Пневматические шины: устройство, назначение, классификация, обозначение, маркировка

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

В процессе эксплуатации пневматические шины обеспечивают сцепление колес с дорогой, передачу тяговых и тормозных сил, смягчение возникающих при движении автомобиля толчков, ударов, вибраций, управляемость и безопасность движения, динамичность и плавность хода, проходимость в различных дорожных условиях, а также влияют на расход топлива автомобилем и шумообразование.

Автомобильные шины подразделяют по назначению, способу герметизации, конструкции, форме профиля, рисунку протектора, климатическому исполнению и габаритам.

По назначению автомобильные шины подразделяют на три основные группы:

- шины для легковых автомобилей, которые применяют на легковых автомобилях, легких грузовых автомобилях, автобусах особо малой вместимости и прицепах к автомобилям;

- шины для грузовых автомобилей, которые применяют на грузовых автомобилях, прицепах к ним, автобусах и троллейбусах;

- шины для грузовых автомобилей с регулируемым давлением воздуха, которые применяют на грузовых полноприводных автомобилях, а также спецавтомобилях, работающих в условиях бездорожья.

По способу герметизации шины подразделяют на:

- камерные шины, в которых воздушная полость образуется вложенной в покрышку камерой;

- бескамерные шины, в которых воздушная полость образуется покрышкой и ободом колеса; герметизация воздушной полости достигается за счет герметизирующего слоя резины, нанесенного на внутреннюю поверхность покрышки и обладающего повышенной газонепроницаемостью

Пневматические шины имеют следующую комплектацию:

- камерные шины легковых автомобилей - покрышка, камера с вентилем (снабженным колпачком или колпачком-ключом);

- камерные шины грузовых автомобилей - покрышка, камера с вентилем и ободная лента;

- бескамерные шины легковых и грузовых автомобилей - покрышка и вентиль, вставленный в обод.

Рис. 1. Камерная (а) и бескамерная (б) шины: 1,12 - вентили; 2 - лента; 3 - сердечник; 4 - борт; 5 - боковина; 6 - каркас; 7 - подушечный слой; 8 - протектор; 9 - камера; 10 - покрышка; 11 - воздухонепроницаемый слой

В автомобильной промышленности используют следующие определения и характеристики деталей шин:

- покрышка - торообразная оболочка пневматической шины, непосредственно воспринимающая усилия, действующие при эксплуатации автомобиля;

- камера - герметичная торообразная эластичная оболочка, заполняемая воздухом или газом;

- вентиль камеры или бескамерной шины - обратный воздушный клапан, предназначенный для наполнения, удержания, выпуска воздуха и обеспечения контроля внутреннего давления в шине;

- ободная лента - профилированное эластичное резиновое кольцо, располагаемое между бортами покрышки, камерой и ободом колеса; ободная лента применяется в камерных шинах грузовых автомобилей для предохранения камер от повреждений.

По конструкции шины подразделяют на две группы: диагональные и радиальные (рис. 2).

В диагональных шинах нити корда каркаса перекрещиваются в смежных слоях и имеют угол наклона в средней части беговой дорожки в пределах 45... 60°. Такое расположение нитей корда называется диагональным.

В радиальных шинах нити корда во всех слоях каркаса в средней части беговой дорожки имеют угол наклона, близкий к нулю, т.е. нити корда в смежных слоях параллельны друг другу или пересекаются под небольшим углом. Такое расположение нитей корда называется меридиональным или радиальным.

Рис. 2. Устройство шины: 1- протектор; 2 - слой брекера; 3 - слой каркаса; 4 - резиновая прослойка каркаса; 5 - бортовая часть

Покрышка имеет следующие составные части:

- каркас - главный силовой элемент покрышки, состоящий из одного или нескольких слоев обрезиненного корда, закрепленных, как правило, на бортовых кольцах.

Корд представляет собой ткань, состоящую из толстых нитей основы и тонких редких нитей по утку, изготавливаемую на основе натуральных или синтетических волокон либо тонких стальных нитей (металлокорд);

- брекер - внутренняя деталь покрышки, расположенная между каркасом и протектором и состоящая из нескольких слоев обрезиненного металлического или другого корда. Брекер предназначен для смягчения ударных нагрузок на шину, возникающих при движении автомобиля по дороге;

- протектор - наружная резиновая часть покрышки шины, как правило, с рельефным рисунком, обеспечивающая сцепление с дорогой и предохраняющая каркас от повреждений;

- боковина - слой покровной резины, расположенный на боковой стенке покрышки, предохраняющий каркас от наружных повреждений;

- борт покрышки - жесткая часть пневматической шины, обеспечивающая ее крепление на ободе колеса.

В брекере диагональных шин нити корда в смежных слоях пересекаются друг с другом под углом от 45 до 60°, а в радиальных - от 45 до 65°.

Радиальные шины в отличие от диагональных имеют каркас с меньшим числом слоев корда, мощный брекер (чаще металлокордный), что обеспечивает им меньшую окружную деформацию при качении и меньшее проскальзывание протектора при контакте с дорогой. Радиальные шины имеют также пониженное теплообразование и меньшие потери на качение, большие сроки службы, выдерживают более высокие нагрузку и скорость. Радиальные шины выпускают трех типов:

- с металлокордом в каркасе и брекере;

- кордом из синтетических или натуральных волокон в каркасе и металлокордом в брекере;

- кордом из натуральных волокон в каркасе и брекере.

по форме профиля поперечного сечения в зависимости от номинального отношения высоты профиля шины Н к его ширине В шины подразделяют на следующие группы:

- обычного профиля Н/В > 0,89;

- низкопрофильные - Н/В = 0,7... 0,88;

- сверхнизкопрофильные - Н/В <0,7;

- широкопрофильные - Н/В = 0,6 ...0,9;

- арочные - Н/В = 0,39 ...0,5.

Низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины выпускают для легковых, грузовых автомобилей, автобусов и троллейбусов. Эти шины имеют пониженную высоту профиля, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля при движении.

Широкопрофильные шины применяют на автомобилях большой грузоподъемности, полноприводных автомобилях и прицепах, их использование позволяет повысить проходимость автомобиля, сократить расход материалов, так как часто устанавливают по одной шине вместо сдвоенных.

Арочные шины выпускаются бескамерными, их устанавливают на заднюю ось грузовых автомобилей по одной шине вместо двух обычного профиля.

Протектор арочной шины имеет редко расположенные грунтозацепы. Использование этих шин резко повышает проходимость автомобилей по мягким грунтам, песку, снежной целине, заболоченным участкам. Применение этих шин на дорогах с твердым покрытием ограниченно.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации шины имеют следующие типы рисунков протектора:

- дорожный, состоящий из шашек или ребер, расчлененных щелевидными прорезями; шины дорожным рисунком протектора предназначены для эксплуатации преимущественно на дорогах с усовершенствованным капитальным покрытием;

- универсальный рисунок протектора, состоящий из шашек или ребер в центральной зоне беговой дорожки и грунтозацепов по ее краям; шины с универсальным рисунком протектора предназначены для эксплуатации на дорогах преимущественно с усовершенствованным облегченным покрытием и переходных дорогах;

- рисунок протектора повышенной проходимости, состоящий из высоких грунтозацепов, расчлененных широкими выемками; шины с рисунком протектора повышенной проходимости предназначены для работы в условиях бездорожья и на мягких грунтах;

- направленный рисунок протектора - не симметричный относительно радиальной плоскости колеса; шины с направленным рисунком протектора предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах;

- асимметричный рисунок протектора - не симметричный относительно центральной плоскости вращения колеса;

- зимний рисунок протектора - имеет выступы с острыми кромками; шины с зимним рисунком протектора предназначены для эксплуатации на заснеженных и обледенелых дорогах и могут быть оснащены шипами противоскольжения;

- всесезонный рисунок протектора.

По климатическому исполнению шины подразделяют на три типа:

- шины для умеренного климата, применяемые при температуре не ниже - 45°С;

- морозостойкие шины, предназначенные для работы в районах с температурой ниже - 45°С;

- шины для тропического климата, изготавливаемые из материалов, хорошо выдерживающих влагу и повышенные температуры.

Протектор состоит из толстого профилированного слоя резины с определенным рисунком, обеспечивающим сцепление шины с дорогой. Протектор накладывается на подушечный слой покрышки. Часть протектора, соприкасающаяся непосредственно с поверхностью дороги во время качения колеса, называется беговой дорожкой.

Протектор шины воспринимает удары со стороны неровностей дорожной поверхности, предохраняя каркас от проколов, порезов, прорывов. Протектор подвергается постоянному воздействию солнечных лучей и осадков.

Для шин грузовых автомобилей толщина протектора равна 14,5...32,0 мм. Рисунок протектора шины должен обеспечивать:

- высокое сцепление шины с поверхностью дороги;

- предохранение колеса от продольного и бокового скольжения (поперечные канавки протектора предотвращают продольное скольжение, а продольные - поперечное скольжение, занос);

- отвод влаги по канавкам и хорошую самоочищаемость шины;

- отвод тепла, образующегося при качении шины;

- эластичность протектора, мягкость и бесшумность движения машины и др.

Технология RunFlat основана на концепции усиленных боковин шины. Когда обычная шина сдувается, она просто оседает под весом автомобиля, борта отходят от диска и боковины сплющиваются на дорогу. Вес полностью уничтожает шину за несколько километров.

Усиленные боковины шин RunFlat удерживают шину на диске и успешно держат вес автомобиля после прокола и полной потери давления. При этом все динамические системы безопасности автомобиля, такие как ABS, ESP, DSC, CBC и т.д. остаются активными.

Максимальное расстояние на спущенном колесе зависит от рекомендация производителя шин, дорожных условий и загрузки автомобиля (в среднем 80 км). Максимальная скорость автомобиля 80 км/ч.

Отличие шин Run Flat от обычных:

- усиленное широкое бортовое кольцо;

- теплостойкий основной состав резины;

- усиленный теплостойкий состав резины боковины;

- конструкция каркаса (наличие усилителей);

Достоинства и недостатки шин RunFlat.

Достоинства:

- безопасность движения при проколе (порезе);

- мобильность и экономия времени;

- улучшенные рулевые реакции;

- отсутствие запасного колеса (экономия места).

Недостатки:

- небольшое снижение уровня комфорта (более жесткие шины в сравнении с обычными);

- цена (дороже обычных шин на 15-25%).

Тороидальные шины выполняются камерными и бескамерными. Их профиль близок к окружности. Отношение высоты Н профиля шины к ее ширине В равно 0,95 - 1,15.

Тороидальные шины являются наиболее распространенными. Их устанавливают на легковых и грузовых автомобилях, автобусах и автоприцепах, т. е. на автомобилях, эксплуатируемых преимущественно на благоустроенных дорогах. Средний эксплуатационный пробег тороидальных шин составляет 40 - 45 тыс. км (гарантийный 33 тыс. км) для легковых автомобилей и-50 - 60 тыс. км (гарантийный 45 тыс. км) для грузовых автомобилей.

Для повышения проходимости автомобиля при движении по плохим дорогам и по бездорожью (распутица, болотистая почва и др.) применяются арочные шины.

На серийных автомобилях арочные шины устанавливаются на ведущие колеса специальной конструкции с широкими ободьями и бортовым креплением покрышки.

Отличительной особенностью арочных шин является широкий профиль (650…700 мм), в 2 - 3 раза превышающий ширину обычных шин при нормальном наружном диаметре, и низкое внутреннее давление воздуха (0,05… 0,14 МПа, или 0,5… 1,4 кгс/см2). Это позволяет получить малое удельное давление шины на грунт, составляющее (0,06…0,1 МПа, или 0,6… 1,0 кгс/см2). Такое удельное давление в сочетании с выпуклыми грунтозацепами на протекторе шин обеспечивает значительное повышение проходимости автомобиля в распутицу и по грунтовым дорогам.

Маркировка шины должна соответствовать требованиям нормативного документа, в соответствии с которым изготовлена шина.

На каждую покрышку и бескамерную шину, как правило, наносят следующую маркировку: обозначение шины - условное обозначение ее основных размеров и конструкции каркаса.

Шины легковых и грузовых автомобилей могут иметь обозначение, выраженное в дюймах или смешанное, в миллиметрах и дюймах, а шины грузовых автомобилей могут также иметь обозначение, выраженное в миллиметрах. Шины радиальной конструкции обозначают буквенным индексом R. Для шин диагональной конструкции буквенный индекс не применяется. В обозначении низкопрофильных и сверхнизкопрофильных шин ставят серию (номинальное отношение высоты профиля шины к его ширине) в процентах;

- индексы несущей способности нагрузок для одинарных и сдвоенных колес;

- условное обозначение прочности каркаса, определяющее максимально допустимую нагрузку на шину. Ранее у шин грузовых автомобилей обозначалась норма слойности НС или PR (условное обозначение прочности каркаса), а у легковых - индекс грузоподъемности;

- индекс категории скорости - условное обозначение максимально допустимой скорости;

- индекс давления PSI - указание испытательного давления только для шин, предназначенных для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости с индексом «С» в обозначении, а также для шин грузовых автомобилей;

- знак официального утверждения Е с номером страны, выдавшей сертификат соответствия c Правилам ЕЭК ООН;

- страна-изготовитель на английском языке;

- товарный знак и (или) наименование фирмы - изготовителя шины;

- торговая марка (модель шины) - условное обозначение разработчика шины и порядковый номер (вариант) разработки;

- обозначение стандарта (номер ГОСТа без года утверждения);

- порядковый номер шины;

- дата изготовления, состоящая из четырех цифр, из которых две первые указывают порядковый номер недели, две последние цифры - год изготовления шины. Ранее, до 2000 г., дата изготовления состояла из трех цифр, из которых две первые указывали порядковый номер недели, последняя - последнюю цифру года изготовления;

- штамп технического контроля;

- надпись «Radial» - для радиальных шин;

- знак направления вращения (стрелка) на покрышках с направленным рисунком протектора;

- надпись «Tubeless» - для бескамерных шин;

- надпись «Steel» - для шин с металлокордом в брекере;

- надпись «All steel» - для цельнометаллокордных шин;

- надпись «Regroovable» - для шин, на которых можно углубить рисунок протектора нарезкой;

- надпись «Reinforced» - для усиленных шин, выпускаемых по ГОСТ 4754 - 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия»;

- надпись «Север» - для морозостойких шин;

- буква Т на шинах радиальной конструкции с текстильным брекером и каркасом;

- знак М + S или M(-)S - для шин с зимним рисунком протектора;

- надпись «АП seasons» - для всесезонных шин, выпускаемых по ГОСТ 4754-97;

- балансировочная метка, только для шин, выпускаемых по ГОСТ 4754-97 (кроме шин 6.50-16С и 215/90-15С), обозначающая самое легкое место покрышки или бескамерной шины, в виде круга диаметром 5... 10 мм над закраиной обода, с которой должен совмещаться вентиль;

- буквы TWI или другой символ, указывающий место расположения индикаторов износа в плечевой зоне протектора;

- национальный знак соответствия при сертификации шины;

- буква С после обозначения основных размеров и конструкции каркаса - только для шин легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. автомобильный протектор покрышка широкопрофильный

Приведем примеры расшифровки обозначения шин: шины легковых автомобилей: 165/80R13 МИ-166 Steel Radial S 82 Tubeless ГОСТ 4754 1003 051072 Made in Russia, где 165/80R13 - обозначение (размер) шины (165 - обозначение номинальной ширины профиля шины в миллиметрах; 80 - серия (номинальное отношение высоты профиля к его ширине в процентах); R - буквенный индекс радиальной шины; 13 - обозначение посадочного диаметра шины, соответствующее номинальному диаметру обода в дюймах); МИ-166 - торговая марка - модель шины) (МИ - условное обозначение разработчика шины, 166 - порядковый номер разработки); Steel - металлокорд в брекере; Radial - радиальная шина; S - индекс категории скорости; 82 - индекс несущей способности нагрузки; Tubeless - бескамерная шина; ГОСТ 4754 - обозначение стандарта, по которому производится шина; 1003 - дата изготовления (10 - порядковый номер недели с начала года, когда была изготовлена шина; 03 - последние две цифры года изготовления (2003 г.)); 051072 - порядковый номер шины; Made in Russia - страна, где изготовлена шина (Россия). Кроме того, на боковине шины обычно имеется товарный знак предприятия-изготовителя, например ОАО «Московский шинный завод». Ранее выпускаемые шины с порядковым номером 051072 могли иметь следующие условные обозначения заводского номера шины: МХ89051072 - маркер, где М - индекс фирмы - изготовителя шины, X - месяц изготовления шины, 89 - год изготовления шины; 102М051072 - маркер, где 10 - порядковый номер недели с начала года, 2 - последняя цифра года изготовления (1992 г.), М - индекс фирмы - изготовителя шины; шины грузовых автомобилей постоянного давления: 10,00R20 ОИ-73Б 146/143J 115PSI ГОСТ 5513 1003 80576 Made in Russia, где 10,00R20 - условное обозначение шины (10,00 - обозначение номинальной ширины профиля шины в дюймах; R - буквенный индекс радиальной шины; 20 - обозначение номинального диаметра обода в дюймах; ранее выпускаемые шины имели двойное обозначение 10,00R20 (280R508), где параметры шины 280 и 508 даны в миллиметрах); ОИ-73Б - торговая марка - модель шины (О и И - условное обозначение разработчика шины; 73 - порядковый номер разработки; Б - вариант разработки); 146/143 - индексы несущей способности нагрузок для одинарных и сдвоенных колес; J - индекс категории скорости; 115PSI - индекс давления; ГОСТ 5513 - обозначение стандарта, по которому выпускается шина; 1003 - дата изготовления (10 - порядковый номер недели с начала года, 03 - последние две цифры года изготовления (2003 г.)); 80576 - порядковый номер шины; Made in Russia - страна, где изготовлена шина (Россия).

Шины с регулируемым давлением имеют иную маркировку. На каждой шине с регулируемым давлением приводятся:

- товарный знак и наименование предприятия-изготовителя или товарный знак;

- обозначение шины; у шин обычного профиля размеры обозначают в дюймах, у широкопрофильных - в миллиметрах;

- обозначение модели шины;

- индекс скорости;

- индекс грузоподъемности для шин, эксплуатируемых со скоростью 80 км/ч и выше, и норма слойности (НС или PR) для шин, эксплуатируемых со скоростью менее 80 км/ч;

- дата изготовления, состоящая из четырех цифр, из которых две первые указывают неделю с начала года, две последние - год изготовления;

- знак направления вращения (в случае направленного рисунка протектора);

- обозначение стандарта;

- штамп технического контроля;

- буква Н на покрышках с ненормированной шириной бортов;

- название страны-изготовителя на английском языке.

Пример расшифровки обозначения широкопрофильной шины с регулируемым давлением: 1300x530-533 ВИ-3 НС-12 ГОСТ 13298 1103 В051457 Made in Russia, где 1300 - условный наружный диаметр шины в миллиметрах; 530 - условная ширина профиля шины в миллиметрах; 533 - условный диаметр обода в миллиметрах; ВИ-3 - модель шины (ВИ - условное обозначение разработчиков шины, 3 - порядковый номер разработки); НС-12 - норма слойности; ГОСТ 13298 - обозначение стандарта, по которому выпускается шина; 1103В051457 - маркер, где 1103 - дата изготовления (11 - неделя с начала года; 03 - год изготовления шины - (2003 г.)); В - буквенный индекс предприятия; 051457 - порядковый номер шины; Made in Russia - страна-изготовитель (Россия).

Размещено на Allbest.ru