Типы, размеры и маркировка шин

  Шины являются одной из наиболее важных и дорогостоящих частей автомобиля. В процессе эксплуатации 10 -15 % общих расходов приходятся на восстановлени­е шин.

  На автомобилях применяют шины различных типов.

Размеры и маркировка шины проставлены на ее боковой поверхности (рис. 2.2). Основными размерами шины являются ширина В и высота Н профиля, посадочный d и наружный D диаметры.

Размер диагональных шин обозначается двумя числами - в виде сочетания размеров В - d. Для выпускаемых отечественных шин принята дюймовая система обозначения, т. е. размеры даются в дюймах (например, 6,95-16).           

  

 

 

 

      

 

 

                                 Рис.2.2 Основные размеры шин:

 

                                 В и Н - ширина и высота профиля

                                  d и D - посадочный и наружный диаметры

Размер радиальных шин обозначается тремя числами и буквой R (например, 175/70 R13, где 175 - ширина профиля шины В,мм; 70 - отношение высоты Н к ширине профиля В, %; R -  условное обозначение радиальной шины; 13 - посадочный диаметр d, дюймы).

Кроме размеров в маркировке шины указывают завод-изготовитель, модель шины, ее порядковый номер и другие данные. При необходимости наносят дополнительные обозначения.

Камерные и бескамерные шины

   

 

                             Рис.2.3 Структура шины.

 

Камерная шина (рис.2.3, а) состоит из покрышки 10, камеры 9 и ободной ленты 2 (в шинах легковых автомобилей ободная лента отсутствует).

Покрышка шины воспринимает давление сжатого воздуха, находящегося в камере, предохраняет камеру от повреждений и обеспечивает сцепление колеса с дорогой. Покрышки изготовляют из резины и специальной ткани - корда.

Резина, используемая для производства покрышек, состоит из каучука (натурального или синтетического), к которому добавляют серу, сажу, смолу, мел, переработанную старую резину и другие примеси и наполнители.

Покрышка состоит из протектора 8, подушечного слоя (брекера) 7, каркаса 6, боковин 5 и бортов 4 с сердечниками 3. Каркас является основой покрышки. Он соединяет все ее части в одно целое и придает покрышке необходимую жесткость, обладая высокой эластичностью и прочностью.

К а р к а с выполнен из нескольких слоев корда толщиной 1... 1,5 мм.

К о р д представляет собой специальную ткань, состоящую в основном из продольных нитей диаметром 0,6... 0,8 мм с очень редкими поперечными нитями. В зависимости от типа и назначения шины корд может быть хлопчатобумажным, вискозным, капроновым, нейлоновым и металлическим.

П р о т е к т о р обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас от повреждения. Его изготовляют из прочной, твердой, износостойкой резины. В нем различают расчлененную часть (рисунок) и подканавочный слой. Ширина протектора составляет 0,7... 0,8 ширины профиля шины, а толщина - 10... 20 мм у шин легковых и 15... 30 мм у шин грузовых автомобилей.

Рисунок протектора зависит от типа и назначения шины.

П о д у ш е ч н ы й с л о й (брекер) связывает протектор с каркасом и предохраняет каркас от толчков и ударов, воспринимаемых протектором от неровностей дороги (у шин легковых автомобилей подушечный слой иногда отсутствует). Он обычно состоит из нескольких слоев корда (толщина подушечного слоя 3... 7 мм). Подушечный слой работает в наиболее напряженных температурных условиях по сравнению с другими элементами шины (до 110 - 120ºС)

Б о к о в и н ы предохраняют каркас от повреждений и действия влаги. Их обычно изготовляют из протекторной резины толщиной 1,5... 3,5 мм.

Б о р т а надежно укрепляют покрышку на ободе. Снаружи борта имеют один-два слоя прорезиненной ленты, предохраняющей их от истирания об обод и от повреждений при монтаже и демонтаже шины. Внутрь бортов заделаны стальные проволочные сердечники, которые увеличивают прочность бортов, предохраняют их от растягивания и предотвращают соскакивание шины с колеса. Шина с поврежденным сердечником непригодна для эксплуатации.

Камера удерживает сжатый воздух внутри шины. Это эластичная резиновая оболочка в виде замкнутой трубы. Для плотной посадки (без складок) внутри шины размеры камеры несколько меньше, чем внутренняя полость покрышки. Толщина стенки камеры обычно составляет 1,5... 2,5 мм для шин легковых автомобилей и 2,5... 5 мм для грузовых автомобилей и автобусов. На наружной поверхности камеры имеются радиальные риски, которые способствуют отводу наружу воздуха, остающегося между камерой и покрышкой после монтажа шины. Камеры изготовляют из высокопрочной резины.

Для накачивания и выпуска воздуха камера имеет специальный клапан - вентиль. Он позволяет нагнетать воздух внутрь камеры и автоматически закрывает его выход из камеры.

Ободная лента, устанавливаемая между ободом колеса и камерой шины, предохраняет камеру от повреждений и трения об обод колеса и борта покрышки. Лента исключает также возможность защемления камеры между бортами покрышки и ободом. Она выполнена из резиновой профилированной ленты и имеет кольца, внутренний диаметр которого несколько больше диаметра обода колеса. Толщина ленты в средней части составляет 3... 10 мм и уменьшается к краям до 1 мм. Такой поперечный профиль обеспечивает лучшее прилегание ленты к бортам покрышки и ободу. В ободной ленте имеется отверстие для вентиля камеры. На ободных лентах указаны размеры, соответствующие шинам, для которых они предназначены.

Бескамерная шина (рис.2.3, б) по устройству близка к покрышке камерной шины и по внешнему виду почти не отличается от нее. Особенностью бескамерной шины является отсутствие камеры и наличие на ее внутренней поверхности герметизирующего воздухонепроницаемого резинового слоя толщиной 1,5... 3 мм, который удерживает сжатый воздух внутри шины. На бортах шины, кроме того, имеется уплотняющий резиновый слой, обеспечивающий необходимую герметичность в местах соединения бортов и обода колеса.

  Материал каркаса шины также характеризуется высокой воздухонепроницаемостью, так как для него используют вискозный, капроновый или нейлоновый корд.

Посадочный диаметр бескамерной шины уменьшен, ее монтируют на герметичный обод.

  Вентиль шины посредством гайки с шайбой герметично закреплен на двух резиновых уплотняющих шайбах непосредственно в ободе колеса.

Бескамерные шины по сравнению с камерными повышают безопасность движения, легко ремонтируются, во время работы меньше нагреваются, более долговечны, проще по конструкции, имеют меньшую массу.

Повышение безопасности движения объясняется меньшей чувствительностью бескамерных шин к проколам и другим повреждениям. При повреждении камерной шины камера не охватывает прокалывающий предмет, так как находится в растянутом состоянии. Воздух через образовавшееся отверстие поступает внутрь покрышки и свободно выходит через неплотности между ее бортами и ободом колеса.

При повреждении бескамерной шины прокалывающий предмет плотно охватывается нерастянутым герметизирующим слоем резины, и воздух выходит из шины очень медленно. В результате этого обеспечивается возможность остановки автомобиля. В некоторых случаях, когда проколовший предмет остался в шине, воздух из нее вообще не выходит.

Легкость ремонта бескамерных шин объясняется тем, что многие повреждения могут быть устранены без снятия шины с колеса, что особенно важно в дорожных условиях. При ремонте в место повреждения вводят посредством специальной иглы уплотнительные пробки. Меньший нагрев бескамерных шин объясняется лучшим отводом теплоты через обод колеса, который не закрыт камерой, и отсутствием трения между покрышкой и камерой, характерного для обычных шин. Улучшение теплового режима является одной из причин повышенной долговечности бескамерных шин, срок службы которых на 10... 20 % больше, чем камерных шин. Однако стоимость бескамерных шин выше. Они требуют специальных ободьев, монтаж и демонтаж их сложнее – для этого нужны специальные приспособления и устройства.

 

Рисунок протектора шины

Большое влияние на движение автомобиля оказывает рисунок протектора шины.   Дорожный рисунок протектора (рис.2.4, а)имеют шины, предназна­ченные для работы на дорогах с твердым покрытием.

 

 

 

 

  а     б      в       г                                                                          д

                                                                                                                

 

 Он обычно представляет собой продольные зигзагообразные ребра и канавки. Рисунок такого типа придает протектору высокую износостойкость, обеспечивает бесшумность работы шины и достаточную сопротивляемость заносу.

Кроме того, легковые шины могут иметь дорожный направленный рисунок протектора и дорожный асимметричный рисунок.

Шины с направленным рисунком протектора лучше отводят воду и грязь из места контакта с дорогой, чем шины с обычным дорожным рисунком. Эти шины создают меньше шума. Однако рисунок запасного колеса при его установке совпадает по направлению вращения только с рисунком колес одной стороны автомобиля. Временная установка его против указанного направления вращения допустима только при условии движения с меньшей скоростью

Шины с асимметричным рисунком протектора хорошо работают в различных условиях эксплуатации. Так, наружная сторона этих шин лучше работает на твердой дороге при положительной температуре, а внутренняя - в зимних условиях при пониженной температуре.

Универсальный рисунок протектора (рис.2.4, б) используют для шин автомобилей, эксплуатируемых на дорогах смешанного типа (с твердым покрытием и грунтовых). Протектор с таким рисунком имеет мелкую насечку в центральной части и более крупную - в боковой. При движении по плохим дорогам боковые выступы входят в зацепление с грунтом, в результате чего улучшается проходимость. Однако при таком рисунке повышается изнашивание протектора во время движения по сухим твердым дорогам. Рисунок обеспечивает хорошее сцепление на грунтовых дорогах, а также на мокрых, грязных и заснеженных дорогах с твердым покрытием.

Универсальный рисунок протектора также называется всесезонным, а шины с универсальным рисунком – всесезонными.

 Рисунок повышенной проходимости (рис. 2.4, в) имеют шины, предназначенные для эксплуатации в тяжелых дорожных условиях и в условиях бездорожья. Он характеризуется высокими грунтозацепами. Протектор с таким рисунком обеспечивает хорошее сцепление с грунтом и хорошее самоочищение колес от грязи и снега между грунтозацепами. При движении по дорогам с твердым покрытием ускоряется изнашивание шин с этим рисунком протектора­, возрастает шум, ухудшаются плавность хода и устойчивость автомобиля.

Карьерный рисунок протектора (рис.2. 4, г) имеют шины, предназначенные для работы в карьерах, на лесозаготовках и т. п. Этот рисунок аналогичен рисунку повышенной проходимости, но имеет более широкие выступы и более узкие канавки. Выступы выполняются массивными, широкими в основании и суживающимися кверху. Карьерный рисунок протектора обеспечивает высокое сопротивление шины механическим повреждениям и изнашиванию.

Зuмний рисунок протектора (рис. 2.4, д) предназначен для шин, эксплуатируемых на заснеженных и обледенелых дорогах. Он состоит из отдельных резиновых блоков угловатой формы, расчлененныx надрезами, и достаточно широких и глубоких канавок. Площадь выступов зимнего рисунка составляет 60... 70 % площади беговой дорожки протектора. Протектор с зимним рисунком обладает хорошей самоочищаемостью и интенсивным отводом влаги и грязи из зоны контакта. При движении по сухим дорогам с твердым покрытием, особенно в летнее время, шины с зимним рисунком протектора ускоренно изнашиваются, имеют значительное сопротивление качению и большую шумность. Эти шины допускают движение с максимальной скоростью на 15... 35 % ниже, чем обычные шины.

Зимний рисунок протектора обеспечивает возможность установки шипов противоскольжения для повышения безопасности движения на обледенелых и укатанных заснеженных дорогах. С этой целью в протекторе шины делают гнезда для шипов. Ошипованные шины повышают сцепление колес на скользких и обледенелых дорогах, на 40... 50 % сокращают тормозной путь, значитель­но повышают безопасность криволинейного движения и сопротивление заносу. Ошипованные шины следует применять на всех колесах автомобиля, частичная установка их приводит к нарушению безопасности движения. Давление в шинах с шипами на 0,02МПа выше, чем в обычных шинах.

Шипы противоскольжения (рис. 2.4, е) применяют на современных пневматических шинах. Шип состоит из корпуса 2 и сердечника 1.

Сердечник делают из твердого сплава, обладающего высокой износостойкостью и вязкостью, корпус - обычно из сплава стали и свинца. Его оцинковывают, хромируют для защиты от коррозии. Иногда корпус шипа изготовляют пластмассовым. Диаметр шипа зависит от его назначения: для шин легковых автомобилей применяют шипы диаметром 8... 9 мм. Длина шипа в зависимости от толщины протектора шин составляет 10 мм и более. Число шипов, устанавливаемых в шине, зависит от массы легкового автомобиля, мощности двигателя и условий эксплуатации. В месте контакта шины с дорогой должно быть 8 – 12 шипов. Наибольшая эффективность достигается, если длина выступающей части шипов составляет для легкового автомобиля 1 – 1.5 мм.