Устройство шины автомобиля – устройство и виды, износ шин и его причины

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

Автомобильные шины устройство и маркировка

Протектор — это массивный слой высокопрочной резины, соприкасающийся с дорогой. По наружной поверхности он имеет рельефный рисунок в виде выступов и канавок между ними. Протектор определяет износостойкость шины, качество сцепления колеса с дорогой, а также уровень шума и вибраций. Протектор определяет приспособленность шины для работы в различных дорожных условиях. По типу рисунка протектора шины делятся на четыре основные группы:

летние (дорожные),зимние (шипованные и фрикционные) всесезонные (универсальные),  и карьерные (повышенной проходимости).

Шины бывают:
      зимние, всесезонные и карьерные. Шины для различных условий отличаются рисунком протектора, химическим составом резины, конструкцией и другими элементами. На зимних шинах не стоит ездить летом. Они работают при температурах меньших +9° С, а после этого становятся мягкими, как пластилин, быстро изнашиваются и не «держат» дорогу. Летние шины зимой «дубеют» и скользят, как пластмасса.
       камерные и бескамерные. Камерные шины состоят из покрышки и камеры с вентилем.  Бескамерные шины имеют воздухонепроницаемый резиновый слой (вместо камеры). Герметичность в них достигается плотной посадкой покрышки на обод. Вентиль для нагнетания воздуха в шину размещается и герметизируется в отверстии обода колеса.
Будьте внимательны! Не рекомендуется установка камер в шины бескамерной конструкции. Это приводит не только к существенному изменению поведения шины на дороге, но и к опасности перегрева и разрушения шины при движении с высокой скоростью.

Маркировка шин:

                        Самый важный параметр шины — это ее размер.
Например, на шине такая маркировка: 195/65/R15 91T.
195 — ширина шины в мм от бока до бока.
65 — высота профиля (серия шины). Высота от диска до дорожки в % от ширины.
R — конструкция: как расположены слои нитей корда в каркасе шины. «R» — шина с радиальным кордом, «B» — шина с опоясывающим кордом, «D» — диагональное расположение нитей корда.
15 — радиус диска, на который шину нужно устанавливать (в дюймах).
Два последних параметра — это индексы нагрузки и скорости.
91 — индекс нагрузки на одно колесо.
Т — индекс скорости, определяющий скорость, на которой машина может долговременно двигаться с полной загрузкой.
                        Дополнительные обозначения, применяемые производителями шин
M&S ( Mud + Snow — грязь плюс снег). Это означает, что данные шины специально сконструированы как зимние или всесезонные.
All Season — всесезонная шина, предназначенная для круглогодичного использования.
Rotation — направленная шина, направление вращения которой указано дополнительной стрелкой на боковине шины.
Outside и Inside (или Side Facing Out и Side Facing Inwards) — ассиметричные шины, при установке которых нужно строго соблюдать правило установки шины на диск. Надпись Outside (наружная сторона) должна быть с наружной стороны автомобиля, а Inside (внутренняя сторона) — с внутренней.
Left или Right — означает, что шины этой модели бывают левые и правые. При их установке нужно строго соблюдать правило установки шины на автомобиль, левые только слева, а правые, соответственно, только справа.
Tubeless — бескамерная шина. Если этой надписи нет, то шина может использоваться только с камерой.
Tube Type — шина должна эксплуатироваться с камерой.
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.

Система условной классификации качества шин
Помимо описанных выше характеристик, на боковину шины могут быть нанесены условные показатели качества шин, относящиеся к так называемой Системе условной классификации качества шин.

Показатель износа
Показатель износа является важнейшей характеристикой, показывающей, как долго шина останется работоспособной. Протектор каждой шины подвержен износу и очень важно не пропустить тот момент, когда он достиг критического уровня и шина уже не может обеспечить должное сцепление с дорожным покрытием.
Каждая новая модель шины проходит тестирование по официально установленной методике, и ей присваивается показатель износа протектора, который теоретически соответствует продолжительности «жизни» шины. ВАЖНО ПОМНИТЬ, что 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 схода-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.

Показатель сцепления
Показатель сцепления определяет тормозные свойства шины. Они измеряются путем тестирования при прямолинейном движении на мокрой поверхности. Для обозначения показателя сцепления используются буквы от «А» до «С», при этом «А» соответствует максимальному его значению.

Температурная характеристика
Температурная характеристика показывает способность шины выдерживать температурный режим, который позволяет сохранять характеристики шин, заложенные заводом-изготовителем, в зависимости от климатических условий эксплуатации. Этот показатель является одним из важных вследствие того, что шины, изготовленные из резины и других материалов, меняют свойства под воздействием высоких температур. В случае с температурной характеристикой также используют буквенный индекс от «Л» до «С», где «А» соответствует максимальному сопротивлению к нагреву. Поэтому, зимние шины, как правило, мягче летних и не «дубеют» с понижением температуры, летом же они, наоборот, начинают «таять». Рисунок протектора зимних шин намного грубее, со множеством специальных углублений — ламелей, на боковине обычно имеется маркировка M+S (Mud + Snow) — грязь и снег и/или Winter — зима. Таким образом, на данный момент разделение шин на летние и зимние носит ярко выраженный характер. Хотя некоторые производители применяют технологии выпуска шин, пригодных для любых климатических условий, но такие шины пока далеки от совершенства.

Маркировка DOT
Маркировка DOT является чем-то вроде «отпечатка пальцев» шины. Ее наличие говорит о том, что данная шина соответствует нормам безопасности шин Транспортного Департамента США (Department of Transportation) и допущена к эксплуатации. DOT — это Американская система сертификации. На покрышках, поставляемых на российский рынок, чаще всего встречается метка Е, которая свидетельствует о соответствии европейским стандартам. Такие метки могут встречаться как вместе, так и по отдельности, все зависит от страны-изготовителя. Для примера рассмотрим следующую маркировку: DOT M5h4 459Х 064. Первые буквы и цифры, следующие за аббревиатурой DOT, служат для обозначения фирмы-производителя и заводского кода. Третья, четвертая и пятая буквы, 59Х, обозначают код типоразмера, которым по выбору специфицируют шины их производители для указания их размера и некоторых характеристик. Последние три цифры указывают на дату изготовления: первые две относятся к неделе, а последняя к году производства. Так, 064 значит, что шина была изготовлена в шестую неделю 1994 года. Все шины должны соответствовать как международным, так и российским стандартам.

Индекс давления
Уровень внутреннего давления в шине оказывает влияние на эксплуатационные характеристики Вашего автомобиля. Даже самые качественные шины не справятся со своей задачей, если будут работать при неправильно установленном давлении. Его точное значение зависит от типа автомобиля и, в определенной степени, от выбора водителя. Рекомендованное для данного типа автомобиля давление обычно указано в наклейке на торцевой части двери или стойки салона, или на внутренней поверхности перчаточного ящика и крышки топливного бака.

Таблица индексов скорости

Индекс максимально допустимой скорости — это допустимый предел скоростного режима, при котором допускается эксплуатация шины. Наносится на боковину покрышки в виде буквенного обозначения латинским шрифтом.

 

Максимальная нагрузка, максимальное внутреннее давление
Для легковых шин обозначения максимальной нагрузки и максимального давления определяют максимальный вес, который можно перевозить при максимальном внутреннем давлении в шине. Для шин малых коммерческих автомобилей показатели максимальной нагрузки и давления прямо пропорциональны.

Таблица индексов нагрузки

Индекс допустимой нагрузки (или индекс грузоподъемности). LI — индекс нагрузки, Kg — нагрузка в килограммах

Камерные (имеет маркировку Tube Type)
Камерные состоят из покрышки и камеры с вентилем. Вентиль (в простонародье — сосок) позволяет нагнетать воздух в шину и препятствует его выходу наружу.

1. обод диска
2.  камера
3. покрышка
4. вентиль камеры

Бескамерные (имеет маркировку tubeless)
Отличаются наличием воздухонепроницаемого резинового слоя, наносимого под первый слой каркаса (вместо камеры). Герметичность в них достигается плотной посадкой покрышки на обод. Вентиль для нагнетания воздуха в шину размещается и герметизируется в отверстии обода колеса.

1. протектор
2. герметизирующий слой
3. каркас
4. вентиль колеса
5. обод диска

 

 

Будьте внимательны! Не рекомендуется установка камер в шины бескамерной конструкции. Это приводит не только к существенному изменению поведения шины на дороге, но и к опасности перегрева и разрушения шины при движении с высокой скоростью.

    Диагональные
В брекере диагональных шин нити корда в смежных слоях пересекаются друг с другом под углом от 45 до 60 град. Конструкция диагональных шин устарела, но их продолжают выпускать в небольших количествах . У таких шин есть свои преимущества — у них прочнее боковина.

 

   Радиальные
В обозначении радиальных шин на боковине покрышки имеется символ R. В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей, нити лежат параллельно друг другу от борта к борту по всей окружности шины. В брекере радиальных шин нити корда не пересекаются друг с другом.

auto-master.su

Устройство автомобильной шины — покрышки автошины

 

Современные шины работают при высокой скорости движения. Поэтому, современные требования к безопасности авто предписывают определенные требования, обеспечивающие надежную и безопасную работу автомобиля. Так же, его высокую комфортабельность и экономичность.

Что характеризует надежность шины

Ниже представлены важные характеристики автошин:

Благодаря этим коэффициентам шины обеспечивают хороший контакт с дорогой, а также управляемость автомобиля, устойчивость в поворотах и, что немаловажно, экономичность.

Технологи при разработке шин учитывают дополнительные характеристики, отражающие такие свойства шины:

В настоящее время покрышки легковых авто подразделяются: низкопрофильные и сверхнизкопрофильные.

Устройство автомобильной шины

Схема устройства автомобильной шины

1. Слой каркаса

2. Брекер шины

3. Протектор

4. Боковая часть

5. Борт

Каркас — это основа шины. Он воспринимает давление воздуха при накачивании и передает нагрузку, действующую на шину от дороги на колесо движущегося автомобиля. Каркас состоит из резиновых прослоек и прорезиненного корда. Корд подвержен высоким нагрузкам, поэтому он должен быть изготовлен из высокопрочных материалов, таких как: хлопок, нейлон, стальная проволока, и др.

Для нормальной эксплуатации шины нужна тесная взаимосвязь каркаса и протектора. Этой цели служит брекер. Он представляет собой резиновые слои, смягчающие ударные нагрузки на шину, и более равномерно распределяет их по поверхности покрышки.

Протектор обеспечивает шине износостойкость, надежное сцепление с дорогой, а также защищает резину от возможных повреждений.

Протектор имеет определенный рельефный рисунок. От его формы и глубины зависят многие эксплуатационные показатели шины. Поэтому, создание рисунка – не прихоть дизайнера, а напряженная работа технологов завода-изготовителя.

Боковинами принято называть слой поверх боковых стенок каркаса. Они защищают шину от влаги и разного рода механических повреждений.

Борт — это жесткая, ободная часть автошины.

Камерная или бескамерная шина

В настоящее время современные легковые автомобили комплектуются бескамерными шинами. В отличие от обычной камерной покрышки, они имеют следующие преимущества:

• Бескамерная — более безопасна (это особенно важно при движении на высоких скоростях)

• В бескамерной шине предусмотрен герметизирующий слой, стягивающий резину при проколе колеса

• При эксплуатации данные шины греются гораздо меньше.

Следует учесть, что колеса, укомплектованные бескамерными шинами должны быть герметичны и жестки. Это значит, что даже незначительная деформация диска может привести к потере рабочего давления в шине.

Радиальные или диагональные шины

Задача выбора для владельца легкового автомобиля сократилась ровно на 50%. Диагональные шины для легковых автомобилей уже не производят. Они нашли дальнейшее применение только на грузовой технике.

Разницу – в конструкционных особенностях слоев каркаса.

Нить корда в радиальных шинах расположена от борта к борту, в поперечной плоскости. А в диагональных – перекрещивается. Такое расположение корда ухудшает работу шины в целом. В радиальных шинах число каркасных слоев намного меньше, чем в диагональных. Кроме того, они имеют мощный брекерный пояс, придающий шине необходимую жесткость.

Боковины радиальной шины также претерпели изменений. Как описано выше, они имеют определенный слой хорошей, качественной резины. Этот слой, прежде всего, необходим для предохранения шины от возможных повреждений в процессе эксплуатации. Бортовая часть этих шин работает в сложных условиях, поэтому бортовые кольца и борта более прочны и жестки соответственно.

Маркировка шин

Ниже представлена типовая маркировка автошины. Но, как известно, каждая шина имеет свои конструкционные особенности. Следует внимательно к этому относиться при выборе шин для конкретного автомобиля.

255 – ширина шины (измеряется в мм.)

40 – отношение высоты профиля к ширине резины (измеряется в процентах)

R – обозначает тип конструкции шины. В данном случае R – означает радиальная.

18 – диаметр автодиска, измеряется в дюймах (для справки: 1дюйм=2,54см.)

После обозначения диаметра в маркировке конкретной шины может стоять буква. Эта буква означает индекс максимально-допустимой скорости, с которой может двигаться автомобиль, оснащенный данными шинами.

auto-wiki.ru

Устройство и типы автомобильных шин

Автомобильная шина — не просто «резина» одетая на диск колеса, а сложная, многофункциональная конструкция. Основное назначение шины — смягчить толчки и удары, передаваемые на подвеску автомобиля, обеспечить надежное сцепление колеса с дорожным покрытием, управляемость, передать на дорогу тяговые и тормозные силы. В значительной степени от шины зависит коэффициент сцепления, проходимость в различных дорожных условиях, расход топлива и шум, создаваемый автомобилем во время движения. Кроме того, шина должна обеспечить заданную грузоподъемность, надежность и долговечность.

Шины подразделяются:
• в зависимости от конструкции каркаса- на диагональные и радиальные;
• по способу герметизации внутреннего объема- на камерные и бескамерные;
• по типу рисунка беговой дорожки- дорожные (летние, всесезонные), универсальные, зимние, повышенной проходимости;
• по профилю поперечного сечения.

Схема устройства автомобильной шины

Диагональные шины. Вам, скорее всего, не придется выбирать шины по этому признаку, так как диагональные уже почти полностью вытеснены с рынка радиальными. Конструкция диагональных шин устарела, но их продолжают выпускать в небольших количествах потому, что они относительно дешевы в производстве. Единственное преимущество этих шин заключается в том, что у них прочнее боковина. Диагональная шина имеет каркас из одной или нескольких пар кордных слоев, расположенных так, что нити соседних слоев перекрещиваются.

Корд – обрезиненный слой ткани, состоящий из частых прочных нитей основы и редких тонких нитей утка, которые обеспечивают хорошее обрезинивание нитей корда, высокую гибкость и прочность. Корд изготавливается из хлопкового, вискозного или капронового волокна. В настоящее время большее применение находит металлокорд, имеющий нити, свитые из стальной проволоки, толщиной около 0,15 мм. Есть и более дорогие материалы, напр. кевлар, которые не могут получить массового распространения по причине своей дороговизны.

Радиальные шины. В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей. Направление натяжения нитей явствует из названия. Тонкая мягкая оболочка каркаса по наружной поверхности обтянута мощным гибким брекером – поясом из высокопрочного нерастяжимого корда, как правило, стального. Поэтому к надписи radial (радиальная) на боковинах шин часто добавляют belted (опоясанная) или steel belted (опоясанная сталью). Такое расположение слоев корда снижает напряжение в нитях, что позволяет уменьшить число слоев, придает каркасу эластичность, снижает теплообразование и сопротивление качению.

Каркас – важнейшая силовая часть шины, обеспечивающая ее прочность, воспринимающая внутреннее давление воздуха и передающая нагрузки от внешних сил, действующих со стороны дороги, на колесо. Каркас состоит из одного или нескольких, наложенных друг на друга слоев обрезиненного корда. В зависимости от конструкции каркаса, размеров, допустимой нагрузки и давления воздуха в шине число слоев корда в каркасе может изменяться от1 (в легковой) до 16 и более (в грузовых, сельхоз.шинах и пр).

Брекер – часть шины, состоящая из слоев корда и расположенная между каркасом и протектором шины. Он служит для улучшения связей каркаса с протектором, предотвращает его отслоение под действием внешних и центробежных сил, амортизирует ударные нагрузки и повышает сопротивление каркаса механическим повреждениям. В брекере нити корда в смежных слоях пересекаются друг с другом и с нитями корда соприкасающегося слоя каркаса, т.е. расположены диагонально, независимо от конструкции шины. Брекер в радиальных шинах более жесткий, усиленный и малорастяжимый по сравнению с брекером диагональных шин, т.к. он в основном определяет прочностные показатели шин.

Протектор – массивный слой высокопрочной резины, соприкасающийся с дорогой при качении колеса. По наружной поверхности он имеет рельефный рисунок в виде выступов и канавок между ними, так называемую “беговую дорожку”. Протектор предохраняет каркас от механических повреждений, от него зависит износостойкость шины и сцепление колеса с дорогой, а также уровень шума и вибраций. Рисунок рельефной части определяет приспособленность шины для работы в различных дорожных условиях. По типу рисунка протектора шины делятся на четыре основные группы: дорожные (летние, всесезонные), универсальные, зимние, повышенной проходимости.

Плечевая зона – часть протектора, расположенная между беговой дорожкой и боковиной шины. Она увеличивает боковую жесткость шины, воспринимает часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой и улучшает соединение протектора с каркасом.

Боковины – часть шины, расположенная между плечевой зоной и бортом, представляющая собой относительно тонкий слой эластичной резины, являющийся продолжением протектора на боковых стенках каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений. На боковинах нанесены обозначения и маркировки шин.

Борт – жесткая часть шины, служащая для ее крепления и герметизации (в случае бескамерной) на ободе колеса. Основой борта является нерастяжимое кольцо, сплетенное из стальной обрезиненной проволоки. Состоит из слоя корда каркаса, завернутого вокруг проволочного кольца, и круглого или профилированного резинового наполнительного шнура. Стальное кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а наполнительный шнур – монолитность и эластичный переход от жесткого кольца к резине боковины. С наружной стороны борта расположена бортовая лента из прорезиненной ткани, или корда, предохраняющая борт от истирания об обод и повреждения при монтаже и демонтаже.

Содержание статьи

Особенности бескамерной шины

Диск для бескамерной шины

Бескамерную резину можно устанавливать только на диски, имеющие «хампы» – специальные выступы на ободе.

Бескамерная резина гораздо более безопаснее на скорости, т.к. она спускает постепенно.

Бескамерная автомобильная шина до того, как начнет спускать держит, как правило, не один, а несколько проколов.

Не стоит без особой необходимости, вставлять в бескамерную шину камеру. Если в камерной шине воздух, попадающий между камерой и шиной, выходит в атмосферу через сосок или негерметичный обод, то в бескамерной шине он остается плоскими пузырями, которые здорово затрудняют теплоотдачу колеса, и оно часто перегревается в жару при больших скоростях, это чревато.

Маркировка шин

Маркировка шин

Обозначение и маркировка шин, выпускаемых в Европе, соответствует Евростандарту, а в США – требованиями Транспортного управления этой страны. Следует отметить, что обозначения и маркировка отечественных и импортных шин по отдельным позициям совпадают, хотя среди них имеются характерные различия. Прежде всего рассмотрим маркировки шин, действующих в Европе:

Пример: 185/65 R15 87Т – размер шины и ее техническая характеристика:

• 185 – ширина профиля шины в мм.;
• 65 – отношение высоты профиля к ее ширине, выраженное в процентах;
• R – радиальная конструкция шины;
• 15 – посадочный диаметр обода в дюймах;
• 87 – индекс грузоподъемности. Ряд зарубежных фирм указывают максимальную нагрузку (MAX LOAD) в кг и английских фунтах;
• Т – индекс максимальной скорости, на которую рассчитана шина;
• надпись “Radial” – указывает на радиальную конструкцию шины;
• “Tubeless” – маркировка бескамерной шины. Камерная шина обозначается “TUBE TYPE”;
• “M+S” (Mud+Snow -грязь+снег) – тип рисунка протектора. Маркировка обозначает, что шина предназначена для эксплуатации в зимний период года и по грязи;
• цифры 379 – дата выпуска шины: изготовлена на 37-й неделе 2009 года;
• знак Е одним цифровым индексом (на других шинах может быть двухцифровой индекс) указывает, что шина проверена на соответствие европейскому стандарту безопасности. Индекс в кружке – условный номер страны, где назначенная правительством комиссия провела проверку. Например, Е – проверено в Швеции. Пятизначный (может быть и шестизначный) индекс, нанесенный рядом с кружком, означает номер сертификата, свидетельствующий о положительных результатах проверки, и выданного страной, осуществлявшей проверку.

Индекс грузоподъемности, кг/колесо	Индекс максимальной скорости, км/ч
60 – 250 62 – 265 64 – 280 66 – 300 68 – 315 70 – 335 72 – 355 74 – 375 76 – 400 78 – 425 80 – 450 82 – 475 84 – 500 86 – 530 88 – 560 90 – 600	F – 80 G – 90 J – 100 K – 110 L – 120 M – 130 N – 140 P – 150 Q – 160 R – 170 S – 180 T – 190 H – 210 V – 240 VR – 210-240 ZR – от 240

 

Маркировка шин в ЕС

С октября 2012 года в странах Евросоюза введена дополнительная маркировка шин по трем параметрам, отражающим уровень их экологичности, безопасности и комфорта: сопротивление качению, сцепление на мокрой поверхности и шумности. Чем ниже сопротивление качению, тем ниже расход топлива и выбросы СО2. Этот параметр (пиктограмма в виде бензоколонки) обозначается буквой от A до G (A – наименьшее сопротивление, G – наибольшее). Безопасность шины отражает уровень сцепления на мокрой поверхности (пиктограмма в виде дождевой тучи). Обозначается аналогично, буквами от A до G (A – наилучшее сцепление, G – наименьшее). Уровень шумности обозначается пиктограммой в виде шины, издающей звуковые волны. Одна волна соответствует самой “тихой” шине, три волны – самой шумной.

avtonov.info

Устройство шин и колес легковых автомобилей

Строительные машины и оборудование, справочник

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

Устройство автомобильных шин

Шины призваны обеспечить надежное сцепление автомобиля с дорогой. От них напрямую зависит плавность хода и управляемость машины, качество торможения и сглаживание толчков, возникающих от неровностей дорожного покрытия. Автомобильные шины работают в достаточно сложных условиях эксплуатации, поэтому к их конструкции и устройству предъявляются жесткие требования.

Они должны быть одновременно эластичными и прочными, обладать повышенной износостойкостью и правильно воспринимать нормальную, тангенциальную и боковую нагрузки. Современные автомобильные шины, в целом, идентичны по своему устройству.

Прежде всего, автомобильные шины могут быть камерными и бескамерными. В камерной шине имеется воздушная полость, образуемая герметизирующей камерой. Эта камера представляет собой кольцевую трубку с вентилем, выполненную из воздухонепроницаемой эластичной резины. Размер такой камеры строго соответствует размеру и форме покрышки.

В бескамерной же шине воздушная полость образуется покрышкой и ободом колеса. Здесь вместо камеры на внутренней стороне покрышки нанесен специальный герметизирующий слой, обладающий повышенной газонепроницаемостью. Таким образом, полость, заключенная между покрышкой и ободом остается герметичной, поскольку она и заполняется воздухом.

Если камерная шина при проколе быстро теряет давление, так как воздух моментально выходит через вентильное отверстие в ободе колеса, то в случае с бескамерными шинами давление при проколе сохраняется еще в течение определенного промежутка времени. Все благодаря тому, что воздух из бескамерной шины выходит только в месте прокола. По этой причине бескамерные шины обеспечивают водителю повышенную безопасность при движении автомобиля из-за отсутствия резкого падения внутреннего давления в покрышках. Бескамерная шина также легче камерной, она отличается меньшим нагревом при эксплуатации вследствие оптимального отвода теплоты через открытую часть обода.

Сама покрышка состоит из нескольких конструктивных элементов – каркаса, протектора, брекера, боковин и бортового кольца. Силовой основой покрышки является жесткий каркас, который изготавливается из нескольких слоев специальной ткани – корда. Именно корд призван воспринимать давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки, действующие на шину снаружи от соприкосновения с дорожной поверхностью.

Материалом корда могут служить нити из хлопка, вискоза, капрона, нейлона, металлической проволоки или стекловолокна, а также трос из высокопрочной стали. Прочность покрышки определяется, главным образом, прочностью корда. Кордные нити различной толщины и плотности несут на себе основную нагрузку в ходе эксплуатации шины, обеспечивая ей необходимую прочность, эластичность, износостойкость и неизменное сохранение заданной формы.

В зависимости от конструкции каркаса автомобильные шины бывают с диагональным и радиальным расположением нитей корда. В диагональных шинах нити корда в соседних слоях каркаса располагаются между собой под некоторым углом, что гарантирует оптимальное распределение усилий при деформации покрышки и наилучшую прочность при достаточной амортизации.

В конструкции радиальных шин нити корда в слоях каркаса располагаются радиально по профилю шины в направлении от одного борта к другому. Это значит, что во всех слоях каркаса покрышки нити корда расположены параллельно друг другу. Каркас таких шин более эластичен, он гораздо легче деформируется. Благодаря устройству каркаса радиальные шины обеспечивают по сравнению с диагональными лучшее сцепление с дорогой за счет большего по площади и более стабильного пятна контакта, а также малое сопротивление качению и более высокую долговечность. По этим причинам для легковых автомобилей в настоящее время больше используются радиальные шины, которые маркируется буквой R в размерной надписи на боковине.

Протектор – это толстая профилированная резина, которая расположена на наружной поверхности покрышки и непосредственно соприкасается с поверхностью дороги. Протектор изготавливают из синтетического и природного каучука, который обеспечивает надлежащее сцепление с дорогой, смягчение воздействий толчков и ударов на каркас шины. Толстый протектор, с одной стороны, увеличивает пробег шины, а с другой, делает шину тяжелее, приводит к ее перегреву, повышает сопротивление качению.

Стандартная толщина протектора у шин, предназначенных для легковых автомобилей, колеблется в диапазоне от 7 до 12 мм. На поверхности протектора имеется рельефный рисунок, который может быть дорожным, универсальным или специальным, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля. Протектор дорожной шины отличается гладкостью с частыми, небольшими блоками, в то время как внедорожная шина, наоборот, имеет достаточно грубый протектор с редкими крупными блоками в средней части шины и по бокам.

По рисунку протектора все автомобильные шины делятся на направленные, симметричные и ассиметричные. Рисунок протектора оказывает большое влияние на коэффициент сопротивления качению колеса, бесшумность и износ шины, а также характеристики торможения и сцепления автомобиля с дорогой.

Наибольшее распространение сегодня получили автомобильные шины, имеющие в рисунке протектора продольно-поперечные канавки. Продольные канавки обеспечивают достаточно высокое сцепление шины с дорогой в боковом направлении, а поперечные – оптимальное сцепление на мокрых и скользких дорогах в продольном направлении.

Между каркасом и протектором шины располагается брекер – специальный резинокордный слой, состоящий из нескольких слоев разреженного корда, перемежающихся утолщенными слоями резины. Брекер призван усиливать конструкцию каркаса и одновременно улучшать контакт между протектором и каркасом. Он также обеспечивает более равномерное распределение нагрузок по поверхности шины. Поскольку брекер воспринимает многократные деформации на растяжение, сжатие и сдвиг, то он отличается более высокой эксплуатационной температурой в сравнении с другими элементами покрышки.

Стенки каркаса также покрывают боковины, которые представляют собой достаточно тонкий резиновой, эластичный слой. Боковины предохраняет каркас от механических повреждений и влаги. Они изготавливаются практически из тех же резиновых смесей, что и сам протектор.

Еще один неотъемлемый элемент устройства покрышки – это борт, служащий для крепления покрышки на ободе колеса и образующийся из крыльев. Такое крыло включает в себя бортовое кольцо, изготовленное из стальной проволоки, твердый резиновый жгут, обертку бортового кольца и усилительные ленточки. Бортовое кольцо используется для придания борту необходимой прочности, в то время как резиновый профильный жгут обеспечивает оформление борта и его монолитность.

Шины для легковых автомобилей по качеству применяемых материалов и отдельным элементам конструкции могут несколько отличаться от шин других типов. В частности, они, по сравнению с грузовыми шинами, имеют более эластичный каркас, большую расчлененность рисунка протектора и меньший срок эксплуатации. Каждый элемент конструкции шины обеспечивает выполнение той или иной функции для достижения оптимальных характеристик сцепления автомобиля с дорогой.

Источник: AnyTyres.ru – тесты и обзоры шин (при перепечатке активная ссылка обязательна)

www.anytyres.ru

Классификация автомобильных шин.

Типы автомобильных шин



На автомобилях применяются шины различных типов, в зависимости от следующих определяющих показателей: назначение, степень герметизации, конструкция, габаритные размеры и профиль.

Типы автомобильных шин по назначению

По назначению различают шины для легковых и грузовых автомобилей. Их отличают, в первую очередь, размеры и масса, а также степень балансировки шины при ее изготовлении, поскольку легковые автомобили передвигаются с более высокими скоростями, чем грузовые. Кроме того, шины грузовых автомобилей имеют более широкий интервал применяемых профилей.
Шины современных легковых автомобилей обычно выполняются бескамерными.

***

Типы автомобильных шин по герметизации

По герметизации различают шины камерные и бескамерные. Как и следует из названия, камерная шина в своей конструкции содержит такой элемент, как эластичная камера (более подробно об устройстве камерной шины – на этой странице).
Бескамерные шины легковых автомобилей не имеют камеры, а у бескамерных шин грузовых автомобилей нет и ободной ленты.

Бескамерные шины

Герметичность бескамерной шины обеспечивается воздухонепроницаемым резиновым слоем на основе бутилкаучука толщиной 2…3 мм, привулканизированного к внутренней поверхности шин, а также плотным прилеганием бортов шины к полкам обода. Плотность прилегания достигается формой и устройством борта, а также более тугой посадкой шины на обод.
Борт бескамерной шины имеет снаружи резиновый уплотнительный слой.

Вентиль у бескамерных шин крепится непосредственно на ободе колеса. Герметичность крепления достигается установкой эластичных резиновых шайб.

Температура бескамерной шины во время движения существенно ниже чем у камерной (примерно на 15 ˚С) благодаря лучшему отводу теплоты через открытую часть обода. Это обеспечивает увеличение срока службы шины примерно на 10%. Кроме того, бескамерные шины легче камерных из-за отсутствия дополнительных элементов конструкции.

Бескамерные шины менее чувствительны к проколам и другим повреждениям, так как проколовший шину предмет плотно охватывается герметизирующим слоем резины, и воздух выходит из шины очень медленно. Это повышает безопасность движения в такой ситуации.

Легкость ремонта бескамерных шин заключается в том, что многие повреждения могут быть устранены без снятия их с обода. При ремонте в место повреждения с помощью специальной иглы вводят уплотнительные пробки.

К недостаткам бескамерных шин относятся затруднения при монтаже, ремонте больших повреждений, а также повышенные требования к техническому состоянию обода.

***

Типы автомобильных шин по конструкции

По конструкции различают диагональные, радиальные шины и шины с регулируемым давлением.
Диагональные и радиальные шины отличаются расположением нитей корда в каркасе и брекере.

Диагональные шины

В каркасе диагональных шин (рис. 1, а) нити соседних слоев корда перекрещиваются между собой под углом 95…115˚, а угол наклона нитей корда к радиальной линии профиля покрышки по короне составляет 50…55˚. В каркасе диагональных шин всегда четное количество слоев корда. Общее количество слоев корда зависит от нагрузки, назначения, давления воздуха в шине, а также материала корда. Нити корда подушечного слоя 1 также расположены под некоторым углом к оси колеса.

При работе диагональной шины в зоне контакта ее с дорогой происходит изменение угла наклона нитей корда, что вызывает сдвиг слоев, неравномерное распределение напряжений, повышение деформации и нагрев шины. Все это снижает срок службы шины.
В то же время диагональные шины менее подвержены повреждению от ударов и порезов.

Радиальные шины

Радиальные шины – шины с меридиональным (радиальным) расположением нитей корда (рис. 1, б). Они отличаются от диагональных конструкцией каркаса и брекера. Эти шины более износостойки, чем диагональные, более эластичны. Каркас у них неравновесной структуры.
При накачивании воздуха наружный диаметр стремиться увеличиваться, что не позволяет сделать жесткий брекер. У радиальных шин брекер изготавливается многослойным (от двух до восьми слоев) и практически нерастяжим. Для него используют чаще всего металлический корд. Поэтому у радиальных шин число слоев корда в каркасе меньше, чем у диагональных, и их число может быть нечетным.

Уменьшение слоев корда в каркасе снижает на 6…10% массу покрышки, теплообразование и сопротивление качению. У радиальных шин большая площадь контакта с дорогой и лучшее сопротивление боковому уводу.

Радиальное расположение нитей корда в каркасе и брекере создает по короне покрышки нерастяжимую и несжимаемую систему, что резко снижает проскальзывание элементов протектора в зоне контакта с дорогой и является основной причиной, повышающей износостойкость протектора радиальной шины.

Благодаря лучшей работоспособности каркаса, более высокой износостойкости протектора срок службы радиальных шин с текстильным брекером увеличивается на 20…30%, а с металлобрекером – на 30…40 % по сравнению с диагональными шинами. Радиальные шины обладают более высокими тягово-сцепными качествами, создают на 10…20% меньшие потери на сопротивление качению, благодаря чему возрастает топливная экономичность (на 3…4%) и улучшаются динамические качества автомобиля. Кроме того, более высокая эластичность радиальных шин существенно повышает мягкость движения автомобиля.

Радиальные шины могут быть камерными и бескамерными.

Шины с регулируемым давлением воздуха

Шины с регулируемым давлением воздуха отличаются тем, что они могут работать как при нормальном давлении воздуха, так и кратковременно при пониженном. Пониженное давление устанавливается при прохождении автомобиля по мягким и топким грунтам (0,2…0,1 МПа), по сыпучему песку (0,1…0,075 МПа), глубокому снегу и сырой луговине (0,075…0,05 МПа). Во всех этих случаях скорость движения автомобиля должна быть снижена.

Шины с регулируемым давлением воздуха устанавливаются на автомобилях повышенной проходимости. Такие автомобили снабжаются системой централизованной накачки шин, которая позволяет водителю изменять давление воздуха в шинах не выходя из кабины, в том числе и на ходу.

Шина с регулируемым давлением воздуха состоит из тех же частей, что и обычная, но у нее увеличена ширина профиля на 25…40% и наносится рисунок протектора повышенной проходимости. Общая площадь грунтозацепов рисунка протектора составляет 35…45% всей опорной площади, которая при пониженном давлении в полтора-два раза превышает площадь опоры обычных шин. Глубина грунтозацепов такой шины 20…30 мм.

Для большей эластичности, особенно при пониженном давлении, эти шины имеют каркас с меньшим числом слоев корда, между которыми расположены мягкие резиновые прослойки.

Так как шина с регулируемым давлением работает в более тяжелых условиях и при пониженных давлениях воздуха, чем обычная шина, она быстрее изнашивается. Чтобы увеличить срок службы такой шины она рассчитывается на меньшую нагрузку (на 30…50%), чем обычная шина такого же размера. Несмотря на это шина с регулируемым давлением работает меньший срок, чем обычная, и ее пробег не превышает 25…30 тыс. км.

***

Типы шин по габаритным размерам

По габаритным размерам различают малогабаритные, среднегабаритные и крупногабаритные шины.

Основными размерами шины является ширина В и высота Н профиля, посадочный диаметр d и наружный диаметр D (рис. 2).
Малогабаритные шины имеют наружный диаметр D менее 0,8 м, среднегабаритные имеют наружный диаметр D в пределах 0,8…1,5 м. Крупногабаритные автомобильные шины имеют наружный диаметр D в интервале от 1,5 до 3 м и более.

Крупногабаритные шины отличаются от прочих большой высотой профиля (Н = 350 мм и более), причем эта высота не зависит от посадочного диаметра. Эти шины выпускаются бескамерными, а их наружный диаметр достигает 2…3 м и даже больше.
Давление воздуха в крупногабаритных шинах составляет 0,02…0,035 МПа. Они имеют большую площадь опоры на грунт, и предназначены для работы в особо тяжелых условиях.

***



Классификация шин по типу профиля

Профиль шины определяется его высотой Н и шириной В.

Тороидные шины

У шин обычного профиля (тороидных) сечение близко к окружности, отношение высоты профиля Н к его ширине В более 0,9. Тороидные шины устанавливаются на большинстве грузовых автомобилей и автобусов.

Широкопрофильные шины

Широкопрофильные шины (рис. 3) устанавливаются вместо сдвоенных шин на задней оси грузовых автомобилей на специальном ободе. Они по сравнению с обычными шинами имеют примерно в два раза большую ширину беговой дорожки, специальный профиль с высотой, равной 0,6…0,9 В, эластичный каркас и уменьшенное внутреннее давление воздуха, которое можно снижать до 0,05 МПа при движении по мягким грунтам. Масса широкопрофильных шин примерно на 15…20% меньше массы двух сдвоенных шин.

Широкопрофильные шины устанавливаются также на автомобили повышенной проходимости на всех шести колесах (например, автомобиль КрАЗ-260).

У широкопрофильных шин удельное давление на грунт примерно в три раза меньше, чем у обычных (тороидных) шин, поэтому их применение существенно повышает проходимость автомобиля. По сравнению с обычными тороидными шинами широкопрофильные имеют повышенную грузоподъемность и пониженное сопротивление качению.

Низкопрофильные шины

Низкопрофильные шины имеют отношение высоты профиля к его ширине равным 0,7…0,88, а у сверхнизкопрофильных шин это отношение составляет не более 0,7. Такая пониженная высота профиля у обоих типов шин повышает устойчивость и управляемость автомобиля. Однако слишком низкий профиль шины делает обод колеса уязвимым при движении по дорогам плохого качества – неровности дороги могут повредить обод при наезде на препятствие. По этой причине при выборе профиля шин следует руководствоваться состоянием дорог, на которых будут эксплуатироваться эти шины.

Так, современные скоростные сверхнизкопрофильные шины с отношением Н/В равным 0,3…0,6 пригодны только для работы по гладким шоссейным дорогам с хорошим качеством покрытия, которых в нашей стране очень мало.
Для повседневной езды по российским дорогам целесообразно ограничится соотношением Н/В не ниже 0,65, причем это касается довольно больших шин, например для автомобилей класса «Волга». На моделях автомобилей марки «ВАЗ» лучше применять шины с отношением Н/В не ниже 0,7.

Кроме того, при выборе шины следует иметь в виду, что ширина профиля В связана с шириной обода колеса b, которая находится в пределах 0,7…0,75 В. Например, если ширина профиля В равна 165 мм, ширина обода колеса должна быть 115…124 мм или 4,52…4,9 дюйма, требуемый типоразмер колеса – 4,5 или 5 дюймов. Слишком узкое колесо ухудшает устойчивость автомобиля, а слишком широкое колесо увеличивает сопротивление качению, ухудшает эластичность шины, и снижает ее долговечность.

Арочные шины

Арочные шины (рис. 4) относятся к бескамерным и предназначены для движения по размякшим грунтам, рыхлому снегу, пахоте и т. п. Отношение высоты профиля к ширине у арочных шин составляет 0,39…0,5. Давление воздуха в них находится в пределах 0,05…0,20 МПа. Ширина профиля у арочных шин в 2,5…3,5 раза больше, чем у обычных тороидных шин, а радиальная деформация выше в два раза. Грунтозацепы у арочных шин расположены редко, и их высота составляет 35…40 мм, а шаг между ними – 100…250 мм.
Арочные шины используются, как правило, вместо обычных сдвоенных шин на заднем мосту грузового автомобиля с одним ведущим мостом. Для монтажа арочной шины необходимо применение специального обода.

Срок службы арочных шин существенно ниже, чем у обычных, а при работе с ними на твердых грунтах расход топлива увеличивается до 15%, поэтому арочные шины используются только как сезонное средство повышения проходимости автомобиля.

Пневмокатки

Пневмокатки (рис. 4, в) отличаются от шин, как по внешнему виду, так и по основным конструктивным показателям. Они представляют собой высокоэластичные оболочки бочкообразной формы. Бочкообразная форма катков обуславливает большую ширину профиля при ограниченных размерах наружного и посадочного диаметров. Жесткость превмокатков в три-четыре раза меньше, чем у арочных шин такого же размера.
Протектор снабжается невысокими редко расположенными направленными грунтозацепами. Грунтозацепы наряду со своим основным назначением (увеличивать сцепление шины с дорогой) повышают прочность каркаса пневмокатка и устойчивость его формы. Давление воздуха в пневмокатках 0,01…0,1 МПа. По сравнению со всеми другими типами пневматических шин пневмокатки имеют наибольшую площадь контакта и наименьшее удельное давление на грунт.

Высокая эластичность каркаса и значительные допустимые радиальные деформации позволяют пневмокаткам частично выполнять функции упругого элемента подвески. При движении по неровной дороге катки мягко обтекают небольшие неровности, не вызывая тряски автомобиля. Пневмокатки менее подвержены проколам и порезам из-за более мягкого взаимодействия с дорожными неровностями и предметами, способными вызвать их повреждение. В случае прокола воздух из пневмокатка выходит медленно из-за незначительного внутреннего давления.

Из-за низкого давления воздуха в пневмокатках при достаточно больших размерах они имеют относительно малую грузоподъемность. Пневмокатки предназначены для автомобилей, работающих в особо тяжелых дорожных условиях (сыпучие пески, снежная целина, заболоченная местность и т. п.).
Пневмокатки изготовляются преимущественно бескамерными. Они монтируются на специальных разборно-разъемных ободьях.

***

Обозначение и маркировка автомобильных шин



k-a-t.ru