Riepas un to sasilašana

Normāla sasilišana un nepareiza sasilišana

Darbības laikā riepa atkārto deformācijas un atjaunošanas apli. Riepu materiāli, piemēram, gumija un kordu materiāls ir viskoelastīgi, bet tie rada silšanu dēļ histerēzes zaudēšanas, izturot atkārtotas deformācijas. Turklāt šie materiāli ir kā izolācijas materiāli. Tas nozīmē, ka tie rada mazāku aizsardzību pret silšanu kamēr siltums uzkrājas riepā. Pie optimāliem apstākļiem riepu silšana nerada riepu bojājumus. No otras puses nepietiekams gaisa spiediens, pārslodze un citi faktori var palielināt temperatūru riepas iekšienē un brīdī, kad kritiskā temperatūra tiek pārsniegta, gumijas un kordu materiālu cietība kā arī lipīgums starp šiem materiāliem un riepu mūža garums samazinās. Tas var radīt pēkšņu riepas atdalīšanos vai plīsumu.

Att. 3-1 Piesātinājuma temperatūra

Piesātinājuma temperatūra

Braucot riepa rada siltumu, bet tajā pašā laikā ārējā temperatūra to dzesē. Kravas automašīnu un autobusu riepu gadījumā, braucot vienu stundu bez apstāšanās un pie noteiktas temperatūras, silšanas līmenis un silšanas izkliedēšana kļūst vienlīdzīgi un riepas temperatūra sasniedz līdzīgu stāvokli. Gaisa spiediens arī rada līdzīgu tendenci, tādēļ novērtējot riepu silšanas rašanās līmeni tiks iegūts pamats gaisa spiediena pārbaudei. Riepas piesātinājuma temperatūra mainās atkarībā no riepas sastāva, protektora gumijas biezuma, kordu materiāla un gumijas kvalitātes. Pie tam piesātinājuma temperatūra vienādām riepām var mainīties atkarībā no protektora nodiluma līmeņa, slodzes, braukšanas ātruma, gaisa spiediena, āra temperatūras un citiem faktoriem.

Temperatūra un bojājumi

Riepu silšanas bojājumi ir attēloti attēlā 3-2. Piemēram, neilona kordu riepa sāk ciest bojājumus brīdī, kad tās siksnas daļa sasniedz 125°∆C. Pie temperatūras 158°∆C, riepa ir bojāta par 50%.

Siltuma izdalīšanās

Riepu siksnas var izturēt karstumu līdz 125°∆C. Tomēr, ja temperatūra pārsniedz šo līmeni, gumija un kordi cieš no ātrākas nolietošanās un saķeres spēka samazināšanās. Pārmērīgs karstums palielina bojājumu risku, kas rodas no karstuma izdalīšanās. Karstuma izdalīšanās attiecas uz neparasta karstuma izdalīšanos. Riepām, kas cietušas no karstuma izdalīšanās ir sakusušas gumijas un kordi. Riepu iekšējās temperatūras palielināšanās noved pie riepu materiālu, piemēram, gumijas un kordu, izturības un saķeres samazināšanās, kas līdz ar to pavājina riepas izturību. Pie tam šādā situācijā negaidīti var notikt riepas atdalīšanās vai plīšana, tāpēc ir svarīgi temperatūru saglabāt optimālā līmenī. Gaisa spiediens, braukšanas ātrums, nepārtraukts braukšanas laiks, gropju dziļums, riepu uzbūve un bremzēšanas sistēma ir faktori, kas ietekmē karstuma rašanos.

Att. 3-2 Temperatūras, kas rada bojājumus, sadale / Att. 3-5 Slodze un silšana

Gaisa spiediens un silšana

Nepietiekams gaisa spiediens rada pārmērīgu izstiepšanu un riepai ir grūtāk atgūt sākotnējo formu. Rezultātā riepai rodas paātrināts nodilums un samazināts riepas gumijas un kordu saķeres spēks, kas var novest pie kordu materiāla izjukšanas. No otras puses pārāk liels gaisa spiediens var radīt pārmērīgu spiedienu uz karkasu, kas, savukārt, riepu padara uzņēmīgāku pret ārējiem triecieniem un bojājumiem. Attiecība starp gaisa spiedienu un temperatūru ir parādīta attēlā 3-4.

Att. 3-4 Gaisa spiediens un silšana / Att. 3-5 Slodze un silšana

Slodze un silšana

Jebkura slodzes palielināšanās palielina riepas iekšējo temperatūru, jo rodas lielākas riepu deformācijas. Pārslodze parasti notiek kopā ar pārāk piepumpētām riepām, kas rada spiedienu uz riepas pleciem vai bortiem. Tas noved pie neparastas siltuma rašanās, kas var izraisīt riepas plecu vai bortu atdalīšanos vai plīšanu. Turklāt pārkarsušo protektoru var vieglāk iespiest un trieciens var izraisīt plīšanu. Attiecība starp slodzi un siltuma rašanos ir parādīta attēlā 3-5.

Ātrums un silšana

Riepa rada vairāk karstuma, ja transportlīdzeklis brauc ātrāk, jo ir palielināta riepas izstiepšanās. Braukšanas laikā vibrācijas no ceļa virsmas rada papildus slodzi uz riepām no inerces spēka, kas rodas paātrinoties. Slodze, kas rodas braukšanas laikā tiek saukta par dinamisko slodzi.

Att. 3-6 Attiecība starp ātrumu un dinamisko rādītāju / Att. 3-7 Ātrums un silšana

Transportlīdzekļa braukšanas laiks un riepu siltuma radīšana

Riepa rada siltumu atkārtoti izstiepjoties griešanās procesā. Siltums uzkrājas riepas iekšpusē un tajā pašā laikā tas nepārtraukti izplatās uz āru. Brīdī, kad tiek sasniegts līdzsvars starp siltuma rašanos un izplatīšanos, riepas temperatūra paliek nemainīga, sasniedzot piesātinājuma stāvokli.Piesātinājuma temperatūra svārstās atkarībā no braukšanas apstākļiem un palielinās pie lielāka ātruma. Attēlā 3-8 ir parādīta attiecība starp braukšanas laiku un riepu temperatūru. Braucot ilgu laiku ar augstu riepu temperatūru, riepu gumija un kordi ātrāk nodilst un to saķeres spējas pavājinās.

Att. 3-8 Braukšanas distance un riepu temperatūras pieaugums / Att. 3-9 Gropju dziļums un silšana

Gropju dziļums un silšana

Pretēji vieglajām automašīnām, kravas automašīnu un autobusu riepām ir plats un šaurs protektors kā arī vairāki darbības slāņi karkasā (diagonālo riepu gadījumā). Gumijas, kordu un citi materiāli ir siltumu izolējoši un jo tie ir biezāki, jo tiem ir grūtāk izkliedēt siltumu braukšanas laikā. Pie tam siltuma koncentrēšanās riepas iekšienē palielinās. Kravas automašīnu un autobusu riepas tiek iedalītas trīs grupās, ietverot HW(lielceļu), HT(bieza protektora) un EHT(sevišķi bieza protektora), balstoties uz to gropju dziļumu. Tādējādi, ir ļoti svarīgi izvēlēties pareizās riepas, kas būtu vislabākās to pielietojumam un braukšanas apstākļiem.

Riepu uzbūve un silšana

Pretēji diagonālajām riepām, radiālām riepām siksnu dēļ ir mazākas protektora kustības. Tajās arī tiek lietoti tērauda kordi ar lielākām siltuma izplatīšanas iespējām un tām ir mazāka iekšējā berze, jo karkass ir izstrādāts pēc radiālās struktūras uzbūves. Visi šie faktori sekmē zemāku riepu temperatūru. Salīdzinot ar riepām, kurās tiek lietotas kameras, bezkameru riepām ir relatīvi zemāki riepu temperatūras rādītāji, jo tās var viegli novadīt siltumu pateicoties iekšējā gaisa tiešai saskarei ar disku. Attēls 3-10 parāda attiecību starp radiālajām un diagonālajām kā arī bezkameru un bezkameru riepām priekš autobusiem un kravas automašīnām.

Starpība starp dubulto riteņu riepu diametriem un silšana

Ja pastāv atšķirības dubulto riteņu riepu diametriem, tad smagākas slodzes tiek liktas uz riepām ar lielāku diametru un riepu temperatūra mainās atkarībā no slodzes izmaiņām. Izmaiņu līmenis var tikt mērīts pēc atšķirībām riepu diametru garumos un vertikālās elastības konstantes (mainās balstoties uz riepu veidu un gaisa spiedienu). Ja riepās ir standarta gaisa spiediens un rādiusu starpība nepārsniedz 5mm, tad vertikālā elastības konstante ir apmēram 95~110 kg/mm un riepa ar lielāko diametru saņem aptuveni par 500kg lielāku slodzi. Attēls 3-11 parāda diametru starpības un slodzes rādītāja izmaiņas. Ja slodzi palielina par 9%, tad riepu temperatūra palielinās par aptuveni 5%.

Att. 3-10

Siltumu radošā temperatūra un vieta

Kā parādīts attēlā 3-12, pleca daļa ir visuzņēmīgākā vieta siltuma ģenerēšanai. Bojājumi lielākoties tiek koncentrēti pleca daļā, bet to apjoms ir atkarīgs no izdalītā siltuma. Tas ir tāpēc, ka pleca daļai ir visbiezākais gumijas slānis.

Att. 3-11 / Att. 3-12