Download pdf - Anvelope. Expertizarea anvelopelor - tsocm.pub.ro · suprafata anvelopei agentii anti-oxidanti → favorizează aparitia crăpăturilor. Crăpăturile apar preponderent pe partea

Materiale polimerice avansate. © UPB

1

Materiale polimerice avansate

conf.dr.ing. Paul Stănescu

Anvelope. Expertizarea anvelopelor

Anvelope

Rolul anvelopelor este multiplu:

- apără roata de deformări

- sustine autovehiculul si încărcătura sa

- preia eforturile de tractiune si frânare

- asigură aderenta cu drumul si stabilitatea autovehiculului.

Cea mai mare parte a anvelopelor sunt pneumatice:

- etansarea directa a anvelopei cu janta

- presiune asigurată de "camera"

- introdusă în interiorul anvelopei

(astăzi pentru biciclete)


2

AnvelopeIstoric

1839 – americanul Charles Goodyear descoperă procesul de întărire (vulcanizare) a

cauciucului cu sulf → brevetează în 1844.

1887 - scotianul John Boyd Dunlop (medic veterinar) reinventează anvelopa cu cameră

de aer, pentru biciclete → brevet în Anglia în 1888 → 2 ani mai târziu brevetul îi

este retras, similar cu brevetele anterioare ale lui Thomson (din Franta si SUA)

Productia de serie începe în 1890 în Belfast.

1845 - scotianul Robert Thomson realizează anvelope pneumatice cu cameră de cauciuc

natural - anvelopa era confectionată din piele si era fixată pe exteriorul rotii cu

suruburi - brevetează în 1846 în Franta si 1847 în SUA.

Avantaje: creste comfortul de rulare si se diminuează zgomotul.

Dezavantaje: uzură rapidă a suprafetei de rulare, desumflarea camerei, pret ridicat

- s-a renuntat la utilizarea noii inventii.

Anvelope

Componentele principale ale unei anvelope sunt:

banda de rulare (1), centuri metalice/textile (2),

carcasa (3), taloanele (4) si peretii laterali (5)

Profilul de rulare variază ca formă, adâncime si orientare în functie de:

- caracteristicile drumului

- viteza de rulare

- greutatea si tipul autovehiculului

- considerente estetice.

Banda de rulare - partea anvelopei care vine în contact cu soseaua - formată

dintr-un strat gros de cauciuc, având diferite profiluri.

Amestecul de cauciuc trebuie să fie rezistent la abraziune, să adere la sosea, să

aibă o bună conductivitate termică si să fie flexibil.


3

Anvelope

http://www.sonirodban.com/how-tires-are-made.html

Anvelope

Profilul de rulare



4

Anvelope

Carcasa este formată din mai multe straturi (pliuri) de retea cord-cauciucată →

constituie principalul element de rezistentă al anvelopei.

Pliurile se fixează pe talonul anvelopei → asigură rigiditatea

Reteaua din care se confectionează pliurile poate fi textilă (poliester, poliamidă,

poliamidă aromatică) sau metalică.

Numărul de pliuri se calculează în functie de tipul anvelopei (si de sarcina pe care

anvelopele trebuie să o suporte).

După pozitia firelor din pliurile carcasei în raport cu planul ecuatorial al

anvelopei, anvelopele se împart în:

- anvelope diagonale (clasice)

- anvelope radiale (introduse în 1946 de Michelin)

- constructie mixtă diagonală-radială, mai putin utilizată

Anvelope




5

Anvelope

http://www.michelinag.com/Innovating/Radial-vs.-Bias-technology

Anvelope

Brekerul (bandaj) → realizată din mai multe straturi din otel, fibră de sticlă si

textile, asezate în unghi fată de planul căii de rulare cu rol de:

- stabilizare a căii de rulare în timpul virajelor, mentinând o suprafată cât mai

mare în contact cu soseaua.

- parte de legătură dintre banda de rulare si carcasă

- preia si repartizeaza uniform socurile de la banda de rulare

Peretele lateral (flancul) este o bandă din cauciuc cu care se acoperă partea

laterală a anvelopei pentru

- protectie mecanice a carcasei si a talonului

- asigură rezistentă la flexiune/oboseală

- protectie la îmbătrânire (factori atmosferici)

http://www.michelinag.com/Innovating/Radial-vs.-Bias-technology


6

Anvelope

Fasciculele sunt completate cu o umplutură de

cauciuc învelită cu fâsie (pânză cauciucată) de

învelitor si apoi cu alta de întăritor, peste care sunt

trecute pliurile carcasei.

Muchie protectie jantă (banda de jantă) → fâsie

de cauciuc profilat, care acoperă janta → protejează

camera de aer sau asigură etanseizarea anvelopei pe

jantă

Taloanele - părti rigide ale anvelopei → ajută la fixarea acesteia pe jantă.

Elementele de rezistentă si rigidizare ale taloanelor sunt fascicule de sârmă de otel

→ alămite sau zincate pentru a mări aderenta la cauciuc.

Anvelope

- la unele anvelope, negrul de fum este înlocuit partial cu silice


7

Anvelope

Etapele obtinerii anvelopelor:

Selectarea diferitelor tipuri de cauciuc, rasini, negru de fum, pigmenti,

antioxidanti, bioxid de siliciu, alti aditivi → caracteristicile dorite. Pentru

fiecare din componentele anvelopei se folosesc compusi diferiti.

Malaxare - amestecarea materiilor prime → pasta omogena de culoare neagra.

Calandrare - amestecare şi transformarea pastelor in flancuri (pereti laterali),

benzi de rulare si alte componente ale anvelopei.

Asamblarea anvelopei - pe o masina rotativa: - cauciucul interior - carcasa -

talonul - peretii laterali - pliuri de intarire (breakere) - banda de rulare

Vulcanizare - anvelopa "cruda" este plasata intr-o matrita si umflata puternic

pentru a forma profilul si marcajele de pe exterior + incalzire la peste 150 °C

Anvelope

Resaparea conduce la reducerea consumului de resurse (petrol) si la protejarea

mediului.

- se face o economie de 75% de material si energie fată de producerea uneia noi.

Producerea unei anvelope de autoturism necesită aproximativ 28 L de petrol, în timp ce

pentru resaparea unei astfel de anvelope sunt necesari doar 5,5 L de petrol.

- constituie un prim pas în scăderea cantitătii de deseuri provenind din anvelope

Resaparea anvelopelor

Păstrarea carcasei anvelopei, înlocuirea benzii de rulare

- se poate obtine o anvelopă cu caracteristici (fiabilitate, durabilitate) comparabile

cu ale unei anvelope noi, la un cost mult mai mic (aproximativ 45-60%)

- banda de rulare reprezintă doar 20% din valoarea totală a unei anvelope noi


8

Anvelope

Resaparea anvelopelor

O parte din producători nu au tehnologia necesară pentru a identifica si înlătura

carcasele care au desprinderi între straturile metalice → anvelopele resapate

pot prezenta riscuri în utilizare.

Companiile serioase inspectează anvelopele (atât în faza initială cât si în cea

finală) cu raze LASER, realizându-se o radiografie a structurii interne si

identificându-se zonele în care structura anvelopei este afectată, anvelopele

problematice fiind eliminate (aparatul se numeste SHEROGRAF).

Evolutia tehnologiilor utilizate → îmbunătătirea calitătii anvelopelor resapate →

testele dovedesc că sunt comparabile cu o anvelopa nouă.

Anvelope

Etapele procesului de resapare:

1. Inspectia initială, în care se evaluează siguranta carcasei

2. Inspectia nedistructivă prin care se controlează elementele invizibile

legate de sigurantă

3. Raschetarea benzii de rulare / umerilor / flancurilor si restabilirea

echilibrului anvelopei

4. Repararea si recuperarea carcasei

5. Reconstructia: adăugarea noii benzi de rulare / flancurilor

6. Vulcanizarea, pentru fixarea benzii de rulare pe carcasă

7. Inspectia finală pentru verificarea sigurantei si aspectului impecabil


9

Anvelope

Gradul de utilizare a cauciucurilor resapate

Autoturisme: 1-2 % în Elvetia si în Tarile de Jos; 20 % în Tarile Scandinave, 50 %

în Germania si Marea Britanie

Camioane: peste 40 % din totalul anvelopelor comercializate în UE sunt anvelope

resapate

Marile companii au si divizii de productie de anvelope resapate, pentru acestea

acordând aceeasi garantia ca pentru o anvelopă nouă:

Michelin – numite Remix (anvelope de camion)

Goodyear – numite Bandag (anvelope de camion)

Anvelope

- cauciucul din anvelopele de iarnă este mai moale, diferenta fiind vizibilă mai ales

la temperaturi scăzute (se creste procentul de cauciuc natural)

- flexibilitate mai mare → anvelopa de iarnă aderă mai bine la suprafata de rulare

la temperaturi de utilizare sub 5-7 °C, fie că este vorba de asfalt uscat sau

umed si mai ales în conditii de zăpadă/gheată

- conceptia că anvelopele de iarnă sunt utile

doar pentru zăpadă/gheată este eronată

Anvelope de vară / iarnă - există diferente în două aspecte:

- compozitia cauciucului utilizat pentru fabricarea anvelopei

- profilul anvelopei pe zona de rulare (la contactul cu solul).

http://www.mobiletyremaintenance.co.uk/Mobile_Tyre_Maintenance/Winter_Tyres.html



10

Anvelope

Anvelope de vară / iarnă

Suprafata de rulare a asfaltului este una cu asperităti (zgrunturoasă) → un cauciuc

mai elastic permite anvelopei să se muleze după aceste asperităti → aderentă

îmbunătătită la suprafata de rulare

Cauciucul dintr-o anvelopă de vară se rigidizează cu scăderea temperaturii → se

comportă ca un material plastic → ruperea aderentei are loc foarte usor (la

demaraje, frânări sau viraje) → uzură prematura a anvelopei prin abraziune

cu asfaltul


Anvelope

Anvelope de vară / iarnă

Anvelopele de iarnă sunt caracterizate prin prezenta "lamelelor" pe crestele

profilului.

Acestea se deformează mult mai usor decât un bloc compact, mulându-se pe

suprafata de rulare si asigurând o aderentă mult îmbunătătită atât la demaraj

cât si la frânare.





11

Anvelope

Marcaje pe anvelopa:

https://www.anve.ro/info/ghid-marimi-anvelope http://www.pirelli.com/tyre/ro/ro/homepage.html

Echivalenta dimensionala

Diametrul total al anvelopei (inaltimea) trebuie sa coincide (deci si circumferinta)

- limita acceptata este de +/- 3% (fata de dimensiunea standard)

- trebuie avut grija la limitarile constructive ale autovehiculului

https://www.anve.ro/info/ghid-marimi-anvelope

http://www.pirelli.com/tyre/ro/ro/homepage.html


12

Anvelope

Stickere pe anvelopa:

Reglementarea EC/1222/2009 urmareste trei obiective importante:

- imbunatatirea eficientei energetice (reducerea consumului de carburant)

- creşterea sigurantei rutiere (aderenta pe carosabil umed)

- reducerea nivelului de zgomot produs în trafic (la viteza constanta)

Anvelope

Comportamentul anvelopelor pe carosabil umed

Pe carosabil umed anvelopele prezintă fenomenul de "alunecare"

- coeficientul de frecare statică depinde de viteza autovehiculului, starea

cauciucurilor si starea drumului.

- uzura anvelopelor conduce la coeficienti de frecare mai ridicati pentru drum

uscat, dar scad puternic pe drum umed.

- in cursele auto pe asfalt, în caz de

asfalt uscat, se utilizează

anvelope fără profil al benzii de

rulare (asa numitele "slick"-uri

= sterse), care au coeficient de

frecare mai mare (peste 1,5).http://www.webtire.eu/index.php?p=leiras

http://www.webtire.eu/index.php?p=leiras


13

Anvelope

Acvaplanarea

- este fenomenul prin care cauciucul pierde contactul cu drumul, miscându-se doar

pe suprafata apei → nu se mai păstrează control asupra directiei si vitezei

masinii

Cauzele acvaplanării:

- adâncimea băltii de apă de pe drum

- profilul anvelopei care împiedică evacuarea apei din zona de contact cu

drumul

- viteza prea mare a autovehiculului;

- presiunea exercitată de vehicul asupra drumului, direct proportională cu

greutatea si aerodinamicitatea autoturismului

În ciuda părerii generale, pneurile mai late sunt mai predispuse acvaplanării.

Anvelope

Acvaplanarea


14

Anvelope

Probleme ce apar

pe perioada utilizarii anvelopelor

Cauze. Efecte.

Anvelope

Defectele anvelopelor - una din cele mai des întâlnite cauze ale accidentelor auto

ce au la bază considerente tehnice.

Adesea, defectul ce duce la evenimentul nedorit are drept cauză o utilizare

improprie / defectuoasă a anvelopei.

De multe ori şoferul / posesorul autovehiculului implicat într-un astfel de

eveniment rutier reclamă un defect de fabricaţie, acţionând chiar în instanţă

producătorul de anvelope → se solicita expertizarea anvelopei, în vederea

stabilirii cauzei reale a evenimentului rutier.


15

Anvelope

Anvelopele sunt supuse unei game largi de solicitări (poate mai variate decât orice

alt produs) atât datorate functionării cât si factorilor de mediu.

Astfel, o anvelopă suportă pe durata utilizării

- milioane de flexionări

- abraziune continuă datorată rulării

- abraziune accentuată datorată accelerărilor si mai ales frânărilor

- umiditate (ploaie, zăpadă)

- temperaturi variate (de la +50÷60 °C vara, până la temperaturi negative

-20 ÷ -30 °C iarna)

- radiatie UV la expunerea directă în razele soarelui

- diverse chimicale (uleiuri, combustibili, diverse solutii degivrante)

- alti factori de mediu (ozon, ploi acide).

Anvelope

Factori care influenteaza uzura


16

Anvelope

Aditivi antioxidanti se introduc în compozitia compoundului utilizat pentru

fabricarea anvelopei → diminuarea efectului factorilor de mediu

Totusi, cauciucul îsi pierde din elasticitate (mai devreme sau mai târziu) →

aparitia de crăpături la suprafata anvelopei - pe peretii laterali sau la baza

"ridurilor" de pe zona de rulare.

Din motive de sigurantă, la aparitia acestor crăpături (mai ales daca adâncimea

lor este importantă) anvelopele ar trebui schimbate cu unele noi.

Anvelope

Aditivii anti-îmbătrânire actionează mai eficient atunci când anvelopa (masina)

este utilizată frecvent → este favorizată migrarea lor către suprafată, pentru o

protectie maximă.

Anvelopele care "stationează" mult suferă de procesul de îmbătrânire a

materialului, chiar dacă în conformitate cu gradul de uzură al "ridurilor" pot

fi considerate "ca noi".

Utilizarea excesivă a solutiilor de curătare a anvelopelor → înlătură de pe

suprafata anvelopei agentii anti-oxidanti → favorizează aparitia crăpăturilor.

Crăpăturile apar preponderent pe partea laterală a anvelopei dinspre exteriorul

masinii si mai putin spre interior, tocmai datorită influentei razelor de soare si

contactului cu solutiile de curătare.


17

Anvelope

Garantia la îmbătrânire asigurată de producător este de obicei de 4 ani (uzual de

la data fabricării).

Garantia NU acoperă defectele datorate:

- socurilor mecanice sau uzurii de rulare.

- utilizarea defectuoase: rularea cu anvelopa complet desumflată ("pe jantă"), sau

cu presiune mai mică sau mai mare decât valorile prevăzute de producător →

aparitia de crăpături similare cu cele datorate îmbătrânirii

Pentru verificare, se inspectează si interiorul anvelopei:

- dacă este vorba de defecte de fabricatie (fisuri exterioare datorate îmbătrânirii

premature), interiorul este intact (el nu intră în contact cu factorii de mediu)

- dacă si pe interior sunt crăpături, atunci acestea sunt datorate utilizării

necorespunzătoare

http://www.bridgestonetyrecentre.co.nz/services/nitrogen-tyre-inflation/

Anvelope

Umflarea cu azot – avantaje fata de aer comprimat:

- lipsa oxigen – acesta favorizeaza imbatranirea cauciucului

- lipsa umiditate – aceasta favorizeaza oxidarea centurilor metalice si inelul

metalic al taloanelor

- deci o durata de viata mai mare pentru anvelope

- pierdere de presiune mai lenta (azotul se pierde mai lent decat oxigenul)


18

Anvelope

Rularea cu anvelope sub-umflate (desumflate) = una dintre cele mai întâlnite

cauze ale problemelor pneurilor (presiune sub limitele date de producător).

Presiunea din anvelope tinde să scadă in timp datorită

- deficienţelor de montare pe jantă sau a ventilului

- permeaţiei gazului din interior către exterior (fenomen normal, datorat

diferenţelor de presiune parţială dintre interior şi exterior)

- variaţiilor de temperatură (scăderea temperaturii mediului).

Se recomandă verificarea presiunii anvelopelor cel puţin o dată pe lună.

http://cartiere.ro/134510-anvelope-informatii-tehnice-generale

Anvelope

Rularea cu anvelope sub-umflate (desumflate)


http://www.croberts.com/tireund.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Tire

1. Presiunea scăzută nu poate împinge centrul benzii de rulare la acelaşi nivel cu

zonele dinspre flancuri → uzură mult mai avansată a umerilor anvelopei sau a

ridurilor dinspre flancuri



http://en.wikipedia.org/wiki/Tire


19

Anvelope


2. Presiune scăzută → flexarea excesivă a flancului anvelopei → degradare prin

oboseala a flancului si a structurii interne (cordului) → zone de uzură pe flancuri

vizibile atât pe exterior cât şi pe interior



Anvelope


2. Presiune scăzută → flexarea excesivă a flancului anvelopei → degradare prin

oboseala a stratului de etansare / carcasei → praf de cauciuc, cuame existente

in interiorul anvelopei, semne de uzura a peretelui intern






20

Anvelope

http://www.flickr.com/photos/warrenski/3897509630/

Lovire mecanica având ca rezultat gâlme

- se distruge structura initiala a anvelopei

Anvelope

http://media.photobucket.com/images/tire%20blowout/

http://www.flickr.com/photos/beautifulwolf/3527103302/in/photostream/

Desprinderea benzii de rulare de carcasa

- uzura avansata a benzii de rulare

- rulare cu anvelopa desumflata – uzura umerilor anvelopei

- ruperea straturilor din breaker in urma unui soc mecanic

- probleme de adeziune breaker / banda de rulare

http://www.flickr.com/photos/warrenski/3897509630/

http://media.photobucket.com/images/tire blowout/

http://www.flickr.com/photos/beautifulwolf/3527103302/in/photostream/


21

Anvelope

http://siennabrickroad.com/wp-content/uploads/2011/02/sidewall_blowout-qpr.jpg http://blog.ajcrazyo.com/?p=118

Explodarea peretelui lateral

- rulare cu anvelopa desumflata – fisuri in flacuri

- distrugere mecanica a flancurilor in urma socurilor

- suprapresiune in anvelopa (eventual cumulat cu uzura accentuata a zonei

centrale a profilului)

https://www.lesschwab.com/images/blog/all_season_winter_graphic.jpg

http://siennabrickroad.com/wp-content/uploads/2011/02/sidewall_blowout-qpr.jpg

http://blog.ajcrazyo.com/?p=118


22

http://autoadvantagesales.com/wp-content/uploads/2013/10/RFT_standard.png

http://www.1addicts.com/forums/showthread.php?t=412903

http://www.automoblog.net/2016/08/22/run-flat-tires-explained/

http://www.runflattiresystems.com/2014/04/what-are-run-flat-tires/

https://www.oponeo.co.uk/tyre-article/how-often-should-tyres-be-replaced

http://farnorthracing.com/autocross_secrets12.html