устранит дисбаланс шины и колеса в сборе.

Необходима также окончательная балансировка колеса на автомобиле. Этим достигается балансировка тормозного барабана, диска и декоративного колпака колеса. Если балансировка не устраняет вибрации на больших или малых скоростях, то наиболее вероятной причиной его является биение колеса. Биение может быть вызвано как дефектами шин, колес, так и неправильным креплением колеса на автомобиле. Необходимо выполнить следующие действия.

A. Замеры биения колеса при свободном вращении без нагрузки выполняются без его снятия с автомобиля. Наиболее удобен для такого измерения индикатор часового типа с роликом на конце, однако также можно применять индикатор с кнопочным наконечником. Периферийное биение (из стороны в сторону) следует измерять как можно ближе к плечевой зоне протектора. Радиальное биение должно измеряться в центре на продольном ребре протектора. Конструктивные особенности некоторых протекторов вызывают необходимость применять липкую ленту. Для лучшего контакта индикатора с протектором необходимо плотно обернуть центральную его окружность липкой лентой. При измерении радиального или осевого биения не обращайте внимания на резкие колебания стрелки индикатора, вызванные боковыми впадинами или приливами на протекторе.

Запишите максимальные показания индикатора и отметьте место наибольшего биения. Общая величина биения шины и колеса в сборе не должна превышать 1,5 мм.

Если биение превышает 1,5 мм, приступите к выполнению рекомендаций, описанных в части В.

B. Если при измерениях, описанных в части А, радиальное или осевое биение превышает величину 1,5 мм, следует установить шину и колесо в сборе на устройство для динамической балансировки колес и провести повторные измерения величин биения. Установку колеса на балансировочное устройство следует произвести центральным базовым отверстием. Повторяя последовательность действий, описанных в части А, измерьте величину биения шины и колеса и место максимального показания индикатора. Затем измерьте величину биения отдельно колеса. Если она превышает указанную в технических условиях, его следует заменить. Если величина радиального или осевого биения превышает 1,27 мм на протекторе шины, приступите к выполнению рекомендаций, приведенных в части С.

C. Если значения биения, приведенные в части В, превышают 1,27 мм, следует провести подгонку шины и колеса так, чтобы место наибольшего биения шины совпало с местом наименьшего биения на диске. Затем повторно накачайте шину и установите колесо на балансировочном устройстве. Проведите повторные измерения. Во многих случаях такая подгонка позволяет уменьшить величину биения в сборке до величины менее 1,27 мм.

D. Если величина биения на колесе, снятом с автомобиля, находится в допустимых пределах, в то время как измерения на этом колесе без снятия показывают величину, превышающую этот предел, то следует искать причину в способе крепления колеса на ступице. Проверните колесную сборку на две шпильки и снова измерьте биение. Следует повторить эту операцию несколько раз, чтобы найти оптимальное положение колеса на ступице.

E. Если биение не удается уменьшить до допустимой величины, снимите колесо и измерьте биение на колесных шпильках индикатором часового типа. На одной шпильке установите индикатор на ноль. Аккуратно снимите наконечник индикатора со шпильки и поверните обод так, чтобы следующая шпилька оказалась напротив наконечника. Измерьте биение на всех шпильках. Индикатор снова остановится на нуле, когда окажется напротив первой шпильки. Если биение превышает 0,76 мм, ступица и осевой вал должны быть заменены. В случае перестановки шин на колесах, а также замены шин или колес колесные сборки должны быть снова отбалансированы. Кроме несбалансированности или биения шин и колес без нагрузки, причиной вибраций могут быть колебания жесткости шин (радиальное биение шин под нагрузкой). Однако измерить величину такого биения возможно только с помощью детектора дефектов шин или полирующего устройства радиального биения нагруженных шин.

Детектор дефектов шин представляет собой барабан, медленно вращающий нагруженную шину, установленную на автомобиле. Погрешности вращения являются причиной колебания жесткости шины и могут быть измерены таким детектором.

Более усовершенствовано полирующее устройство радиального биения нагруженных шин. На нем устанавливается снятое с автомобиля колесо в сборе. Шина медленно вращается под нагрузкой и производятся измерения колебаний жесткости. Затем осуществляется «подгонка» шины путем полировки и удаления небольшого слоя резины с внешней стороны рисунка протектора в местах, где величина жесткости наибольшая. Это устройство достаточно эффективно при измерениях биений, а также для точной полировки. Детектор дефектов шин и полирующее устройство радиального биения нагруженных шин – два устройства, позволяющие измерить и устранить колебания жесткости шин, биения шин и колес в сборе. Однако не всегда подобное оборудование бывает доступно. Кроме того, оба устройства имеют свои недостатки, поэтому наиболее распространенным способом измерения ненагруженного колеса является приведенный выше способ с применением индикатора часового типа. Износ шин обычно связан с наличием пятна жесткости.

Для диагностики вибраций также применяется метод замещения колесных сборок. Проведите замену всех первоначально стоявших сборок на сборки, о которых заранее известно, что они не имеют дефектов, и если вибрация исчезнет, приступите к последовательному измерению сборок на стоявшие первоначально. Делайте это до тех пор, пока вновь не появится вибрация. Таким образом, можно выявить шину с колебаниями жесткости, превышающими допустимые.

Колебания жесткости в большей или меньшей степени зависят от направления вращения шины.