Шины с металлическим кордом фкко. Конструкции пневматических шин. Противоречивая ситуация или когда качественная сталь остается невостребованной

Одним из главных компонентов колес любого автомобиля являются пневматические шины. Они устанавливаются на колесном диске и обеспечивают качественный контакт с дорогой. Когда автомобиль движется, шина поглощает вибрации, а также колебания от проезда неровностей дороги. Таким образом, покрышка обеспечивает комфорт и безопасность. Изготавливают различные виды шин. Они отличаются материалами, химическим составом, физическими свойствами. Покрышки имеют разный рисунок протектора, который обеспечивает максимальное сцепление с различными поверхностями.

Задачи покрышек

Пневматические шины выполняют следующие функции. Они гасят колебания от дорожных неровностей, обеспечивают постоянный контакт колеса с дорожным полотном. За счет покрышки снижается расход горючего и уровень шума при движении. Резина обеспечивает проходимость в сложных условиях.

Устройство

Конструкция пневматических шин достаточно сложная. Покрышка состоит из нескольких элементов.

Это корд, протектор, брекер, плечевая зона, борта и боковины. Рассмотрим каждый элемент подробно.

Корд

Этот элемент является силовым каркасом. Состоит он из нескольких слоев. Корд представляет собой слой из ткани, изготовленной из текстильных материалов или металлической проволоки. Этот слой покрыт резиной. Корд натягивается по всей площади покрышки или же радиально. Производители изготавливают радиальные, а также диагональные модели покрышек.

Самое широкое распространение получила именно радиальная модель. Она отличается самым долгим сроком использования. имеет более эластичный корд. За счет этого значительно снижается образование тепла и сопротивление качению.

Диагональные пневматические шины имеют каркас из нескольких слоев прорезиненной ткани-корда. Эти слои располагаются перекрестно. Данные решения имеют невысокую цену, а боковины отличаются большей прочностью.

Протектор

Таковым называют наружную часть шины, которая находится в непосредственном контакте с дорожным полотном. Главная его функция - обеспечение надежного сцепления колеса автомобиля с дорожным полотном, а также защита колеса от возможных повреждений. От рисунка зависит шумность, а также вибрации при движении. Кроме того, протектор позволяет определить степень износа шины.

Конструктивно это достаточно массивный резиновый слой с рельефным рисунком. Последний представляет собой борозды, канавки, выступы. Рисунком протектора обуславливается возможность эксплуатации шины в различных условиях. Есть модели чисто для асфальта либо для грязи. Также существуют и универсальные покрышки.

Рисунки протектора

Он на резиновой пневматической шине образуется расположением элементов (шашек) относительно друг друга, а также направлением вращения. На разных шинах может быть ненаправленный, направленный или асимметричный рисунок. Каждый вариант оказывает воздействие на характеристики шины.

Колесо с ненаправленным рисунком можно устанавливать произвольно. Покрышку с направленным протектором устанавливают по стрелке, что имеется на боковине. Она показывает направление вращения. Асимметричные покрышки устанавливаются по надписи, находящейся на боковой части.

Наиболее универсальным считается ненаправленный рисунок. Часть покрышек, которые представлены на современном рынке, выпускаются с ним. Он дает возможность устанавливать шину на колесо в любом направлении. Однако при этом существенно уступает другим типам рисунка по способностям отвода воды из точки контакта с дорожным полотном.

Направленный рисунок отличается элементами, которые нарезаны в виде елочки. Это требует определенного направления. Такой способ построения рисунка дает возможность более эффективно отводить воду, грязь. Также данный рисунок значительно снижает уровень шума по сравнению с ненаправленным. На боковой части обязательно указывается направление, в котором должно вращаться колесо. Минус связан с тем, что запасное колесо, оснащенное такой шиной, может быть установлено только на одной стороне авто.

Асимметричный рисунок - это один из вариантов реализации разных свойств в одной покрышке. Так, наружная сторона протектора может иметь рисунок, обеспечивающий максимум сцепления на сухом асфальте, а на другой стороне - с мокрой. Для такого рисунка характерно различное расположение шашек и канавок как с одной, так и с другой части от середины шины. Эти покрышки чаще всего ненаправленные. Направленными они бывают лишь в редких случаях. В данной ситуации нужны разные шины для левой и правой стороны. На боковых частях обязательно есть символы, указывающие, какая из сторон должна быть внешней, а какая внутренней. Запасное колесо с таким рисунком протектора можно устанавливать на машину на любую из сторон.

Брекер

Он представляет собой слои корда, которые находятся между протектором и каркасом. Элемент нужен для обеспечения лучшей связи между протектором и кордом. Также брекер предотвращает отслоения протектора по причине воздействия различных внешних сил.

Плечевая зона

Это часть протектора пневматических шин, которая находится между беговой дорожкой и боковиной. Данная часть служит для усиления боковой жесткости. Кроме того, элемент конструкции улучшает синтез каркаса шины с протектором, плечевая зона берет часть нагрузок, что передаются беговой дорожкой.

Боковина

Это резиновая прослойка, которая является продолжением протектора покрышки на боковой части каркаса.

Эта деталь предназначена для ограждения каркаса от воздействия влаги и различных механических повреждений. Также на боковину наносится маркировка.

Борт

Это то, чем заканчивается боковина. Борт служит для монтажа и герметизации на колесном диске. В основе бортов пневматической шины автомобиля лежит нерастяжимая стальная проволока, покрытая резиной. Она придает покрышке и борту необходимую прочность и жесткость.

Виды шин

Пневматическая шина автомобиля классифицируется по различным параметрам. Это сезонность, способ герметизации, назначение, рисунок протектора. Рассмотрим каждую классификацию отдельно.

Сезонность

По сезону шины классифицируются следующим образом - выделяют летние, зимние и всесезонные покрышки. Предназначение шины для одного из сезонов различают по рисунку протектора.

На летних покрышках отсутствует микрорисунок. Но здесь имеются ярко выраженные борозды. Они предназначены для того, чтобы в сырую погоду по ним стекала вода. Это дает возможность получить максимальное сцепление. Зимняя резина отличается узкими канавками на протекторе. Благодаря этим канавкам шина не теряет эластичности и держит сцепление даже на льду.

Выделяют и всесезонную резину. О преимуществах и недостатках сказано уже достаточно много. Эти покрышки нормально выдерживают летнюю жару и зимние холода. Но эксплуатационные характеристики всесезонных пневматических шин весьма посредственны.

Способ герметизации

По этому параметру можно выделить шины с камерой и бескамерные модели. В последних шинах нет привычной камеры. А герметичности достигают за счет особенностей конструкции такой покрышки. И в первом, и во втором случае это шины с воздухом.

Производители

Особой популярностью у автолюбителей пользуется итальянский бренд «Пирелли». Компания представляет массу вариантов шин для любых автомобилей и мотоциклов. Все покрышки производятся по уникальным технологиям. Хорошо себя показывает линейка Pirelli Scorpion - компания представляет в этой коллекции зимние и летние шины. В каталогах компании имеется масса наименований для всех автомобилей. Также производятся покрышки для классических авто.

Линейка Pirelli Scorpion - это покрышки для эксклюзивных и премиальных машин. Изделие разрабатывалось с учетом современных автомобилей. Также при разработке учитывалась максимальная безопасность, высокий уровень управляемости и стабильные характеристики при любой погоде. Среди возможностей - шина может выполнять свои функции, даже если в ней нет воздуха. В коллекции имеются все современные типоразмеры.

Также нельзя сбрасывать со счетов и другие известные компании, производящие резину для автомобилей. Их продукция не хуже, а приобрести ее можно по более доступным ценам. Выбирая резину, лучше заранее ознакомиться с отзывами о шинах - от правильного выбора покрышек зависит многое. Неплохо зарекомендовали себя «Мишлен», «Континенталь» и «Нокиан». Среди отечественных стоит отметить «Росаву». Как отмечают отзывы, эти шины ничуть не хуже импортных. А стоят почти вдвое дешевле.

Заключение

Итак, мы узнали, что представляет собой автомобильная покрышка, как она устроена и каких типов бывает. Это поможет при выборе подходящей модели. От правильного выбора зависит комфорт, управляемость и безопасность. Немаловажный фактор при покупке - отзывы о шинах. Они позволят оценить покрышку правильно, ведь иногда из-за маркетологов на рынок попадают неперспективные шины.

Автомобильная шина — представляет собой упругую резино-металло-тканевую оболочку, установленную на обод колеса. Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным полотном, предназначена для поглощения незначительных колебаний, вызываемых несовершенством дорожного покрытия, компенсации погрешности траекторий колёс, реализации и восприятия сил, возникающих в пятне контакта.

Зимняя шина — шина для автомобиля, разработанная специально для использования в холодное время года при температуре ниже +7 °С.

Основными отличиями данных шин являются специфические свойства резины и рисунка протекторной части. Резиновые смеси разработаны так, что при низких температурах шина сохраняет свою эластичность, что гарантирует лучшее сцепление и сокращённый тормозной путь на холодных, мокрых, заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях. Что же касается рисунка протектора зимней шины, то он отличается высокой плотностью нарезки ламелей. Все вышеперечисленные особенности позволяют обеспечить лучшую управляемость и эффективное торможение.

Протектор (protect — защита ) — элемент шины (покрышки) колеса, предназначенный для защиты внутренней части шины от проколов и повреждений, а также для формирования оптимального пятна контакта шины.

Бывает несколько типов протекторов: внедорожные, с высоким рисунком и мощными грунтозацепами; универсальные, подходящие для езды по пересечённой местности и по асфальту; гладкие, предназначенные для езды в основном по укатанным трассам. Шины различные по сезону имеют так же и различную конструкцию протектора.

Цельнометаллокордные шины (ЦМК) - автомобильные шины в которых стальной проволокой пронизаны и каркас и брекер (часть покрышки, расположенная между каркасом и протектором). ЦМК шина дороже из-за того, что при ее производстве используется сложная технология, обеспечивающая прочную связь корда и резины. Полотно шины представляет собой несколько десятков параллельных стальных тросов — «косичек», которые с обеих сторон опрессованы резиной. Высокая стоимость ЦМК шины компенсируется за счет более длительного срока службы. Конструкция шины такова, что изношенный протектор может быть восстановлен до трех раз. Это увеличивает срок службы покрышки со 150 тыс. км пробега до 500 тыс. км пробега.

Основными материалами для производства шин являются резина, которая изготавливается из натуральных и синтетических каучуков и корд. Кордовая ткань может быть изготовлена из металлических нитей (металлокорда), полимерных и текстильных нитей.

Шина состоит из: каркаса, слоёв брекера, протектора, борта и боковой части.

Текстильный и полимерный корд применяются в легковых и легкогрузовых шинах.

Металлокорд: в зависимости от ориентации нитей корда в каркасе различают шины:

• радиальные
• диагональные

В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса. В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити соседних слоёв перекрещиваются.

Радиальные шины конструктивно более жёсткие, вследствие чего обладают большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, создают меньшее сопротивление качению, обеспечивают меньший расход оплива. Из-за возможности варьировать количество слоёв каркаса (в отличие от обязательно чётного количества в диагональных) и возможности снижения слойности, снижается общий вес шины, толщина каркаса. Это снижает разогрев шины при качении — увеличивается срок службы. Брекер и протектор так же легче высвобождают тепло — возможно увеличение толщины протектора и глубины его рисунка для улучшения проходимости по бездорожью. В связи с этим, в настоящее время, радиальные шины для легковых автомобилей практически полностью вытеснили диагональные.

Брекер находится между каркасом и протектором. Предназначен для защиты каркаса от ударов, придания жёсткости шине в области пятна контакта шины с дорогой и для защиты шины и ездовой камеры от сквозных механических повреждений. Изготавливается из толстого слоя резины (в лёгких шинах) или скрещённых слоёв полимерного корда и (или) металлокорда.

Протектор необходим для обеспечения приемлемого коэффициента сцепления шин с дорогой, а также для предохранения каркаса от повреждений. Протектор обладает определённым рисунком, который, в зависимости от назначения шины различается. Шины высокой проходимости имеют более глубокий рисунок протектора и грунтозацепы на его боковых сторонах. Рисунок и конструкция протектора дорожной шины определяется требованиями к отведению воды и грязи из канавок протектора и стремлением снизить шум при качении. Но, всё же, главная задача протектора шины — обеспечить надёжный контакт колеса с дорогой в неблагоприятных условиях, таких как дождь, грязь, снег и т. д., путём их удаления из пятна контакта по точно спроектированным канавкам и желобкам рисунка. Но эффективно удалять воду из пятна контакта протектор в силах лишь до определённой скорости, выше которой жидкость физически не сможет полностью удаляться из пятна контакта, и автомобиль теряет сцепление с дорожным покрытием, а следовательно и управление. Этот эффект носит название аквапланирование. Существует широко распространённое заблуждение, что на сухих дорогах протектор снижает коэффициент сцепления из-за меньшей площади пятна контакта по сравнению с шиной без протектора (slick tyre). Это неверно, так как в отсутствие адгезии сила трения никак не зависит от площади соприкасаемых поверхностей. Во многих странах существуют законы, регулирующие минимальную высоту протектора на дорожных транспортных средствах, и многие дорожные шины имеют встроенные индикаторы износа.

Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой (для бескамерных шин) резины.

Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.

Шипы противоскольжения. В целях повышения безопасности движения автомобиля в условиях гололёда и обледенелого снега применяют металлические шипы противоскольжения. Езда на шипованных шинах имеет заметные особенности. На ходу автомобиль делается заметно более шумным, ухудшается его топливная экономичность. В снежно-грязевой каше или в глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твёрдом сухом или влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают «обычным»: из-за снижения площади пятна контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля увеличивается на 5-10 %. Хотя 70-процентное сокращение тормозного пути на льду — их несомненное преимущество.

Бескамерные шины (tubeless) наиболее распространены благодаря своей надёжности, меньшей массе и удобству эксплуатации (так, например, прокол в бескамерной шине не причинит больших неудобств по дороге до автосервиса).

Маркировка - tire code.

Метрическая система

Пример: LT205/55R16 91V

• LT (опционально, обязательное обозначения по DOT) — функция шины (P — легковой автомобиль (Passenger car), LT — лёгкий грузовик (Light Truck), ST — прицеп (Special Trailer), T — временная (используется только для запасных шин))
• 205 — ширина профиля, мм
• 55 — отношение высоты профиля к ширине, %. Если не указан — считается равным 82 %.
• R — шина имеет каркас радиального типа (если буквы нет — шина диагонального типа). Частая ошибка — R — принимают за букву радиуса. Возможные варианты: B — bias belt (диагонально-опоясанная шина. Каркас шины тот же, и у диагональной шины, но имеется брекер, как у радиальной шины), D или не указан — диагональный тип каркаса.
• 16 — посадочный диаметр шины (соответствует диаметру обода диска), дюйм
  
• 91 — индекс нагрузки (на некоторых моделях в дополнение к этому может быть указана нагрузка в кг — Max load )
• V — индекс скорости (определяется по таблице)

Дюймовая система

Пример: 35×12.50 R 15 LT 113R

• 35 — внешний диаметр шины, в дюймах
• 12.50 — ширина шины, в дюймах (обратите внимание, что это ширина именно шины, а не протекторной части. Например, для шины с указанной шириной 10.5 дюймов ширина протекторной части будет равна не 26.5, а 23 см, а протекторная часть 26.5 см будет у шины с указанной шириной 12.5.). Если не указан внешний диаметр, то профиль высчитывается следующим образом: если ширина шины оканчивается на ноль (например 7.00 или 10.50), то высота профиля считается равной 92 %, если ширина шины оканчивается не на ноль (например 7.05 или 10.55), то высота профиля считается равной 82 %
• R — шина имеет каркас радиального типа
• 15 — посадочный диаметр шины, в дюймах, то же что в метрической системе
• LT — функция шины (LT — light trucks, для лёгких грузовиков)
• 113 — индекс нагрузки
• R — индекс скорости

Перевод из метрической системы в дюймовую и наоборот

Индексы скорости

Скоростная категория, присваиваемая шине по результатам специальных стендовых испытаний, подразумевает максимальную скорость, выдерживаемую шиной. При эксплуатации автомобиль должен ездить со скоростью на 10-15 % меньше максимально допустимой.

Индексы нагрузки на шину

Дополнительно:

На шинах обязательно должны быть указаны следующие сведения:

• Максимально допустимое давление (MAX PRESSURE).

Давление воздуха в шинах существенно влияет на поведение машины на дороге, безопасность на высоких скоростях, а также на износ протектора.

• Материалы, используемые в конструкции каркаса и брекера (Tire construction materials)

Цветовые метки. Отметки в виде «точек» либо «кружков»:

• красный — точка наибольшей силовой неоднородности (самое жёсткое место шины). Рекомендуется совмещать с белой точкой на колесе (если есть);
• жёлтый — самое лёгкое место шины (определяется при контроле дисбаланса шины).

Данные отметки необходимы для минимизации массы балансировочных грузов во время шиномонтажа.

Устаревшие отметки в виде полос в бортовой зоне (использовались только на территории США):

• нет — хорошее качество;
• красный — косметические дефекты;
• жёлтый — нарушение состава каучуковой смеси (без гарантии);
• зелёный — внутренние дефекты.

Назначение для определённых условий эксплуатации

• Winter — зимние шины.
• Aqua, Rain и т. д. — высокоэффективны на мокрой дороге.
• M+S (Mud+Snow) — буквально — «грязь+снег» — пригодны для движения по грязи и снегу.(Шины повышенной проходимости)
• M/T (Mud Terrain) — грязевые ландшафты.
• A/T (All Terrain) — всесезонные шины.
• MAX PRESSURE — максимально допустимое давление в шине, в кПа.
• RAIN, WATER, AQUA (или пиктограмма «зонтик») — означает, что эти шины специально спроектированы для дождливой погоды и имеют высокую степень защиты от эффекта аквапланирования.
• Treadwear 380 — коэффициент износоустойчивости, определяется по отношению к «базовой шине», для которой он равен 100. Показатель износа является теоретической величиной и не может быть напрямую связан с практическим сроком эксплуатации шины, на который значительное влияние оказывают дорожные условия, стиль вождения, соблюдение рекомендаций по давлению, регулировка углов сход-развала автомобиля и ротация колес. Показатель износа представлен в виде числа от 60 до 620 с интервалом в 20 единиц. Чем выше его значение, тем дольше выдерживает протектор при испытаниях по установленной методике.
• Traction А — коэффициент сцепления, имеет значения А, В, С. Коэффициент А имеет наибольшую величину сцепления в своем классе.
• Max Load — максимальная нагрузка и далее стоят значения в килограммах и фунтах.
• PR (Ply Rating) — прочность (несущая способность) каркаса условно оценивается так называемой нормой слойности. Чем прочнее каркас, тем большее давление воздуха выдерживает шина, и, следовательно, имеет большую грузоподъемность. Для легковых автомобилей используют шины с нормой слойности 4PR и иногда 6PR, причем в этом случае последние имеют надпись «Reinforced», то есть «усиленные» (шины повышенной грузоподъемности).
• Extra Load (XL) — повышенный индекс нагрузки.
• Reinforced (Reinf или RF) — повышенный индекс нагрузки. На легких грузовиках и микроавтобусах наиболее употребительны именно шины с 6PR и 8PR. О повышенной слойности (то есть прочности) шины может свидетельствовать буква «С» (commercial), которая ставится после обозначения посадочного диаметра (например, 185R14C)
• TWI — знак расположен на боковине шины и показывает расположение отметок остаточной высоты рисунка протектора в основных канавках. Для стран Европейского Союза и Российской Федерации остаточная высота рисунка протектора изношенной легковой шины должна быть не менее 1,6 мм.
• ZP — нулевое давление (Zéro Pression), коммерческое обозначение Michelin для шин с усиленными боковинами. ZP: Возможность продолжать движение в случае прокола на расстояние до 80 км при скорости до 80 км/ч. ZP SR: Возможность продолжать движение в случае прокола на расстояние до 30 км при скорости до 80 км/ч.
• SST — самонесущая шина (Self Supporting Tyres). Такие шины могут нести нагрузку и продолжать движение после прокола.
• Dunlop MFS (Maximum Flange Sheild) — Система максимальной защиты обода борта защищает дорогие колеса от повреждений об бордюры и тротуары — резиновый профиль по окружности покрышки, расположенный на нижней части стенки над фланцем обода, образует буферную зону.
• Studless — не подлежит ошиповке.
• Studdable — подлежит ошиповке.

Кроме того, на шинах указываются стандарты качества (буква «Е» в кружочке — европейский стандарт, «DOT» — американский).

Пневматическая шина представляет собой упругую оболочку, предназначенную для установки на ободе колеса и заполняемую воздухом или азотом под давлением. Современная шина имеет довольно сложную конструкцию. Основным материалом для изготовления шины служит резина и специальная ткань — корд. Резина, использующаяся для производства шины, изготавливается из каучука (натурального и синтетического), к которому в процессе производства добавляются различные наполнители: сера, сажа, смолы и др. При изготовлении пневматических шин для первых автомобилей использовался только натуральный каучук, который получали из смолы деревьев — каучуконосов.

Синтетический каучук был впервые получен в нашей стране. Это изобретение принадлежит академику С. В. Лебедеву, который в 1931 — 1932 г. впервые в мире разработал технологию производства синтетического каучука. Для того чтобы эластичный каучук с наполнителями превратился в упругую резину, он должен пройти процесс вулканизации (соединение серы с каучуком, которое происходит при повышенной температуре). Шины вулканизируются в специальных пресс-формах, внутренняя поверхность которых соответствует наружной поверхности шины. Перед тем как шина попадает в пресс-форму, она собирается из составляющих ее элементов на специальных станках.

Шина состоит из: каркаса , слоев брекера , протектора , боковины и борта (рис. 1)

Каркас — резинокордная основа (силовая часть) покрышки; выполнен из одного или нескольких слоев обрезиненного корда с резиновыми прослойками, закрепленных на бортовых кольцах Корд бывает текстильным, металлическим или стекловолоконным. Текстиль и стекло применяются в легковых шинах. Металлокорд — в грузовых. Стекловолокно отличается абсолютной стойкостью к гниению и растягиванию. Шины с использованием стекловолокна меньше разнашиваются и меньше подвержены порче в условиях высокой влажности и температуры (тропики).

Брекер состоит из одного и более слоев разреженного прорезиненного корда, разделенных резиновыми прослойками, и расположен между каркасом и протектором. Предназначен для защиты каркаса от ударов, придания жёсткости шине в месте соприкосновения с дорожной поверхностью и для защиты камеры от проколов. Изготавливается из толстого слоя резины (в лёгких шинах) или скрещенных слоёв металлокорда. В зависимости от материала корда в брекере шины подразделяются на шины с текстильным брекером (ТБ) и металлобрекерные (МБ), а при использовании металлокорда и в каркасе, и в брекере — цельнометаллокордные (ЦМК).

Протектор — наружная часть покрышки, представляющая собой массивный слой резины с рельефным рисунком на внешней поверхности. Он обеспечивает сцепление с дорогой и предохраняет каркас шины от механических повреждений. Рельефная часть поверхности протектора, состоящая из совокупности выступов и выемок или канавок, называется рисунком протектора. В зависимости от рисунка протектора и условий эксплуатации шины подразделяются на:

• Дорожные (в обиходе называемые летними ), предназначены для применения при положительных температурах на шоссейных дорогах. Шины этого типа обеспечивают наилучшее сцепление с сухой и мокрой дорогой, обладают максимальной износостойкостью и наилучшим образом приспособлены для скоростной езды. Для движения по грунтовым дорогам (особенно мокрым) и зимой они малопригодны.
• Зимние , используемые на обледенелых и заснеженных дорогах, сцепные качества покрытия которых могут изменяться в зависимости от ситуации, от минимальных (гладкий лед или каша из снега и воды) до небольших (укатанный снег на морозе). Они обладают неплохими дорожными свойствами, несколько уступая дорожным шинам. Многие зимние шины позволяют устанавливать шипы противоскольжения или уже ошипованы на заводе-изготовителе.
• Всесезонные являются компромиссным вариантом между летними и зимними шинами, поэтому уступают по обеспечению сцепления и первым и вторым в соответствующих сезону условиях. Они позволяют круглогодично эксплуатировать автомобиль на одном комплекте шин.
• Универсальные обладают свойствами, позволяющими эксплуатировать их как на шоссейных, так и на грунтовых дорогах. Их целесообразно применять для вседорожников, которые совершают примерно равные пробеги по шоссе и дорогам. Четкую границу между ними и всесезонными шинами провести бывает довольно трудно.
• Повышенной проходимости рассчитаны для бездорожья и мягких грунтов. Использовать такие шины желательно только при редком движении по шоссе. В противном случае они будут быстрее изнашиваться и создавать высокий уровень шума.

На боковых стенках покрышки протектор переходит в более тонкие резиновые слои — боковины , прикрывающие боковые части каркаса.

Борт состоит из одного и более проволочных колец, на которых закреплены слои каркаса, и обеспечивает крепление покрышки на ободе колеса. Изнутри он покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой (для бескамерных шин) резины, что позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса.

По способу герметизации шины делятся на камерные и бескамерные .

Камерные шины (TUBE TYPE) (рис. 2) состоят из покрышки и камеры с вмонтированным в нее вентилем.

Размер камеры всегда несколько меньше внутренней полости соответствующей ей по обозначению покрышки. Это позволяет избежать образования складок камеры в накачанном состоянии. Вентиль представляет собой обратный клапан, позволяющий нагнетать воздух в шину и препятствующий выходу его наружу.

Грузовые камерные шины, монтируемые на плоские разборные обода, оснащаются ободными лентами (флипперами). Ободные ленты располагаются между ободом и камерой и предназначены для защиты камеры от повреждений.

Бескамерная шина (TUBELESS) представляет собой усовершенствованную покрышку, которая одновременно выполняет функции обычной покрышки и камеры. Внутренняя полость в бескамерной шине образуется покрышкой и ободом колеса.

У бескамерных шин (рис. 3) внутренний объем герметизируется воздухонепроницаемым резиновым слоем толщиной 2-3 мм, наложенным на внутренний слой каркаса, а на наружную поверхность борта наносят эластичную резину, которая обеспечивает герметичность при посадке шины на обод. Вентиль специальной конструкции вставляется в отверстие в ободе колеса. Бескамерные шины имеют немало преимуществ перед камерными, а потому постепенно завоевывают рынок, вытесняя прежнюю конструкцию. При проколе бескамерной шины небольшим предметом этот предмет растягивает воздухонепроницаемый внутренний слой резины бескамерной шины и обволакивается ею. При этом воздух из бескамерной шины выходит очень медленно, в отличие от камерной, в которой камера находится в растянутом состоянии, и, следовательно, любое ее повреждение вызывает увеличение образовавшегося отверстия. Поэтому бескамерные шины более безопасны. Ремонт небольших повреждений бескамерных шин можно производить без снятия шины с обода, герметизируя образовавшееся отверстие специальным материалом. Важным преимуществом бескамерных шин по сравнению с камерными является меньшая масса и нагрев при движении. Последний обусловлен отсутствием трения камеры о шину и лучшим охлаждением. Так как износ шин в значительной степени зависит от рабочей температуры, бескамерные шины долговечнее. Не рекомендуется устанавливать в бескамерные шины камеры, поскольку при накачивании камеры между шиной и камерой могут образоваться воздушные подушки, которые будут мешать отводу тепла и приведут к местному перегреву шины. К недостаткам бескамерных шин следует отнести большую сложность ремонта в пути в случае сильных повреждений, а также необходимость в высокой чистоте и гладкости закраины обода для обеспечения герметичности.

Шинные заводы выпускают пневматические шины двух основных конструкций: диагональные и радиальные (рис. 4).

Радиальная шина (шина типа R) имеет меридиональное (от борта к борту) направление нитей в слоях каркаса, а направление нитей в слоях брекера близко к окружному. В диагональной шине каркас и брекер состоят из наложенных друг на друга слоев корда, нити которых перекрещиваются под заданным углом. Угол наклона нитей в брекере посередине беговой дорожки 45 — 60°. Радиальные шины имеют технико-экономические преимущества перед диагональными шинами (повышенная долговечность, высокое сцепление с дорогой, пониженное сопротивление качению, что обусловливает сокращение расхода топлива, пониженное теплообразование и др.). Однако диагональные шины предпочтительны для некоторых условий эксплуатации, например, в условиях высоких ударных нагружений на дорогах низкого качества и в условиях бездорожья.

Пневматическая шина, являющаяся одним из наиболее важных элементов автомобиля, состоит из покрышки и камеры, расположенных на ободе колеса. Шина воспринимает вер­ тикальную нагрузку, от веса автомобиля, и все усилия, возникающие в пятне контакта ши­ ны с дорогой при ускорении, торможении и повороте автомобиля. Шина также поглощает и смягчает удары, возникающие при движении автомобиля по дороге. Во время движения автомобиля эластичная пневматическая шина в нижней части деформируется, мелкие неров­ ности дороги поглощаются за счет деформации шины, а большие вызывают плавное пере­ мещение оси колеса. Такая способность шины называется сглаживающей. Сглаживающая способность шины обусловлена упругими свойствами сжатого воздуха, которым заполне­ на шина. При деформации шины неизбежно возникают потери энергии, обусловленные внутренним трением в материале шины. Внутреннее трение повышает температуру шины, что неблагоприятно сказывается на ее долговечности. Чем больше деформация шины, тем больше затраты энергии на внутренние потери и тем большая мощность затрачивается на движение автомобиля. Свойства и работоспособность шины в значительной степени зависят от ее конструкции.

КОНСТРУКЦИЯ ШИНЫ

Современная шина имеет довольно сложную конструкцию (рис. 4.6). Основным материалом для изготовления шины служит резина и специальная ткань - корд. Если изготовить шину только из резины, то при заполнении ее воздухом, она будет значительно изменять свои раз­ меры и форму. Резина, использующаяся для производства шины, изготавливается из каучу­ ка (натурального и синтетического), к которому в процессе производства добавляются раз­ личные наполнители: сера, сажа, смолы и др.

При изготовлении пневматических шин для первых автомобилей использовался только натуральный каучук, который получали из смолы деревьев - каучуконосов. Синтетический каучук был впервые получен в нашей стране. Это изобретение принадлежит академику С. В. Лебедеву, который в 1931-1932 г. впервые в мире разработал технологию производства синтетического каучука. Для того чтобы эластичный каучук с наполнителями превратился в упругую резину, он должен пройти процесс вулканизации (соединение серы с каучуком, ко­ торое происходит при повышенной температуре). Шины вулканизируются в специальных пресс-формах, внутренняя поверхность которых соответствует наружной поверхности шины. Перед тем как шина попадает в пресс-форму, она собирается из составляющих ее элементов на специальных станках.

Покрышка конструктивно состоит из каркаса, брекера, протектора, боковины и борта. Каркас шины изготавливается из нескольких слоев прорезиненного корда, представля­

ющего собой ткань, состоящую из близко расположенных друг к другу продольных и редких поперечных нитей. Чем прочнее нити корда, тем долговечнее шина. В качестве нитей для из­ готовления корда в настоящее время применяют синтетическое волокно, стекловолокно и стальные нити (металлокорд). С увеличением слоев корда в каркасе увеличивается проч­ ность шины, но одновременно растет ее масса и увеличивается сопротивление качению.

Рис. 4.6. Конструкция пневматической шины: 1 - двухслойный протектор (красным выде­ лена мягкая резина); 2 - специальная форма бортового кольца; 3 - плечевые части, устой­ чивые к порезам; 4 - защитный бортовой слой

Борт шины имеет определенную форму, необходимую для плотной посадки ее на обод ко­ леса. Борта шины не должны растягиваться, чтобы обеспечить плотную посадку шины на ободе и предотвращать возможность соскакивания шины с обода. С этой целью внутри бортов шины вставляются разрезные или неразрезные бортовые кольца, изготовленные из нескольких слоев прочной стальной проволоки. Снаружи борта покрыты прорезиненным кордом и тонким слоем резины.

Боковина шины представляет собой нанесенный на каркас тонкий слой эластичной и проч­ ной резины. Она предохраняет шину от боковых повреждений и воздействия влаги.

Протектор шины обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас от по­ вреждений. Для его изготовления используется прочная, износостойкая резина. Внешняя часть протектора выполняется в виде четкого рисунка, под которым находится так называе­ мый, подканавочный слой. Рисунок протектора определяется типом и назначением шины.

Брекер представляет собой специальный пояс, выполненный из нескольких слоев про­ резиненного корда, который находится между каркасом и протектором. От конструкции бре- кера в значительной степени зависит форма пятна контакта шины с дорогой. Брекер предо­ храняет каркас от толчков и ударов и передает усилия различным частям шины.

Внутренняя поверхность шины покрыта тонким слоем резины. Состав применяющей­ ся для этого слоя резины может быть раз­ ным в зависимости от типа шины (камерная или бескамерная).

В камерной шине для удержания сжато­ го воздуха используется камера, которая представляет собой эластичную, воздухоне­ проницаемую оболочку в виде замкнутой трубы. Для того чтобы при монтаже шины на обод камера не образовывала складок, размеры камеры должны быть несколько меньше, чем внутренние размеры шины. Поэтому заполненная воздухом камера находится в растянутом состоянии. Для на­ качивания и выпуска воздуха камера соеди­ няется с вентилем (рис. 4.7) - специальным клапаном, форма и размеры которого зави­ сят от типа шины. При монтаже шины на обод колеса вентиль должен проходить через специальное отверстие, выполненное в этом ободе.

Бескамерные шины внешне мало отли­ чаются от камерных (рис. 4.8). Внутреннее покрытие такой шины должно быть изготов­ лено из слоя воздухонепроницаемой рези­ ны толщиной 2- 3 мм, а на наружную по­

Рис. 4.7. Вентиль камеры: 1 - стержень зо­ лотника; 2 - резьбовая головка; 3 - втулка; 4 - уплотнитель; 5 - верхняя чашечка; 6 - уп- лотнительное кольцо золотника; 7 - нижняя чашечка; 8 - корпус вентиля; 9 - пружина золотника; 10 - направляющая чашечка; 11 - обрезиненный кожух

верхность борта наносят эластичную резину, которая обеспечивает герметичность при посадке шины на обод. Вентиль бескамер­ ной шины образует герметичное соединение при установке его в отверстие обода колеса. При проколе бескамерной шины небольшим предметом этот предмет растягивает возду-

Рис. 4.8. Конструкция колеса (а) с бескамерной шиной: 1 - протектор; 2 - герметизиру­ ющий воздухонепроницаемый резиновый слой; 3 - каркас; 4 - вентиль колеса; 5 - обод; (б) колеса с камерной шиной: 1 - обод колеса; 2 - камера; 3 - шина (покрышка); 4 - вентиль

хонепроницаемый внутренний слой резины бескамерной шины и обволакивается ею. При этом воздух из бескамерной шины выходит очень медленно, в отличие от камерной, в которой камера находится в растянутом состоянии, и, следовательно, любое ее повреждение вызыва­ ет увеличение образовавшегося отверстия. Поэтому бескамерные шины более безопасны.

Ремонт небольших повреждений бескамерных шин можно производить без снятия шины с обода, герметизируя образовавшееся отверстие специальным материалом.

Важным преимуществом бескамерных шин по сравнению с камерными является мень­ шая масса и нагрев при движении. Последний обусловлен отсутствием трения камеры о ши­ ну и лучшим охлаждением. Так как износ шин в значительной степени зависит от рабочей температуры, бескамерные шины долговечнее. Не рекомендуется устанавливать в беска­ мерные шины камеры, поскольку при накачивании камеры между шиной и камерой могут образоваться воздушные подушки, которые будут мешать отводу тепла и приведут к местно­ му перегреву шины. К недостаткам бескамерных шин следует отнести большую сложность ремонта в пути в случае сильных повреждений, а также необходимость в высокой чистоте и гладкости закраины обода для обеспечения герметичности.

КЛАССИФИКАЦИЯ ШИН

Автомобильные шины различаются по назначению, габаритам, конструкции и форме профиля. По назначению автомобильные шины делят на две группы: для легковых и для грузовых автомобилей. Шины, предназначенные для легковых автомобилей, могут применяться

на грузовых автомобилях небольшой грузоподъемности и соответствующих прицепах.

Конструкция шин определяется расположением нитей корда в каркасе. Различают два конструктивных типа автомобильных шин: диагональные и радиальные (рис. 4.9).

Долгое время на автомобилях применяли только диагональные шины, пока в 1947 г. фирма Michelin не разработала радиальную конструкцию шины. В настоящее время боль­ шинство автомобилей комплектуется радиальными шинами. В каркасе диагональной шины слои корда располагают под углом к радиусу колеса. Нити соседних слоев каркаса перекре­ щиваются. В каркасе должно быть только четное число слоев корда. У радиальной шины ни-

Рис. 4.9. Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины: 1 - борта; 2 - бор­ товая проволока; 3 - каркас; 4 - брекер; 5 - боковина; 6 - протектор

Рис. 4.10. Конструктивные элементы и основные размеры шины: D - наруж­ ный диаметр; Н - высота профиля шины; В - ширина профиля шины; d - посадоч­ ный диаметр обода колеса (шины); 1 - кар­ кас; 2 - брекер; 3 - протектор; 4 - боко­ вина; 5 - борт; 6 - бортовая проволока; 7 - наполнительный шнур

ти корда в каркасе расположены по крат­ чайшему расстоянию между бортами вдоль радиуса колеса. Число слоев в каркасе мо­ жет быть нечетным.

Расположение нитей в радиальной шине обеспечивает лучшее постоянство формы пятна контакта шины с дорогой, меньшие перемещения элементов протектора и, как следствие, такие шины меньше нагреваются и изнашиваются. Этот фактор стал решаю­ щим при переходе от диагональных шин к радиальным. Кроме того, современные радиальные шины обладают меньшим сопротивлением качению и обеспечивают лучшую устойчивость и управляемость авто­ мобиля.

По форме профиля шины могут быть обычного профиля, широкопрофильные, низкопрофильные, сверхнизкопрофильные, арочные и пневмокатки. Профиль обычных шин близок к окружности (рис. 4.10). Отно­ шение высоты профиля к ширине у обычных шин составляет больше 90 %.

В целом наблюдается тенденция к умень­ шению отношения высоты профиля к его ширине (рис. 4.11).

Если шины первых автомобилей имели обычный профиль, то шины современных автомобилей, в особенности легковых, низ­ копрофильные или сверхнизкопрофильные. у которых отношение высоты профиля к ши­ рине составляет от 70 % до 60 % и меньше.

Уменьшение высоты боковых стенок ши­ ны при неизменной ширине шины, дает воз­ можность сделать колесо большего разме­ ра без увеличения общего диаметра шины. При этом увеличивается пространство для

Рис. 4.11. Изменение профиля автомобильных шин

размещения большого, а значит, и более эффективного дискового тормоза. Прицепы и полу­ прицепы современных автопоездов часто комплектуют сверхнизкопрофильными шинами, для того чтобы понизить уровень пола и увеличить полезный грузовой объем этих транспорт­ ных средств. Уменьшение высоты профиля повышает жесткость боковых стенок шины, а это обеспечивает более быструю реакцию шины на командные сигналы рулевого управления. Уменьшение деформации боковых стенок шины снижает количество выделяемого при этом тепла и обеспечивает безопасную работу при более высоких скоростях. С другой стороны, боковые стенки становятся жестче, а это приводит к ухудшению сглаживающей способности шин, а форма пятна контакта становится короче и шире. Такие шины могут отрицательно по­ влиять на управляемость автомобиля. Эти недостатки сдерживают широкое применение сверхнизкопрофильных шин для автомобилей массового производства, на которых обычно используются шины с отношением высоты к ширине профиля 60, 65, и 70 %. Встречаются легковые автомобили, оборудованные сверхнизкопрофильными шинами, у которых высота профиля составляет 30 % ее ширины.

Широкопрофильные и арочные шины устанавливают на колеса грузовых автомобилей с целью улучшения их проходимости. Одна такая шина может заменить сдвоенные шины.

Наилучшую проходимость на мягкой опорной поверхности (снег, песок, грязь) обеспечи­ вают пневмокатки, имеющие бочкообразный профиль и высокую эластичность. Отношение высоты профиля к ширине составляет 25-40 %. Пневмокатки выпускаются только беска­ мерными, работают они при очень низком давлении воздуха (порядка 0,01-0,05 МПа). Вы­ сокая упругость и низкое внутреннее давление воздуха в пневмокатках обеспечивает очень низкое удельное давление на грунт.

Главная » Колеса » Шины с металлическим кордом фкко. Конструкции пневматических шин. Противоречивая ситуация или когда качественная сталь остается невостребованной