Главная » 2011 » Октябрь » 28 » Автомобильная шина
23:34
Автомобильная шина
Автомобильная шина (покрышкабаллон или резина) — один из наиболее важных элементов колеса, представляющий собой упругую резино-металло-тканевую оболочку, установленную на обод колеса. Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным полотном, предназначена для поглощения незначительных колебаний, вызываемых несовершенством дорожного покрытия, компенсации погрешности траекторий колёс, реализации и восприятия сил, возникающих в пятне контакта.

Композиционное изделие
Шина это композиционное изделие, то есть сборная конструкция из неотделяемых впоследствии материалов с различными физико-механическими свойствами, изготовление которой требует высокой точности при производстве.

Шина состоит из следующих элементов:

1 Слой герметичного синтетического каучука.
Этот слой находиться внутри шины и выполняет функции воздушной камеры.

2 Слой каркаса.
Каркас состоит из тонких текстильных плетеных нитей корда, формирующих открытый тор и скрепленных между собой резиновой смесью. Благодаря этим ключевым элементам шина способна выдерживать нагрузки.

  3 Нижняя часть боковины.
Ее ролью является передача крутящего и тормозного момента с обода к пятну контакта с дорогой.

4 Бортовые кольца обеспечивают крепление шины на ободе. Они могут вынести нагрузку до 1800 кгс без риска разрушения.

5 Боковины, покрытые эластичным слоем резиновой смеси, служат для защиты шины от ударов, которые могут повредить каркас, например удары при заезде на бордюр. Слой жесткой резиновой смеси в нижней зоне шины обеспечивает надежную связь шины с ободом.

6 Ленты корда в брекерном слое.
Усиленные тонкими, прочным стальным кордом, и скрепленные с ним резиновой смесью. Ленты корда "наклеиваются" одна на другую, таким образом, что происходит перекрещевание направлений корда по циллиндрической поверхности. В сочетании с кордом каркаса это формирует жесткие треугольники в "сотовой" структуре. Так называемая триангулярная структура обеспечивает жесткость брекерного слоя.
Кордные ленты в брекерном слое выполняют многофункциональную роль:
- они должны быть достаточно жесткими по окружности шины для сопротивления их растяжению под действием центробежных сил с целью стабилизации диаметра шины при любых условиях эксплуатации. Они должны быть также достаточно жесткими в поперечном направлении для сопротивления боковым усилиям увода. Но они должны обладать достаточной упругостью в вертикальном направлении, для того чтобы "гасить" (огибать) неровности дороги.
Для формирования кордных лент необходимо обеспечить хорошую связь между сталью и резиновой смесью, что является чрезвычайно трудной задачей для этих двух разнородных материалов. 
7 Протектор накладывается поверх брекерного слоя. Именно на этой части шины, находящейся в постоянном контакте с дорогой, формируется рисунок. В зоне пятна контакта протекторная лента должна выдерживать значительные усилия. Резиновая смесь протектора должна обеспечивать сцепление на всех типах дорожного покрытия, обладать устойчивостью к трению, абразивному трению и нагреву.

После этого остается только сформировать рисунок протектора и провести вулканизацию шины для упрочнения взаимосвязей элементов конструкции и всей конструкции шины в целом.

Конструкция автошины

Основными материалами для производства автошин являются резина, которая обычно изготавливается из натурального или искусственного каучука и ткань - корд (может быть выполнен в виде металлических, либо нейлоновых нитей). Шина состоит из: каркаса, слоев брекера, протектора, борта и боковой части.
Конструкция автошины
Структура шины (разрез): 

1 - протектор;
2 - плечевая часть;
3 - каркас;
4 - боковая часть;
5 - брекер;
6 - дополнительная вставка в плечевой зоне;
7 - бортовое кольцо;
8 - бортовая 







Каркас состоит из прорезиненных нитей корда. В зависимости от расположения нитей корда в каркасе различают шины:
- радиальные;
- диагональные.
В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса (рисунок, позиция № 3). В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити соседних слоев перекрещиваются. Радиальные шины конструктивно более жесткие, вследствие чего обладают большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, меньшим сопротивлением качению, меньшим расходом топлива, большим ресурсом. В связи с этим, в настоящее время, радиальные шины для легковых автомобилей практически полностью вытеснили диагональные.

Брекер находится между каркасом и протектором. Предназначен для предохранения каркаса от разрушения. Состоит из нескольких слоев корда (обычно металло-корд).

Протектор необходим для реализации коэффициента сцепления шин с дорогой, а также для предохранения каркаса от повреждений. Протектор обладает определенным рисунком, который, в зависимости от назначения шины различается. Но, все же, главная задача протектора шины — обеспечить надежный контакт колеса с дорогой в неблагоприятных условиях, таких как дождь, грязь, снег и т.п, путем их удаления из пятна контакта по точно спроектированным канавкам и желобкам рисунка. Но эффективно удалять воду из пятна контакта протектор в силах лишь до определенной скорости, выше которой жидкость физически не сможет полностью удаляться из пятна контакта, и автомобиль потеряет сцепление с дорожным покрытием, а следовательно и управление. Этот эффект носит название аквапланирование. На сухих же дорогах протектор снижает коэффициент сцепления из-за меньшей площади пятна контакта, по сравнению с резиной без протектора. Именно поэтому на гоночных автомобилях в сухую погоду используются шины с гладким протектором, либо без протектора. Во многих странах существуют законы, регулирующие минимальную высоту протектора на дорожных транспортных средствах, и многие дорожные шины имеют встроенные индикаторы износа.

Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой (для бескамерных шин) резиной.

Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.
Состоит из прорезиненных нитей корда. В зависимости от расположения нитей корда в каркасе различают шины:
- радиальные;
- диагональные.
В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса (рисунок, позиция № 3). В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити соседних слоев перекрещиваются. Радиальные шины конструктивно более жесткие, вследствие чего обладают большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, меньшим сопротивлением качению, меньшим расходом топлива, большим ресурсом. В связи с этим, в настоящее время, радиальные шины для легковых автомобилей практически полностью вытеснили диагональные.

Классификация шин


Классификация шинКлассификация шин в зависимости от назначения:
- для легковых автомобилей
- для грузовых автомобилей

по способу герметизации:

- какмерные
- бескамерные

по конструкции:

- диагональные
- радиальные

по форме профиля поперечного сечения:

- обычного профиля
- широкопрофильные
- низкопрофильные    
- сверхнизкопрофильные
- арочные

по типу рисунка протектора:

- летние
- всесезонные
- зимние
- 4х4

Диагональные шины
Каркас диагональной шины состоит из определенного количества прорезиненных кордовых прокладок, края которых обвиваются вокруг проволочных кольцевых стержней (эти стержни обеспечивают посадку шины на диск). Все нити корда каркаса и брекера перекрещиваются в смежных слоях и имеют в средней части беговой дорожки углы наклона нитей корда каркаса и брекера 45° - 60°. Число смежных слоев обычно четыре. Конструкция диагональных шин устарела, но их продолжают выпускать (в основном для машин старых конструкций), потому что они относительно дешевы в производстве, их каркас менее подвержен разрушению при ударах и порезах. 

Радиальные шины
В радиальных шинах (типа R) все нити корда каркаса расположены параллельно по радиусу от одного борта к другому. Нити корда брекера лежат аналогично диагональным, только под большим углом. При такой конструкции одного лишь каркаса недостаточно чтобы выдерживать усилия в поперечном направлении при езде по кривой, а также значительные нагрузки при ускорении. Поэтому они должны поддерживаться и дополняться другими элементами шины. Эту задачу берет на себя пояс стального корда, в котором два слоя наматываются попеременно под острым углом. Многие шины дополнительно стабилизируются нейлоновым бандажом. 

Камерные шины

Состоят из покрышки и камеры с вентилем. Вентиль (обратный воздушный клапан) позволяет нагнетать воздух в шину и препятствует его выходу наружу.

Бескамерные шины
Отличаются наличием воздухонепроницаемого резинового слоя, наносимого под первый слой каркаса (вместо камеры). Герметичность в них достигается плотной посадкой покрышки на обод. Вентиль для нагнетания воздуха в шину размещается и герметизируется в отверстии обода колеса.

Летние шины 
Их отличают четко выраженные продольные канавки для отвода воды из пятна контакта протектора с дорогой, слабо выраженные поперечные канавки и отсутствие микрорисунка. Кроме того, они всегда имеют плавный скругленный переход от протектора к боковинам. Шины этого типа обеспечивают максимальное сцепление с сухой и мокрой дорогой, обладают максимальной износостойкостью и наилучшим образом приспособлены для скоростной езды. Но для движения по грунтовым (особенно мокрым) и зимним дорогам они малопригодны. Скоростные шины (категория Н и выше) отличаются повышенной способностью противостоять перегреву, сохранением стабильного коэффициента сцепления с дорогой независимо от особенностей качения на высокой скорости.

Всесезонные шины
Хорошо приспособлены для работы на сухом и мокром асфальте, отличаются удовлетворительной приспособленностью к зимним дорогам и большим износом, по сравнению с летними. Рисунок протектора более разветвленный, элементы рисунка группируются в хорошо различимую дорожку и разделены канавками разной ширины: на элементах рисунка - "шашках" - имеются узкие прорези дополнительного микрорисунка. Как правило, на таких шинах стоит маркировка all season, tous terrain или условные знаки (снежинка или капля).

Зимние шины
Предназначены для работы на заснеженных и обледенелых 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). Рисунок протектора таких шин имеет четко выраженные шашки от продольных и поперечных канавок значительной глубины. У шашек сложный фигурный рельеф для увеличения рабочих боковых поверхностей, а также разветвленный микрорисунок. Зимние шины обозначают индексом M + S. Зачастую они имеют строго определенное направление движения (указано стрелкой). Более пластичная резина (для работы при низких температурах) зимних шин в летних условиях подвержена быстрому износу, перегреву, в протектор таких шин легко проникают мелкие твердые предметы. Износостойкость зимних шин на 30-50% меньше летних еще и из-за специфического протектора. Многие зимние шины позволяют устанавливать шипы противоскольжения или имеют их. При движении автомобиля при температуре воздуха - 10 0С в зоне контакта шины с дорогой всегда присутствует тонкий слой влаги (шина нагревается от трения и деформации). Поэтому на заснеженной дороге задача шипов противоскольжения - продавливать влажную пленку, играющую роль смазки, и обеспечивать надежный контакт шины с дорогой. Для каждой шины конкретного автомобиля и с учетом характера (интенсивности) движения подбирают наиболее подходящие по типоразмеру шипы. Некоторые фирмы указывают на боковине предпочтительный размер шипов.

4х4

Это разреженный рисунок шашечного типа с развитыми грунтозацепами по плечевой зоне, с мощными недеформируемыми шашками, часто не расчлененными прорезями.

Классификация шин по типу рисунка протектора


Классификация шин по типу рисунка протектораДорожные шины (летние) - предназначены для эксплуатации на шоссейных дорогах. Рисунок протектора состоит из шашек или ребер, разделенных канавками, как правило не широкими.

Универсальные шины - предназначены для эксплуатации как на шоссейных, так и на грунтовых дорогах. Рисунок протектора состоит из шашек или ребер и может иметь грунтозацепы (массивные выступы) по краям протектора.

Шины повышенной проходимости
 - предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и мягких грунтов. Имеют разреженный рисунок с развитыми грунтазацепами по краям и мощными недеформирующимися шашками по центру беговой дорожки.

Всесезонные шины, M+S (Mud + Snow - грязь и снег), R+W (Road + Winter - дорожная и зимняя)
 - предназначены для эксплуатации как в зимнее, так и в летнее время. Обеспечивают приемлемую реализацию характеристик эксплуатации при круглогодичном использовании по шоссейным и грунтовым дорогам. Рисунок более разреженный, чем у дорожных и может иметь микроканавки (ламели), обеспечивающие сцепление с обледенелой и заснеженной дорогой.

Зимние шины - предназначены для эксплуатации на зимних дорогах. Могут быть:

Нешипуемые - изготавливаются из мягких сортов резины, чаще всего имеют направленный рисунок с большим количеством ламелей и предназначены в основном для эксплуатации на очищаемых дорогах.

Шипованные или с возможностью шипования - изготавливаются из резины средней жесткости и имеют шипы или размеченные места для монтажа шипов. Рисунок протектора разреженный, имеют развитую сеть ламелей, в некоторых случаях приближаются внедорожным моделям шин. Обеспечивают неплохую проходимость на глубоком снегу и хорошо удаляют снежную шугу. Шиопованные шины имеют лучшее сцепление с льдом и с укатанным снегом, но ухудшают сцепление на твердом дорожном покрытии. Обладают повышенной шумностью.

В зависимости от расположения элементов рисунка он может быть ненаправленным, направленным или асимметричным.

Ненаправленный рисунок (а) - симметричный относительно радиальной плоскости колеса (1)(проходящей через его ось вращения). Является наиболее универсальным, поэтому большая часть шин выпускается именно с этим рисунком.

Направленный рисунок (б) - симметричный относительно центральной плоскости вращения колеса (2) (проходящей через середину протектора). Он обладает улучшенной способностью отвода воды из пятна контакта с дорогой и пониженной шумностью. Запасное колеcо совпадает по направлению вращения только с колесами одной стороны автомобиля, но временная установка его на другую сторону допустима при условии движения на небольших скоростях.

Асимметричный рисунок (в) - не симметричный относительно центральной плоскости вращения колеса (2). Его используют для реализации разных свойств в одной шине. Например, наружная сторона шины лучше работает на сухой дороге, а внутренняя - на мокрой.

Система условной классификации качества шин


Система условной классификации качества шинНа боковину шины могут быть нанесены условные показатели качества шин, относящиеся к так называемой Системе условной классификации качества шин.

Показатель износа:
Показатель износа является важнейшей характеристикой, показывающей, как долго Ваша шина останется работоспособной. Протектор каждой шины подвержен износу и очень важно не пропустить тот момент, когда он достиг критического уровня и шина уже не может обеспечить должную безопасность.

Каждая новая модель шины проходит тестирование по официально установленной методике, и ей присваивается показатель износа протектора, который теоретически соответствует продолжительности "жизни" шины. ВАЖНО ПОМНИТЬ, что показатель износа является теоретической величиной и не может быть напрямую связан с практическим сроком эксплуатации шины, на который значительное влияние оказывают дорожные условия, стиль вождения, соблюдение рекомендаций по давлению, регулировка углов схода-развала автомобиля и ротация колес. Показатель износа представлен в виде числа от 60 до 620 с интервалом в 20 единиц. Чем выше его значение, тем дольше выдерживает протектор при испытаниях по установленной методике.

Показатель сцепления:

Показатель сцепления определяет тормозные свойства шины. Они измеряются путем тестирования при прямолинейном движении на мокрой поверхности. Для обозначения показателя сцепления используются буквы от "А" до "С", при этом "А" соответствует максимальному его значению.

Температурная характеристика:
Температурная характеристика показывает способность шины выдерживать температурный режим, который позволяет сохранять характеристики шин, заложенные заводом-изготовителем, в зависимости от климатических условий эксплуатации. Этот показатель является одним из важных вследствие того, что шины, изготовленные из резины и других материалов, меняют свойства под воздействием высоких температур. В случае с температурной характеристикой также используют буквенный индекс от "Л" до "С", где "А" соответствует максимальному сопротивлению к нагреву. Поэтому, зимние шины, как правило, мягче летних и не "дубеют" с понижением температуры, летом же они, наоборот, начинают "таять". Рисунок протектора зимних шин намного грубее, со множеством специальных углублений - ламелей, на боковине обычно имеется маркировка M+S (Mud + Snow) - грязь и снег и/или Winter - зима. Таким образом, на данный момент разделение шин на летние и зимние носит ярко выраженный характер. Хотя некоторые производители применяют технологии выпуска шин, пригодных для любых климатических условий, но такие шины пока далеки от совершенства.

Максимальная нагрузка, максимальное внутреннее давление:

Для легковых шин обозначения максимальной нагрузки и максимального давления определяют максимальный вес, который можно перевозить при максимальном внутреннем давлении в шине. Для шин малых коммерческих автомобилей показатели максимальной нагрузки и давления прямо пропорциональны.

Маркировка DOT:

Маркировка DOT является чем-то вроде "отпечатка пальцев" шины. Ее наличие говорит о том, что данная шина соответствует нормам безопасности шин Транспортного Департамента США (Department of Transportation) и допущена к эксплуатации. DOT - это Американская система сертификации. На покрышках, поставляемых на наш рынок, чаще всего встречается метка Е, которая свидетельствует о соответствии европейским стандартам. Такие метки могут встречаться как вместе, так и по отдельности, все зависит от страны-изготовителя. Для примера рассмотрим следующую маркировку: DOT M5H3 459Х 064. Первые буквы и цифры, следующие за аббревиатурой DOT, служат для обозначения фирмы-производителя и заводского кода. Третья, четвертая и пятая буквы, 59Х, обозначают код типоразмера, которым по выбору специфицируют шины их производители для указания их размера и некоторых характеристик. Последние три цифры указывают на дату изготовления: первые две относятся к неделе, а последняя к году производства. Так, 064 значит, что шина была изготовлена в шестую неделю 1994 года. Все шины должны соответствовать как международным, так и отечественным стандартам.

Индекс давления:

Уровень внутреннего давления в шине оказывает влияние на эксплуатационные характеристики Вашего автомобиля. Даже самые качественные шины не справятся со своей задачей, если будут работать при неправильно установленном давлении. Его точное значение зависит от типа автомобиля и, в определенной степени, от выбора водителя. Рекомендованное для данного типа автомобиля давление обычно указано в наклейке на торцевой части двери или стойки салона, или на внутренней поверхности перчаточного ящика и крышки топливного бака.

Большинство новых моделей шин имеют направленный (стреловидный) рисунок протектора. Считается, что такой тип рисунка обладает лучшими характеристиками по сравнению с обычным. Особенно это проявляется в критических дорожных условиях. Направление вращения колеса обозначается стрелкой с надписью Rotation. Рисунок также может быть асимметричным, т.е. покрышки выпускаются левые и правые и устанавливаются на соответствующую сторону автомобиля. Такие шины имеют маркировку Left - левая или Right - правая. Внешняя сторона установки обозначается: Outside или Side Facing Out а внутренняя: Inside или Side Facing Inwards. Асимметричный рисунок применяется при производстве шин с высокими скоростными характеристиками.




Расшифровка индекса скорости шины

Индекс максимально допустимой скорости - это допустимый предел скоростного режима, при котором допускается эксплуатация шины. Наносится на боковину покрышки в виде буквенного обозначения латинским шрифтом. Индекс скорости шины обозначается буквой, соответствующей максимальной скорости, на эксплуатацию при которой сертифицирована данная шина. Так же, как и в случае с индексом нагрузки, существует таблица значений индекса скорости с показателями от А (минимальное значение) до Z (максимальное значение). Правда, с одним исключением: буква Н выпадает из последовательности и находится между U и V, соответствуя скорости до 210 км/ч. Индекс "Q" соответствует минимальной скорости для легковых автомобилей, а "V" применяется для шин, сертифицированных для скоростей до 240 км/ч.

ИндексДопустимая скорость, км/ч
A525
A630
F85
G90
J100
K110
L120
M130
N140
P150
Q160
R170
S180
T190
U200
H210
V240
W270
Y300
ZRболее 240


Процесс изготовления шин

Изготовление шин включает в себя четыре различных этапа: изготовление резиновых смесей, изготовление компонентов, сборка, вулканизация.

I. Производство шины начинается с приготовления резиновых смесей. Рецептура зависит от назначения деталей шины и может включать в себя до 10 химикатов, начиная от серы и углерода и заканчивая каучуком.

II. На следующем этапе создаётся протекторная заготовка для шины. В результате шприцевания на червячной машине получается профилированная резиновая лента, которая после охлаждения водой разрезается на заготовки по размеру шины.

Скелет шины — каркас и брекер — изготавливаются из слоёв обрезиненного текстиля или высокопрочного металлокорда. Прорезиненное полотно раскраивается под определённым углом на полосы различной ширины в зависимости от размера шины.

Важным элементом шины является борт — это нерастяжимая, жёсткая часть шины, с помощью которой последняя крепится на ободе колеса. Основная часть борта — крыло, которое изготавливается из множества витков обрезиненной бортовой проволоки.

III. На сборочных станках все детали шины соединяются в единое целое. На сборочный барабан последовательно накладываются слои каркаса, борт, по центру каркаса протектор с боковинами. Для легковых шин протектор относительно расширен и заменяет собой боковину. Это повышает точность сборки и снижает количество операций в производстве шин.

IV. После сборки шину ожидает процесс вулканизации. Собранная шина помещается в пресс-форму вулканизатора. Внутрь шины под высоким давлением подаётся пар или перегретая (200 °C) вода. Обогревается и наружная поверхность пресс-формы. Под давлением по боковинам и протектору прорисовывается рельефный рисунок. Происходит химическая реакция (вулканизация), которая придаёт резине эластичность и прочность.

Просмотров: 801 | Добавил: 666-69 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]