2020-08-05
240
Шины в значительной степени влияют на тягово-скоростные и тормозные свойства автомобиля, его проходимость, управляемость, устойчивость, топливную экономичность, плавность хода и безопасность движения.
Шины относятся к наиболее ответственным частям автомобиля и поэтому к ним предъявляются повышенные требования, в соответствии с которыми должны обеспечивать:
• соответствие упругих свойств требованиям ГОСТ 4754-80 и ГОСТ 5513-86, а нормальной, тангенциальной и боковой жесткости параметрам автомобиля при движении в различных дорожных условиях;
• герметичность и стабильность внутреннего давления при эксплуатации камерных и бескамерных шин;
• надежное сцепление с дорожным полотном; соответствие рисунка протектора дорожным условиям; хорошую очищаемость протектора от фрагментов деформируемого полотна дороги; низкую удельную нагрузку в контакте с дорогой; минимальный коэффициент сопротивления качению;
• высокое сопротивление боковому уводу;
• минимальные массу и момент инерции;
|
|
|
• статическую и динамическую уравновешенность в соответствии с ГОСТ; минимальный дисбаланс и биение: для радиальных шин с посадочными диаметрами 13 и 14 дюймов радиальное биение 1мм, боковое биение 1,5мм; для радиальных шин с посадочным диаметром 15 дюймов радиальное-1,5мм, боковое-2мм; для диагональных шин радиальное-2мм, боковое -3мм; минимальный уровень шума при движении автомобиля;
• достаточные прочность, износостойкость протектора и заданная долговечность; сохранение работоспособности и характеристик в эксплуатации при температуреах воздуха в окружающей среде от -450 до + 550.
На автомобилях применяют различные типы шин (рис. 8.4), в зависимости от классификационных признаков.
|
|
|
|
|
 |  |  |  |  |
|
Рис. 8.4. Типы и классификация автомобильных шин
Камерная шина (рис. 8.5, а) состоит из покрышки 10, камеры 9 и ободной ленты (в колесах грузовых автомобилей) 2. Покрышки изготавливаются из резины и специальных тканей-корда. Резинам представляет собой смесь, в которой к каучуку (натуральному или синтетическому) добавляют серу, сажу. Смолу. Мел, переработанную старую резину и другие компоненты. Покрышка состоит из протектора 8, подушечного слоя 7, каркаса 6, боковин 5 и бортов 4 с сердечниками 3. Каркас соединяет все составные части в целое. Обеспечивает шине необходимую жесткость, эластичность и прочность. Выполняется каркас из нескольких слоев корда толщиной 1,0…1.5мм каждый. Число слоев корда в шинах легковых автомобилей может составлять 4…6.
|
|
|
Корд представляет собой специальную ткань, в которой меются в основном продольные нити диаметром 0,6…0,8мм с редкими поперечными нитями. Нити корда соединены между собой прорезиновым слоем. В зависимости от назначения и типа шины корд может изготавливаться из хлобчатобумажных, капроновых, перлоновых, нейлоновых нитей или металлической проволоки.
Протектор обеспечивает сцепление шины с дорогой, заданную изностойкость и долговечность, предохраняет каркас от механических повреждений. Поэтому его изготавливают из прочной, твердой и износостойкой резины. Протектор имеет расчлененный рисунок, зависящий от назначения и типа шины, и поканавочный слой. От общей ширины шины протектор составляет 70…80%; толщина протектора у шин легковых автомобилей 10…20мм, у шин грузовых актомобилей 15…30мм. Подушечный слой имеет толщину 3…7мм, сотоит из нескольких слоев корда и он предохраняет каркас от механических воздействий, передаваемых от неровностей дороги черезщ протектор.
Рис. 8.5. Конструкция камерной (а) и бескамерной (б) шин: 1, 12 – вентили, 2 – ободная лента; 3 – сердечник; 4 – борт; 5 – боковины; 6 – каркас; 7 – подушечный слой; 8 - протектор; 9 –камера; 10 – покрышка; 11 – воздухонепроницаемый слой
Боковины защищают каркас от механических повреждений и действия влаги. Изготавливают боковины из протекторной резины толщиной 1,5…3,5мм.
Борта служат для надежного закрепления покрышки на ободе. Для предохранения от истирания об обод и поврежденйи при монтаже и демонтажеборта снаружи покрываются слоем прорезиненной ткани.
Камера удерживает сжатый воздух внутри шины и представляет собой эластичную резиновую оболочку в виде герметичной замкнутой трубы. Чтобы при сборке и накачке шин не образовывались складки на камере, ее размер делают несколько меньше внутреннего размера покрышки. Камеры изготавливают из высокопроченой резины с толщиной стенки для легковых автомобилей 1.5…2,5мм. Для накачки и выпуска воздуха камера оборудуется специальными вентилями 1 и 12.
Бес к амерная шина (рис. 8.5, б) по конструкции незначительно отличается от камерной. Отличительной ее особенностью является наличие на внутренней поверхности герметизирующего воздухонепроницаемого слоя 11 толщиной 1,5…3мм, удерживающего сжатый воздух внутри покрышки. На бортах имеется уплотняющий резиновый слой, обеспечивающий необходимую герметичность в местах соединения бортов и обода. Материала каркаса бескамерной шины отличается высокой вохдухонепроницаемостью и для него применяют вискозный, капроновый илинейлоновый корд.
Бескамерная шина по сравнению с камерной повышает безопасность движения, при движении, меньше нагревается, долговечнее, проще по конструкции, имеет меньшую массу и легко ремонтируется. Легкость ремонта бескамерных шин объясняется тем, что многие повреждения могут быть устранены без снятия шин с колес, для чего в место поврежденитя вводятся специальные уплотнительные пробки. Однако стоимость бескамерных шин выше, чем камерных; эти шины требуют специальных ободьев; монтаж и демонтаж их сложнее и требует специальных устройств и приспособлений.
Рисунок протектора шины выбирается в зависимости от назначения и типа автомобилей, для которых предназначена шина, от условий эксплуатации. На автомобильных шинах применяют протекторы со следующими рисунками (рис. 8.6):
• дорожный рисунок протектора (рис. 8.6, а) имеют шины, работающие на дорпогах с твердым покрытием;
• универсальный рисунок протектора (рис. 8.6, б) применяется на автомобилях, эксплуатирущихся на дорогах смешанного типа (с твердым покрытием и грунтовых), и такие шины называют всесезонными;
|
|
|
• рисунок повышенной проходимости имеет шины, работающие в тяжелых дорожных условиях и в условиях бездорожья и обеспечивающие хорошее сцепление с грунтом (рис. 8.6, в);
• карьерный рисунок протектора (рис. 8.6, г) применяется на шинах автомобилей, работающих в карьерах, на лесозаготовках, в тундре и т.п.; такой рисунок отличается более широкими выступами, узкими канавками, массивными и широкими в основании и суживающимися к верху;
• зимний рисунок (рис. 8.6, д) предназначен для шин, работающих на заснеженных и обледенелых дорогах; он состоит из отдельныхрезиновых блоков угловатой формы, расчлененных надрезами, достатчно глубоких и широких канавок, обладающий хорошей самоочищаемостью и интенсивным отводом влаги и грязи из зоны контакта.
Рис. 8.6. Типы рисунков протектора: а – дорожный рисунок; б – универсальный рисунок; в – повышенной проходимости; г – карьерный; д – зимний рисунок
Применяемые на автомобилях шины могут иметь различный профиль (рис. 8.7):
Рис. 8.7. Шины с разным профилем: а – арочные; б – пневмокаток; в – обычный профиль (тороидная шина)
Шины обычного профиля (тороидные) (рис. 8.7, в) имеет профиль близкий к окружности и отношение высоты H к ширине B более 0,9. Такие шины получили наибольшее распространение на легковых и грузовых автомобилях, автобусах, прицепах и полуприцепах при эксплуатации на дорогах с усовершенствованным покрытием.
Широкопрофильные шины (рис. 8.7) имеют профиль овальной формы H/В = 0,6…0,9. Изготавливаются они камерными и бескамерными с одной или двумя беговыми дорожками. При этом могут быть как с неизменяющимся давлением, так и с регулируемым давлением воздуха в шине. Внутреннее давление в широкопрофильных шинах примерно в 1,5 раза ниже, чем в шинах обычного профиля. Эти шины имеют повышенную грузоподъемность и меньшее сопротивление качению. Они улучшают управляемость, устойчивость, повышают проходимость и снижают расход топлива.
Низкопрофильные шины имеют отношение H/В = 0,70…0,88 имеют пониженную высоту профиля, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля. Эти шины предназначены в основном для легковых автомобилей и автобусов.
|
|
|
Арочные шины (рис. 8.7, а) имеют профиль в виде арки переменной кривизны с низкими жесткими бортами и отношением H/В = 0,35…0,50. Арочнные шины имеют прочный тонкослойный каркас, обеспечивающий малое сопротивление изгибу. Их изготавливают бескамерными и эксплуатируют с внутренним давлением 0,05…0,15МПа. Ширина профиля арочных шин в 2,5…3,5 раза больше, чем ширина тороидных шин. Рисунок протектора крупнорасчлененный с мощными грунтозацепами с высотой 35…40мм и шагом 100…250мм. В средней части имеется по окружности пояс из одного или двух рядов грунтозацепов, уменьшающих износ основной части протектора при эксплуатации на дорогах с твердым покрытием. Арочные шины обеспечивают хорошее сцепление с грунтом и поэтому их используют как сезонное средство повышения проходимости автомобиля. Устанавливают на автомобиль арочные шины вместо задних сдвоенных колес на специальном ободе.
Пневмокатки (рис. 8.7, б) представляют собой высокоэластичные оболочки бочкообразной формы. Они имеют П-образный профиль, ширина которого составляет 1…2 внешнего диаметра шины с отношением H/В = 0,25…0,40. Протектор снабжен невысокими и редко расположенными грунтозацепами, которые обеспечивают хорошее зацепление с грунтом, но и прочность пневмокатка и сохранность его формы. Эластичность пневмокатка в 3…4 раза выше, чем у обычных шин и в 1,5…2,0 раза выше, чем у арочных. Внутреннее давление воздуха в пневмокатках составляет 0,01…0,05МПа. Такие характеристики пневмокатка обеспечивают низкое давление шины на грунт, хорошую проходимость транспортного средства по бездорожью, высокую сопротивляемость проколам и повреждениям. При проколах воздух из пневмокатка из-за малого внутреннего давления выходит медленно.
Знаительная ширина и малая грузоподъемность ограничивает диапазон применения этих шин на автомобилях. Кроме того, при эксплуатации на дорогах с твердым покрытием они имеют сокращенный срок службы.
Предназначены пневмокатки для автомобилей, работающих в особо тяжелых дорожных условиях: снежной целине, сыпучим пескам, болотистой местности.
По конструкции шины изготавливаются диагональными или радиальными (рис. 8.8).
Рис. 8.8. Диаганальные (а) и радиальные (б) шины
Диагональные шины имеют каркас 2 с расположением нитей корда под углом 50…520 к оси колеса с перекрещиванием нитей в соседних слоях. Нити корда подушечного слоя расположены так же под углом к оси колеса с перекрещиванием в смежных слоях. Каркас диагональных шин менее восприимчив к повреждению от ударов и порезов.
Радиальные шины отличаются от диагональных шин расположением нитей каркаса, формой профиля, слойностью, особенностями подушечного слоя, бортовой части, протектора и применяемых материалов. Радиальные шины имеют параллельное расположение нитей корда 2, идущих от одного борта к другому. Число слоев корда в два раза меньше, чем у диагональных шин. Подушечный слой 1 изготовлен из металлического или вискозного корда. Высота профиля шин несколько уменьшена и ее отношение к ширине составляет H/В = 0,70…0,85. Радиальные шины изготавличвают как камерными, так и бескамерными. Эти шины по сравнению с диагональными имеют на 15…20% большую грузоподъемность, на 30…35% больше радиальную эластичность, до 10% меньше сопротивление качению. Такие шины улучшают управляемость автомобиля, снижают расход топлива, они обладают большей изностойкостью. Пробег радиальных шин больше предельно пробега диагональных шин в 1,5…2 раза и составляет 75…80 тыс. км. Вместе с тем, радиальные шины имеют более высокую стоимость и повышенную боковую эластичность. Последнее свойство является причиной повышенного шума при качении по ненровной дороге.
Размеры и маркировка шин приводятся на боковой поверхности (рис. 8.8, а). Основными размерами шины (рис. 8.8, б) являются ширина В и высота Н профиля, посадочный диаметр d и наружный диаметр D. Размер диагональной шины обозначается двумя числами, составляющими сочетание B-d, приэтом размеры приводятся в дюймах, например, 6,95-15. Радиальные шины маркируются трмя числами и буквой R, например, 175/70R14, где 175 ширина профиля В в мм; 70 – отношение H/В в %; R – радиальная; 13 - посадочный диаметр d в дюймах.
Кроме этих данных в маркировке шины указывается завод – изготовитель, модель шины, ее порядковый номер и некоторые другие данные (условные обозначения символа скорости, условное обозначение несущей способности, М+S – для шин с зимним рисунком протектора, Ш – для шин, предназначенных для ошиповки).
