При какой температуре резина теряет свои свойства
С изменением температуры очень сильно изменяются свойства резины, причем работоспособность деталей из нее по разным причинам уменьшается как при нагревании, так и при охлаждении.
Как следует из рис. 11.4, с понижением температуры резины предел прочности растет, а эластичность падает и при —80°С она становится практически равной нулю.
Отметим, что прочность резины, увеличивающаяся с понижением температуры в первом приближении по линейному закону (рис. 11.4), достигает при —80°С примерно такого же значения, какое при комнатной температуре имеет совершенно лишенный эластичности вулканизат — эбонит.
Таким образом, основным неблагоприятным следствием понижения температуры является уменьшение эластичности резины, которая по мере охлаждения приближается по хрупкости к эбониту. Уже при —4 °С наиболее распространенные сорта резины не способны обратимо деформироваться в необходимых пределах, и только вулканизаты на базе специальных морозостойких каучуков сохраняют требующуюся эластичность при температуре —50°С и ниже. Из чего следует, что резиновые изделия в зимнее время требуют к себе пристального внимания и осторожного обращения.
Рис. 11.4. Зависимости предела прочности на растяжение σz и относительного удлинения εz
резины из натурального каучука от температуры
Все работы, связанные с монтажом или демонтажем резиновых деталей в зимнее время, надо проводить, предварительно прогрев их до комнатной температуры. Особенно важно прогревать пневматические шины, сильно охладившиеся при длительной стоянке или продолжительной остановке автомобилей на морозе. Такое нагревание происходит само по себе в процессе движения автомобиля за счет превращения в тепло энергии непрерывного деформирования перекатывающихся шин. Однако первое время после трогания с места холодные шины имеют недостаточную эластичность и вследствие этого легко могут быть повреждены в результате больших динамических нагрузок. Поэтому сначала машина должна двигаться с небольшой скоростью по наиболее ровным участкам местности или дороги, избегать крутых поворотов, резкого торможения и т.д.
В высшей степени осторожное обращение при зимней эксплуатации автомобилей требуется с деталями, изготовленными из бензо- и маслостойкой резины. По сравнению с обычной резиной она обладает пониженной морозостойкостью, и поэтому уже при —20 °С изделия из нее становятся хрупкими.
С повышением температуры до ПО… 120°С относительное удлинение резины увеличивается, а при дальнейшем нагревании, как видно из рис. 11.4, начинает уменьшаться. Переход от роста относительного удлинения к его спаду объясняется наступающим при этих температурах частичным разрывом серных мостиков между макромолекулами каучука, сопровождающимся одновременным резким снижением его эластичности и повышением пластичности.
Другие важные в эксплуатационном отношении свойства резины с повышением температуры изменяются только в худшую сторону: прочность, износостойкость и твердость уменьшаются, а остаточное удлинение и способность к необратимым деформациям увеличиваются. Так, нагреванию резины с 20 до 100 °С соответствует двухкратное и даже трехкратное снижение предела прочности на разрыв. Еще в большей степени уменьшаются в этом случае износостойкость и твердость резины. В результате при повышенной температуре пробег автомобильных шин уменьшается (рис. 11.5).
Кроме того, вследствие сильного понижения твердости и прочности резины с повышением температуры увеличивается возможность появления надрезов и вырывов целых кусков протекторов покрышек при наезде автомобилей на всякого рода неровности и препятствия.
Рис. 11.5. Зависимость пробега шин τпр от температуры воздуха tв
Итак, все резиновые детали и в особенности те, которые деформируются в процессе работы, нужно в некоторых случаях зимой подогревать, а летом охлаждать, а также принимать меры по уменьшению их нагревания. В автомобильных шинах надо поддерживать нормальное давление и не перегружать их. Несоблюдение этих элементарных правил эксплуатации шин ведет к чрезмерному тепловыделению в них со всеми вытекающими отсюда вредными последствиями (рис. 11.6, 11.7).
В жару летом возможно значительное нагревание и нормально накачанных неперегруженных шин. В этом случае рекомендуется для их охлаждения периодически делать в пути остановки, а иногда, чтобы не довести до аварийного состояния покрышку вследствие перегрева, — идти на снижение скорости движения, от которой сильно зависит тепловой режим шин (рис. 11.8).
Рис. 11.6. Зависимость температуры воздуха в шине tШот времени пробега τпр:
1 — при нормальном давлении; 2 — при давлении, пониженном по сравнению с нормой на 30 %
Рис. 11.7. Зависимость температуры деталей шины tшот времени пробега τпр при различных нагрузках:
1 — в камере; 2 — в плечевой части шины
Рис. 11.8. Зависимость температуры деталей шины tШот времени пробега τпр при различных скоростях:
1 — в середине беговой дорожки; 2 — в боковой части
Споры потребителей по поводу возраста шин не утихают уже несколько сезонов. Покупатели взволнованы тем, что гарантийный срок годности шин ограничен 5-6 годами согласно ГОСТу, а после окончания этого срока резина становится непригодной для использования.
Так ли это на самом деле, читайте в этой статье.
Срок хранения шин
Производители большинства брендов на свою продукцию устанавливают срок хранения – 5 лет и срок эксплуатации тоже 5 лет.
Срок хранения шин – это период, в течение которого они сохраняют свои характеристики при условии правильного хранения.
Завершение этого периода не означает, что шины стали непригодными. Срок хранения продолжительностью 5 лет дается производителями потому, что по закону они не могут устанавливать срок хранения выше срока эксплуатации. Автошины свыше 5 лет хранения нельзя назвать испорченными или бракованными, их технические характеристики могут быть немного снижены. Американские исследователи утверждают, что период хранения «обувки» обязан составлять не менее 10 лет. Эксперты из Германии уверены, что он не может превышать 6 лет.
Срок годности шин
Сроком годности шин называют гарантийный период, в течение которого производитель отвественен за качество и состояние шины, если она использовалась по назначению без нарушения правил эксплуатации.
Согласно российскому законодательству (ГОСТ 5513, ГОСТ 4754-97) эксплуатационный срок службы шин составляет 5 лет со дня изготовления.
Как узнать дату изготовления шин?
Узнать возраст авторезины можно по специальному DOT-коду. Покрышки, произведенные после 2000 года в ДОТ-коде содержат две пары чисел, где первая пара обозначают номер недели в году, а вторая – год. Более ранние покрышки до 2000 года имеют в своем составе 3 числа, где первые две цифры – номер недели, а последняя – год (смотрите расшифровку на фото).
Определение среднего периода годности покрышки по ГОСТу и условиям эксплуатации.
— Символом ZR обозначаются шины для скоростных машин. Их рекомендуется эксплуатировать при скорости свыше 240 км/ч. сроком до 6 лет
— Автошины со значком H применяют при max скорости 210 км/ч. в течение 5 лет.
— Знак S символизирует о максимально допустимой скорости 180 км/ч. и эксплуатационном сроке 4-5 лет.
Срок годности по оценкам производителей
Большинство производителей шин не согласны с тем, что срок годности шин ограничен 5 годами. Каждая компания имеет на этот счет свое устоявшееся мнение. Мы проанализировали несколько из них и ту информацию, которую они выложили на своих официальных сайтах.
Michelin
Французский производитель шин — компания Michelin прославилась своей активной борьбой против мнения о быстром старении шин, как о скоропортящемся товаре. Ее информационная кампания «Шины – это не бананы» (Tyres Are Not Bananas) произвела много шума в автомобильной среде. По словам представительства, было произведено несколько тестовых испытаний в Саудовской Аравии, Южной Корее и Германии. В результате испытаний разницы между новыми шинами и шинами, хранящимися 3 года, не было обнаружено. Их проверяли по различным характеристикам, таким как сопротивление качению, прочность на больших скоростях и т.д. Покрышки с годовым сроком эксплуатации по своим характеристикам были приблизительно равны 10-летним неиспользованным шинам.
Michelin акцентирует внимание автовладельцев на том, что шины – это не скоропортящийся продукт, их срок хранения не настолько важен, насколько важен срок эксплуатации, начинающий отсчет с даты установки шин на диски. Именно с этого момента покрышка подвергается всем испытаниям: давлению, перепадам температур, износу, соприкосновению с неровными и острыми покрытиями и т.д.
Continental
На российском официальном сайте Continental мы обнаружили следующую информацию по срокам годности авторезины.
«Когда шина хранится в верном положении и рекомендуемых условиях, она не теряет свои оригинальные сбалансированные технические характеристики в течение 5 лет с даты производства шины.
Должным образом сохраненная, неиспользованная шина возрастом до 5 лет может быть продана в качестве новой шины и использоваться в обычном режиме.
Continental рекомендует менять на новые все шины (включая запасные), имеющие на боковине дату производства более 10-лет.»
Nokian
На официальном сайте Nokian выложена следующая информация:
«Срок службы покрышек не определяется законом, однако шины можно считать «новыми», только если они были изготовлены в течение последних пяти лет. Рекомендуемый срок службы авторезины составляет шесть лет, а рекомендуемый максимальный период составляет 10 лет.»
Мнение наших специалистов, основанное на многолетнем опыте, совпадает с мнением производителей: срок хранения составляет 5 лет + срок эксплуатации до 10 лет. Причем, более «взрослые» шины на наш взгляд более качественные.
Чтобы срок службы шин оставался максимально долгим, их хранят с соблюдением всех правил и рекомендаций. Главное условие – прохладное, проветриваемое, затемненное помещение вдали от масел, красок, озона, источников тепла.
Условия хранения шин
Резиновые изделия имеют свойство терять с годами свои эксплуатационные качества. Чтобы предотвратить и замедлить этот процесс, производители добавляют в состав резиновой смеси полимеры. Они предупреждают окислительные процессы, возникающие из-за взаимодействия протекторов с кислородом и озоном.
Ниже перечислены основные условия правильного хранения шин согласно ГОСТу 24779-81:
Поддержание постоянного режима без резких скачков, допускаются небольшие температурные колебания от -30°С до +35°С;
Обеспечить низкий уровень влажности 50-80% в сухом, проветриваемом прохладном помещении;
Не допускать попадания прямых солнечных лучей, использовать затемненные ангары, источники тепла экранировать;
Беречь от источников тепла;
Покрышки не должны контактировать с коррозийными, медными материалами.
Не допускать перегибов, нагрузки или положения на неровной поверхности.
Не допускать попадания масел, орграстворителей, кислот, щелочей, топливных и смазочных материалов на поверхность шин. Запрещено укладывать покрышки на мокрую и грязную поверхность.
В теплое время года при хранении автопокрышек на улице, их следует накрыть светонепроницаемым материалом и приподнять над уровнем земли, чтобы обеспечить вентиляцию и не допустить возникновение парникового эффекта.
Запрещено хранение на светоотражающих, свето- и теплопоглощающих плоскостях.
Держать вдали от химикатов, масел, красок, открытых источников огня, электромоторов, выделяющих озон.
Эксплуатируемые шины должны быть вымыты и высушены.
Шины без дисков хранить в вертикальном положении.
Эксплуатационный срок зависит от многих факторов: нагрузки на автомобиль, качества дорог, стиля вождения, пройденного километража, повреждений покрышек и т.д. Чтобы увеличить их срок службы, придерживайтесь следующих правил:
Как увеличить эксплуатационный срок шин:
Проверять давление в шинах каждые 2-3 недели. При сниженном давлении износ покрышки увеличивается эквивалентно % снижения. Например, снижение давления на 15% может привести падению эксплуатационного срока на 15%. Перекачанные шины менее страшны.
Износ передних шин всегда значительно выше задних, поэтому рекомендуется через какое-то время менять их местами, внимательно следя за направлением рисунка протектора и направлением вращения.
Правильная установка покрышек по отношению к колесным дискам. Если направление не совпадает, то эксплуатационные характеристики значительно снижаются.
Для предотвращения повреждения боковин автопокрышек избегайте близкого расположения с бордюрами и высокими выступами.
Смывать грязь с поверхности резины и из глубоких канавок специальными очищающими средствами.
Придерживаться ровного стиля вождения без резких тормозов и быстрого старта.
Не перегружать автомобиль свыше нормы. 20% лишнего веса ведет к потере срока эксплуатации резины на 30%.
Следить за балансировкой колес и ежегодно проверять установочные углы.
Вывод:
Главным условием длительного срока службы шин является:
— высокое качество продукции,
— бережная эксплуатация,
— правильное хранение резины в межсезонье,
— своевременная диагностика.
Возраст шин при стандартном хранении – малозначительный неопределяющий фактор, на который не следует ориентироваться при их покупке.