Padanga ir karštis

Normalus ir padidėjęs karštis

Važiavimo metu padangai tenka pereiti deformacijos ir atsistatymo ciklą. Padangos guma ir kordas pagaminti iš viskoelastinės medžiagos. Dėl besikartojančių deformacijų šie pradeda generuoti karštį. Viskoelastinės medžiagos – blogas laidininkas, todėl sunkiai apsaugo padangas nuo jų viduje susidarančio karščio. Vien pats temperatūros didėjimas nesukelia padangų nusidėvėjimo, tačiau nepakankamas oro slėgis, per didelis apkrovimas ir kiti faktoriai gali labai padidinti šilumą padangos viduje ir, kai peržengiama kritinė temperatūra, gumos, kordo ir klijų patvarumas sumažėja. Dėl šių priežasčių padanga gali suplyšti.

3-1 pav.

Temperatūros prisotinimas

Važiuojant automobiliui padanga generuoja karštį, bet tuo pačiu metu ji ir atvėsinama. Autobusams ir sunkvežimiams važiuojant vieną valandą be sustojimo, karščio generavimas ir išskyrimas susilygina ir padangų temperatūra neperžengia kritinės būklės. Panašiai yra ir su oro slėgiu. Padangų temperatūros prisotinimas priklauso nuo jų sandaros, protektoriaus storio, kordo ir gumos kokybės. Padangų temperatūros prisotinimas gali priklausyti nuo krovinio, greičio, oro slėgio, lauko temperatūros ir kitų faktorių.

Sugadinimai dėl aukštos temperatūros

Jie parodyti 3-2 pav.. Padangos, kurias gaminant buvo panaudotas nailoninis kordas, tampa labai pažeidžiamos, temperatūrai pasiekus 125 ºC, o esant 158 ºC, 50 proc. padangos sugadinamos.

3-2 pav. / 3-3 pav. Karščio išsiskyrimas

Karščio išsiskyrimas

Padangos sutvirtinimo juosta gali atlaikyti iki 125 ºC karštį. Tačiau temperatūrai perkopus 125 ºC ribą, guma ir kordas dėvisi greičiau. Didėjanti temperatūra padangos viduje sumažina gumos ir kordo tvirtumą, todėl sumažėja padangos patvarumas – padanga gali staigiai sprogti. Oro slėgis, greitis, važiavimo laikas, stabdžiai, – visi šie faktoriai turi įtakos karščio generacijai.

Oro slėgis ir karštis

Nepakankamas oro slėgis sukelia per didelį padangos lankstumą. Tai pagreitina jos nusidėvėjimą ir susilpnina gumą bei kordą, kuris laikui bėgant gali ir nutrūkti. Per didelis oro slėgis padidina karkaso įtempimą, o tai sumažina atsparumą išoriniams smūgiams. Santykis tarp oro slėgio ir temperatūros pavaizduotas 3-4 pav.

3-4 pav. / 3-5 pav.

Apkrova ir karštis

Padidinus apkrovą, dėl susidariusios didesnės deformacijos padidėja ir temperatūra padangos viduje. Per didelė apkrova sumažina oro slėgį padangose, tuo pačiu didėja spaudimas padangų šonuose ir borte. Padidėjęs spaudimas bei dėl perkaitimo blogiau amortizuojantis smūgius protektorius skatina padangos sprogimo bei pradūrimo riziką. Santykis tarp apkrovos ir karščio pavaizduotas 3-5 pav.

Greitis ir karštis

Padangos generuoja daugiau karščio automobiliui važiuojant dideliu greičiu. Papildomą apkrovą padangai sukelia vibracija. Apkrova atsirandanti
važiuojant vadinama dinamine apkrova. Dėl nelygios kelio dangos didėjantis automobilio greitis kartu padidina ir pagreitį bei smūgius. Padangos lankstumas padidėja dėl padangos viduje esančios aukštesnės temperatūros.

3-6 pav. / 3–7 pav. Santykis tarp greičio ir karščio generavimo.

Važiavimo laikas ir padangų karščio generavimas

Padanga generuoja karštį dėl pastovaus jos lankstymosi važiuojant. Karštis kaupiasi padangos viduje, bet taip pat dalis išsisklaido išorėje. Pasiekus balansą tarp karščio generavimo ir jo išsisklaidymo, padangos temperatūra išlieka pastovi. Temperatūra priklauso nuo važiavimo sąlygų ir greičio. 3-8 pav. matome santykį tarp važiavimo laiko ir padangos temperatūros. Važiuojant ilgą laiką, esant aukštai temperatūrai, gali pagreitėti padangų nusidėvėjimas ir susilpnėti kordas.

Griovelių aukštis ir karštis

Skirtingai nuo lengvųjų automobilių, sunkvežimių ir autobusų padangų protektoriai yra storesni ir platesni, o jų karkasą sudaro daugiau kordo sluoksnių (tik diagonalinės padangos). Guma, kordas ir kitos padangų dalys blogai praleidžia karštį, kuris susidaro važiuojant. Kuo storesnis sluoksnis, tuo sunkiau išsklaidyti šilumą. Sunkvežimių ir autobusų padangos skirstomos į tris kategorijas: HW (skirtos greitkeliui), HT (storas protektorius), EHT (labai storas protektorius). Todėl labai svarbu pasirinkti tinkamas padangas, kurios atitiktų važiavimo sąlygas.

Padangų sandara ir karštis

Skirtingai nuo diagonalinių padangų, radialinių padangų protektoriaus judėjimas yra mažesnis. Dėl radialinės karkaso konstrukcijos plieninis kordas pasižymi geresnėmis karščio laidumo savybėmis ir mažesne vidine trintimi. Visi šie faktoriai lemia, kad padangos viduje susidaro žemesnė temperatūra. Lyginant kamerines ir nekamerines padangas, nekamerinėse yra geresnės sąlygos karščiui išsisklaidyti dėl tiesioginio kontakto su ratlankiu. 3-10 pav. pavaizduotas santykis tarp radialinių ir diagonalinių, kamerinių ir nekamerinių, autobusų ir sunkvežimių padangų.

3-10 pav.

Skirtumas tarp sudvigubintuose ratuose esančių skirtingo skersmens padangų ir karščio

Sudvigubintuose ratuose apkrova turi veikti didesnio diametro padangas, todėl padangos temperatūra keičiasi priklausomai nuo apkrovos. Pasikeitimus galima sužinoti, išmatavus skirtumą tarp padangos diametro ir vertikaliosios tamprumo jėgos. Vertikalioji tamprumo jėga yra maždaug 95–110 kg/mm, esant normaliam oro slėgiui padangoje. Didesnio diametro padanga gauna maždaug 500 kg didesnę apkrovą. 3-11 pav. parodo skirtumą tarp padangos diametro ir apkrovos kitimo. Apkrovai padidėjus 9 proc., padangos temperatūra padidėja 5 proc.

3-8 pav. / 3-9 pav.

Karščio susidarymo vieta ir temperatūra

Didžiausia karščio koncentracija yra protektoriaus briaunoje (3-12 pav.). Priklausomai nuo laidumo, labiausiai sugadinamos protektoriaus briaunos. Taip atsitinka dėl storo gumos sluoksnio, kuris yra blogas laidininkas.

3-11 pav. / 3-12 pav.

Pagal Hankook