Вопросы про давление воздуха в шинах
Вопросы про температуру и давление воздуха в шинах
Меня давно интересуют два вопроса про шины.
Вопрос первый
В инструкции к машине сказано, что накачивать в шины надо 2.1 атмосферы. Понятно, что имеется в виду давление в холодных шинах. Но какая температура у «холодных» шин? В зависимости от времени года и места России это может быть и +40°C, и -50°C. Всем известно, что при движении автомобиля воздух в шинах нагревается и соответственно увеличивается его давление. Однако, никто почему-то не придает этому должного значения. По крайней мере шиномонтажки уж точно не заморачиваются.
В шиномонтажках при перебортовке колес воздух закачивают температуры помещения (или улицы), а когда приезжаешь в шиномонтажку с просьбой проверить давление воздуха в шинах и подкачать, то воздух подкачивают холодный плюсом к уже нагретому. А какой воздух вообще закачивать? Какой температуры? Зимой на улице -30°C, при движении воздух шин нагревается градусов до 80. На большой скорости при недокачанных шинах нагрев может быть до 120°C, и даже до 150°C (правда при этом уже начинается разрушение шины вследствие перегрева). Каждые 8° изменения температуры воздуха дают изменение давления в шинах на 0.1 атмосферы. Если зимой в -30°C закачать 2.1 атмосферы, то при движении и нагреве воздуха до 80°C давление воздуха в шинах станет 3.5 атмосферы. Вопрос: выдержит ли шина такое давление? И почему производители не уточняют какую температуру шины они считают «холодной»?
давление воздуха в шинах
Вопрос второй
Первоначально шины накачивают в снятом состоянии. А когда потом подкачивают до нужного давления, то делают это без снятия колеса. Мне непонятно почему в снятом колесе и в колесе под нагрузкой создается одинаковое давление воздуха в шинах?
Я еще немного помню физику и знаю, что у резины, как и у пружины, есть свой коэффициент сжатия/растяжения. Чем сильнее растягиваешь резину — тем сильнее она сопротивляется. Давление воздуха заставляет резину, из которой сделана шина, растягиваться, однако, по мере растяжения, сопротивление растяжению возрастает. В какой-то момент эти силы сжатия и растяжения выравниваются, уравновешиваются и состояние шины стабилизируется. Разумеется, все это происходит мгновенно еще в момент накачивания шины, я просто чтоб понятнее было описал процесс, как я его вижу.
При давлении на колесо массой автомобиля происходит сжатие шины. Сила, с которой автомобиль давит на колесо, по сути прибавляется к силе, с которой резина сопротивляется внутреннему расширению, но только с одной стороны (в точке контакта с дорогой). В результате давления массы автомобиля в точке соприкосновения с дорогой резина сжимается, объем шины уменьшается, давление увеличивается. Полученный прирост давления увеличивает силу внутреннего давления и заставляет резину расширяться больше в тех местах, где шина не касается земли. И мы видим, что профиль резины снизу всегда немного меньше, чем сверху. Но это изменение формы лишь частично гасит избыток давления, т.к. резина растягивается неравномерно, плюс металлический корд препятствует растяжению.
давление воздуха в шинах
Чтобы было понятно, представьте себе перекачанную шину, которая накачана до своего максимума. Сильнее она накачана быть не может, точнее воздух в нее загнать конечно можно, но объем шины при этом уже увеличиваться не будет — шинный корд натянут до предела и создает жесткую конструкцию, которая может только сжиматься внутрь. Начнем давить на эту шину некоторой массой достаточно большой, чтобы шина начала проминаться, но расширяться в других местах она уже не сможет. Объем уменьшится, давление воздуха в шинах, как следствие, увеличится.
Может быть, конечно, при нормально накачанных шинах, у шин есть достаточный запас по расширению в местах, не соприкасающихся с дорогой, но на мой взгляд все равно хоть какая-то разница (хоть 0.1 атм) должна быть между снятой и установленной шинами.
