Пневмо шины для автомобиля

Конструкция пневматических шин

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

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

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

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

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

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

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

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

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

По способу герметизации шины делятся на камерные и бескамерные.

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

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

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

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

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

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

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

Источник статьи: http://wheelspedia.ru/spravochnik-po-shinam/konstrukciya-pnevmaticheskix-shin.html

Пневматические шины

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

Конструкция шины
Классификация шин
Рисунки протектора шин
Маркировка шин
Безопасные шины
Езда на проколотой шине
Колесный диск

Содержание

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Самое важное свойство любой шины – обеспечение надежного сцепления с дорожным покрытием. Эту задачу выполняет резина протектора, «облегая» благодаря своей эластичности микронеровности дороги в пятне контакта. В сырую погоду, даже на небольшой скорости движения, между протектором и дорогой образуется водяная пленка, препятствующая их контакту между собой. Для исключения потери управляемости в таких условиях необходимо отвести воду из пятна контакта, поэтому на протекторе делают как продольные, так и поперечные канавки различной формы. Чтобы лучше удалять из пятна контакта грязь, обладающую большей вязкостью, чем вода, канавки должны быть шире.
Однако с увеличением количества канавок или их ширины возрастает нагрузка на выступы протектора и ухудшается сцепление с сухим покрытием, из-за уменьшения площади соприкосновения резины с дорогой. К тому же большая нагрузка на выступы протектора способствует ускорению износа шины.
Характеристики каждой конкретной шины достигаются путем сложного сочетания особенностей конструкции, рисунка протектора и качества использованных резиновых смесей. От протектора шины и его рисунка зависит уровень шума во время качения, износостойкость, сцепление с дорогой. Нередко конструкторы улучшают один или два параметра в ущерб другим, например: уменьшают шумность и повышают плавность хода за счет некоторого снижения устойчивости и управляемости.
Добиться высоких результатов оценки по всем показателям одновременно с одним типом шин невозможно. Поэтому количество и разнообразие выпускаемых шин и рисунков протектора даже не поддается описанию, так как ежегодно появляются все новые и новые оригинальные образцы.

ТИПЫ ШИН

При эксплуатации легкового автомобиля летом наибольшее распространение получили дорожные, всесезонные и универсальные типы шин. Дорожные шины (в обиходе называемые летними), предназначены для применения при положительных температурах на шоссейных дорогах. Шины этого типа обеспечивают наилучшее сцепление с сухим и мокрым твердым покрытием, топливную экономичность, обладают максимальной износостойкостью и наилучшим образом приспособлены для скоростной езды. Для движения по грунтовым дорогам (особенно мокрым) и зимой они малопригодны. Рисунок протектора отличают четко выраженные продольные канавки для отвода воды из пятна контакта протектора с дорогой, слабо выраженные поперечные канавки и отсутствие микрорисунка. Кроме того, они имеют обязательный плавный (скругленный) переход от протектора к боковинам.
Всесезонные шины являются компромиссным вариантом между летними и зимними шинами, поэтому уступают им по обеспечению сцепления с дорогой при использовании в соответствующем сезоне. Они приспособлены для работы на сухом и мокром асфальте, к зимним дорогам, обеспечивают неплохой уровень комфорта и удовлетворительную экономичность, но отличаются несколько большим износом, чем летние.
Один комплект таких шин обеспечивает приемлемую реализацию характеристик автомобиля при круглогодичной эксплуатации. Рисунок протектора всесезонной шины более разветвленный, причем элементы рисунка группируются в хорошо различимую «дорожку» и разделены канавками разной ширины. На крупных элементах рисунка имеются узкие прорези (ламели), обеспечивающие сцепление с обледенелой или заснеженной дорогой.
Как правило, на этих шинах проставлена маркировка all season, tous terrain или условные знаки (снежинка или капля).
Универсальные шины (по отечественной терминологии) предназначены для работы на дорогах любого качества. Причем четкую границу между ними и всесезонными провести бывает довольно трудно. Отличаются они прежде всего более глубоким и разветвленным рисунком протектора.
Дело в том, что под дорогами «любого качества» в СНГ можно понимать 60–80 % всех дорог, включая и бездорожье, поэтому этот тип шин во многом – отечественное изобретение. По западным меркам к универсальным можно отнести шины типа М+S (Mud and Snow – грязь и снег) в варианте с менее расчлененным канавками рисунком протектора, со слабо выраженным микрорисунком или без него.

РИСУНОК ПРОТЕКТОРА

Рисунок протектора образуется определенным расположением его элементов относительно друг друга и направления вращения шины. На любом типе шины может быть использован ненаправленный, направленный или асимметричный рисунок протектора, что оказывает существенное влияние на ее эксплуатационные характеристики.
1 — ненаправленная шина устанавливается на автомобиль произвольно;
2 — направленная шина устанавливается на автомобиль по направлению стрелки на ее боковине;
3 — асимметричная шина устанавливается на автомобиль в соответствии с надписью на ее боковине:
«Outside» — наружняя сторона;
«Inside» — внутренняя сторона
Ненаправленный наиболее универсальный рисунок, поэтому часть шин выпускается именно с ним. Он допускает пропроизвольную установку колеса и любое направление вращения шины, но уступает другим рисункам по способности интенсивно отводить воду из пятна контакта с дорогой.
Направленный рисунок отличается тем, что его элементы (упрощенно) расходятся «елочкой», и это требует определенного направления вращения колеса. Такое построение элементов позволяет более эффективно, чем при ненаправленном рисунке, отводить из пятна контакта воду, жидкую грязь и понизить уровень шума, создаваемого шиной при движении. На боковинах шин с этим рисункам обязательно указано направление вращения. Определенное неудобство связано с тем, что «запаска» совпадает по направлению вращения только с колесами одной стороны автомобиля, а на другой стороне она может использоваться только для поездки с небольшой скоростью до ближайшего шиномонтажа.
Асимметричный рисунок — один из способов реализовать разные свойства в одной шине, например наружную сторону протектора выполняют с рисунком, обеспечивающим наилучшее сцепление с сухой дорогой, а внутреннюю – с мокрой. Он характерен различным расположением канавок и шашек с одной и другой стороны от середины протектора. Шины с асимметричным рисунком чаще всего бывают ненаправленными,а изредка – направленными; в этом случае требуются разные шины для левых и правых колес автомобиля. На боковинах шин с асимметричным рисунком обязательно указано, какая сторона должна быть направлена внутрь, а какая наружу. Если комплект шин с асимметричным ненаправленным рисунком, то запасное колесо подходит на любую сторону автомобиля.

РЕКОМЕНДАЦИИ

При выборе и эксплуатации шин могут быть полезны некоторые общие правила.
• Используйте размеры шин, рекомендованные инструкцией по эксплуатации автомобиля.
• Так как идеальных шин не бывает, при их выборе целесообразно для себя определить, какие свойства, помимо надежного сцепления, наиболее важны – «спортивность», комфортность, экономичность и т.п.
• Шина для комфортного движения по шоссе, обладая низкой шумностью и хорошей плавностью хода, может не обеспечивать хорошую устойчивость и управляемость на высоких скоростях.
• Шина имеет повышенный ресурс и обеспечивает снижение расхода топлива (по сравнению с другими моделями) за счет низкого сопротивления качению, но может не обеспечивать хорошей комфортности.
• Как правило, производители указывают в рекламных проспектах, какими именно наилучшими свойствами обладает данная модель шины, но при этом умалчивают, какими свойствами для этого «пожертвовали».
• Подбирая параметры шин при их замене, можно улучшить одни показатели автомобиля, но непременно за счет снижения других.
• Низкопрофильные шины улучшат управляемость автомобиля, особенно на высоких скоростях, но они в большей степени подвержены повреждениям на дорогах с дефектами покрытия.
• Лишь внешнее сходство или, наоборот, отличия шин разых производителей не позволяют делать однозначный вывод о схожести или различии их эксплуатационных свойств.
• Все шины, даже в пределах одного типа, различаются по химическому составу резины, внутренней конструкции и рисунку протектора.
• Эксплуатация зимних шин в летнее время, помимо их ускоренного износа, ухудшает курсовую устойчивость, управляемость («ватный руль») и тормозные свойства автомобиля.

НЕКОТОРЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НА ШИНАХ

All season (Тous terrain) – всесезонная шина.
M+S (грязь и снег) – обозначение на шинах для всесезонной и зимней эксплуатации.
Rotation – направление вращения (для шин с направленным рисунком).
Side facing inwards или Inside – сторона, обращенная внутрь*.
Side facing outwards или Outside – сторона, обращенная наружу*.
P (Passenger) – легковая шина (америк.).
Second, Secunda (или DA) – обозначение указывает на наличие второстепенных дефектов, не влияющих на скоростную прочность.
Maximum Pressure – максимальное давление. Нагрузка указывается в фунтах (LBS), а давление – в фунтах на квадратный дюйм (PSI) для шины в «холодном» состоянии (1LBS=0,4536 кг; 1PSI=0,0069 МПа)
TWI (Tread Wear Indication – индикаторная дорожка износа) – знак на боковине шины. Показывает расположение отметок остаточной высоты рисунка протектора в основных канавках. Этот знак наносят возле протектора равномерно в шести местах по окружности.
*Надписи, которые могут наноситься на борта ассиметричных шин. Они указывают на ориентацию шины относительно продольной оси машины при монтаже ее на колесо.

Более подробно об обозначениях на шинах: ОБОЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ШИН

Источник статьи: http://wiki.zr.ru/%D0%9F%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%88%D0%B8%D0%BD%D1%8B