Одним из основных элементов автомобильного колеса является шина. Она устанавливается на диск и обеспечивает стабильный контакт автомобиля с дорожным покрытием. В процессе движения автомобиля шины поглощают возникающие вибрации и колебания, вызванные неровностями дороги, что обеспечивает комфорт и безопасность пассажиров. В зависимости от условий эксплуатации шины могут изготавливаться из различных материалов со сложным химическим составом и определенными физическими свойствами. Шины могут также отличаться рисунком протектора, обеспечивающего надежное сцепление с поверхностями с различным коэффициентом трения. Зная устройство шин, правила их эксплуатации и причины преждевременного износа, вы сможете обеспечить долгий срок службы резины и безопасность вождения в целом.
Функции шины
К основным функциям автомобильной шины относятся:
- гашение вибраций колес от неровностей дорожного покрытия;
- обеспечение постоянного сцепления колес с дорогой;
- снижение расхода топлива и уровня шума;
- обеспечение проходимости автомобиля в сложных дорожных условиях.
Устройство автомобильной шины
Устройство автомобильной шиныКонструкция шины достаточно сложная и состоит из множества элементов: корда, протектора, брекера, плечевой зоны, боковины и борта. Поговорим о них подробнее.
Корд
Основой шины является каркас, состоящий из нескольких слоев корда. Корд — прорезиненный слой ткани из текстильных, полимерных или металлических нитей.
Корд натянут по всей площади шины, т.е. радиально. Существуют радиальные и диагональные шины. Наибольшее распространение получила радиальная шина, т.к. она характеризуется наиболее долгим сроком эксплуатации. Каркас в ней более эластичный, за счет чего уменьшается теплообразование и сопротивление качению.
Диагональные шины имеют каркас из нескольких слоев корда, расположенных перекрестно. Эти покрышки отличаются невысокой ценой и имеют более прочную боковину.
Протектор
Наружная часть покрышки, непосредственно контактирующая с дорожной поверхностью, называется «протектор». Главным его предназначением является обеспечение сцепления колеса с дорогой и защита его от повреждений. Протектор влияет на уровень шумности и вибрации, а также определяет степень износа шины.
Рисунок протектора шины и ее назначение Конструктивно протектор представляет собой массивный слой резины, имеющий рельефный рисунок. Рисунок протектора в виде канавок, борозд и выступов обуславливает способность шины работать в определенных дорожных условиях.
Брекер
Слои корда, расположенные между протектором и каркасом, называются «брекер». Он необходим для улучшения взаимосвязи между этими двумя элементами, а также для предотвращения отслоения протектора под действием внешних сил.
Плечевая зона
Часть протектора, находящаяся между беговой дорожкой и боковиной, называется «плечевая зона». Она усиливает боковую жесткость шины, улучшает синтез каркаса с протектором, берет на себя часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой.
Боковины
Боковина — прослойка резины, являющаяся продолжением протектора на боковых стенках каркаса. Она ограждает каркас от влаги и механических повреждений. На нее наносится маркировка шин.
Борт
Боковина заканчивается бортом, служащим для ее крепления и герметизации на ободе колеса. В основе борта находится нерастяжимое колесо из стальной обрезиненной проволоки, придающее прочность и жесткость.
Виды шин
Шины можно классифицировать по нескольким параметрам.
Сезонный фактор
Рисунок протектора летних и зимних шин По сезонному фактору различают летние, зимние и всесезонные шины. Сезонность шины определяется по рисунку протектора. На летней резине отсутствует микрорисунок, зато присутствуют ярко выраженные бороздки для стока воды. Это обеспечивает максимальное сцепление колес с асфальтом.
Зимние шины от летних можно отличить по узким канавкам протектора, которые позволяют резине не терять свою эластичность и хорошо держать машину даже на обледенелой дороге.
Существуют и так называемые «всесезонные шины», о плюсах и минусах которых можно сказать следующее: они одинаково хорошо показывают себя как в жару, так и в холод, однако обладают весьма средними эксплуатационными характеристиками.
Способ герметизации внутреннего объема
По этому показателю различают «камерные» и «бескамерные шины». Бескамерные шины – это шины, имеющие только покрышку. В них герметичность достигается за счет устройства последней.
Внедорожные шины
Этот класс шин отличается повышенной проходимостью. Резина характеризуется высоким профилем и глубокими канавками протектора. Подходит для езды по глинистым и грязевым участкам, крутым склонам и прочему бездорожью. Но на этой резине не получится развить достаточную скорость на ровной дороге. В обычных условиях эта шина плохо «держит дорогу», в следствие чего снижается безопасность движения, а протектор быстро изнашивается.
Рисунок протектора шин
Рисунок протектора шины По рисунку протектора различают шины с ассиметричным, симметричным и направленным рисунками.
Симметричный рисунок наиболее распространен. Параметры шины с таким протектором наиболее сбалансированы, а сама шина в большей степени приспособлена для эксплуатации на сухой дороге.
Наивысшие эксплуатационные свойства имеют шины с направленным рисунком, который придает покрышке устойчивость к аквапланированию.
Шины с ассиметричным рисунком реализуют в одной покрышке двойную функцию: управляемость на сухой дороге и надежность сцепления на мокром дорожном покрытии.
Низкопрофильные шины
Этот класс шин разработан специально для скоростного движения. Они обеспечивают быстрый разгон и уменьшают тормозной путь. Но, с другой стороны, эти шины не отличаются плавностью хода и характеризуются шумностью при движении.
Слики
Слики — еще один класс шин, который можно выделить отдельной. Чем отличаются слики от остальных шин? Абсолютной гладкостью! Протектор не имеет ни канавок, ни бороздок. Слики хорошо себя показывают только на сухой дороге. Используются в основном в автоспорте.
Износ автомобильных шин
В процессе движения автомобиля шина подвергается постоянному износу. Износ шины сказывается ее эксплуатационных показателях, в том числе и на длине тормозного пути. Каждый дополнительный миллиметр износа протектора увеличивает длину тормозного пути на 10-15%.
Важно! Допустимая глубина протектора для зимних шин составляет 4 мм, а для летних – 1,6 мм.
Виды износа шин и их причины
Для наглядности виды и причины износа шин представим в виде таблицы.
| Вид износа шины | Причина |
|---|---|
| Износ протектора посередине покрышки | Неправильное давление воздуха в шине |
| Трещины и выпуклости на боковой стенке шины | Удар шины о бордюр или яму |
| Износ протектора по краям покрышки | Недостаточное давление в шинах |
| Плоские пятна износа | Особенности вождения: резкое торможение, занос или ускорение |
| Односторонний износ | Неправильный сход-развал |
Проверить износ шин можно визуально при помощи индикатора уровня износа шин, представляющего собой участок протектора, отличающийся от его основы размерами и формой.
Индикатор износа в виде цифр Индикатор износа шин может быть.
Устройство автомобильной шины не такое простое, как может показаться. Многослойная структура резины обеспечивает плавный ход и дополнительную амортизацию колес.
Автомобильные шины представляют собой важную часть колеса. На первый взгляд, кажется, что устроена она проще некуда. Однако, если детально разобрать строение покрышки, становится понятно, что состоит она из множества деталей (борт, боковина, каркас шины и т.д.) и нескольких слоев, каждый из которых выполняет определенные функции.
Сама по себе шина автомобиля нужна для того, чтобы:
- обеспечить комфорт во время движения;
- обеспечить хорошее торможение и старт;
- способствовать хорошей амортизации автомобиля в процессе движения;
- обеспечение ровного и прямого движения и другие.
Как видно, такая важная часть машины не может быть изготовлена просто. Для обеспечения исполнения всех перечисленных выше пунктов, устройство автомобильной шины и технология производства разрабатывается детально и подробно.
Внешний слой: боковина, протектор и борт шины
Снаружи автомобильная шина покрыта слоем резины. Этот материал довольно упругий, но при этом прочный. Это не только срабатывает как дополнительная амортизация, но и сглаживает ударные нагрузки от соприкосновения с мелкими камушками и ямками на дорожном полотне.
Верхняя рельефная часть шины называется протектор. Назначение его: обеспечение сцепления с дорогой и защита колеса от случайных повреждений. Рисунок протектора шин бывает трех типов:
- Направленный. Элементы рисунка симметричны относительно продольного сечения шины. Дает хорошее сцепление с сухой поверхностью.
- Ненаправленный. Элементы рисунка симметричны относительно поперечного сечения шины. Хорошо выталкивает воду из-под колеса на влажной дороге.
- Ассиметричный. Нет симметрии в элементах рисунка. Иногда одна половина исполняется по первому типу, а вторая – по второму. Универсальный рисунок для любых условий.
Различия в конструкции протектора шин диктуют их назначение: зимняя, летняя, всесезонная. Для холодного времени года, подходят шипованные варианты с глубоким рельефом, тогда как летом достаточно «лысой» резины.
Верхний рельеф плавно переходит в боковину шины, которая защищает внутренний каркас от повреждений и придает колесу дополнительную устойчивость. Кроме того, на нее наносится информация о маркировке и модели покрышки. От жесткости боковины шины зависит проколоустойчивость резины. Если боковина автомобильной шины выполнена качественно, то она не сложится при спуске колеса, а сохранит свою форму, что позволит избежать заноса.
Плотную посадку покрышки на обод колеса обеспечивает борт шины, который дополнительно усиливается бортовой лентой. Для обеспечения герметичности соединения и защиты от коррозии и попадания влаги, борт шины одевается на обод максимально плотно, натягивается на него, поэтому бортовая лента изготавливается из эластичной прорезиненной ткани – корда.
Каркас шины: как автомобильная резина становится прочной?
Чтобы покрышка была надежной и выполняла все возложенные на нее задачи, нужно усилить ее. Роль силового слоя выполняет так называемый каркас шины, который принимает на себя воздействие давления воздуха внутри колеса и внешних факторов.
Состоит каркас шины из нескольких слоев (их может быть до 10 штук) материала, нити которого могут быть из волокна, стекла, либо стали. Называется такая прослойка корд - прорезиненная ткань, представляющая собой арматуру, придающую прочность покрышке.
В зависимости от расположения нитей корда относительно друг друга, различают радиальный каркас шин и диагональный. Для последнего характерно перекрестное крепление нитей волокна. У радиального каркаса шин нити корда протянуты от одного борта, до другого. Количество слоев корда больше у покрышек для грузовых автомобилей и внедорожников.
Колеса с радиальным каркасом шин и большим количеством слоев корда хорошо подходят для эксплуатации на высоких скоростях. Тогда как диагональная резина идеально справится с бездорожьем и любыми неровностями, поскольку повредить их очень сложно.
Некоторые обозначения на боковине шины
Для маркировки шин по видам, производители используют боковую поверхность. На нее наносятся обозначения типоразмера (ширина и высота профиля, диаметр обода колеса) резины, а также некоторые символы, помогающие идентифицировать ее особенности.
Какую информацию можно найти на покрышке:
- фирма производитель;
- страна производитель;
- рисунок солнца, дождя или снежинки указывает на соответствующую сезонность;
- буква «R» обозначает радиальную конструкцию корда;
- «M+S» указывает на хорошие характеристики во время движения по грязи и снегу;
- «RF», «XL» или «REINFORCED» обозначают, что резина усилена и выдерживает большой вес груза (такие покрышки обычно имеют много слоев в каркасе, со стальным кордом);
- «E» внутри окружности – маркировка европейского стандарта качества;
- приводятся сведения о давлении;
- надпись «TWI» сообщает о наличии индикатора износа протектора.
Индикатор износа позволяет определить самостоятельно степень износа резины без помощи автомеханика. Так водитель не пропустит момент, когда покрышки пришли в негодность и подлежат замене, что безусловно повышает безопасность вождения.
Некоторые производители наносят на протектор так же индикатор обкатки. Он стирается к тому моменту, когда новая резина полностью обкатана и готова к эксплуатации на более высоких скоростях (в пределах допустимого) и совершения маневров.
Кроме перечисленных выше сведений, на боку покрышки можно найти индекс скорости – он показывает максимально допустимую скорость использования резины (для него существуют свои буквенные обозначения типов шин). Так же, немаловажный показатель – индекс нагрузки, который характеризует, какой вес автомобиля, приходящийся на одно колесо, выдержит шина.
ПОДВЕДЕМ ИТОГИ:
- Автомобильная шина состоит из разных частей и слоев материалов;
- Протектор не только обеспечивает сцепление с дорогой, но и дает дополнительную амортизацию;
- Покрышка имеет прочный каркас внутри, который состоит из нескольких слоев специального прорезиненного корда;
- Надписи на боковине резины могут многое рассказать о ее характеристиках и особенностях.
Подбирать автомобильные шины нужно в соответствии с характеристиками автомобиля: габаритными, скоростными и прочее. Резина должна использоваться в строгом соответствии с указанными на ней техническими показателями, иначе она быстро изнашивается от ненадлежащей эксплуатации.
Форма подбора шин
Специально, чтобы вам было легко выбрать подходящие шины для своего автомобиля, мы разработали удобнейшую форму подбора шин.
С помощью этой формы вы сможете подобрать модель, подходящую именно вашему автомобилю. Итак, теперь вам будет проще определиться, какую летнюю резину лучше выбрать.
Диагональная шина имеет каркас из одной или нескольких пар слоев корда, расположенных так, что нити соседних слоев перекрещиваются. А в радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей; тонкая мягкая оболочка каркаса по наружной поверхности обтянута мощным гибким брекером - поясом из высокопрочного нерастяжимого корда, стального или текстильного. Радиальная шина всегда маркируется буквой R в размерной надписи на боковине. Кроме того, на ее боковине имеется крупная дополнительная надпись Radial, к которой иногда добавляют Steel Belted ("Опоясанная сталью") или просто Belted. Чем радиальная лучше диагональной? У радиальной выше стойкость к износу, она долговечнее. Пробег лучших моделей диагональных шин составляет 20-40 тыс. км, а пробег самых обычных, неэлитных моделей радиальных - 60-80 тыс. км. У радиальной шины меньше сопротивление качению, что дает ощутимую экономию топлива.
Радиальная шина обеспечивает лучшую управляемость и боковую устойчивость автомобиля: она в отличие от диагональной в поворотах и при боковом скольжении не "ложится на бок" - "отлипания" протектора от дороги не происходит.
Радиальная шина обеспечивает лучшее сцепление с дорогой за счет большего по площади и более стабильного пятна контакта. При изменении нагрузки и колебаниях во время движения жесткий брекер не дает протектору радиальной шины деформироваться; выступы протектора не сминаются и не проскальзывают.
Камерные и бескамерные шины - что лучше?
Главное достоинство бескамерной шины - длительное сохранение давления при проколе, а следовательно, - безопасность. Камерная шина при проколе теряет давление почти моментально, т. к. воздух быстро выходит через вентильное отверстие в ободе колеса. А из бескамерной шины воздух выходит только в месте прокола, и если дыра не слишком велика (от гвоздя, например), то давление теряется очень медленно. Кроме того, бескамерная шина намного легче камерной, а значит, меньше нагружает подвеску и подшипники ступиц колес, а также меньше нагревается при длительной скоростной езде. Бескамерная шина маркируется надписью на боковине Tubeless. Камерная - Tube Type.
Предупреждаем!Ни в коем случае не пытайтесь ставить камеру в бескамерную шину, как это делают некоторые водители, рассчитывая, что "двойное дно" добавит шине надежности. В этом случае все преимущества бескамерной шины перед камерной исчезают. Кроме того, между покрышкой и камерой неизбежно образуется воздушный волдырь, который во время езды становится очагом резкого местного перегрева - причины на первый взгляд непонятных разрушений каркаса шины. Уповая на "двойное дно" для бескамерной шины, рискуете получить совсем другой результат - "ни дна, ни покрышки".
Конструкция радиальной бескамерной шины
Индексы скорости
| Индекс скорости | Максимальная скорость км/ч |
| A1 | 5 |
| A2 | 10 |
| A3 | 15 |
| A4 | 20 |
| A5 | 25 |
| A6 | 30 |
| A7 | 35 |
| A8 | 40 |
| B | 50 |
| C | 60 |
| D | 65 |
| E | 70 |
| 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 |
| W | 270 |
| Y | 300 |
| ZR | >240 |
Индексы нагрузки
| Инд. | Нагр. кг | Инд. | Нагр. кг | Инд. | Нагр. кг | Инд. | Инд. | Нагр. кг | Инд. | Нагр. кг | |
| 50 | 190 | 74 | 375 | 98 | 750 | 122 | 1500 | 146 | 3000 | 170 | 6000 |
| 51 | 195 | 75 | 387 | 99 | 775 | 123 | 1550 | 147 | 3075 | 171 | 6150 |
| 52 | 200 | 76 | 400 | 100 | 800 | 124 | 1600 | 148 | 3150 | 172 | 6300 |
| 53 | 206 | 77 | 412 | 101 | 825 | 125 | 1650 | 149 | 3250 | 173 | 6500 |
| 54 | 212 | 78 | 425 | 102 | 850 | 126 | 1700 | 150 | 3350 | 174 | 6700 |
| 55 | 218 | 79 | 437 | 103 | 875 | 127 | 1750 | 151 | 3450 | 175 | 6900 |
| 56 | 224 | 80 | 450 | 104 | 900 | 128 | 1800 | 152 | 3550 | 176 | 7100 |
| 57 | 230 | 81 | 462 | 105 | 925 | 129 | 1850 | 153 | 3650 | 177 | 7300 |
| 58 | 236 | 82 | 475 | 106 | 950 | 130 | 1900 | 154 | 3750 | 178 | 7500 |
| 59 | 243 | 83 | 487 | 107 | 975 | 131 | 1950 | 155 | 3875 | 179 | 7750 |
| 60 | 250 | 84 | 500 | 108 | 1000 | 132 | 2000 | 156 | 4000 | 180 | 8000 |
| 61 | 257 | 85 | 515 | 109 | 1030 | 133 | 2060 | 157 | 4125 | 181 | 8250 |
| 62 | 265 | 86 | 530 | 110 | 1060 | 134 | 2120 | 158 | 4250 | 182 | 8500 |
| 63 | 272 | 87 | 545 | 111 | 1090 | 135 | 2180 | 159 | 4375 | 183 | 8750 |
| 64 | 280 | 88 | 560 | 112 | 1120 | 136 | 2240 | 160 | 4500 | 184 | 9000 |
| 65 | 290 | 89 | 580 | 113 | 1150 | 137 | 2300 | 161 | 4625 | 185 | 9250 |
| 66 | 300 | 90 | 600 | 114 | 1180 | 138 | 2360 | 162 | 4750 | 186 | 9500 |
| 67 | 307 | 91 | 615 | 115 | 1215 | 139 | 2430 | 163 | 4875 | 187 | 9750 |
| 68 | 315 | 92 | 630 | 116 | 1250 | 140 | 2500 | 164 | 5000 | 188 | 10000 |
| 69 | 325 | 93 | 650 | 117 | 1285 | 141 | 2575 | 165 | 5150 | 189 | 10300 |
| 70 | 335 | 94 | 670 | 118 | 1320 | 142 | 2650 | 166 | 5300 | 190 | 10600 |
| 71 | 345 | 95 | 690 | 119 | 1360 | 143 | 2725 | 167 | 5450 | 191 | 10900 |
| 72 | 355 | 96 | 710 | 120 | 1400 | 144 | 2800 | 168 | 5600 | ||
| 73 | 365 | 97 | 730 | 121 | 1450 | 145 | 2900 | 169 | 5800 |
Во всех странах, относящихся к Европейскому сообществу (ЕЭС), с 1 января 1992 г. требуется, чтобы остаточная высота рисунка протектора шин для легковых автомобилей была равна 1,6 мм. Необходимо, чтобы такая величина остаточной высоты рисунка протектора сохранялась по меньшей мере на центральных трех четвертях области с протектором по всей окружности шины.
Когда остаточная высота рисунка протектора шины приближается к законодательно установленному минимальному значению, величина тормозного пути автомобиля при движении по мокрой дороге возрастает. Пленка воды между шиной и дорогой может вызывать потерю контакта с поверхностью дороги даже на сравнительно небольших скоростях и создавать ситуацию с потерей управления, известную как аквапланирование. С учетом этого становится исключительно важным рекомендовать своевременно осуществлять замену шин, причем лучше всего делать это до достижения отметки остаточной высоты рисунка протектора (на боковине шины отмечена буквами TWI). В соответствии с международными нормативными требованиями к безопасности необходимо помещать отметки остаточной высоты рисунка протектора (TWI), соответствующие высоте в 1,6 мм, в канавках протектора, делая это в нескольких местах вдоль окружности шины.
К атегория:
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 ГОСТ е 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 .
Рассмотрим строение колеса автомобиля и из чего оно состоит. Чем различается радиальная шина от диагональной - её конструкция.
Колеса обеспечивают движение путём преобразования вращения в поступательное движение машины. Они воспринимают и сглаживают удары от неровностей на поверхности дороги. От них зависят управляемость, устойчивость и плавность хода.
Колесо состоит из:
- диска с ободом - бывают штампованные, литые, кованые и составные (для грузовых машин);
- шины.
Строение автомобильной шины
Бывает камерной или бескамерной. В камерной находится резиновая камера, которая заполняется воздухом. А шина без камеры называется покрышкой. Покрышка состоит из каркаса (корда) и протектора, а также боковин и бортов.Каркас является главной частью покрышки, её силовой основой. Выполняется из нескольких слоев специальной ткани – корда. Он воспринимает давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки от дороги снаружи. Материалом корда могут служить: хлопок, металлическая проволока, нейлон, стекловолокно и прочие материалы.
Оптимальным решением является брекер с нитями корда, свитыми из тонких стальных проволочек. По сравнению с текстильным, данный корд имеет во много раз меньше растяжение. Но есть минусы: он менее терпим к нагрузкам на низкочастотном покрытии. Если при проколе шины , в брекер попадает вода, особенно с химическими реагентами, то быстро разрушается от коррозии. Альтернатива - применение синтетики, которая обладает достоинствами текстильных нитей, но лишена недостатков стальных прутьев.
Протектор (беговая дорожка) - это толстый слой резины с определенным рисунком. Он расположен на наружной поверхности покрышки и непосредственно соприкасается с поверхностью дороги. Рисунок протектора может быть для хороших дорог (применяют мелкий рисунок), универсальным и специальным для бездорожья (крупный рисунок протектора). Зимой используют шипы в протекторе.
В бескамерной шине отсутствует резиновая камера с воздухом. Полость между покрышкой и ободом герметичная, т.к. непосредственно она заполняется воздухом. Поэтому диск бескамерной шины отличается от обычного наличием уплотняющих буртиков (бортовое кольцо) на ободе. На это следует обращать внимание. Если используете покрышки с камерой, то подойдут любые диски, буртики не помешают.
Диагональная и радиальная конструкция
В диагональных шинах нити корда располагаются перекрестно, угол наклона составляет 35 - 38°. То есть они соединяют боковины покрышки по диагонали. Такие покрышки встречаются только для грузовых автомобилей и спецтехники.
В радиальных шинах
нити корда расположены под прямым углом по отношению к бортам. Основными достоинствами являются: хорошее сцепление с дорогой, малое сопротивление качению и большой срок службы. Радиальные шины более современные, чем диагональные. Они используются на современных автомобилях. С ними машина устойчивее на дороге, экономичнее и динамичнее.
Чтобы протектор хорошо держал дорогу, он должен приноравливаться к её неровностям - быть достаточно гибким. Чему корд каркаса почти не препятствует. Но деформация боковины шины не желательна - она ухудшает управление автомобиля. Для решения этой задачи используют дополнительное силовое кольцо из несколько слоёв корда. Его называют брекер, он не допускает сильных деформаций в боковом направлении. Чтобы брекер обладал необходимой жесткостью, нити в нём уложены не радиально, а диагонально.
Маркировка
На боковине шины можно увидеть надпись 185/60 R15. Это означает:- 185 – её ширина в миллиметрах,
- 60 – соотношение высоты шины к её ширине в процентах,
- R – радиальная конструкция (с радиальным расположением нитей),
- 15 – посадочный диаметр в дюймах (один дюйм равен 2,54 сантиметра).
Ошибкой многих автолюбителей является заблуждение, что буква R в маркировке указывает на радиус. Эта буква с числом 14 никак не связана. Она указывает, что данная резина - радиальной конструкции, в отличие от устаревших диагональных. А число 14 - посадочный диаметр по ободу колеса. 14 дюймов = 356 мм.