Конструкция автомобильных шин

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 30. Диагональная шина

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 15

Классы покрышек

 

Рис. 35. Ободная лента

Основные размеры покрышек

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 37. Основные размеры покрышки

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

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

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

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

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