Шина в разрезе


Строение автомобильных шин

Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.

Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.

Шины обеспечивают:

  • Сцепление с дорожным полотном;
  • Сглаживание мелких неровностей дороги;
  • Возможность движения по поверхностям с разными характеристиками;
  • Управляемость авто.

Также от этих элементов зависит шумность при движении.

Внутреннее устройство

Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.

Одна из схем шины

Эти слои имеют свое название:

  • кордовый каркас;
  • брекер;
  • протектор.

Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.

Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.

По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.

Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.

Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.

Внешнее устройство

Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:

  • бортов;
  • боковин;
  • плеч;
  • беговой дорожки.

Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.

От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.

Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.

К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.

В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.

Классификация

Существует несколько критериев, по которым делится автомобильная «резина»:

  • Способ герметизации внутреннего пространства;
  • Сезонность использования;
  • Тип протектора;
  • Сфера использования.

Все эти критерии достаточно важны и учитываются при выборе авторезины.

Метод герметизации

По способу герметизации, существующие виды автошин делятся на камерные и бескамерные.

В камерных воздух, обеспечивающий необходимое давление внутри, закачивается в специальный резиновый баллон – камеру. Основным недостатком таких колес является легкость повреждения, поскольку даже незначительный прокол камеры приведет к спусканию колеса. Но с другой стороны, изгибы обода диска при сильных ударных нагрузках не приводит к спусканию. На легковых авто камерный тип сейчас используются очень редко.

В бескамерных воздух закачивается в пространство, образованное внутренней поверхностью шины и диском. Они менее «чувствительны» к проколам и способны выдержать до 7-8 пробитий (при условии, что элемент, проколовший шину, остается в ней). Но даже незначительный изгиб обода приведет к «отслаиванию» борта и колесо стравит воздух.

Сезонность использования

По сезонности использования шины делятся на летние, зимние и всесезонные. Отличия между ними сводятся к материалу изготовления (в летних используется жесткая резина, а зимних – мягкая), форме рисунка и глубине протектора. Всесезонный вариант является промежуточным, и должных сцепных качеств не обеспечивает ни зимой, ни летом. Оптимальный период использования такой резины – ранняя весна и поздняя осень.

Тип протектора

По типу протектора виды автошин бывают дорожными, повышенной проходимости и универсальными. Первые предназначены для эксплуатации по твердой поверхности. Шинам повышенной проходимости характерны глубокий протектор и ярко выраженные грунтозацепы, обеспечивающие отличные ходовые качества авто по пересеченной местности. Универсальные колеса подходят как для движения по дороге, так и по бездорожью, но не сильному, поскольку грунтозацепы в них есть, но они не очень «мощные».

Сфера использования

По сфере использования шины бывают общего назначения и спортивные. Все виды автошин общего назначения обладают определенным соотношением высоты профиля к ширине, что обеспечивает необходимый объем для закачки воздуха.

К спортивной резине относятся низкопрофильные шины, слики и полуслики. Низкопрофильные отличаются небольшой высотой боковин. Но для обеспечения нужного объема для закачки воздуха, конструкторы увеличили ширину шин. В результате площадь контакта беговой дорожки возросла, поэтому низкопрофильные шины отличаются улучшенными сцепными качествами. Предназначены они для езды только по твердой поверхности. Благодаря наличию протектора, допускается их использование на дорогах общего назначения.

Слики – исключительно спортивные шины. Их особенность – полное отсутствие рисунка протектора, что обеспечивает максимальное пятно контакта колеса с дорогой. Они применяются только на сухих твердых покрытиях.

Полуслики отличаются от сликов наличием небольшого протектора, в центральной части беговой дорожки, по краям же на поверхности узора нет. Несмотря на имеющийся протектор, использовать такую резину на дорогах общего назначения нельзя, на них можно ездить только по автотрекам.

Самая частая проблема, связанная с шинами во время эксплуатации авто, — проколы, в результате которых воздух их колеса выходит и дальнейшая его эксплуатация невозможна.

Частично эта проблема решилась с появлением бескамерных шин. Как уже указывалось, они способны выдержать определенное количество проколов.

Технология Flat

Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.

Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.

Технология run flat

Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.

Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.

Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.

«Самолечащиеся шины»

Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.

Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.

Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.

autoleek.ru

Конструкция автомобильных шин

Типовая конструкция шин. Шина типовой конструкции состоит из покрышки, камеры и ободной ленты (рис. 27). Ободные ленты, как правило, не применяются в шинах легковых автомобилей. Основные конструктивные элементы покрышки представлены на рис. 28. При поперечном разрезе покрышки можно выделить следующие элементы .

Торцевая часть — это та часть покрышки, внешняя поверхность которой во время езды соприкасается с твердым покрытием. Состоит она из участка каркаса и беговой дорожки протектора с рисунком. Между протектором и каркасом может располагаться подушечный слой (брекер). Торцевая часть покрышки характеризуется большей толщиной и жесткостью по сравнению с боковой частью.

Сухарь (плечевая зона) — участок между торцевой и боковой частями покрышки, состоящий из каркаса и протектора, нередко вместе с рисунком, и характеризующийся уменьшающейся толщиной и жесткостью от торцевой к боковой части. К сухарю могут прилегать края подушечного слоя или опоясывающей ленты.

Боковина — участок каркаса и боковой части протектора, имеющий небольшую толщину и высокую эластичность.

Антифрикционное упрочнение покрышки — резиновый выступ на боковой части покрышки, который увеличивает ее прочность при столкновении с высоким препятствием либо при езде по глубокой колее.

Центрирующая риска протектора — риска в низу боковой части шины, которая служит для проверки правильности посадки покрышки на обод.

Борт — часть покрышки, переходящая из боковой в крепящую на обод часть покрышки. Борт состоит из проволочных колец, на которые завернуты слои каркаса. В ряде конструкций покрышек на наружную поверхность проволочных колец накладывается наполнительный шнур из твердой резины. Борт характеризуется увеличивающейся толщиной и жесткостью от боковой части покрышки к основанию и нерастяжимостью в периметрическом направлении. В борте выделяют три поверхности: носок, пятку и основание.

Каркас — часть покрышки, представляющая собой эластичную, мало растяжимую оболочку, форма которой приближается к тору с вырезом изнутри.

Рис.27. Типовая конструкция шины:

/ — камера; 2 — покрышка; 3 — ободная лента; 4 — вентиль; 5 — обод колеса

Рис. 28. Основные конструктивные элементы покрышки:

t — обод; 2 — центрирующая риска; 3 — антифрикционное упрочнение; 4 — каркас; £ — опоясывающая лента; 6 — протектор; 7 — торцевая часть; 8 — сухарь; 9 — боковина; 10 — борт

Образовавшиеся при этом кромки переходят в борт. Прочностными элементами о:новы являются слои обрезиненного корда и проволочные кольца в бортах, на которые завернуты слои каркаса.

Подушечный слой (брекер) — слои корда или резины в торцевой части и сухаре покрышки, между каркасом и протектором. Угол, под которым располагаются нити корда, приближается к углу расположения нитей в каркасе. Подушечный слой практически не влияет на поперечную форму покрышки.

Опоясывающая лента — слои корда, находящиеся в торцевой части покрышки, между каркасом и протектором. Опоясывающая лента характеризуется большой жесткостью и прочностью на растяжение. Угол расположения нитей в отдельных слоях различен, однако преобладает параллельное направление. Опоясывающая лента влияет на поперечную форму покрышки.

Рис. 29. Схема диагональной шины

Рис. 30. Диагональная шина

Протектор — слой резины, покрывающий снаружи каркас и, в отдельных случаях, подушечный слой либо опоясывающую ленту. Протектор имеет беговую дорожку, бортовые и боковые части. На беговую дорожку и борта протектора обычно нанесен рисунок. Под рисунком находится подканавочный слой резины. На боковых частях протектора расположены надписи, антифрикционные упрочнения, центрирующие риски и декоративные элементы. Рисунок протектора состоит из буртиков или зацепов, канавок и ламельных насечек.

В зависимости от строения каркаса различают: шины диагональные, не обозначаемые символом (рис. 29 и 30); шины опоясанные, обозначаемые символом В (рис. 31); шины радиальные, обозначаемые символом R (рис.- 32 и 33).

Диагональная шина — это шина, каркас покрышки которой состоит из слоев корда, нити которого расположены под углом к средней линии протектора. Нити корда соседних слоев перекрещиваются. У шины может быть подушечный слой.

Опоясанная шина — это диагональная шина с опоясывающей лентой в торцевой части.

Радиальная шина — это шина, у которой нити корда в слоях каркаса покрышки (по крайней мере, в боковой ее части) расположены радиально или почти радиально по отношению к средней линии протектора. У шин этого типа всегда имеется опоясывающая лента.

В зависимости от показателя профиля, определяющего отношение высоты поперечного разреза покрышки к ее ширине, покрышки делятся на типы, перечисленные в табл. 14.

В зависимости от максимальной скорости легкового автомобиля, для которого предназначены шины, различают классы покрышек, приведенные в табл. 15. Шины для остальных транспортных средств не делятся на классы.

В зависимости от допустимой грузоподъемности различают шины: нормальные, упрочненные, суперупрочненные.

Допустимую грузоподъемность покрышек принято обозначать числом PR (Ply Rating). Это международное обозначение условного числа слоев каркаса покрышки, которое не всегда соответствует действительному числу слоев. Служит оно исключительно для того, чтобы приблизительно показать, сколько слоев имел бы каркас данной покрышки, если бы она была выполнена из хлопкового корда.

Шины повышенной прочности для мотоциклов обозначают буквой R. В зависимости от вида рисунка протектора различают типы шин, перечисленные в табл. 16. Цифры, дополняющие буквенные обозначения рисунка протектора, например D83 или D-83, указывают на особенности конструкции рисунка,

Рис. 31. Схема опоясанной шины, Рис. 32. Схема радиальной шины, Рис. 33. Радиальная шина

Строение камеры широко известно. Она состоит из резиновой оболочки в форме кольца, обрезиненной кордной ленточки для увеличения прочности стыка оболочки, места крепления вентиля и самого вентиля. Разрез типичного вентиля представлен на рис. 34.

На обод колеса помещается ободная лента (рис. 35), соединенная при вулканизации в бесконечное кольцо. Ободная лента предназначена для отделения камеры от шероховатой поверхности обода.

Бескамерные шины. В бескамерных шинах (Tubeless) покрышка выполняет дополнительную функцию камеры; ободная лента в этом случае не применяется (рис. 36).

Таблица 14

Типы покрышек

Тип покрышек

Ориентировочный показатель профиля

Баллонные

1,05

Супербаллонные

0,95

Низкопрофильные

0,88

Супернизкопро-фильные

0,82

Ультранизкопро-фильные

0,78

Серии 70

0,70

Серии 60

0,60

Внешним видом, принципиальным конструкторским решением и основными размерами бескамерная шина не отличается от типовой конструкции, за исключением внутренней поверхности и борта, покрытых слоем вязкой резины толщиной 2—3,5 мм, которая обеспечивает необходимую газонепроницаемость системы шина—обод колеса. Кроме того, этот слой резины служит для плотного облегания предметов, например гвоздей, воткнувшихся в шину, и немедленной заделки повреждений, которые могут возникнуть в процессе езды. Ввиду отсутствия камеры вентиль для накачки шины воздухом прикреплен при помощи плотных резиновых подкладок непосредственно к стенке обода.

Таблица 15

Классы покрышек

Класс покрышек легкового автомобиля

Обозначение

Посадочный диаметр покрышки, дюйм

Максимальная скорость, км/ч (м/с),

диагональной

опоясанной

радиальной

Стандартные

10 12

13 и больше

120 (33) 135 (37) 150 (42)

160 (44)

Быстрые

S

10 12

13 и больше

150 (42) 160 (44) 175 (49)

180 (50)

180 (50)

Очень быстрые

н

10 12

13 и больше

175 (49) 185 (51) 200 (55)

210 (58)

210(58)

Ультрабыстрые

V

10 12

13 и больше

Более 175 (49) 185 (51)

200 (55)

Более 210 (58)

Более 210 (58)

Типы шин

Средняя линия протектора — линия, возникающая в результате пересечения плоскости симметрии, перпендикулярной оси вращения шины, с внешней поверхностью торцевой части шины.

Таблица 16 ТИПЫ ШИН

Рис. 35. Ободная лента

Основные размеры покрышек

Размеры покрышек (рис. 37) изменяются под влиянием внешних сил, внутреннего давления и времени эксплуатации. Во избежание недоразумений эти размеры точно определены (рис. 38). Все ниже перечисленные понятия относятся к шинам, смонтированным на рекомендованных ободах и накачанных до давления, отвечающего максимальной грузоподъемности.

Наружный диаметр покрышки — отрезок линии, проходящей через центр шины и соединяющей две точки, расположенные на средней линии протектора.

Эксплуатационный диаметр покрышки — наружный диаметр покрышки, увеличенный вследствие долговременной эксплуатации и возникших в ней необратимых изменений.

Посадочный диаметр покрышки — номинальный диаметр обода, предназначенного для конкретной покрышки.

Высота профиля покрышки — половина разности между наружным и посадочным диаметрами покрышки.

Ширина профиля покрышки — наибольшее расстояние между внешними боковыми частями новой покрышки без выступов, таких как надписи, антифрикционные упрочнения или декоративные элементы.

Наружная ширина профиля покрышки — это ее ширина с учетом выступов, таких как надписи, упрочнения антифрикционные и декоративные элементы.

Рис. 38. Наименования основных размеров покрышки

Рис. 37. Основные размеры покрышки

Эксплуатационная ширина профиля покрышки — это наружная ее ширина, увеличенная вследствие долговременной эксплуатации, а также возникающих в ней необратимых изменений.

Номинальная ширинапрофиля покрышки — приблизительная ее ширина, приводимая в обозначении размера покрышки.

Ширина профиля покрышки в месте прогиба — это ее ширина при номинальном давлении и нагрузке в самом широком месте под осью колеса.

Статический радиус покрышки — расстояние от оси вращения нагруженного колеса при отсутствии движения до плоскости дороги, причем колесо должно быть расположено перпендикулярно к плоскости дороги и находиться исключительно под воздействием нагрузки, равной максимальной грузоподъемности шины и перпендикулярной поверхности дороги.

Динамический радиус покрышки — расстояние от оси движущегося колеса до линии действия касательной, перпендикулярной реакции поверхности дороги (при твердой поверхности — расстояние от оси колеса до поверхности). При этом имеется в виду, что колесо находится под действием вращающего момента и вертикальной нагрузки, равной максимальной грузоподъемности шины.

vaz-sputnik.ru

Устройство шин и колес легковых автомобилей

Категория:

   Автомобильные шины

-

Устройство шин и колес легковых автомобилей

К современным шинам, работающим на высоких скоростях движения, предъявляют ряд требований по обеспечению надежной и безопасной работы автомобиля, его высокой комфортабельности и экономичности. Шины должны длительное время надежно работать в различных условиях эксплуатации, обеспечивать высокие сцепные качества с опорной поверхностью, а также хорошую устойчивость и управляемость автомобиля. Комфортабельность езды обусловливается оптимальными жестко-стными параметрами и амортизационной способностью шин, а также бесшумностью при качении. Экономичность шин определяется сопротивлением качению, долговечностью, грузоподъемностью, массой и стоимостью изготовления.

Степень совершенства конструкции шины оценивают довольно большим числом ее параметров и характеристик.

ГОСТ 17697—72 определяет упругие свойства шины— коэффициенты нормальной, боковой, крутильной и угловой жесткости, коэффициенты тангенциальной эластичности и сопротивления боковому уводу. К статическим характеристикам шины относят ряд параметров, характеризующих ее геометрические и весовые данные.

-

Важнейшие характеристики шин-—показатели коэффициентов сцепления и сопротивления качению. Немаловажное значение имеют характер распределения нормальных и касательных напряжений в плоскости контакта шины с дорогой, величина дисбаланса и степень неоднородности шин. Существует еще ряд характеристик, отражающих те или иные свойства шины: величина критической скорости, показатели температурного состояния шины и ее износостойкости и др.

Однако шины высокого качества полностью проявят заложенные в них работоспособность и свойства лишь при правильной эксплуатации, для чего необходимо знание специфики их работы.

По конструктивному исполнению каркаса шины различают диагональные и радиальные. Все шины легковых автомобилей в зависимости от отношения высоты профиля Я к ширине профиля В (рис. 1) разделяются на две группы: низкопрофильные с Н : В ^ 0,88 и сверхнизко-профильные с 0,82. Радиальные шины второй группы дополнительно представлены серией 70 с Н ^ 0,70 и серией 60 с Н : В ^ 0,60.

1. Шины с диагональным расположением нитей корда в каркасе

Современная шина представляет собой резинокорд-ную оболочку довольно сложной конструкции. Камерная шина легковых автомобилей состоит из покрышки и камеры. Бескамерная шина состоит из одной покрышки. Укоренилось понятие шины, тождественное с понятием покрышка, поэтому при описании рабочих процессов и конструктивных особенностей, связанных с автомобильным колесом, как правило, применяют термин «шина».

Покрышка имеет следующие основные части: каркас, подушечный слой, протектор, боковины и борта.

Рис. 1. Обозначение размеров шины

Рис. 2. Покрышка с диагональным расположением нитей корда в каркасе: 1 — протектор; 2 — слой каркаса; 3 — слои брекера; а — угол наклона нитей корда

Каркас — основная часть покрышки, составляющая е силовую основу. Он воспринимает усилия от давления воздуха при накачивании и передает нагрузки, действующие на ШИНУ с0 СТ0Р0НЫ дороги, на колесо. Каркас состоит из нескольких, наложенных друг на друга, слоев прорезиненного корда и резиновых прослоек. Материалами кордных нитей служат хлопок, вискоза, капрон, нейлон, стальная проволока, стекловолокно и др.

В покрышках с диагональным расположением нитей корда в каркасе (называемых также просто диагональными или обычными шинами) нити корда в слоях каркаса (рис. 2) идут от борта к борту по диагонали, т. е. находятся в плоскости, которая составляет определенный угол а с поперечной (меридиональной) плоскостью, проходящей через ось вращения колеса.

Нити смежных слоев каркаса диагональной покрышки перекрещиваются друг с другом, образуя ромбическую сетку. Изменение формы профиля шины при накачивании ее воздухом происходит в основном при небольшом давлении воздуха (~0,5 кгс/см2). Дальнейшее повышение давления незначительно сказывается на изменении конфигурации профиля. Это объясняется тем, что вначале нагрузка от внутреннего давления воздуха воспринимается резиной каркаса, что влечет за собой существенные деформации. В получившейся под действием внутреннего давления воздуха равновесной конфигурации каркаса вся нагрузка воспринимается нитями корда.

Форма профиля накачанной шины зависит от длины нити корда в покрышке от борта к борту, от угла между нитями корда и ширины обода.

Брекер покрышки представляет собой резиновые или резино-кордные слои, расположенные между каркасом и протектором. Брекер нужен для усиления каркаса и улучшения связи между каркасом и протектором. Он смягчает воздействие ударных нагрузок на каркас покрышки и более равномерно распределяет по его поверхности действующие со стороны дороги усилия.

Протектором называют толстый слой резины, расположенный с внешней стороны по беговой части покрышки. Назначение протектора состоит в том, чтобы обеспечивать покрышке износостойкость, хорошее сцепление с дорогой, ослаблять воздействие ударных нагрузок на каркас, снижать колебания, предохранять каркас и камеру от механических повреждений. Протектор имеет рельефный рисунок, глубина и форма которого обусловливаются многими конструктивными и эксплуатационными факторами. От рисунка протектора зависит сцепление шины с дорогой, сопротивление истиранию и сопротивление качению, отвод влаги из плоскости контакта и отвод тепла от каркаса, бесшумность при движении автомобиля, давление на каркас и дорогу.

Боковинами называют резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений. На боковинах наносят размер покрышки, ее номер, дату изготовления и другие обозначения. Бортами называют жесткие части покрышки, служащие для крепления ее на ободе колеса.

Диагональные камерные шины самые распространенные. Их конструкция хорошо отработана, они достаточно надежные и обеспечивают высокие эксплуатационные свойства автомобиля.

Основной недостаток камерной шины — она не обеспечивает безопасной езды, особенно на высоких скоростях, при проколах и повреждениях, когда резко снижается давление воздуха. Быстрое и внезапное падение давление воздуха в шине приводит к резкому ухудшению характеристик ее работы, в том числе уменьшению радиуса качения и сопротивления боковому уводу, в результате чего автомобиль изменяет направление движения.

Рис. 3. Бескамерная шина: 1 — борт; 2 — протектор; 3 — брекер; 4 — каркас; 5 — герметизирующий слой; 6 — вентиль; 7 — обод

Бескамерная шина в отличие от обычной покрышки имеет на внутренней поверхности герметизирующий слдй (рис. 3), уплотнительные бортовые ленты, несколько меньший посадочный диаметр, специальную форму и конструкцию борта, обеспечивающие более плотную посадку шины на обод колеса. Бескамерные шины монтируют на специальные герметические колеса. Вентиль крепится герметично непосредственно в ободе колеса. Бескамерная шина более безопасна при повреждениях, что особенно важно при высоких скоростях движения. В результате повреждения давление воздуха в камерной шине резко падает и возникает опасная ситуация. В бескамерной шине при проколе воздух может выходить только через небольшое образовавшееся отверстие, которое стягивается герметизирующим слоем, вследствие чего происходит постепенное и медленное снижение давления воздуха.

Бескамерные шины меньше греются при эксплуатации. Однако из-за увеличенного натяга бортов на полках обода более сложен демонтаж шин и поэтому рекомендуется применять специальное оборудование. Для надежного монтажа шин на обод необходима определенная скорость накачки, что затрудняет использование ручного насоса.

К колесам бескамерных шин предъявляются более высокие требования, чем к камерным. Колеса бескамерных шин должны иметь лучшую герметичность и большую жесткость, а закраины — лучше противостоять воздействию внешних сил.

2. Шины с радиальным расположением нитей корда в каркасе (шины Р)

Основное отличие покрышек с радиальным расположением нитей корда в каркасе (радиальные шины, называемые водителями также «мягкими») от диагональных состоит в конструкции слоев каркаса (рис. 4). Нити корда в слоях каркаса в радиальных покрышках идут от борта к борту по радиусу профиля, т. е. располагаются в поперечной (меридиональной) плоскости, проходящей через ось вращения. Поэтому кордные нити соседних слоев не перекрещиваются, как в диагональных покрышках, а число слоев в каркасе может быть четным и и нечетным. Такое расположение нитей улучшает условия их работы. Число каркасных слоев в радиальных покрышках значительно меньше, чем в диагональных, кроме того, радиальные покрышки имеют очень жесткий брекерный пояс, состоящий из нескольких слоев, нити в которых расположены под углом 70—85° к поперечной (меридиональной) плоскости сечения.

Брекерный пояс ограничивает возможность каркаса увеличивать свой наружный диаметр при накачивании шины воздухом и тем самым воспринимает на себя нагрузку. В зависимости от диаметра и ширины брекерного пояса изменяется конфигурация профиля шины и отношение между величиной нагрузки, воспринимаемой поясом и каркасом.

Такое сочетание конструкции каркаса и брекера, когда радиально расположенные нити корда в каркасе являются как бы

диагоналями ромбов, образованных нитями корда бре-кера, делает коронную часть шины (в зоне беговой поверхности) как бы нерастяжимой гибкой лентой. Это означает, что при качении она ведет себя подобно тракторной гусенице. При этом смещение элементов протектора относительно опорной поверхности существенно Меньше, чем у шин диагональной конструкции. Особенно это сказывается на выходе элементов протектора из зоны контакта при передаче колесом тяговой, тррмозной и боковой сил. Следовательно, трение в контакте радиальных шин меньше, а износостойкость выше.

Боковины радиальных шин имеют более толстый слой качественной резины, который необходим для улучшения связи радиально расположенных нитей каркаса в окружном направлении и предохранения их от механических повреждений. Бортовая часть радиальных покрышек работает в более тяжелых условиях, чем у обычных шин, поэтому бортовые кольца делают более прочными, а борта более жесткими.

Рис. 4. Покрышка с радиаль 1 — протектор; 2 — слои каркаса; 3 — слои брекера

3. Камеры и вентили

Камера представляет собой кольцевую трубу, изготовленную из высокоэластичной резины с низкой газопроницаемостью и снабженную вентилем. Поскольку резина камеры не является абсолютно непроницаемой, то воздух , находящийся под давлением, постепенно проникает (диффундирует) через ее стенки наружу, в результате чего давление воздуха понижается.

Размеры камеры несколько меньше внутренней полости покрышки, поэтому растягивание камеры при накачивании ее воздухом препятствует образованию складок.

Вентиль камер представляет собой воздушный клапан, служащий для пропуска воздуха внутрь камеры при накачивании и предотвращения выхода его наружу.

Для камер легковых шин применяют в основном ре-зинометаллические вентили (рис. 5). Вентиль состоит из резинового основания и металлического корпуса. Резиновым основанием вентиль привулканизируется к камере. В корпус вентиля ввертывается золотник Сп В5-33 или Сп В5-20. Герметичность вентиля определяется плотностью прилегания резиновой конусной манжеты золотника к соответствующей конусной поверхности в золотниковой камере корпуса.

Рис. 5. Вентиль ЛК с обрезиненным корпусом для камер легковых шин: а — вентиль в сборе; б — золотник Сп В5-20; в — золотник Сп B5-33; 1 — резиновое основание; 2 — корпус вентиля; 3 — золотник; 4 — колпачок-ключик; 5 —резиновая манжета; 6 — чашечка

Для предохранения золотника от попадания влаги и грязи на вентиль навертывают колпачок-ключик (Сп В8), служащий также для ввертывания и вывертывания золотника из вентиля.

Для подачи воздуха в камеру необходимо нажать на верхний конец стержня золотника, что обеспечивается устройством в головке шланга насоса. Сжатый воздух, поступающий из насоса, отжимает вниз чашечку и поступает в камеру.

4. Колеса

Колеса легковых автомобилей однотипны по конструкции и представляют собой неразъемное соединение обода с диском. В средней части обода имеется кольцевое углубление, повышающее жесткость обода и облегчающее монтаж и демонтаж шин. Колеса предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным покрытием и при высоких скоростях движения, поэтому биение колес ограничивается 1,2 мм, а биение ширины профиля ±1,5 мм. При монтаже шин их борта устанавливают на конические полки обода. Для камерных и бескамерных шин наклон конических посадочных полок обода составляет 5°±Г. Величина натяга бортов камерных шин на конических полках обода составляет 0,75— I 0 мм на диаметр, а величина натяга бортов бескамерных шин 1,2— 1,5мм.

Рис. 6. Колесо легкового автомобиля (а) и профиль полки обода (б) для бескамерной шины: 1 — обод; 2 — диск; 3 — ребра жесткости; 4 — выступ для крепления декоративного колпака; 5 — выступ-хамп

Для повышения надежности закрепления борта бескамерной шины на конической полке обода делают специальный кольцевой выступ-хамп (рис. 6), который способствует удержанию борта шины от срыва с полки обода при воздействии на колесо больших боковых сил.

Крепежные отверстия дисков колес легковых автомобилей имеют конические фаски (60°). Они нужны для центровки и предотвращения самоотвертывания крепежных гаек.

Колеса обозначают основными размерами (в миллиметрах или дюймах) обода — шириной между закраинами внутри обода и диаметром посадочных полок (ГОСТ 10408-74). После первого размера ставится буква латинского или русского алфавита, характеризующая комплекс размеров бортовой закраины обода. Например, колеса автомобилей ВАЗ-2101 имеют обозначение 114-330.

Если колесо обозначено одной группой цифр, то они определяют первый размер, т. е. его ширину по посадочным полкам.

5. Маркировка и обозначение шин

Размеры шин принято обозначать двумя числами, первое из которых указывает ширину профиля В, а второе — посадочный диаметр d шины. В соответствии с ГОСТ 20993-75 диагональные низкопрофильные шины имеют дюймовое обозначение, диагональные и радиальные сверхнизкопрофильные шины имеют смешанное обозначение — в дюймах и миллиметрах. На боковинах покрышки наносится сокращенное обозначение завода-изготовителя (Вл. — Волжский,’ В — Воронежский, Е — Ереванский, Л — Ленинградский, М — Московский, Я — Ярославский и др.), дата выпуска шины (месяц и год выпуска), а также серийный номер.

Шины с радиальным расположением нитей корда в каркасе обозначаются буквой R, например 165R13. На шинах могут быть и другие дополнительные маркировки или обозначения, например: «бескамерная»; для шин, предназначенных для ошиповки, буква Ш; балансировочная метка (светлый кружок), обозначающая самую легкую часть покрышки.

В зависимости от скорости движения автомобиля шины подразделяются на скоростные категории с соответствующей маркировкой.

Заводы-изготовители гарантируют пробег шин в пределах норм, указанных в ГОСТе или технических условиях, на шины легковых автомобилей в течение 5 лет с момента их изготовления до восстановительного ремонта, включая в этот срок и время складского хранения. По ГОСТ 4754-74 для диагональных шин гарантийный пробег составляет 33 тыс. км, для шин размером 6,15—13— 27 тыс. км, для шин размером 5,20—13—24 тыс. км.

Для радиальных шин гарантийный пробег равен 40 тыс. км, а для шин с зимним рисунком протектора нормы гарантийного пробега снижаются на 10%.

Указанные гарантии завод обеспечивает при условии, что эксплуатация и хранение шин соответствуют «Правилам эксплуатации автомобильных шин», утвержденным Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР.

Реклама:
Читать далее: Эксплуатация шин

Категория: - Автомобильные шины

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Конструкция шины

Ни одно из изобретений, сделанных людьми, не способствовало такому технологическому прорыву, как изобретение колеса. Оно позволило строить транспортные средства, на которых можно было, с относительным комфортом, передвигаться и перевозить грузы. Но сама покрышка, в том виде, в котором мы ее видим сегодня, появилась не сразу. Прошло немало времени пока деревянное колесо превратилось в высокотехнологичную покрышку. Для этого потребовалось изобрести вулканизацию каучука, решить проблему с пневматической шиной и, уже потом говорить об эластичном колесе. Таким колесом сегодня оснащены все виды транспортных средств, начиная от велосипеда и заканчивая большегрузными подъемными машинами. Не обходиться без такого колеса и современная авиация.

Если взглянуть в прошлое, в историю, то становится понятным, что основной целью этого изобретения было желание предохранить транспортное средство от ухабов и неровностей при движении. Ведь отсутствие в 19-ом веке современного дорожного покрытия и амортизаторов, делало путешествие опасным для здоровья занятием. Поэтому такое изобретение изменило сам взгляд на транспортировку людей и грузов, сократило расстояния и сделало человечество более коммуникабельным. С тех пор основная идея не претерпела принципиальных изменений, но, в зависимости от условий использования, покрышки имеют некоторые характерные особенности. Что позволяет говорить об их разнообразии.

Единым для всех покрышек является принцип действия, когда оболочка торообразной формы вращается вокруг оси. Состоит она из нескольких слоев кордовых тканей, покрытых резиной по специальной технологии. Чтобы избежать деформации, эти слои защищены. Фронтальная часть защищена протектором, а сбоку всю конструкцию от ударов предохраняет боковина. Проблема крепления покрышки на обод, или, по сегодняшней терминологии, на диск, решена наличием на нижней кромке бортов. Борты жесткие, не растягиваются и не поддаются деформации, благодаря наличию внутри проволочных колец. Внутренняя поверхность шины герметична, именно благодаря этому существует возможность создать внутри покрышки давление более высокое, чем атмосферное. Ведь такая разность давления, это принцип работы эластичной, пневматической покрышки. Наполняется внутренняя часть под давлением, обычно, воздухом, но сегодня популярно наполнение газом, в частности азотом. Кстати, само слово пневматическая шина означает воздушная.

Сегодня распространены два вида шин- камерная и бескамерная.

Рис.1 Конструкция камерной шины: 1 - обод; 2 - ездовая камера; 3 - покрышка; 4 - вентиль.

Рис.2 Конструкция бескамерной шины: 1 - протекртор; 2 - слой герметизации; 3 - каркас; 4 - вентиль 5 - обод.

Вся современная классификация шин основывается на расположении слоев кордовой ткани. При первом варианте эти слои охватывают всю шину и заворачиваются на бортовые кольца, образуя каркас. Другой тип представляет собой расположение слоев (брекеров), непосредственно, под протектором, то есть в месте основного контакта с дорожным покрытием. Исходя из этого, можно сказать, что все производимые сегодня покрышки делятся на два основных типа: диагональные и вертикальные. Причем большей популярностью пользуются именно радиальные шины.

Рис. 3 Конструкция обеих типов шин (а) диагональной, (б) радиальной: 1 - борт; 2 - кольцо борта; 3 - каркас; 4 – брекер; 5 - боковая стенка; 6 - протектор.

Основой конструкции диагональных шин является такое взаимное расположение слоев каркаса и брекера, когда они перекрещиваются друг с другом под заданным углом, составляющим от 45 до 60 градусов, относительно линии вращения колеса. В то время как этот угол в радиальных шинах составляет 90 градусов.

На следующем рисунке наглядно показаны основные элементы и их размеры в поперечном сечении.

Рис.4. Элементы конструкции шин и их размеры:1 - каркас; 2 - брекер; 3 - протектор; 4 - боковина; 5- борт; 6 - кольцо борта; 7 - шнур наполнительный.

Где D - диаметр наружный, H - высота профиля, B - ширина профиля, d - диаметр обода покрышки.

Часто применяемое название покрышка, подразумевает резинокордную оболочку, торообразной формы пневматической шины, на которую ложиться основная нагрузка от соприкосновения с дорожным покрытием. Нередко встречающиеся названия покрышки, скат, резина, баллон, являются неприемлимыми и малограмотными.

Применяемая камера, в камерном варианте шины, с вентилем служит для держания постоянного давления воздуха внутри конструкции.

Под термином каркас покрышки, понимают обрезиненный корд, крепящийся к боковому кольцу, который принимает на себя все усилия, возникающие при движении по дороге.

Понятие брекер включает в себя ту часть покрышки, которая расположена меду протектором и каркасом и состоит из перемежающихся слоев корда и резины.

Протектор – это часть покрышки, которая расположена непосредственно в месте соприкосновения с дорожным покрытием, она довольно массивная и призвана защитить каркас и брекер от ударов. Для лучшего сцепления с дорогой на протекторе находится рисунок.

Плечевая зона на протекторе - это зона между беговой дорожкой и боковиной она служит для защиты боковой зоны от повреждений.

Под термином борт подразумевают деталь конструкции покрышки при помощи, которой происходит фиксация на диске. Эта часть жесткая, с наличием внутри железных колец из витой, стальной проволоки.

Боковая стенка, расположена между бортом и плечевой зоной протектора, состоит из нескольких слоев каркаса. Снаружи эта часть конструкции защищена боковиной.

Вентиль, вне зависимости от того расположен ли он в камере или, является частью бескамерной резины, представляет собой клапан, через который внутрь закачивается воздух или наоборот служит для его стравливания.

Наружный диаметр шины, обозначенный буквой D, это высота той наружной окружности, которая непосредственно соприкасается с дорогой.

Посадочный диаметр d – это линия пересечения основания борта с его наружной поверхностью.

Высота профиля, обозначенная буквой H – это половина разности наружного и посадочного диаметров.

Ширина профиля, которую принято обозначать буквой B, это расстояние между боковинами, а точнее, их наружными частями. Без учета выступов, надписей и другой маркировки, нанесенной на боковину шины.

Сегодня предусматривается классификация шин и по такому параметру, как соотношение высоты и ширины профиля в процентах. Это характеристика данной продукции по профилю сечения.

Предлагаемые обозначения это минимальные знания необходимые владельцам собственного транспорта. Но не стоит забывать, что шина не является самостоятельной технической единицей и ее можно рассматривать лишь, как составную часть какого-нибудь транспортного средства. Безусловно, важную его часть, от которой зависит безопасность эксплуатации этого транспортного средства и комфорт, находящихся в нем пассажиров. Непосредственное влияние правильный выбор покрышек может оказать на такие показатели, как проходимость, плавность хода, экономичность транспортного средства. Немаловажен и уровень шума в салоне, который не в последнюю очередь зависит от выбора шин.

Сегодня на наших дорогах преобладает транспорт иностранного производства, а во многих случаях и отечественные автомобили используют в экипировке шины иностранных производителей. Отечественные заводы, специализирующиеся на производстве покрышек, в последнее время также стали производить качественную, продукцию, способную удовлетворить любого покупателя. По этой причине очень важно ориентироваться во всем этом изобилии. Знание тонкостей продаваемой продукции позволит сделать правильный выбор. Сэкономить деньги и одновременно приобрести качественный товар, значительно повышающий безопасность на дороге.

При покупке шин, в первую очередь, надо определиться с их категорией, то есть, на какой автомобиль или прицеп приобретается товар. Не менее важно определиться с сезоном, во время которого эти покрышки будут использоваться. Также важно знать какой формы профиль необходимо приобрести. Имеется в виду соотношение параметров Н/В, которое позволяет выбрать резину низкопрофильную, широкопрофильную или даже сверхнизкопрофильную.

К тому же шины могут быть камерные и бескамерные. Зная все эти параметры без труда можно выбрать именно ту продукцию, которая идеально подходит к конкретному транспортному средству.

autodr.ru


Смотрите также