Когда нужно менять запасное колесо?

Короткий ответ: если говорить только о возрасте (а не о физических ограничениях шины) . Если у вас полноразмерная запасная шина, её следует заменить по истечении 10 лет с момента (в США это дата, указанная DOT на шине) производства. . Если у вас «докат», то действует та же рекомендация — 10 лет, но не все шины одинаковы.

Хотя существует общепринятый ответ, который соответствует государственным стандартам, разработанным с учётом требований безопасности, мой ответ скорее информационный, чтобы кто-то понял, почему ему нужно заменить шину.

Отказ от ответственности: я никогда не меняю втулки ни на одной из своих машин, потому что они были в хорошем состоянии даже спустя 15 и 20 лет.

Второе предупреждение: меня всегда задевает, когда продавцы шин говорят кому-то, что нужно заменить колесо, и называют цену в 400 долларов, хотя шина в хорошем состоянии. Это вызывает у людей недоверие и приводит к тому, что они перестают доверять профессионалам.

Длинный ответ:

Шину нужно менять только тогда, когда она достигает физических пределов прочности или когда резина начинает разрушаться и выходить из строя.

Что означают физические ограничения

Физический предел возможностей шины — это момент, когда шина больше не может соответствовать техническим характеристикам, по которым она была изготовлена.

Общими ограничениями являются:

1. Глубина протектора шины слишком мала. Это связано с тем, что современные шины сконструированы как водяные насосы, при недостаточной способности откачивать воду шина будет буксовать.


2. Несущий слой вышел из строя или повреждён.


3. Ремень ГРМ поврежден и не подлежит ремонту, т. е. из-за прокола ремень расходится или «разматывается».


4. Резиновая часть шины отделилась от внутренних компонентов.

Что значит, что резина изнашивается или выходит из строя

Резина износилась, когда её химическая структура изменилась настолько, что изменились прочность на разрыв, цвет, форма и т. д. резины.

Резина изнашивается после того, как материал перестаёт сохранять свои свойства. Материал расслаивается, что приводит к разрыву, появлению дыр, расслоению и т. д., в результате чего резина перестаёт быть эластичной.

Представьте, что деградация — это химическое изменение резины, а поломка — физическое изменение.

Причины износа и выхода из строя шин

Можно выделить следующие категории:

1. Нарушение


2. Плохая конструкция (приводит к «износу» шины в обычных условиях)


3. Некачественные материалы


4. Некачественная спецификация (плохое понимание свойств материалов приводит к тому, что шина «изнашивается» в обычных условиях)

Первопричинами были бы:

1. Химическая деградация (с использованием солей, кислот, щелочей)


2. Чрезмерное нагревание


3. Усталость (обычно используется для описания шин, которые эксплуатировались в нормальных условиях, но не с той нагрузкой, на которую были рассчитаны)


4. Истирание (например, при наезде на бордюр, а также при износе протектора — это просто истирание, которое медленно разрушает шину)


5. Разрыв (при разрыве шины или ремня на резину приходится чрезмерная нагрузка, что приводит к её разрыву)


6. Чрезмерное давление или сжатие (например, если накачать шину так, что она лопнет, или если шина должна выдержать чрезмерную нагрузку)


7. Разложение с помощью озона и УФ-излучения

Химические вещества и озон/УФ

Химические вещества и процессы, разрушающие резину, подробно описаны в статье о деградации полимеров в Википедии. Я процитировал и перефразировал некоторые пункты из этой статьи, касающиеся шин.

Озонолиз и озоновый крекинг

Трещины, образующиеся под воздействием озона в трубках из натурального каучука
Под воздействием озона в различных эластомерах могут образовываться трещины. Крошечные следы газа в воздухе разрушают двойные связи в цепочках каучука, при этом натуральный каучук, полибутадиен, стирол-бутадиеновый каучук и бутадиен-нитрильный каучук наиболее чувствительны к разрушению. Трещины, образующиеся под воздействием озона, появляются в изделиях, находящихся под напряжением, но критическая деформация очень мала. Трещины всегда ориентированы под прямым углом к оси деформации, поэтому они образуются по окружности согнутой резиновой трубки. Проблему озонового растрескивания можно предотвратить, добавив в резину перед вулканизацией антиозонанты. Озоновые трещины часто появлялись на боковинах автомобильных шин, но благодаря этим добавкам теперь встречаются редко.

Фотоокисление полимеров

Полимеры подвержены воздействию кислорода из атмосферы, особенно при повышенных температурах, возникающих в процессе формования. Многие технологические процессы, такие как экструзия и литьё под давлением, предполагают подачу расплавленного полимера в пресс-формы, и высокие температуры, необходимые для плавления, могут привести к окислению, если не принять меры предосторожности.

В статье в Википедии приводится более подробная научная информация, но суть в том, что любой дефект, связанный с окислением, скорее всего, возник по вине производителя. Единственный другой способ, при котором окисление может повлиять на шину, — это воздействие другого окисляющего вещества (например, оксида железа, он же ржавчина).

Гальваническое действие

В начале 1990-х годов появились сообщения о том, что смолы с имидными связями в композитных материалах из углеродного волокна разрушаются при контакте с активным металлом в солёной воде. Это происходит потому, что коррозия возникает не только на алюминиевом аноде, но и на углеродном волокне в виде катода с очень высоким уровнем pH — около 13. Это сильное основание вступает в реакцию с полимерной цепью, разрушая полимер. К таким полимерам относятся бисмалеимиды (BMI), полиимиды конденсации, триазины и их смеси. Разрушение происходит в виде растворения смолы и высвобождения волокон.

Углепластик обычно используется в шинах, tldr - это соль, которая может вызвать коррозию некоторого количества материала в шине. Некоторого количества достаточно, чтобы вызвать разрушение материала.

Крекинг, вызванный хлором

Хлор — это высокореактивный газ, который вступает в реакцию с чувствительными полимерами, такими как ацетальная смола и полибутиленовые трубы. По сути, газ воздействует на чувствительные участки молекул (особенно на вторичные, третичные или аллильные атомы углерода), окисляя их и в конечном итоге вызывая разрыв цепи.

Хлор эффективно высушивает резину и повреждает молекулы, вступая с ними в реакцию и изменяя их.

Прочее

Нагрев, истирание, разрыв, чрезмерное давление/сжатие — всё это говорит само за себя. Это напрямую связано с физическими ограничениями шины.

Усталость

Усталость шин обычно вызвана такими факторами, как неравномерное давление (например, из-за негерметичного клапана пользователю приходится подкачивать шину перед каждой поездкой), а также факторами, связанными со временем, которые обычно диагностируются по микротрещинам или тому, что в отрасли называют «сухой гнилью» (например, google michelin сухая гниль).

Установленный
Есть ещё кое-что, о чём я не упомянул выше, потому что сложно увидеть уникальность этого явления как точки отказа. В резиновой промышленности есть термин «натяжение», который означает напряжение, сохраняющееся в течение определённого периода времени, а затем ослабевающее.

Хорошим примером этого является измерение напряжения в объекте как результата деформации. Таким образом мы можем измерить деформацию.

Пример: вы сжимаете баскетбольный мяч и отпускаете его. Вы делаете это во второй раз. Если нагрузка на мяч каждый раз была одинаковой, то и напряжение будет одинаковым. Но если вы сожмёте мяч так сильно, что он лопнет, то напряжение уже не будет одинаковым, потому что мяч деформируется.

Вот почему моему другу, который каждый день ездит по выбоинам, приходится покупать новые шины. Дело не в том, что последняя выбоина привела к повреждению шины, а в том, что предыдущая выбоина так сильно деформировала шину, что она не выдержала нагрузки. Шина постепенно деформируется под воздействием дополнительной нагрузки, пока не выходит из строя.

С какой стати я так подробно рассказываю о поломке шины

Потому что ничего из этого не происходит в чистом сухом багажнике. Если вы никогда не доставали запасное колесо из багажника/лючка и в багажнике/лючке нет влаги. Ничто не может испортить вашу шину или приблизить её к пределу физических возможностей.

Почему я никогда не покупал новый пончик

Вооружившись своими, в общем-то, бесполезными знаниями о резине и шинах, я каждый раз, когда у меня спускало колесо в одной из моих многочисленных машин возрастом более 10 лет, доставал запасное колесо, которое держал накачанным вместе с остальными шинами. Я осматривал его на предмет трещин или других признаков износа. Резина шины оставалась мягкой и эластичной, без признаков приближающегося конца.

Я не призываю вас садиться за руль после того, как пончик пролежал 10 с лишним лет.

В идеале их следует заменить через 10 лет, особенно если это шины типа «донат». Однако, поскольку они используются нечасто, я не думаю, что они находятся в зоне риска, если вы ездите на них только для того, чтобы добраться до места, где можно отремонтировать/заменить обычные шины. Держите запаску на заднем колесе и старайтесь не разгоняться выше 80 км/ч (40 км/ч, если шина типа «донат» действительно старая).

Лучше всего иметь запасную шину с запасным ободом, с которыми вам удобно. Если вам нужно заменить одну или несколько шин, а запасная ещё не износилась, установите её, купите две новые шины и оставьте одну из них в качестве запасной. Вы можете повторить этот процесс (желательно по возможности приобрести шины одного типа), чтобы ваша запасная шина всегда была в хорошем состоянии. Это может стать проблемой, если вы не проезжаете много километров и все 4 шины могут прийти в негодность из-за возраста, но это действительно хороший вариант, если вы хотите сэкономить. Обычно из всей партии можно выбрать две хорошие шины.

Хотя большинство шин требуют замены до истечения 10-летнего срока эксплуатации, рекомендуется заменять все шины, находящиеся в эксплуатации 10 и более лет с даты производства, включая запасные шины, на новые в качестве простой меры предосторожности, даже если такие шины находятся в исправном состоянии и не достигли установленного законом предела износа.

У шин есть срок годности. И когда этот срок истекает, это не значит, что шина перестанет работать, но её качество снижается. Это значит, что даже если вы будете использовать шину на автомобиле или мотоцикле, она будет работать хуже и в конечном счёте износится быстрее, чем предполагалось. Использование такой шины может даже привести к аварии. Именно поэтому вам посоветовали приобрести новую запасную шину. Вы должны использовать запасную шину до истечения срока годности и всегда проверять дату изготовления.

Резина со временем изнашивается, теряет эластичность, на ней появляются микротрещины. При нагрузке шина может выйти из строя.

Обычно говорят, что срок службы шины составляет около 6 лет, после чего её следует заменить (независимо от степени износа).

Структурная целостность шины может нарушаться в течение длительного времени. В этом случае шины становятся более подверженными катастрофическим повреждениям, которые в лучшем случае могут доставить неудобства, а в худшем — привести к аварии. Шины изнашиваются со временем, в основном из-за химической реакции внутри резиновых компонентов. Этот процесс старения может ускоряться под воздействием тепла и солнечного света.

Цитата с сайта safercar.gov