Разработка методики прогнозирования давления в шинах АТС и повышение его стабильности в эксплуатации за счёт использования внутреннего газопроницаемого пневматического аккумулятора тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.10, кандидат технических наук Гечекбаев, Шихмагомед Джамалдинович

• Гечекбаев, Шихмагомед Джамалдинович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гечекбаев, Шихмагомед Джамалдинович

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ, ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АТС

1.1. Результаты исследования давления воздуха в шинах автомобилей

в РФ и за рубежом. Убытки от ненормативного давления в шинах

1.2. Анализ причин выхода шин из строя. Негативное влияние ненормативного давления воздуха в шине на ее характеристики

1.2.1. Влияние давления и скорости движения автомобиля

на температуру шины

1.2.2. Влияние давления в шине на мощность сопротивления качению и скорость при входе в аквапланирование

1.3. Системы контроля давления в шинах

1.3.1. Система прямого измерения давления

1.3.2. Система косвенного измерения давления

1.4. Безопасные шины

1.4.1. Самогерметизирующиеся шины

1.4.2. Шины с самоподдержкой

1.4.3. Шины с дополнительной системой поддержки

1.5. Газопроницаемость шин и возможность ее уменьшения

за счет применения различных газов

1.6. Влияние внутреннего давления на свойства шины

1.6.1. Влияние внутреннего давления

на нормальную жёсткость шины

1.6.2. Влияние давления в шине на ее контакт с дорогой

1.6.3. Влияние давления в шине

на ее сопротивление боковому уводу

1.7. Влияние давления в шине

на эксплуатационные свойства автомобиля

1.7.1. Влияние давления в шине

на курсовую устойчивость автомобиля

1.7.2. Влияние давления в шине автомобиля на топливную экономичность

1.7.3. Влияние давления воздуха в шине автомобиля

на динамику автомобиля

Выводы по обзору и задачи исследования

РАЗДЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ АТС И ПОВЫШЕНИЯ ЕГО СТАБИЛЬНОСТИ В ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗА СЧЁТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГАЗОПРОНИЦАЕМОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО АККУМУЛЯТОРА

2.1. Прогнозирование давления в шинах автомобиля вследствие изменения температуры и атмосферного давления

2.2. Математическое моделирование процесса изменения

давления в шине вследствие диффузии газа

2.3. Математическое моделирование процесса диффузии газа из шины, содержащей газопроницаемый пневматический аккумулятор

РАЗДЕЛ 3. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Методика проведения экспериментальных наблюдений за изменением давления в шинах

3.2. Методика обработки результатов экспериментов и выявления теоретических закономерностей

3.3. Разработка методики определения коэффициентов диффузионной проницаемости шинных материалов и шин

3.3.1. Методика определения коэффициента диффузионной проницаемости шинных материалов

3.3.2. Установка для определения коэффициента диффузионной проницаемости газа из шины автомобиля

3.3.3. Методики определения диффузионной газопроницаемости шины

автомобиля в лабораторных и дорожных условиях

РАЗДЕЛ 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Результаты исследования состояния контроля давления в шинах автомобилей, которые эксплуатируются в г. Махачкале

4.2. Результаты статистической обработки экспериментальных данных измерения давления в шинах

4.3. Зависимость коэффициента газопроницаемости резиновой диафрагмы от температуры

4.4. Прогноз изменения давления в шине в эксплуатации

4.5. Прогноз изменения давления в шине с внутренним

газопроницаемым пневматическим аккумулятором в эксплуатации

4.7. Расчет и анализ эффективных и неэффективных

затрат на шины, вызванных ненормативным давлением

РАЗДЕЛ 5. АНАЛИЗ НЕЭФФЕКТИВНЫХ ЗАТРАТ НА ШИНЫ, ВЫЗВАННЫХ НЕНОРМАТИВНЫМ ДАВЛЕНИЕМ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ШИН, В ТОМ ЧИСЛЕ С ВНУТРЕННИМ ГАЗОПРОНИЦАЕМЫМ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ АККУМУЛЯТОРОМ

106

5.1. Анализ неэффективных затрат на шины, вызванных ненормативным давлением

5.2. Рекомендации по периоду восстановления давления шин с

учетом суточных и сезонных колебаний температуры

5.3. Рекомендации по эксплуатации шин с внутренним

газопроницаемым пневматическим аккумулятором

5.2.1. Преимущества и недостатки шин с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором

5.2.2. Рекомендации по изготовлению и эксплуатации шин с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложения

Приложение А. Программа расчета изменения давления в шине

с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором

130

Приложение Б. Акты внедрения

134

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики прогнозирования давления в шинах АТС и повышение его стабильности в эксплуатации за счёт использования внутреннего газопроницаемого пневматического аккумулятора»

ВВЕДЕНИЕ

Важной проблемой эксплуатации автотранспорта является пониженное относительно нормы давление в шинах автомобилей. Это объясняется тем, что, по имеющимся данным, давление газа в шинах влияет напрямую на множество эксплуатационных свойств АТС, которые в свою очередь оказывают, как правило, негативное влияние на другие. Ненормативное давление приводит к изменению эксплуатационных издержек в сторону увеличения и неоднозначно влияет на эксплуатационные свойства автомобилей - как правило (поскольку чаще давление ниже нормативного), снижает общую эффективность и безопасность автомобильного транспорта.

Важность проблемы многократно увеличивается тем, что автомобильный транспорт является ключевым видом транспорта, т.к. только он охватывает как перевозки на дальние расстояния (в том числе междугородние и международные перевозки), так и доставку конечному потребителю «от двери к двери». Поэтому эксплуатационные затраты автомобильного транспорта влияют на себестоимость и стоимость большей части товаров и услуг.

Особо важной является экологическая составляющая вопроса, т.к. автомобильные шины являются загрязнителями как в процессе эксплуатации (в виде мелкодисперсной пыли), так и при дальнейшей утилизации (длительный процесс самостоятельного разложения в природе, выделение токсичных газов при горении и пр.). Снижение интенсивности износа автомобильных шин путем стабилизации давления позволит повысить экологичность автомобилей.

В настоящее время основные исследования направлены на определение путей снижения износа протектора для увеличения ресурса шин. Однако решение подобных вопросов подразумевает соблюдение норм технического обслуживания автомобильных шин, которые на практике не соблюдаются. По этой причине важной задачей является разработка предложений по стабилизации давления в шинах всеми возможными мерами: организационными, технологическими и техническими.

Кроме вышеописанного можно выделить то, что в литературе рассматривается вопрос о влиянии давления в шинах на те или иные ее характеристики, однако вопросу изменения давления вследствие влияния различных эксплуатационных факторов уделяется недостаточно внимания.

В процессе эксплуатации шин давление в них постепенно изменяется вследствие различных причин. Воздух из шины может вытекать через ниппель и через соединение бескамерной шины с ободом. Однако даже если указанные утечки отсутствуют, давление в шинах автомобиля, в том числе и запасном колесе все равно постепенно изменяется, причем не только уменьшается, но и увеличивается под действием таких эксплуатационных факторов как температура и давление атмосферного воздуха. Кроме того, непрерывно идет диффузия заправленного в шину газа через материалы шин в атмосферу. Поэтому для организации научно обоснованного обслуживания шин и повышения стабильности давления, необходима разработка методики прогнозирования давления в шинах с учетом эксплуатационных факторов.

Опубликованная в литературе статистическая информация свидетельствует о том, что в России и за рубежом не осуществляется регулярный контроль давления в шинах. Европейские производители шин провели обширные исследования давления в шинах различных автомобилей в процессе эксплуатации и установили, что только 20% автомобилей имеет нормативное давление в шинах, 60% - недостаточное, а 20% - избыточное. Специалисты фирмы Continental выявили, что тяжелые грузовые автомобили в Северной Америке эксплуатируются с давлением в шинах на 12% ниже требуемого. Это приводит к дополнительным затратам на топливо в 5 млрд. долларов.

Анализ состояния давления в шинах АТС в Российской Федерации показал, что контроль над давлением находится в проблемном состоянии: лишь у 15% автомобилей давление воздуха в шинах соответствует нормативному значению (±5%> для легковых и ± 10% для грузовых автомобилей и автобусов); у 50%о отклонение давления находится в зоне «опасного» (отклонение в 2 раза ниже нормативного), а у 35% - в зоне «особо опасного» (более чем в 2 раза ни-

же нормативного). Финансовые потери для страны вследствие ненормативного давления в шинах АТС даже без учёта экологических потерь, составляют по РФ более 7,5 млрд. руб. в год.

Из-за ненормированного давления шины изнашиваются быстрее, примерно на 10%, что, соответственно, требует увеличения выпуска шин. За рубежом фирмы Goodyear Tire & Rubber Со и Siemens VDO Automotive и другие, разработали различные системы контроля давления в шинах, однако эти системы только контролируют, но не стабилизируют его. Поэтому тема диссертации, направленная на прогнозирование и повышение стабильности давления в шинах автотранспортных средств является актуальной.

Цель работы: обоснование периода восстановления давления в шинах автотранспортных средств и повышение его стабильности в эксплуатации за счёт использования внутреннего газопроницаемого пневматического аккумулятора (ВГПА).

Задачи исследования

1. Провести на основании статистических данных анализ по давлению в шинах АТС эксплуатируемых в России и других странах.

2. Разработать методику прогнозирования давления в шинах автомобиля, основанную на математическом моделировании процессов в шине с учетом эксплуатационных факторов (температуры, атмосферного давления, диффузии газа через шину в атмосферу) и дать оценку степени их влияния на давление в шине.

3. Разработать математическую модель процесса диффузии газа из шины, содержащей ВГПА и методику выбора его рациональных параметров, обеспечивающих максимальное увеличение периода восстановления давления в шине.

4. Провести расчётно-теоретическое исследование закономерностей изменения давления в шинах автомобиля, в том числе с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором.

5. Разработать методику экспериментального определения коэффициента диффузионной газопроницаемости шинных материалов и шин, а также методику испытания шины с ВГПА, провести экспериментальные исследования и сделать анализ полученных результатов.

6. Разработать рекомендации по эксплуатации шин, в том числе с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором с целью повышения стабильности давления.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

•методика прогнозирования давления в шинах автомобиля с учетом эксплуатационных факторов;

• обоснование способа повышения стабильности давления в шине, включающее математическую модель процесса диффузии газа из шины с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором:

• результаты теоретических исследований и экспериментальных исследований газопроницаемости шинных материалов и шин;

•расчет неэффективных затрат на шины, вызванных ненормативным давлением и рекомендации по эксплуатации шин.

Объекты и методы исследований - шины легковых автомобилей, а также автобусов особо малой вместимости (семейства «ГАЗель»).

Научная новизна.

1. Разработана методика прогнозирования давления в шине, основанная на математическом моделировании процессов в шине с учетом эксплуатационных факторов (температуры, диффузии газа в атмосферу, атмосферного давления), и дана оценка степени влияния этих факторов.

2. Научно обоснована возможность повышения стабильности давления в шинах за счёт использования внутреннего пневматического аккумулятора.

3. Разработана математическая модель процесса диффузии газа из шины, содержащей внутренний газопроницаемый пневматический аккумулятор, и методика выбора его рациональных параметров, позволяющая обеспечить максимальное увеличение периода восстановления давления для различных шин и условий эксплуатации.

Практическая ценность:

1. Разработанная методика прогнозирования давления в шинах АТС с учетом условий эксплуатации позволяет научно обоснованно назначать периодичность восстановления давления, что позволит повысить стабильность давления в шинах, их пробег и улучшить топливную экономичность АТС.

2. Теоретически и экспериментально обоснованный способ стабилизации давления в шинах путем выбора параметров внутреннего газопроницаемого пневматического аккумулятора обеспечивает увеличение периода восстановления давления в шине в 17 раз и более, что при внедрении даст значительный экономический эффект.

3. Результаты проведённых теоретических и экспериментальных исследований с шинами могут быть использованы при разработке и оптимизации других устройств, в которых требуется стабилизация давления.

Апробация работы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на научно-технических конференциях Волгоградского государственного технического университета (2010 г.), на международной конференции «Прогресс транспортных средств и систем 2009 г.», на XIII международной отраслевой научно-практической конференции «Россия периода реформ» 20 - 22 мая 2009 г.

Содержание основных положений диссертационной работы опубликовано в 8 печатных работах, из них 3 входят в перечень изданий, рекомендуемых ВАК.

Структура и объём работы: диссертация состоит из введения, 5 глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы. Содержит 135 страниц машинописного текста, 37 рисунков и 8 таблиц. Список использованной литературы включает 121 наименование.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ, И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АТС

1.1. Результаты исследования давления воздуха в шинах автомобилей в

РФ и за рубежом. Убытки от ненормативного давления в шинах

В РФ исследование давления воздуха в шинах автомобилей, находящихся в эксплуатации частных лиц и организаций независимо от прав собственности, было проведено в Москве и Подмосковье компанией MICHELIN. Анализ состояния давления в шинах АТС в Российской Федерации показал, что контроль над давлением находится в проблемном состоянии: лишь у 15% автомобилей давление воздуха в шинах соответствует нормативному значению (±5% для легковых и ± 10% для грузовых автомобилей и автобусов); у 50% отклонение давления находится в зоне «опасного» (отклонение в 2 раза ниже нормативного), а у 35% - в зоне «особо опасного» (более чем в 2 раза ниже нормативного). Таким образом, можно утверждать, что ненормативное давление воздуха в шинах имеет более половины автомобилей, находящихся на дорогах России. Это увеличивает затраты на эксплуатацию автомобилей, ухудшает их экологич-ность и представляет непосредственную опасность для участников дорожного движения [92,106, 111].

В результате исследования проведённого в Скандинавии компанией Nokian Tyres [2] установлено, что 60% автовладельцев не производят регулярную проверку внутреннего давления шин автомобиля. Однако, ситуация с самим уровнем недостатка давления в шинах не является настолько критичной, насколько это имеет место в России, т.к. в целом по Европе давление в шинах только одного автомобиля из десяти является особо опасным, а еще трех из десяти - потенциально опасным. Экспертиза, проведённая специалистами американского издания Tire Business, показала, что 25% легковых автомобилей эксплуатируется на шинах с давлением ниже нормы.

Как правило, большее отклонение давления от нормы имеют шины задних колес. У 41% из проверенных автомобилей, во всех 4-х шинах задних колес давление было ниже нормы [3].

Убытки, наносимые народному хозяйству любой страны при эксплуатации шин с пониженным давлением весьма велики. Например, компания Firestone отозвала 6,5млн. шин вследствие отслоения протектора. После этого начались исследования (Tire Business, США), которые выявили, что основная причина отслоением протектора - это недостаточное давление либо перегрузка шины. По данным Департамента Энергоресурсов США, потери, вызванные недостатком давления в шинах, составляет более чем 3,5 млн. галлонов топлива (14 млн. литров) каждый день. Такой высокий уровень потерь связан с большим уровнем автомобилизации США, однако и в РФ потери топлива по этой причине достаточно велики. Пониженный уровень давления в шинах приводит к увеличению бокового увода и перемещению «критической скорости по уводу» в зону обычных скоростей, что приводит к повышению вероятности ДТП [4]. Кроме того, существенно возрастает интенсивность износа шин и сокращается срок их службы. Так при давлении ниже нормы на 20% шина станет непригодной на 20% быстрее, а давление ниже нормы на 30% уменьшает долговечность шин вдвое [3].

1.2. Анализ причин выхода шин из строя. Негативное влияние ненормативного давления воздуха в шине на ее характеристики

К анализу принимались именно причины и их последствия без учёта их веса и частоты, т.к. целью ставилось определение путей снижения числа наиболее влияющих на подобный исход причин. Исходные данные для анализа по выходу из строя автомобильных шин в эксплуатации были предоставлены рекламационным центром Ярославского шинного завода.

Все причины выхода из строя автомобильных шин были разделены на связанные с «человеческим фактором» и «технические».

«Человеческий фактор» - причина, которая зависит как от квалификации водителя, так и от его текущего психофизического состояния. К нему можно отнести нарушение условий эксплуатаций шин (эксплуатация зимней резины летом и наоборот, работа на каменистых дорогах и карьерах на неспециализированных шинах) [76, 77, 78] и ошибки управления - это:

- наезды на твёрдые и острые предметы;

- пробуксовка;

- заклинивание в результате резкого торможения;

В общем количестве причин «ошибки управления» занимают 16%, на «порезы/пробои» приходится 18,5%, а на «ошибки ремонта/монтажа шины» 28,5%о. В целом эта группа причин занимает 63% общего числа причин.

Другая группа причин - «технические» включает в себя:

- ненормативное давление 25,75%) причин (пониженное - 17,25%) и повышенное - 8,5%);

- выходы из строя, вызванные неисправностью автомобиля и его агрегатов - 6,25% причин.

Всего «технические» причины составляют 32% от всех причин, но их влияние очень велико [6]. Потеря давления может вызвать необходимость дополнительного обслуживания шины, что приводит к риску возникновения причины «ошибки ремонта/монтажа шины» [88, 96]. Пониженное давление снижает безопасность движения, т.к. ухудшает управляемость автомобиля (он плохо реагирует на движение руля) и увеличивает тормозной путь.

Таким образом, ненормативное давление увеличивает риск возникновения иных причин, обусловленных неправильной эксплуатацией, и вес его в общем объёме возрастает, дополнительно коррелируя с ошибками управления и ремонта, а, иногда, усугубляя их (например, наезд на твёрдый предмет на шине с повышенным внутренним давлением может привести к местному разрыву корда и образованию «шишки») [113]. Повышенное внутреннее давление в шинах увеличивает их жесткость, что повышает вибронагруженность и снижает комфортабельность автомобиля. В монографии А.Д. Дербаремдикера доказано,

что ускорения колебаний кузова, обусловленные высокочастотным резонансом колес, пропорциональны жесткости шин, и невозможно уменьшить ускорения этих колебаний изменением сопротивления амортизаторов [86].

Оптимальный пробег, комфорт, передача усилий при разгоне и торможении - на все это влияет давление в шине. Недостаточное давление может привести к чрезмерной деформации каркаса. Как следствие, это вызывает перегрев шины, ведет к увеличению сопротивлению качению, повышенному износу и даже к разрушению шины [7, 85]. Однако и избыточное давление может привести к снижению оптимального пробега. Оно вызывает особое скольжение, неравномерный и более скорый износ, особенно на ведущих осях [87].

Компанией Michelin были проведены испытания шин грузовых автомобилей с недостаточным и избыточным давлением на ведущих осях автомобилей (рис. 1.1). Влияние ненормативного давления воздуха в шине (на 20% ниже нормы) на срок службы (пробег) шины сказывается в виде снижения до 81% ресурса. Повышенное давление воздуха в шине на 23% снижает пробег шины на 23%.

-л *к>% ~т%

LMîWiai-ti:. î pç^^sît ■ i Hr,j 'H"1"-;*

SBifïï: Jfaûwîo чйов .давне« «a ïu'S, .

Рис. 1.1. Влияние отклонения давления воздуха в шине в процентах от нормы на снижение ее пробега в процентах от пробега при нормативном

давлении

Таким образом, из рисунка 1.1 можно судить о том, что при эксплуатации АТС имеет место прогрессивное влияние отклонения давления воздуха в шине

от нормативного на снижение пробега шин и, соответственно, на финансовые затраты, в связи с чем крайне необходима стабилизация давления.

1.2.1. Влияние давления и скорости движения автомобиля

на температуру шины

В процессе качения шина нагревается, причем неравномерно, поскольку в тех местах, где больше деформации, тепла выделяется больше. На рисунке 1.2 представлена зависимость температуры шины от скорости движения при различном давлении, из которой видно, что давление существенно влияет на температуру шины.

Т. °С 150

100

50

0 20 40 60 80 100 120 140 V, км

Рис. 1.2. Зависимость температуры шины от скорости движения при различном давлении: 1-0,15 МПа, 2 - 0,25 МПа

Из рисунка 1.2 видно, что за счет повышения давления воздуха при больших скоростях движения колеса можно добиться значительного уменьшения температуры шины вплоть до критической, равной 120 °С. Однако

1 2

устройств, которые способны осуществлять такое регулирование давления в шинах в процессе эксплуатации пока не создано.

В.И. Новопольский провел опыты, чтобы установить влияние скорости на характер распределения температуры по поперечному сечению шины и исключить при этом влияние перераспределения тепла на температуру различных точек. Шину, имеющую определенную нагрузку, давление воздуха и температуру, заставляли катиться по барабану с различными постоянными скоростями. Температура в различных точках шины измерялась вмонтированными в нее термопарами сразу посте остановки шины. Установлено, что с повышением скорости в середине беговой дрожки протектора температура резко повышается, а в боковинах плавно снижается.

Средняя температура газа х (в градусах Цельсия) в катящейся шине приближенно может быть определена по формуле В.И. Сороко-Новицкого [67]:

т= , (1.1)

126420кИВ

где Ск- нагрузка на шину, Н;

/- коэффициент сопротивления качению; к - коэффициент теплопередачи от поверхности шины; £> - средний диаметр шины, м (равен разности наружного диаметра шины и высоты профиля);

В - ширина профиля шины, м; и - скорость качения колеса, км/ч.

Формулу (1.1) можно использовать для прогнозирования давления в шине в различных условиях эксплуатации.

Температуру шины до 100° С считают допустимой, от 100 до 120° С -критической, а выше - опасной для шины. Длительное воздействие температуры выше критической может привести к разрушению шины. На рисунке 1.3 представлены зависимости максимальной температуры воздуха внутри шины (для шин 11,00-12) от скорости при различной температуре окружающего воздуха, наличии или отсутствие ветра и различной нагрузке на шину [67].

а) б)

Рис. 1.3. Зависимости максимальной температуры воздуха внутри шины (для шин 11,00-12) от скорости: а - при различной нагрузке на шину и различной температуре окружающего воздуха, наличии или отсутствие обдува ветром: 1 - качение без ветра, Ок = 2300 кгс, температура воздуха 25°С; 2 - тоже при ветре; 3 - при ветре, температура 5°С; 4 - без ветра, Ок= 1840 кгс, температура 25°С; 5 - тоже при ветре; 6 - тоже, температура 5°С; б - при различной слойно-сти шины: 1 - при 14 слоях корда, 2 - при 12, 3 - при 10

Эксперименты проводились в лабораторных условиях, при постоянном начальном давлении, и двух значениях нормальной нагрузки (2300 и 1840 кгс). Испытания проводили при отсутствии обдува шины воздухом (кривые 1 и 4), при обдуве шины при температуре окружающей среды 25°С (кривые 2 и 6) и при обдуве шины при температуре окружающей среды 5°С (кривые 3 и 6). Из рисунка 1.3 можно сделать следующие выводы. При одном и том же давлении воздуха уменьшение нагрузки на колесо на 20% значительно уменьшает температурный режим шины.

Наличие обдува оказывает более существенное влияние на снижение температуры у шины, которая сильнее нагружена. Снижение температуры окружающего воздуха на 20°С незначительно уменьшает температуру воздуха в шине. Нагрузка оказывает тем большее влияние на уменьшение рабо-

чей температуры шины, чем выше скорость движения колеса. Обдув шины ветром оказывает тем большее влияние на уменьшение ее температуры, чем больше она нагружена.

Из рисунка 1.3, а видно, что на уменьшение рабочей температуры шины большое влияние оказывает толщина стенок покрышки - уменьшение толщины стенок уменьшает температуру шины. У шин с 10, 12 и 14 слоями корда разница в повышении температуры составляет в среднем 10°С.

При нормативном давлении в шинах при нагрузке устанавливается температурное равновесие на допустимом уровне. В отличие от этого, чуть менее нормы накачанная шина при вращении колеса сильнее проминается. При этом она может нагреваться до температуры свыше 150°С. Частичный перегрев материала происходит, прежде всего, в области плеч шины, каркас утрачивает свою прочность, детали протектора и бреккера отделяются. Шина буквально разваливается. Если температура многослойной шины при эксплуатации близка к критической, то давление воздуха в ней необходимо повысить. В том случае, когда нельзя повышать давление воздуха (например, из-за плохой плавности хода), на многослойных шинах можно работать лишь на пониженных скоростях, на которых уменьшается накопление тепла в единицу времени, и увеличивается время на теплоотдачу.

1.2.2. Влияние давления в шине на мощность сопротивления качению и скорость при входе в аквапланирование

Работа смятия шины увеличивается при недостаточном давлении воздуха и вызывает рост мощности сопротивления качению и расхода топлива, причем этом рост прогрессирует на скоростях выше 100 км/ч (рис. 1.4 а).

Скорость при входе в аквапланирование (рис. 1.4 б) снижается практически пропорционально снижению давления в шине ниже 70 км/ч, что делает автомобиль с пониженным давлением в шинах очень опасным на мокрой дороге.

Это свидетельствует о необходимости усиления контроля над давлением в шинах в сырую погоду.

а) б)

Рис. 1.4. Влияние давления в шине: а - на мощность сопротивления качению; б - на скорость при входе в аквапланирование

1.3. Системы контроля давления в шинах

Визуально обнаружить ненормативное давление не так просто. Например, на рис. 2 показаны две шины. В левой шине (рис. 1.5, а) - давление 2 атм., а в правой (рис. 1.5, б) - 1,3 атм. Разница давлений составляет 30%, однако визуально такой разницы почти не видно. Поэтому важно прогнозировать давление и определить частоту проверок, что возможно только определив интенсивность и причины его падения [8,103].

Рис. 1.5. Шина автомобиля: а - с нормативным давлением; б - с давлением 70% от нормы

Для определения оптимальной частоты проверки давления минимизируется целевая функция, которая может быть представлена в виде суммы двух основных величин - потерь, вызванных ненормативным давлением, а также трудозатратами на измерение. Однако возможен вариант альтернативного решения этого вопроса - применение известных и разработка оригинальных устройств, контролирующих давление [73, 74].

Необходимо отметить, что с 1 ноября 2003 года в США начал действовать первый этап внедрения системы проверки давления шин (TPMS - Tire Pressure Monitoring Systems). Производители должны были обеспечить в первом году внедрения наличие этой системы у 10% выпускаемых автомобилей, во втором - 35% и в течение третьего года в 65% всего объема выпуска. На этой стадии требовалось, чтобы система оповещала водителя, если давление в одной или нескольких шинах отличается более чем на 25% от значения указанного производителем. Ожидается, что скоро примерно 90% выпущенных в США легковых автомобилей смогут проверять состояние шин. Они будут использовать систему контроля давления шин, и оповещать водителя о возникшей неполадке включением соответствующего индикатора панели приборов [9, 10, 11].

В настоящее время нашли применение два типа систем проверки. Это системы прямого (Direct measured) и косвенного (Indirect) измерения. Системы прямого измерения непосредственно измеряют температуру и давление в шинах и используют передатчик. Системы косвенного измерения проверяют давление в шинах по различиям в скорости вращения колес. Гибридные системы и системы с подкачкой находятся в разработке и для легковых автомобилей пока редко используются [9].

1.3.1. Система прямого измерения давления

Система прямой проверки использует датчики, размещенные внутри шины (рис. 1.6), которые непосредственно измеряют давление и температуру ра-

бочего тела. С помощью передатчика, расположенного внутри датчиков, данные о состоянии шины передаются сигналами ВЧ диапазона (обычно 350-450 МГц). В датчике, как правило, установлена литиевая батарея. Сигналы поступают в приемник и далее анализируются в блоке проверки давления (рис. 1.7). Приемник может располагаться как в самом блоке, так и за его пределами (например, в корпусе зеркал заднего вида). При возникновении недопустимых изменений давления этот блок оповещает водителя автомобиля. При проведении инициализации такой системы в память записывается давление на момент ее проведения. Поэтому перед этой процедурой необходимо проверить давление во всех шинах автомобиля.

Такие системы в состоянии определить состояние каждой шины с достаточно высокой точностью - примерно ±7 кПа.

На всемирном конгрессе ассоциации инженеров автопромышленности (SAE) 2003 года фирмы Goodyear Tire & Rubber Со и Siemens VDO Automotive [9, 15] представили новые датчики, которые не используют источники автономного питания, а применяют встроенный преобразователь, который генерирует напряжение. Там же фирма Motorola's Sensor Products Division [14] сообщила о разработке MEMS (micro electromechanical System) с встроенными датчиками давления, 8- или 16-битовыми микроконтроллерами, передатчиком и батареей. GM использует датчики со встроенной необслуживаемой 3-хвольтовой литиевой батареей с гарантией 10 лет или 100 000 миль. Точность измерения: ±14 кПа при скорости автомобиля 210 миль в час.

Подробнее остановимся в качестве примера на нескольких системах прямого измерения:

1. Система контроля давления в шинах SMARTIRE [12, 13].

Система SMARTIRE предназначена для контроля в автоматическом режиме давления воздуха в шинах и его температуры во время движения автомобиля и обеспечивает получение данных с сенсоров, установленных на колесах автомобиля и прицепа. Система соответствует всем требованиям европейских стандартов, предъявляемых к электромагнитным устройствам (95/54/ЕС и EN

300-200-1), и предписаниям по радиосвязи, предъявляемых к слаботочным при-емно-передающим устройствам.

Рис. 1.6. Расположение датчика внутри шины

Датчик давления Антенна

Датчик давления

Датчик давления

Датчик давления

Рис. 1.7. Функциональная схема системы прямого измерения давления

2. Система ЯоасШпоор [13, 15].

Приемное устройство и, одновременно, сигнализатор системы Яоаё8поор внешне напоминает автопейджер. Маленькая коробочка с внешней гибкой ан-

тенной снабжена пятью светодиодами (четыре отображают сигналы от датчиков, пятый служит индикатором общей работоспособности) и единственной кнопкой, при нажатии на которую система выдает информацию.

3. Система «Беру» [13, 22, 23].

Датчик давления и температуры воздуха вместе с радиопередатчиком, работающим на частоте 433 МГц, имеет вес всего 40 г, включая литиево-ионную батарейку со сроком службы не менее 7 лет. Крепится эта система на специальном вентиле, который устанавливают вместо штатного. Он ведет радиообмен с электронным блоком. Электроника не только определяет снижение давления в каждом колесе на 0,02 МПа (примерно 10% номинальной величины), но и следит за скоростью этого процесса. Если она невелика, что говорит о постепенной диффузии воздуха, на дисплее перед водителем появится предварительное предупреждение желтого цвета и указание подкачать шину. В случае падения давления на 0,04 МПа сигнал станет настойчивее и будет красного цвета.

4. Система АТА-5283 корпорации Айне1 [16].

Интегральная схема АМ-приемника с ультранизким энергопотреблением АТА-5283 является наименьшим устройством, способным работать при температуре 125°С, что необходимо в системах контроля давления в автомобильной шине.

Данная схема разработана для использования в модулях контроля давления шины (КДШ), где она выполняет функции активизации модуля КДШ и допускает программирование данных при производстве и замену шины при эксплуатации. Дистанционный контроль и программирование обычно осуществляется на расстоянии до 2м. АТА-5283 работает при напряжении питания от 2,0 до 4,2 В и температуре - 40-125°С. Система может противостоять температуре окружающей среды на батарейном питании до 175°С в течение коротких интервалов времени.

5. РагкМаБ1ег ТРМ8 4-05 [24].

Данная система состоит из датчиков, установленных в шинах, и дисплея. Датчики контролируют внутреннее давление и температуру в шинах и передают информацию на дисплей. В случае обнаружения отклонения от заданного стандарта раздается сигнал тревоги, и на дисплее появляется соответствующая информация: шина, в которой обнаружено отклонение, давление в ней и температура.

Также к системам прямой проверки относятся разработки, изложенные в патентах [25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40].

К числу основных технических проблем, с которыми пришлось столкнуться разработчикам систем этого направления, относятся [21]:

- введение в состав измерительной части датчиков температур с целью компенсации температурной погрешности;

- экранирующее действие металлокорда шин для радиосигналов, что потребовало изменения конструкции и материалов кордов шин;

- недостаточная прочность монолитного блока датчиков и его элементов, в условиях значительных перегрузок (более 250g при скорости более 150 км/ч);

- ограниченный ресурс источников питания и жесткие ограничения по температуре (от - 20 до + 100 °С);

- значительная трудоемкость монтажа в колесах автомобиля с обязательной последующей балансировкой.

Другим серьезным недостатком можно считать стоимость систем прямой проверки, т.к. требуется устанавливать и сами датчики и средства обработки и вывода информации.

1.3.2. Система косвенного измерения давления

Системы косвенной проверки используют датчики (ABS, ASR, ESP и VCS) и проверяют скорость вращения колес («по диагонали»). Например, сумма скорости правого переднего Vnu и левого заднего Улз колес сравнивается с

суммой скоростей левого переднего Vm и правого заднего Гто колес. Деление разницы сумм на среднюю скорость всех четырех колес допускает этой системе определить коэффициент (отношение к средней скорости автомобиля). Этот коэффициент выражается следующим уравнением:

, {Уш + Улз)-(Уш+Упз)

.Л. —--

средняя скорость

Если этот коэффициент выходит за допустимые границы, то делается вывод о том, что в одной или нескольких колесах аномальное давление шин. Система косвенной проверки давления в шинах при движении автомобиля проверяет колебания (изменения) скорости вращения колес. Обычно для этого используются выходные сигналы датчиков системы антиблокировки тормозов (ABS).

Принцип работы в том, что радиус качения спущенного колеса уменьшается, а скорость вращения растет. Достоинства идеи - в ее простоте и низкой стоимости.

Система косвенного измерения давления использует два метода: определение низкого давления посредством расчета относительных различий между скоростями вращения колес и частотный резонансный метод, которым определяется низкое давление во всех четырех колесах.

1) Метод относительных различий скорости вращения колес.

Относительный метод использует значение изменений в скорости вращения колес, которые происходят, когда фактический радиус колес уменьшается из-за уменьшения давления в шинах. По сигналам колесных датчиков система вычисляет ожидаемую среднюю скорость вращения для всех четырех колес в пределах заданного периода времени и сравнивает ее со значением скорости каждого колеса. При ощутимом отличии скорости вращения конкретного колеса от средней скорости всех колес система считает, что в нем недопустимо низкое давление. Основным недостатком этого метода является неспособность определить неисправность, если уменьшено давление во всех четырех колесах.

Это объясняется тем, что для проверки используется изменение скорости вращения относительно средней скорости всех колес. То есть при снижении давления во всех четырех колесах определить это окажется невозможным.

2) Резонансный метод.

Частотно-резонансный метод определяет состояние шин всех четырех колес. Как известно, изменение давления в шинах приводит к изменению их коэффициента упругости [105]. Поэтому при движении автомобиля в его шине возникают колебания, которые модулируют основные сигналы датчиков скорости вращения колес. По спектральному составу этих сигналов определяются изменения резонансной частоты шины (рис. 1.8). Это, в свою очередь, позволяет оценить их упругость и таким образом определить изменения давления. Специалисты компании Тойота предполагают, что следующие поколения систем косвенного измерения смогут обеспечить 20% порог срабатывания, проверяя частоту резонанса и изменения динамического радиуса шин. Но, к сожалению, пока это достижимо только при движении не менее 20 мин в «идеальных» условиях: по прямой и при скорости от 30 до 60 км/час.

Резонансная модель шины

Шина

+

Снижение давления

Давление в шине

Частота колебаний

Рис. 1.8. Резонансная модель шины

К примерам систем контроля давления в шине можно отнести следующую компьютерную систему: ИНКА-ПЛЮС (ИНКА - Индикатор Нормы Колес Автомобиля).

Принцип действия ИНКА-системы основан на прецизионных измерениях частот вращения колес и использовании оригинальных математических моделей и алгоритмов [19] косвенных измерений.

Датчики ИНКА-системы [20, 21] состоят из двух диаметрально расположенных постоянных магнитов, наклеиваемых внутри обода и индукционной катушки, устанавливаемой на тормозном щите с помощью кронштейна.

Относительно низкая стоимость комплекта ИНКА-системы и отсутствие ограничений по установке датчиков позволяют оснащать ими все модели автомобилей, включая автомобили низших ценовых категорий.[17, 18, 21].

Также существуют и системы, которые описаны в патентах 6804623 и 10329700 [41,42].

Существует ещё множество систем, которые не описаны в настоящей работе, относящиеся к системам косвенной проверки. Как правило, сейчас они устанавливаются штатно вместе с устройствами ABS, ASR, ESP и VCS, поэтому точно они не описываются, но работают по сходному принципу.

Однако этот метод, используемый в неизменном виде, имеет ещё ряд существенных недостатков.[17, 19, 21]. К ним относятся:

1) невозможность идентификации положения колеса с шиной пониженного давления, что обусловлено интегральным видом функционала F, используемого для оценки: F = | Р, + Р4 - Р2 - Р3 |, где Pt (1 < i < 4) - давление воздуха в /-ой шине; i - 1,3- соответственно передняя и задняя шины левого борта и i = 2, 4 - соответственно передняя и задняя шины правого борта;

2) невозможность обнаружения одновременного снижения давления в недиагональных парах шин: Ри Р2; Рь Р3; Р2, Ра] Рз, Ра,

3) значительный для задачи оценивания частот уровень шума измерений -порядка 0,2%, что ограничивает пороговое значение обнаружения падений давлений уровнем ~ 0,06МПа;

4) дополнительное влияние на суммарную погрешность оказывают микроскольжения колес и прохождение виражей, что сопровождается ложными срабатываниями аварийной сигнализации.

Для корректной работы систем требуются специальные устройства[43, 44], призванные калибровать уже установленные системы контроля. Это становиться необходимым в связи с тем, что многие из них рассчитаны на несколько лет работы (особенно важно для систем прямого типа), а в процессе эксплуатации возможно появление неисправностей или иных отклонений, которые могут привести к некорректному отображению данных о температуре и давлении в шинах.

1.4. Безопасные шины

1.4.1. Самогерметизирующиеся шины

Наличие систем контроля не всегда может помочь, так как они могут только сигнализировать об опасности, но в случае резкой потери давления автомобилем, движущемся на высоких скоростях они станут бессильны. Выходом из подобной ситуации может служить новый вид шин автомобиля, называемых «беспрокольными». На сегодняшний день существует три основные технологии, позволяющие автомобилю продолжать движение с расгерметизи-рованной шиной [71, 100, 101, 104].

Шины данного типа отличаются от обычных наличием под протектором дополнительной прокладки, содержащей герметик, который способен заделывать небольшие проколы от гвоздей, болтов, шурупов, проволоки. После получения прокола, из прокладки выделяется герметик, который заделывает поверхность вокруг повреждения, а затем, после изъятия гвоздя или проволоки, будет загерметизировано и само отверстие. Поскольку эти шины самостоятельно справляются с полученными повреждениями, водитель может даже и не заметить, что одно из колес было пробито. В остальном шины с герметиком обладают всеми характеристиками стандартных и, при получении серьезного по-

вреждения, требующего ремонта, их поведение такое же, как и у обычных шин. Поэтому их применение не требует установки системы контроля давления воздуха в шинах. Примером самогерметизирующихся шин могут служить Uniroyal Tiger Paw с системой NailGard, Tiger Paw Royal Seal, General GEN*SEAL.

Следует отметить, однако, что механизм самогерметизации бессилен против порезов шины и проколов ее боковин, а также данные шины подвержены диффузии воздуха.

1.4.2. Шины с самоподдержкой

Шины данного типа отличает усиленная внутренняя конструкция, способная, даже после полной потери давления воздуха, определенное время самостоятельно нести на себе вес автомобиля [105, 109]. Усиленные шины, как правило, имеют в боковых частях несколько слоев резины с жаропрочным кордом, которые, при полной потере давления, не дают боковинам складываться или сминаться. Шины с самоподдержкой отличаются специальным рисунком протектора, позволяющим спущенному колесу сохранять всю управляемость и сцепление с дорогой.

Боковая часть шины Run-Flat специально сконструирована таким образом, чтобы сохранять свою форму и обеспечивать управляемость в условиях полной потери давления. Проколотая шина настолько успешно справляется со своей задачей, что только водитель автомобиля, снабженного специальными датчиками, может узнать о том, что в одном из колес произошла потеря давления воздуха.

1.4.3. Шины с дополнительной системой поддержки

Шины, оснащенные дополнительной системой поддержки (PAX System), представляющие собой единый узел, включающий диск и шину, в настоящее время находятся еще в стадии разработки. В этой системе при потере шиной давления, она остается на специальном ободе поддержки, прикрепленном к

диску. Преимуществом шин этого типа является то, что они выполняют все задачи шин с самоподдержкой, но при этом уменьшают опасность их быстрого износа. Кроме того, жесткость бортов этих шин обеспечивает управляемость, аналогичную управляемости и комфорту стандартных шин. К основным недостаткам колес с дополнительной системой поддержки следует отнести то, что их оригинальные диски не приемлют обычных шин, а также их высокую стоимость. В отличие от конструкции обычной шины, где борта играют роль креплений корпуса шины к колесу и являются передаточным звеном между колесом и боковинами, в PAX System шина, имеющая короткие и жесткие борта, механически крепится к диску. Ее эластичный обод поддержки снабжен системой предупреждения низкого давления.

Таким образом, можно сделать вывод о перспективности данных разработок. Однако при их рассмотрении не раз выявлялся тот факт, что необходимы системы, позволяющие водителю отслеживать изменения давления внутри шин. К недостаткам можно отнести более высокую цену по отношению к стандартным.

Предложенный способ стабилизации давления может быть реализован в безопасной шине для колеса транспортного средства (патент FR 2457778 30.01.1981, Бюл. № 5) (рис. 1.9).

Колесо содержит обод 1 с вентилем 2, наружную пневматическую бескамерную покрышку 3, основную камеру 4 с вентилем 5, выходящим в отверстие обода и вспомогательную камеру 6, состоящую из секций, каждая из которых через клапаны 7 сообщена с основной камерой. Вспомогательная покрышка 8, выполнена из нерастягивающегося материала и ограничивает радиальное расширение вспомогательной камеры. Полость наружной покрышки связана с вентилем 3 каналами 9.

Данная шина позволяет сохранить работоспособность в течение некоторого времени шины после прокола, однако имеет тот же недостаток, что и обычные шины. Он обусловлен слабой стабилизацией давления воздуха в шине, которое уменьшается вследствие диффузии воздуха через наружную по-

крышку, поскольку начальное давление в наружной покрышке и внутренней вспомогательной камере практически одинаково.

Рис. 1.9. Безопасная шина для колеса транспортного средства по патенту РК.

№2457778

Вспомогательную камеру можно использовать в качестве газопроницаемого аккумулятора давления. Тогда при оптимальных ее параметрах (объеме, коэффициенте диффузионной проницаемости и давлении) можно значительно повысить стабильность давления в основной покрышке.

1.5. Газопроницаемость шин и возможность ее уменьшения за счет

применения различных газов

Газопроницаемость - свойство резинотехнического изделия, работающего на границе двух сред пропускать газа через свою поверхность. Газопроницаемость зависит от марки резины, температуры и газа, закачанного в шину. С заменой камеры на герметизирующий слой в бескамерных шинах его стали изготавливать из галоидированного (хлор- или бром-) бутилового каучука, который обеспечивает лучшее сохранение внутреннего давления в шине, способствует улучшению сопротивления расслоению в бреккере, вызываемого наличием воздушных полостей в слоях корда и (или) коррозией металлокорда из-за воздействия диффундирующего воздуха и водяной влаги. На рисунке 1.10 приведены теоретические зависимости давления в шине от времени для шин семи производителей, а также нанесены экспериментальные точки на соответствующие расчетные кривые. Из рисунка видно, что результаты экспериментов хорошо согласуются с данными расчетов.

Рис. 1.10. Теоретические и экспериментальные зависимости давления в шинах различных производителей от времени

Из рисунка 1.10 видно, что шины различных производителей имеют различную газопроницаемость, которая проявляется тем сильнее, чем дольше не производится восстановление давления в шине. Так, например, максимальная разница во времени, в течение которого достигается 10-типроцентное снижение давления, в шинах различных производителей составляет 4,5 суток, а при 30-типроцентном снижении давления максимальная разница во времени составляет 20 суток.

Во время эксплуатации автомобильной шины (как активной - динамической, так и статической) происходит непрерывный процесс потери внутреннего давления с переменной интенсивностью. Этот процесс вызван целым рядом первичных и вторичных факторов, таких как: проколы, потеря давления через неисправный вентиль, диффузия газа непосредственно сквозь резину, а также через микропоры и трещины. Часть этих причин может быть вызвана объективными процессами, такими как старение и процесс непрерывных потерь газа вследствие газопроницаемости резины. Другая часть является следствием нарушения правил монтажа, ремонта и эксплуатации автомобильных шин.

Вторая группа причин имеет более выраженный негативный фактор, т.к. имеет низкую предсказуемость и потери внутреннего давления более сильные. На них может влиять только соблюдение правил и технических нормативов по эксплуатации и ремонта как шин, так и автомобиля [45].

Интересным направлением в стабилизации давления можно считать применение других газов для заправки автомобильных шин. Тип газа может влиять на множество факторов. Основные требования к газу для заправки шин можно свести к следующим:

1) минимальные потери вследствие диффузии;

2) лёгкость получения и низкая цена;

3) нетоксичность;

4) негорючесть (невоспламеняемость);

5) химическая нейтральность;

6) «чистота» газа от примесей.

Основным газом, который применяется ещё с момента изобретения пневматической шины, является воздух, точнее - это смесь газов. Главное преимущество воздуха в его доступности. Кроме того, воздух абсолютно нетоксичен и достаточно устойчив к диффузии. Однако воздух обладает гигроскопичностью, отдавая влагу в виде конденсата, которая оседает на внутренних стенках шины, приводя к коррозии металлокорда, которая снижает его прочность. Своё влияние имеет и смазка, которая попадает из компрессора вместе с воздухом и начинает разъедать резину и корд. Коэффициенты диффузионной проницаемости различных газов через различные резины приведены в таблице 1 [48].

Таблица 1. Коэффициенты диффузионной проницаемости для различных марок каучука в сх1016

Газ Натуральный каучук при Г=303К Бутилкаучук при Г=303К Фторкаучук марки «Вайтон-А»

при Г=303К при г=зззк

Азот 8,7 0,35 0,33 2,6

Кислород 23 1,30 1,09 6,66

Углекислый газ 123 5,2 5,87 29,8

Из таблицы можно сделать вывод о следующем:

- тип газа-наполнителя имеет большое влияние на скорость диффузии (для заполнения шины нельзя использовать углекислый газ, т.к. его проницаемость через резины в 14 раз больше, чем азота);

- при повышении температуры всего на 30°С газопроницаемость может увеличиться в несколько раз, поэтому необходимо изыскивать способы снижения рабочей температуры шин;

- тип резины достаточно сильно влияет на диффузию газов (например, разница между фторкаучуком и бутилкаучуком составляет 30%);

Воздух состоит в основном из двух газов: азота 78% и кислорода 21%. Если шина наполнена воздухом, то для расчета полной утечки воздуха необходимо сначала найти утечку путем диффузии каждого газа, а затем суммировать результат. Кислород проникает сквозь резину в 3 - 4 раза быстрее, чем азот, что оказывает достаточно сильное влияние на утечку газов из шины.

После получения положительных результатов по применению азота в спорте, он стал внедряться у грузовых автомобилей и автобусов. Это объясняется тем, что первое время установки по получению азота были слишком громоздкими, поэтому наполнять им шины могли позволить себе только автопредприятия с централизованным автосервисом.

Сейчас азот стал широко использоваться частными лицами для любых автомобилей, а установки или баллоны с газом находятся во многих автосервисах. Распространённость азота в качестве газа-наполнителя автомобильных шин можно объяснить по структуре соответствия требованиям к газу, описанным выше [47,49,51]:

1) диффузия азота находится на низком уровне и в несколько раз ниже, чем у кислорода;

2) азот при нагреве расширяется несколько меньше, чем кислород;

3) азот получается в больших объёмах на кислородных заводах и на компактных установках. Цена наполнения одной шины легкового автомобиля ИЛ З-ИЛ 5 составляет около 50 руб;

4) в воздухе содержится 78% азота, он не обладает ни вкусом, ни запахом, ни цветом;

5) азот не горит и не воспламеняется;

6) азот не является химически активным элементом, поэтому в реакциях окисления и коррозии не участвует;

7) во время получения газа происходит практически полная очистка от каких-либо примесей.

Совокупность всех этих факторов и привела к широкому внедрению азота. Некоторые установки по получению азота описаны в литературе [50].

Одна из основных сложностей применения азота состоит в том, что является необходимым во время первой закачки обеспечить максимально полную замену воздуха. Проблема в том, что бескамерные шины уже наполнены воздухом, поэтому при простом наполнении новым газом в шине остаётся остаток примесей, содержавшихся в исходном газе, и, кроме того, снижается концентрация нового газа за счет старого.

Так, заполняя шину азотом с концентрацией около 100% можно достичь концентрации азота в шине 93% при закачивании давления до 2 атм. Единственным выходом можно считать предварительную «продувку» шины, хотя это требование редко выполняется. Однако с ходом времени такая замена произойдёт сама собой, т.к. воздух диффундирует быстрее, чем азот и, при дальнейшей закачке азотом, его чистота будет только возрастать.

Другим направлением разработок, направленных на снижение потерь газа-наполнителя из автомобильных шин, можно считать улучшение конструкционных и химических составляющих [89].

Современные разработки резины для автомобильных шин, а также производство синтетических каучуков в России, находятся на мировом уровне, что доказывается переходом компании Michelin на бромбутиловый каучук марки ББК-232, выпускаемый ОАО "Нижнекамскнефтехим" [52]. Общая доля производства ОАО "Нижнекамскнефтехим" по бромбутилкаучуку составляет 10% от мирового уровня. Особенность этого соединения в том, что оно как обладает низкой газопроницаемостью, так и обеспечивает 50 - 200% прироста пробега шин.

Большая часть разработок резин, которые могут быть использованы для автомобильных шин, направлена на улучшение ходовых качеств. Однако вопрос снижения газопроницаемости находится среди «вторичных». Рассматриваются различные последствия диффузии газа в шину [53, 54]. Например, рассматривается проблема «кессонного эффекта», т.к. он происходит при резком падении давления (при проколе во время эксплуатации на высокой скорости) [80].

Длительный контакт с газами (пропан, бутан, воздух, окись и двуокись углерода и т.п.) высокого давления сопровождается их растворением в резиновых уплотнителях. При резких сбросах давления может происходить разрушение резин из-за «кессонного эффекта».

Наиболее распространённый метод в новых разработках - применение новых пластификаторов и каучуков, а также совмещение различных полимеров. Это комбинирование может заметно повышать различные свойства резин. Данные разработки хорошо описаны в литературе [55, 56, 57, 58, 59].

Особого внимания требует вопрос возможности утилизации автомобильных шин. Важность вопроса состоит в том, что даже при соблюдении всех правил эксплуатации и бережном обращении с шинами они всё равно подвержены старению и износу. Простое уничтожение на свалках не представляется возможным, т.к. во-первых, отработанных шин становится с каждым годом всё больше и больше, во-вторых, период разложения каучуков очень большой, в-третьих, резинам свойственно горение с выделением токсичных веществ, в-четвёртых, при соблюдении технологии, утилизация отработанных шин может являться доходным предприятием. Проблема утилизации решается двумя способами: первый - это резка старых шин и получение резиновой крошки, второй - восстановление старых шин путем наварки нового протектора [102, 112]. Эти решения не взаимоисключаемые и существуют параллельно.[60, 61]. Процесс переработки может осуществляться как на стационарных предприятиях, так и передвижными пунктами, что позволяет минимизировать транспортные издержки [81, 83, 91].

При проектировании производства автомобильных шин необходимо предусматривать полный жизненный цикл, учитывая возможность дальнейшей утилизации. Однако при соблюдении норм давления, предусмотренных техническими руководствами и правилами эксплуатации, можно снизить количество изношенных шин, продлив срок их эксплуатации. Также при нормальном состоянии шин увеличивается вероятность удачного восстановления протектора

и возвращения во вторичную эксплуатацию [82], что дает дополнительный экономический эффект.

В статьях [62, 63] рассматривается влияние технического состояния автомобиля на скорость и степень изнашивания автомобильных шин. При проблемах с техническим состоянием автомобиля (неисправные амортизаторы, неправильные углы установки колес и т.д.) возрастает износ и нагрев шин и, как следствие, скорость диффузии и нестабильность давления в шинах.

1.6. Влияние внутреннего давления на свойства шины

1.6.1. Влияние внутреннего давления на нормальную жёсткость шины

Давление в шине имеет достаточно большое влияние на величину её нормальной жёсткости, так для шин 7,5-20, <7К=1250 кгс при увеличении давления с 2 до 4,5 кгс/см нормальная жёсткость увеличивается с 43 до 62 кгс/мм, причём зависимость носит практически линейный характер, что объясняется прежде всего тем, что нормальная жёсткость зависит от двух составляющих: жёсткости каркаса шины (величина конструктивно постоянная для каждого конкретного типа шин) и внутреннего давления воздуха [93, 97].

Зависимость влияния давления достаточно выражена, чтобы считать её важной составляющей. Но не менее важно то, что она, в отличие от жёсткости каркаса, является величиной переменной и может изменять величину нормальной жёсткости и, как следствие, нормального прогиба. Другим важным фактом можно считать то, что с ростом давления уменьшается величина гистерезисных потерь на восстановление исходных геометрических параметров автомобильной шины.

1.6.2. Влияние давления в шине на параметры ее контакта с дорогой и

крутильную жёсткость

Влияние давления шины на параметры контакта с дорогой достаточно велико. Но, как уже было описано выше, давление обратно пропорционально влияет на величину прогиба. Следовательно, получаем явную обратную зависимость между давлением и параметрами контакта, т.е. чем больше давление, тем меньше длина и ширина (следовательно, и площадь) контакта [98].

На крутильную жёсткость влияют, в основном, два элемента: вертикальная нагрузка и давление воздуха, причём вертикальная нагрузка влияет на крутильную жёсткость в меньшей степени, поэтому, можно считать влияние внутреннего давления воздуха основным.

Исследование повреждений колес автомобилей после ДТП показали, что одно из наиболее частых повреждений колеса - соскользнувшие с края обода монтажные борта шины [118, 119]. Это случается при столкновении колеса с дорожными бордюрами и тем больше влияет на снижение скорости автомобиля, чем выше давление в шинах. Поэтому необходимо изыскать способ повышения сил, необходимых для соскальзывания борта шины с обода.

1.6.3. Влияние давления в шине на ее сопротивление боковому уводу

Сопротивление шины боковому уводу имеет большое влияние на управляемость и устойчивость автомобиля, особенно при эксплуатации с большими скоростями, а также в условиях горной местности, где много поворотов.

Когда поперечная сила превышает силу сопротивления боковому уводу, автомобиль теряет поперечную устойчивость и может «вылететь» с дороги. Однако даже когда такого превышения не происходит, то большое значение силы бокового увода увеличивает радиус поворота автомобиля по сравнению с заданным водителем [95].

При рассмотрении силы бокового увода необходимо также учитывать состояние протектора, т.к. при ряде условий могут происходить изменения до 50 - 70%, вызванные данным фактором. Для шины с полностью изношенным рисунком протектора коэффициент сопротивления боковому уводу при увеличе-

нии давления воздуха возрастает независимо от нагрузки, а для новой шины уменьшается. Изменение коэффициента сопротивления уводу с изменением давления воздуха на 40% (с 0,5 до 0,7 МПа) достигает 12%.

1.7. Влияние давления в шине на эксплуатационные свойства автомобиля 1.7.1. Влияние давления в шине на курсовую устойчивость автомобиля

Курсовая устойчивость автомобиля зависит от сопротивления шин боковому уводу. Она имеет большое значение, особенно при эксплуатации автомобиля в условиях больших скоростей, а также в условиях горной местности, где часто приходится двигаться по криволинейной траектории.

Качение колеса с боковым уводом (вызванным например поперечным уклоном дороги, силами инерции и боковым ветром) сопровождается дополнительной деформацией шины и проскальзыванием элементов протектора, что приводит к увеличению сопротивления качения и повышению износа шины. Поэтому необходимо стремиться по возможности уменьшать боковой увод. Когда сила, вызывающая боковой увод, превышает силу сцепления протектора с дорогой, автомобиль теряет курсовую устойчивость и может «вылететь» с дороги. Однако даже когда такого превышения не происходит, то большое значение силы бокового увода увеличивает радиус поворота автомобиля, что сказывается на безопасности движения.

Курсовая неустойчивость присуща только автомобилям с избыточной по-ворачиваемостью, т.е. таким, у которых углы увода задних колес больше чем передних. Если ослабить контроль за давлением в шинах, то может возникнуть ситуация, когда давление в шинах заднего моста будет меньше, чем в шинах переднего. При этом сопротивление уводу задних колес станет меньше, чем передних, и обычный автомобиль, обладающий при нормативном давлении в шинах недостаточной или нейтральной поворачиваемостью, превратится в опасный с избыточной поворачиваемостью. То же произойдет при перегрузке задней оси. Для автомобиля с избыточной поворачиваемостью существует поня-

тие критической скорости по курсовой устойчивости, выше которой он двигаться устойчиво не может. Она тем больше, чем длиннее автомобиль и меньше разница углов увода передней и задней осей.

Изменить ситуацию может своевременная подкачка задних шин. Однако повышение давления не только увеличивает сопротивление боковому уводу шины, но и приводит к увеличению ее радиальной жесткости, что отрицательно сказывается на плавности хода автомобиля. Преодолеть это противоречие можно путем использования колес с увеличенной шириной обода колеса и уменьшенной высотой профиля шины. Для надежного обеспечения курсовой устойчивости на задние колеса можно устанавливать более широкие шины, чем на передние.

На сопротивление шины боковому уводу большое влияние (до 50 - 70%) оказывает состояние протектора. Для шины с сильно изношенным протектором коэффициент сопротивления боковому уводу при увеличении давления возрастает независимо от нагрузки, а для новой шины - наоборот, при увеличении нагрузки он уменьшается. Так при повышении давления на 40% (с 5 до 7 кгс/см2) коэффициент сопротивления уводу новой шины уменьшается на 12% вследствие влияния протектора. Таким образом, новые шины на сухом дорожном покрытии обеспечивают меньшую курсовую устойчивость автомобиля, чем шины со средней степенью износа протектора.

1.7.2. Влияние давления в шине автомобиля на топливную экономичность

Удельный расход топлива является важной эксплуатационной характеристикой автомобиля, так как влияет на его эффективность, экономичность и экологи чность. В масштабах всей страны ненормативное давление в шинах ведёт каждый день к большим потерям топлива, стоимость которого измеряется в миллиардах рублей. Это вызвано тем, что при понижении давления воздуха в шине, увеличивается коэффициент сопротивления качению. Соответственно увеличивается и мощность, которая затрачивается двигателем на преодоление

этого сопротивления. Зависимость коэффициента сопротивления качению от давления в шине при различных скоростях движения приведена на рисунке

1.11.

~ 0,24 к

1 0,2 ц

ш

5 0,16

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация автомобильного транспорта», Гечекбаев, Шихмагомед Джамалдинович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАБОТЕ:

1. Решена задача прогнозирования давления в шинах автотранспортных средств и повышения его стабильности в эксплуатации за счёт использования внутреннего газопроницаемого пневматического аккумулятора (ВГПА).

2. Анализ состояния давления в шинах АТС показал, что лишь у 30% автомобилей давление воздуха в шинах соответствует нормативному значению, и у 30% находится в зоне «опасных значений» для безопасности движения с отклонение более чем в 2 раза выше нормативного. Финансовые потери для страны вследствие ненормативного давления в шинах АТС даже без учёта экологических потерь, составляют по РФ более 7,5 млрд. руб. в год.

3. Разработана методика прогнозирования давления в шине и установлен характер, направление и пределы влияния таких эксплуатационных факторов как температура, атмосферное давление и диффузия газа через шину в атмосферу. Первые два фактора влияют на давление периодически и обратимо, в пределах ± 25 % (в катящейся шине влияние температуры до 40 %), третий фактор действует непрерывно и необратимо. Он понижает давление с различной интенсивностью в зависимости от условий эксплуатации шины, и приводит к снижению давления по экспоненциальной зависимости, причем падение давления ниже нормативного происходит в среднем за 7 дней.

4. Разработана математическая модель процесса диффузии газа из шины, содержащей внутренний газопроницаемый пневматический аккумулятор, и методика выбора его рациональных параметров, обеспечивающих максимальное увеличение периода восстановления давления в шине при соблюдении норм давления. Выбраны параметры, обеспечивающие увеличение периода восстановления давления в шине в среднем с 7 до 120 дней, т.е. в 17 раз больше, чем в обычной шине.

5. Разработана и реализована методика стендового экспериментального исследования газопроницаемости шинных материалов, определены коэффициенты диффузионной проницаемости некоторых резин, и выявлена их зависимость от температуры. Изготовлена и испытана шина с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором. Результаты её испытаний хорошо согласуются с результатами расчетов.

6. Разработаны рекомендации по изготовлению и эксплуатации шин с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором, который после износа протектора шины может быть многократно использован в новой шине. Широкое внедрение шин с внутренним газопроницаемым пневматическим аккумулятором даст значительный экономический эффект РФ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гечекбаев, Шихмагомед Джамалдинович, 2012 год

Список литературы:

1. Авдонькин, Ф. Н. Текущий ремонт автомобилей / Ф. Н. Авдонькин. - М.:

Транспорт, 1978.-271 с.

2. Автомобили / А. В. Богатырев, Ю. К. Есеновский-Дашков, М. Л. Насо-новский, В. А. Чернышев. - М.: Колос, 2006. - 496 с.

3. Анализ факторов, влияющих на изменение давления газа в шинах при эксплуатации / В. А. Гудков, И. М. Рябов, А. В. Сычев, К. В. Чернышев // Автотранспортное предприятие. - 2007. - № 5. - С. 46-48.

4. Аринин, И. Н. Техническая эксплуатация автомобилей : учеб. пособие для вузов по спец. "Автомобили и автомоб. хоз-во" / И. Н.Аринин, С. И. Коновалов, Ю. В. Баженов - Ростов н/Д: Феникс, 2004. -314 с. - (Высш. проф.образование).

5. Бакфиш, К. Новая книга о шинах / Бакфиш К. - М.: ACT, 2006. - 303 с.

6. Балабин, И. В. Шины и работа автомобиля / И. В. Балабин . - М. : И И Н А В ТО П Р О М, 1973. - 95 с.

7. Бобович, Б. Б. Переработка отходов производства и потребления / Б. Б. Бобович. - М. : Интермет Инжиниринг, 2000. - 495 с.

8. Борилов, А. В. Диагностика технического состояния автомобиля: практикум контролера технического состояния автомототранспортных средств / А. В. Борилов. - М. : Феникс, 2007. - 205 с.

9. Бузников, С. Е. Автомобильные ИНК А-системы контроля / С. Е. Бузни-ков // Конверсия в машиностроении. - 1995. - № 1. - С. 47-50.

10. Бузников, С. Е. Математическое обеспечение ИНКА-систем контроля давления в шинах / С. Б. Бузников // Измерительная техника. - 1994. - № 7.-С. 45-48.

11. Бухин, Б. Л. Введение в механику пневматических шин / Б. Л. Бухин. -М.: Химия, 1988.-222 с,

12. Бухина, М. Ф. Конференция IRC 2005 / М. Ф.Бухина // Каучук и резина. -2006.-№2.-С. 34-51.

13. Вахламов, В. К. Техника автомобильного транспорта: подвижной состав и эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. - М.: Академия, 2004. -521 с.

14. Вишневецкий, Ю. Т. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автомобилей / Ю. Т. Вишневецкий. - М.: Дашков и Ко, 1994. - 251 с.

15. Вонг, Дж. Теория транспортных средств : пер. с англ. / Дж. Вонг. - М.: Машиностроение, 1982. - 284 с.

16. Воробьев-Обухов, А. Шина сама подскажет, что ее пора подкачать / А Воробьев-Обухов // За рулем. - 2001. - № 6. - С. 54-55.

17. Временные нормы эксплуатационного пробега шин автотранспортных средств : РД 3112199-1085-02. - М.: Москва, 2003. - 32 с.

18. Газарян, А. А.Техническое обслуживание автомобилей / А. А. Газарян. -М. : Третий Рим, 2000. - 365 с.

19. Гудков, В. А. Обоснование необходимости постоянного контроля давления в шинах автомобиля / В. А. Гудков, И. М. Рябов, А. В. Сычев // Шина Плюс (Украина). - 2007. - № 2. - С. 2-4.

20. Гудков, В. А. Способы контроля давления в шинах / В. А. Гудков, И. М. Рябов, А. В. Сычев // Шина Плюс (Украина). - 2007. - № 1. - С. 2-5.

21. Гудков В.А. Анализ причин выхода из строя пневматических автомобильных шин / В.А. Гудков, И.М. Рябов, A.B. Сычев, Ш.Д. Гечекбаев // Шина плюс: всеукраинский журнал. - 2007. - №4. - С. 7-9.

22. Гудков В.А. Влияние давления в шинах на эксплуатационные характеристики автомобиля / В. -V Гудков, И.М. Рябов, A.B. Сычев, В.И. Карлов Ш.Д. Гечекбаев // Шина плюс: всеукраинский журнал. - 2008. - №2. - С. 8-10.

23. Гудков В.А. Прогнозирование давления в запасном колесе автомобиля и особенности его обслуживания / В.А. Гудков, И.М Рябов, К.В. Черны-шов, М.Г. Гайдарбеков, М.Ш. Абдуллаев, Ш.Д. Гечекбаев // Шина плюс: всеукраинский журнал. - 2009. - №1. С. 9-11.

24. Гудков В.А. Влияние перекачивания шин на периодичность восстановления давления / В.А. Гудков, И.М Рябов, К.В. Чернышев, М.Г., Ш.Д. Гечекбаев, M. М. Муртузов И Шина плюс: всеукраинский журнал. - 2010. - №. С. 1213.

25. Гудков В.А. Информационные системы контроля давления в шинах / В.А. Гудков, И.М Рябов, Ш.Д. Гечекбаев, Т.Б. Залимханов, М.М. Муртузов // Шина плюс: всеукраинский журнал. - 2010. - № 4 . С. 11-13.

26. Евзович, В. Г Восстановление изношенных пневматических шин / В. Г. Ев-зович. - М. : Автополис-плюс, 2005. - 624 с.

27. Евзович, В. Е. Физико-химические основы восстановления изношенных пневматических шин / В. Е. Евзович, С. М. Кавун // Каучук и резина. - 2006. -№ 3. - С. 8-9.

28. Епифанов, Л. И., Техническое обслуживание и ремонт автомобилей / JI. И. Епифанов, Е. А. Епифанов. - М.: Форум, 2006. - 321 с.

29. Захаров, В. Какие шины дешевле / В. Захаров, А. Виноградов // Основные средства. - 2000. - № 2. - С. 54-64.

30. Заявка 10154335 Германия, МПК 7 В 60 С 23/00, G 08 С 17/02. Модульное устройство для измерения давления в пневматической шине = Moduleinrichtung zum Messen des Luftdrucks in einem Luftreifen /AG Nolex, Rainer Achterholt. - № 10154335.2; заявл. 06.11.2001 ; опубл. 22.05.2003.

32. Марш, Д. Контроль безопасности: беспроводные датчики давления в шинах / Дэвид Марш // Chip News. - 2004. - № 8. - С. 26-33

32. Запорожцев, А. Н. Износ шин и работа автомобиля / А. И. Запорожцев, Е. В. Кленников. - М. : НЖГНАвтолром, 1971. - 52 с.

33. Заявка 2409083 Великобритания, МПК 7 В 60 С 23/04. Tire deflation monitor / Mark Critchley. - № 03S84809: заявл. 09.12.2003; опубл. 15.06.2005.

34. Заявка 1340629 ЕПВ, МПК В 60 С 23/04. Method and apparatus for identifying remote sending units in a tir?, pressure monitor system of a vehicles using secondary modulation of wheel rotation = [Система дистанционного контроля за со-

стоянием шин в автомобиле с модуляцией передаваемых сигналов] / Starkey Fred L.; Schroder-Bridgeport International, Inc. - 2003.

35. Заявка 10339418 Германия, МПК G 08 В 21/00. Verfahren zur Reifendruckkontrolle = [Способ контроля давления в шинах] / Gootjes Lennert; Continental AG. - 2005.

36. Заявка 10349003 Германия, МПК В 60 С 23/00. Verhafren und Vorrichtung zur Elektronischen Reifendruckkontrolle = [Способ и устройство для электронного контроля давления в автомобильных шинах] / Gier Klaus-Jurgen, Anders Peter Otto; Volkswagen AG. - 2005.

37. Закурдаев, К. Автомобильные шины : секреты выбора и применения / К. За-курдаев. - М. : Форсарт, 2002. - 32 с.

38. Зуев, Ю. С. Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях / Ю. С. Зуев, Т. Г. Дегтева. - М. : Химия, 1986. - 214 с.

39. Информационный бюллетень по проблемам эксплуатации автомобильного транспорта / ГУП "Центроргтрудавтотранс". - М., 2006. - № 3. - 157 с.

40. Исследование затрат энергии и потерь скорости автомобиля при столкновении колеса с вертикальным препятствием, Э. Соколовский, О. Прентков-ский., // Изв. ВолгГТУ. Серия «Наземные транспортные системы»: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2009. - Вып.2 №10. - С. 116-118.

41 Клепик, Н. К. Статистическая обработка эксперимента в задачах автомобильного транспорта : учеб. пособие/ Н. К.Клепик; ВолгГТУ. - Волгоград, 1995.-96 с.

42. Кнороз, В. И. Работа автомобильной шины / В. И. Кнороз. - М.: Транспорт, 1976.-238 с.

43. Колеса и шины : краткий справочник. - М. : За рулем, 1999. - 96 с.

44. Колеса и шины: краткий справочник / сост. М. Бирюков. - М.: За рулем, 2001.-128 с.

45. Колеса и шины. Выбор, взаимозаменяемость, маркировка: краткий справочник, каталог, тесты. Вып. З/ред.-сост. A.M. Ладыгин.' -. М: За рулем, 2004.-160 с.

46. Конструкция автомобиля. Шасси: учебник для студ. вузов / Н. В. Гусаков [и др.]; под ред. A. J1. Карунина. - М.: МГТУ, 2000. - 527 с.

47. Косенков, А. Устройство автомобилей: ходовая часть и прочие системы / А. Косенков. - М.: Феникс, 2005. - 258 с.

48. Костемалле Б., Современные тенденции в производстве шин и анализ улучшения эксплуатационных свойств бескамерных радиальных шин. Препринты, Т. 2 / Б. Костемалле, Эссошем Юроп, Бельгия// Механика резины и конструирование резиновых технических изделий и шин: матер. Международной конференции по каучуку и резине, г. Москва, 4-8 сент. 1984 г.- Москва, 1984- С.93-95.

49. Ладыгин, А. М., Колеса и шины: краткий справочник. Вып. № 3 / А. М. Ладыгин. - М.: За рулём, 2006. - 160 с.

49. Луканин, В. Н. Автотранспортные потоки и окружающая среда - 2: учеб. пособие /В. Н. Луканин, А.П. Буслаев, М.В. Яшина.- М.: Инфра-М, 2001.- 656 с.

50. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Е. Н.Львовский. - М. : Высшая школа, 1982. - 224 с.

51. Макаров, В. М. Использование амортизованных шин и отходов производства резиновых изделий / В. М. Макаров. - Л.: Химия, 1986. - 247 с.

52. Методические рекомендации по повышению безопасности дорожного движения в автотранспортных организациях. - М.: НПСТ "Трансконсалтинг", 2005.-320 с.

53. Мир автомобильных шин и колес 2006. - М.: За рулём, 2006. - 384 с.

54. Мир автомобильных шин и колес 2007. - М.: За рулём, 2007. - 352 с.

55. Нудельман, 3. Н. Совмещение фторкаучуков с другими полимерами / 3. Н. Нудельман // Каучук и резина. - 2006. - № 4. - С. 27-28.

56. В. П. Организация технического обслуживания и ремонта автомобилей / В. П. Карташов, В. М. Мальцев. - М.: Транспорт, 1979. - 215 с.

57. Пат. 6904795 США, МПК 7 G 01 M 17/02. Герметизированная установка узла контроля давления в шине колеса = Sealed mounting of tire monitoring assembly / Michael A. Uleski. - № 10/940836; заявл. 14.09.2004; опубл 14.06.2005.

58. Пат. 6945104 США, МПК 7 В 60 С 23/02. Устройство для контролирования давления в шине и механизм его крепления на колесе = Attachment mechanism for a tire monitoring system. Lear Corp. / Michael A.Uleski. - № 10/692872; заявл. 24.10.2003; опубл 20.09.2005.

59. Пат. 6911902 США, МПК 7 В 60 С 23/00. Телеметрическая система контроля давления в шинах = Pneumatically actuated mounting apparatus and method for a tire inflation gas parameter monitoring system / Bros. Inc. Puller, Timothy С Fuller, Melvin M. Priday., M Walters Alan J. Melvin. - № 10/001424; заявл. 13.11.2001; опубл. 28.06.2005.

60. Новая система контроля внутреннего давления шин Luft-Nummer Auto // Mot. Und Sport. - 2004. - № 22. - С. 76.

61. Пат. 6705157 США, МПК G 01 М 17/02. Method and system for detection of a tire's change of state = [Система контроля давления в шинах] / Fischer Martin, Fuessel Dominik, Hillentayer Franz; Siemens AG. - 2004.

62. Reifendruckilberwachung mit Continental = [Контроль давления в шинах] // KFZ Anz. - 2004. - Vol. 57, № 19. - С. 50.

63. Пат. 6707390 США, МПК В 60 С 23/00. Tire air pressure monitoring device = [Устройство для контроля давления в шине автомобиля] / Hirohama Tetsuro, Ooike Mitsuru; Nissan Motor Co., Ltd. - 2004.

64. Пат. 6708558 США, МПК В 60 С 23/02. Transmitter for monitoring the condition of a tire = [Оборудование для контроля давления в шинах] / Saheki Setsu-hiro; Pacific Industrial Co., Ltd. - 2004.

65. Пат. 6710708 США, МПК В 60 С 23/02.05.11-02Б.47П. Method and apparatus for a remote tire pressure monitoring system = [Система дистанционного контроля давления в шинах] / McClelland Thomas, David Stephen, Porter David Samuel, Johnston Alastair Thomas; Schroder-Bridgeport International Inc. - 2004.

66. Пат. 6804623 США, МПК G 06 F 15/00. Method and apparatus for detecting decrease in tire air-pressure and program forjudging decompression of tire = [Оборудование для контроля давления в шинах] / Oshiro Yuji; Sumitomo Rubber Ind. - 2004.

67. Пат. 6945087 США, МПК 7 G 01 L 27/00. Метод калибровки системы контроля за давлением в автомобильной шине = Method and system for calibrating a tire pressure sensing system for an automotive vehicle / Frederick James Porter, John LeBeau Rust, John Tenbusch, Thomas Michael McQuade, Thomas Lee Miller. - № 10/832027; заявл. 26.04.2004; опубл. 20.09.2005.

68. Пат. 6745624 США, МПК 7 G 01 L 17/00. Устройство для калибровки системы контроля за давлением в шине = Method and system for calibrating a tire pressure sensing system for an automotive vehicle / Frederick James Porter, John LeBeau Rust, John Tenbusch, Thomas Michael McQuade, Thomas Lee Miller - № OS/683704; заявл. 05.02.2002; опубл. 08.06.2004.

69. Пат. 6647771 США, МПК 7 G 01 М 17/02. Система дистанционного контроля давления в шинах. External pressure display for vehicle tires / Alan Alexander Burns. - №09/927736; заявл. 10.08.2001; опубл 18.11.2003.

70. Пат. 876528 США, Method of detecting a deflated tire on vehicle / Walker, John C., Thomas Holmes. - 1989. - 24 c.

71. Пат. 6941801 США, МПК 7 E 01 С 23/00. Улучшенная система контроля давления в шинах = Tire pressure monitoring system / Thomas J. Lemense., John S. Nantz., Kenneth J. Cunningham., Qingfeng Tang; Lear Corp. -. № 10/742490; заявл. 19.12.2003; опубл. 13.09.2005.

72. Правила эксплуатации автомобильных шин: АЭ 001-04 / Мин-во транспорта РФ; Мин-во пром-ти, науки и технологий РФ. - М., 2004. - 88 с.

73. Правила эксплуатации автомобильных шин. - М.: Химия, 1975. - 94 с.

74. Проблемы шин и резинокордных композитов. Прочность и долговечность: тез. докл. 2 всесоюз. симпоз., (23-25 окт.1990 г.). - М., 1990. - 229 с.

24.Рейтлингер, С. А. Проницаемость полимерных материалов / С. А. Рейт-лингер. - М.: Химия, 1974. - 270 с.

75. Рябов И.М. Оценка вибронагруженности водителя и пассажиров маршрутного такси ГАЗ-322132 с учетом условий эксплуатации / И.М.Рябов, В.В. Новиков, К.В. Чернышев, М. М. Гасанов М.Ш. Абдуллаев, Ш.Д. Гечекбаев // Грузовик &. - М.: Машиностроение, 2009. - № 8. С. 2-5.

76. Рябов И.М. Математическое моделирование пневматической подвески транспортного средства с упругодемпфирующим приводом регулятора статического положения/ И.М.Рябов, К.В. Черны шов, Т.В. Пылинская, М.М. Гасанов, М.Ш. Абдуллаев, Ш.Д. Гечекбаев // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2009. Вып. 3№ (23). С. 143-147.

77. Рябов И.М. Обоснование способа увеличения периода обслуживания шин АТС путем создания запаса давления / И.М. Рябов, К.В. Черны шов, Ш.Д. Гечекбаев, Т.Б. Залимханов, М.М. Му рту зов // Грузовик &. - М.: Машиностроение, 2011. - № 2 . С. 12- 15.

78. Рябов, И. М. Влияние состава материала автомобильной шины на потери давления. Т. 1 / И. М. Рябов, А. В. Сычёв // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: матер. IV всерос. конф., г. Камышин, 18-20 окт. 2006 г./ КТИ (филиал) ВолгГТУ [и др.]. - Камышин, 2006. - С. 93-95.

79. Рябов, И. М. Технологии применения и получения азота для наполнения автомобильных шин. Т.1 / И. М. Рябов, А. В. Сычёв // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: матер. IV всерос. конф., г. Камышин, 18-20 окт. 2006 г. / КТИ (филиал) ВолгГТУ [и др.]. - Камышин, 2006

80. Синтетический каучук/под ред. И. В. Гармонова. - 2 изд. - Л., 1983.-198 с. . - С. 96-97.

81. Сычев, А. В. Методика исследования диффузии газа в шине автомобиля / А. В. Сычев, И. М. Рябов // XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г.Волгоград, 8-10 ноября 2006 г.: тез. докл. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2,007. - С. 85-86.

82. Сычёв, А. В. Проблемы давления в шинах в России и за рубежом / А. В.Сычёв, И. М.Рябов // Ежегодная XVIII международная. Интернет - конференция молодых учёных и студентов по современным проблемам машиноведения (МИКМУС-2006): тез. докл. конф., 27-29 дек. 2006 г. / Ин-т машиноведения им. А. А.Благонравова РАН [и др]. - М., 2006. - С. 24.

83. Тарасов, В. В. Техническая эксплуатация автотранспортных средств: выбор стратегии организации и управления / В. В. Тарасов, В. И. Сарбаев. - М. : Автополис-Плюс, 2004. - 256 с.

84. Тарновский, В. Н. Автомобильные шины: устройство, работа, эксплуатация, ремонт / В. Н. Тарновский, В. А.Гудков, О. Б.Третьяков. - М.: Транспорт, 1990.

- 272 с.

85. Тарновский, В. Н. Шинам служить дольше / В. Н.Тарновский, В. А.Гудков.

- Волгоград : Ниж.-Волж. кн. изд-во, 1986. - 112 с.

86. Теория и конструкция автомобиля : учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1985.-368с.

Техническая эксплуатация автомобилей: учебник / под ред. Г. В. Крамаренко. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. - 488 с.

87. Третьяков О.Б. и др. Автомобильные шины. Конструкция, механика, свойства, эксплуатация / О.Ь. Третьяков, В.А. Гудков, А.А. Вольнов, В.Н. Тарновский. - М.: КолосС, Химия, 2007. - 432 с.

88. Шарипов, Э. Н. Влияние пластификатора Тофинол на свойства протекторных резин / Э. Н. Шарипов // Каучук и резина. - 2006. - № 2. - С. 19-21.

89. Шестопалов, С. К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей: учебник / С. К. Шестопалов. - М. : ИРПО : Изд.центр "Академия", 1998. - 544 с.

90. Чернышов К.В. Математическое моделирование процесса диффузии воздуха из шины / К.В. Чернышов, И.М. Рябов, Ш.Д. Гечекбаев, М.М. Муртузов // Грузовик &. - М.: Машиностроение, 2011. - № 11 . С. 14-18.

91. Чернышов К.В. Прогнозирование давления в шинах и рекомендации по периодичности их обслуживания с учетом условий эксплуатации/ К.В. Чернышов, И.М. Рябов, Ш.Д. Гечекбаев, М.М. Муртузов // Грузовик &. - М.: Машиностроение, 2011. - № 12 . С.

92. Шетц, М. Силиконовый каучук: пер. чеш. / М. Шетц. - Л., 1975. - 288 с.

93. Ясенков, Е. П. Теоретические предпосылки снижения интенсивности изнашивания шин управляемых колёс автомобиля / Е. П. Ясенков // Автомобильная промышленность. - 2006. - № 4. - С. 16-18.

94. Ясенков, Е. П. Периодичность регулирования управления и изнашивание шин управляемых колёс автомобиля / Е. П. Ясенков // Автомобильная промышленность. - 2006. - № 10. - С. 26-27.

95. Компания MICHELIN подвела итоги акции «Проверь давление в шинах!» [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа:

http://www.michelin.ru/ru/irontyact affich.jsp?news id= 14986&langr=RU&codeRub rique=20050112090654

96. Больше воздуха! (Исследование Nokian Tyres) [Электронный ресурс]. -2006. - Режим доступа: http://koleso.topof.ru/news.php

97. Давление в шинах - национальная проблема США [Электронный ресурс]. -[2007]. - Режим доступа: http://www.unityre.kz/iiidex.php?p=news

98. Азот не роскошь, а экономия! [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://tww.ru/tyres/articles/

99. "Нитропрофи" (накачка азотом)... [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: h 11 р : //1 е h s 11 a b 21 .ur.ru/production.html

100. Преимущества накачки шин азотом [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://avtomoto.onоv.ru/news.htm 1

101. Информация о закачке шин азотом [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://autoland.com.ua/article.php?id=31#

102. Michelin будет использовать продукцию "Нижнекамскнефтехима" [Электронный ресурс]. - [2004]. - Режим доступа:

http://www.ngv .ru/lenta/archive.hsql?day=29&month= 11 &vear"2004

103. Sokolovskij Е. Investigation of the wheel with road and its elements in the context of examination of traffic accidents of traffic accidents: Summary of Doctoral Dissertation (Technological Sciences, Transport Engineering) / E. Sokolovskij. - Vilnius: Technika. 2004. - 36 p.

104. Экспертиза шинных манометров. Тот ли бар? [Электронный ресурс]. -[2007]. - Режим доступа: http://tyrepressure.com.rU/articles/view/4

105. Полуновский, А. Шины и все о них [Электронный ресурс] / Альберт Полу-новский // Снабженец: еженедельник - 2002. - Режим доступа:

http://www.snab.ru/

106. Современное состояние и перспективы развития автомобильных систем мониторинга давлений в шинах [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/257.pdf

107. ЯШЗ - Рекламационный центр - Каталог нарушений эксплуатации [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://www.vashz.ru/rc/catalog

108. Правильное давление [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа:

http://www^.cbc-group.kz/Driiit.html?íd=120#

109. О давлении в шинах. Почему важно поддерживать в шинах правильное давление? [Электронный ресурс] - [2007]. - Режим доступа: http:/7tyrepressure.com.ru/articles/view/4

110. Системы проверки давления в шинах: NHTSA [Электронный ресурс]. -[2007]. - Режим доступа: http://alflash.com.ua/Learn/tpn.pdf

25. В США вводятся новые требования по контролю давления в шинах [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://100avto.ru/newsarchive-

2004-09-16,html

111. Как работает система контроля давления в шинах [Электронный ресурс]. -[2007]. - Режим доступа: http://auto.г 16.ru/php/artide/article,php?ucat=2

112. SmarTire поставляет системы по контролю давления в шинах для Optima Bus Corp [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://www.shinanews.ru/

113. Чтобы не шалило давление [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://www.autocitychannel.com/nevvs/r80.html

114. Датчики будут монтироваться в штатные вентили колес [Электронный ресурс]. - 2004 - Режим доступа: http://www.zr.ru

115. Как работает система контроля давления в шинах [Электронный ресурс]. -2004. - Режим доступа: http://aiito.rl6.m/php/article/article.php?ucat^2

116. Atmel представляет лидера среди интегральных схем приемников для систем контроля давления в шине автомобиля [Электронный ресурс]. - [2007]. -Режим доступа: http://www.set-micro.com/iiews/new 2406Q4.htm#

117. Бузников, С. Е. Компьютерная система активной безопасности автомобиля ИНКА-ПЛЮС [Электронный ресурс] / С. Е. Бузников, Д. С. Елкин. - 2004. -Режим доступа: www. 12v-chib.ru/artiсles/б/114/index.html

118. Тарновский, В. Н. Как увеличить пробег шин: советы автолюбителям / В. Н. Тарновский, В. А. Гудков, О. Б. Третьяков. - М. : Транспорт, 1993. - 110 с.

120. ParkMaster TPMS 4-05 [Электронный ресурс]. - [2007]. - Режим доступа: http://suhovarov.narod.ru/INSTR.pdf

121. Vainshtein, E.F. Thermodynamic Analysis of Crosslinked Polymer Thermore-sistance / E, F.Vainshtein, A. A. Sokolovsky // Polymer Yearbook. - N. Y., 1995. -P. 56-64.