Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 1

мая 23, 2018

Автомобильные шины, диски и ободья
Предисловие
Почти все движение на земле немыслимо без колес с пневматиче­скими шинами. Без них остановятся автомобильный транспорт, мо­тоциклы, карьерные самосвалы, сельхозмашины, современные поезда метро, не смогут взлетать и садиться самолеты. Шина — основной кон­структивный элемент большинства транспортных средств. Ключевые характеристики их движения — скорость, безопасность, устойчивость, управляемость, проходимость, топливная экономичность, уровень шума, комфортабельность и др. — непосредственно связаны с шинами. Одновременно с прогрессом транспортных средств совершенствуется конструкция шин и колес. Массовые легковые и грузовые шины диа­гональной конструкции (далее — диагональные шины) активно вытес­няются шинами с радиальным каркасом (далее — радиальные шины). Сегодня на дорогах западных стран практически не встретить камер­ных легковых шин или не целиком металлокордных однослойных грузовых шин. Еще 20 лет назад шины серии 70 классифицировались как сверхнизкопрофильные. Сегодня это обычный серийный профиль многих легковых и грузовых шин, а «уважительная» приставка «сверх» перешла к низкопрофильным шинам серии 55 и ниже.
Несмотря на большое разнообразие, применяемые в настоя­щее время автомобильные шины имеют общие основные принципы устройства. Как и первая пневматическая шина, появившаяся в XIX веке, они представляют собой эластичную оболочку, которую крепят на ободе колеса и наполняют сжатым воздухом. Принцип амортиза­ции ударов о препятствие сжатым воздухом до сего времени играет ре­шающую роль в работе шины.
В связи с этим читателю сначала предлагается описание типичной шины, принципов ее построения и основных элементов. Дается клас­сификация шин по их применяемости и особенностям конструкции. Особое внимание уделено целиком металлокордным
шинам (ЦМК). При этом, учитывая специфику отечественного рын­ка шин, рассматриваются комбинированные радиальные грузовые шины, практически полностью исчезнувшие из каталогов ведущих западных производителей. Некоторые типы конструкций шин, не выдержавшие проверку временем, такие как шины со съемным про-
тектором, не вошли в настоящую книгу. Вместе с тем приводятся све­дения о перспективных конструкциях, отражающих новые тенденции развития пневматических шин. В том числе безопасные, «умные», ли­тые шины.
В последнее время особое внимание уделяют экономичным ши­нам, снижающим расход моторного топлива. В структуре эксплуа­тационных расходов на автомобильные перевозки топливо занимает одну из ведущих позиций. Актуальность проблемы экономии топлива усиливается постоянным повышением цены углеводородного сырья и прогнозируемым его дефицитом уже в недалеком будущем. По расче­там природоохранной организации Green Seal, только в США более 160 миллионов пассажирских машин и легких грузовиков сжигают за год более 475 млрд литров бензина (цифры соответствуют ситуации до начала мирового кризиса 2008 г.). При этом потребление топлива про­должает расти приблизительно на 3% в год из-за увеличения количе­ства автомобилей и плеч перевозок.
В книге рассмотрены основные эксплуатационные свойства авто­мобильных шин, обеспечивающие безопасность движения транспорт­ных средств, их топливную экономичность, в том числе сцепление с разным дорожным покрытием, потери на качение, надежность в экс­плуатации, влияние шин на управляемость и устойчивость автомобиля и др. Изложены основные требования к эксплуатации автомобильных шин для реализации этих свойств на практике, освоения всего эксплуа­тационного ресурса шины, достижения максимальной комфортабель­ности транспортного средства и экономичности его эксплуатации.
Дана классификация автомобильных колес, приведено описание конструкции дисков и ободьев, изложены требования к их эксплуа­тации.
Чтобыустранить путаницу в терминологии, давайте договоримся, что
в этой книгемы будем использовать профессиональные термины, поэтому термином «колесо» мы будем называть элемент, на котором крепится шина. «Колесо», в свою очередь, состоит из «обода» и «диска».
В обиходе «колесо» часто называют диском (именно так его обо­значают в магазинах, на сервисе, шиномонтаже и т.д.), а под колесом в обиходе понимают сборочный узел, состоящий из пневматической шины и «колеса».
В понятном читателю контексте данной книги мы все же иногда употребляем термин колесо в обиходном смысле, т.е. как сборочный узел, состоящий из шины и «колеса».
Термины, данные выше в кавычках, являются профессиональными, а выделенные полужирным шрифтом — употребляются в обиходном смысле. Далее в книге подобные выделения не используются.
1. ОБЗОР РЫНКА ПНЕВ МАТИ Ч ЕСКИХ ШИН
1.1. Мировые тенденцииразви- Ежедневно более 2 млн новых шин тип рынка шин производится мировой шинной
промышленностью. Более 4 млрд шин одновременно находятся в эксплуатации. Структура шинного рынка обычно отражает структуру автомобильного транспорта в том или ином регионе. Для развитых западных стран характерно преобла­дание шин для легковых и коммерческих автомобилей: 75—85%, около 15% рынка— грузовые шины. Вся эта огромная масса шин попадает на потребительский рынок по двум основным каналам: через поставку на конвейер автомобильных заводов, так называемый промышленный сектор рынка, и через розничную продажу — потребительский сектор рынка. В свою очередь, потребительский сектор шин состоит из новых и восстановленных
Шины, которыми автопроизводители комплектуют новые автомо­били, обычно разрабатываются параллельно с разработкой автомо­биля, проходят весь комплекс приемочных испытаний вместе с авто­мобилем, становятся его неотъемлемой частью и их характеристики наилучшим образом сочетаются с характеристиками машины. Такие шины часто не попадают в розничную продажу и поставляются ис­ключительно на конвейер. Этот сектор рынка чрезвычайно конку­рентен, и шинным фирмам постоянно приходится доказывать право на поставку своих шин для комплектации новых автомобилей, а сами такие шины являются предметом гордости и своего рода «визитной карточкой» их разработчиков и производителей. В то же время для ко­нечного потребителя — покупателя транспортного средства (от мото­цикла и автомобиля до самолета) характеристики шин этого сегмента шинного рынка, как бы хороши они ни были, даже бренд изготовителя и цена шин воспринимаются как часть имиджа и свойств машины в целом и не являются значимыми факторами покупки. Это наиболее существенное их отличие от шин потребительского рынка.
Потребительский рынок пневматических шин обеспечивает по­требности в шинах эксплуатационных транспортных предприятий и других владельцев автомобилей. Эти шины имеют более универсаль­ные свойства, так как они не привязаны к конструктивным особен­ностям определенного автомобиля или иного транспортного средства. Чтобы привлечь покупателя, наряду с высоким уровнем комплекса эксплуатационных свойств такая шина должна быть «красивой», вы­глядеть «современно», стоить недорого и т.д. Конечно, при замене мо­дели шин, с которыми новый автомобиль был продан, на другие шины со вторичного рынка существует риск некоторых характе-
ристик автомобиля. Но обычно эти ухудшения относительно несуще-
ственны и «простой автомобилист » их скорее всего просто не заме­тит. К тому же необходимость в первой замене шин возникает обычно при износе рисунка протектора. К этому времени и сам автомобиль начинает терять некоторые из своих свойств. Для потребителя этого сегмента рынка шин дизайн протектора, низкая цена, предпочтения какого-либо бренда производителя перед другими, иные объективные и субъективные предпочтения могут иметь определяющее значение.
Поэтому на вторичном сегменте рынка оказались востребованны­ми шины, возвращенные в эксплуатацию после восстановительного ремонта, т.е. шины, у которых после износа рисунка возобновляется протектор, обновляются при необходимости другие покровные рези­ны, а все остальная конструкция сохраняется оригинальной [5, 7]. Вы­сокие прочностные характеристики конструкции и материалов шин в сочетании с надежной, хорошо отработанной технологией восстанов­ления позволяют восстанавливать протектор от 3 до 5 раз, делая сроки «жизни» шины соизмеримыми со сроком эксплуатации автомобиля. Восстановленные шины отвоевывают у новых шин часть занимаемо­го ими рынка, доказывая свою конкурентоспособность высоким ка­чеством. По данным Бюро информации о Восстановлении и Ремонте Шин США (TRIВ), сравнительные испытания новых и восстановлен­ных шин, а также анализ дорожно-транспортных происшествий, свя­занных с шинами, показывает, что восстановленные шины по основ­ным технико-экономическим показателям, включая надежность и безопасность, не уступают новым. С 2004 года все восстановленные шины в Великобритании регулируются теми же правилами и стандар­тами, что и новые шины, и должны отвечать тем же требованиям по всему комплексу свойств. С сентября 2006 года в странах Евросоюза также введен единый стандарт для восстановленных шин. В США еще в октябре 1993 года был принят акт, разрешающий применение восста­новленных шин на всех правительственных автомобилях, что явилось признанием достоинств восстановленных шин и создало дополни­тельные стимулы в стране для их производства. В то же время высокие требования к качеству восстановления неизбежно приводят к его удо­рожанию. Стоимость восстановленной легковой шины соизмерима с новой, что лишает «частника» важного стимула для их приобретения и делает их производство малорентабельным. Как результат — рынок восстановленных легковых шин, например в США, за последние 8 лет сократился более чем на 55%. Аналогичная картина наблюдается в странах Западной Европы. Однако даже в этих условиях восстанов­ленные легковые и коммерческие шины остаются привлекательными для таксомоторных компаний, станций автомобилей «скорой помо­щи» и других подобных предприятий, поскольку в среднем в бюджете автомобильной компании на Западе затраты на шины занимают тре-
тью позицию после заработной платы и оплаты за топливо. Стоимость восстановленных грузовых шин обычно ниже стоимости новых шин на 30—50%, что определяет рост их потребления на грузовом автотран­спорте, а также в авиации, на военной технике, пожарными и др. Бо­лее 900 компаний в США занимаются шиноремонтным бизнесом. Уже в конце 90-х годов прошлого века из 27 млн проданных потребителям грузовых шин в Северной Америке 16 млн имели восстановленный рисунок протектора и лишь млн были новыми. А в 2006 году там было продано уже около 18,6 млн восстановленных шин на общую сумму около 3 млрд. долларов. Характерной тенденцией этого сегмен­та рынка шин последнего времени стало сближение интересов произ­водителей новых и восстановленных шин. Это проявляется в откры­тии ведущими шинными компаниями, такими как Goodyear, Michelin, Bridgestone, и некоторыми другими собственных отделений по вос­становительному ремонту «своих» шин. В конструкцию и материалы новых шин уже на стадии их проектирования закладывается возмож­ность многократного восстановления. Огромный потенциал научно-исследовательских центров этих компаний распространяется теперь и на разработку новых материалов и технологий шиноремонта. Возмож­но, это позволит в ближайшем будущем создать высокорентабельную технологию восстановления легковых шин наравне с грузовыми и по­высить отбор шин, пригодных к восстановительному ремонту.
Кроме прямой заинтересованности потребителя восстановление шин имеет и другие преимущества, способные принести уже в неда­леком будущем значительный экономический эффект. Во-первых, восстановление шин — чрезвычайно дружественно окружающей сре­де. Ежегодно только в США списывается из эксплуатации 235 млн легковых шин, 42 млн грузовых и 3 млн авиационных и других шин. Если предположить возмож­ность восстановления хотя бы 40% из них, то это букваль­но очистит землю от почти
млн загрязняющих ее шин (рис. 1.1). Во-вторых, при ис­пользовании восстановленной легковой шины экономится в среднем 17 литров сырой нефти, которые должны быть израсходованы на производ­ство новой шины. Для грузо­вых шин экономия составляет более 52 литров сырой нефти.
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 2

мая 24, 2018


Рис. 2.3. Среднестатистическое распределение энергии от сгорания топлива между системами:
а – легкового автомобиля; б – грузового автомобиля

Рис. 2.4. Изменение топливной экономичности автомобилей в период 1975-2007 гг.
ный и проч. При этом, по данным [21], в середине 80-х годов прошло­го века на качение шины легкового автомобиля расходовалось больше энергии, чем на современные шины, — 6,6% против 4% (т.е. более чем в полтора раза). Даже с учетом возможной разницы в методиках испыта­ний и объема выборки это свидетельствует о значительном прогрессе в улучшении экономичности шин по сравнению с другими системами автомобиля.
Практически только шины остаются экономичным элементом конструкции автомобиля, который пользователь может самостоятель­но заменять по мере появления их на рынке и немедленно чувствовать эффект от этой замены. Снижение сопротивления качению шины на 10% приводит к 1,5—2% экономии топлива легковыми и легкогрузо­выми автомобилями в обычных режимах работы. Для грузовых авто­мобилей экономия топлива может достигать 3% на каждые 10—15% улучшения характеристики потерь в шинах.
Вместе с тем потери на качение отражаются не только на расходе топлива, но и на ряде эксплуатационных характеристик шины. При равных прочностных показателях шин разных конструкций уровень потерь на качение косвенно характеризует их эксплуатационную на­дежность, определяет уровень их максимально допустимой скорости, отражает такие качественные характеристики, как силовая неодно­родность, дисбаланс, наличие скрытых внутренних дефектов (см. па­раграф 7.1).
Вот почему, несмотря на относительно небольшую долю в общем балансе энергии автомобиля, потери в шинах оказались в зоне при­стального внимания и изучения как производителей шин, так и ор­ганов стандартизации, государственного регулирования, потреби­тельских организаций в целях получения единого комплексного по­казателя, характеризующего качество и рыночную, потребительскую ценность шины.
3. КЛАССИФИКАЦИЯ ШИН
Автомобильные шины классифицируют по назначению, способу герметизации, конструкции, форме профиля, габаритам и типу рисун­ка протектора. Наибольшее распространение получила классифика­ция шин по назначению, т.е. для какого типа транспортного средства они предназначены. На этой основе обычно строятся справочники и фирменные каталоги по шинам, аксессуарам для их эксплуатации и ремонта и др.
Классификация шин по их назначению носит универсальный ха­рактер. Каждая классификационная категория включает шины разных конструкций и размеров, с различными скоростными характеристика-
ми и разными несущими нагрузками, а также шины, отличающиеся друг от друга применяемыми для их изготовления материалами, обо­рудованием, технологическими процессами и т.д. Ниже приведены наиболее типичные классы и группы, на которые принято разделять шины при их классификации.
3.1. Легковые шины В эту категорию входят шины для
всех легковых автомобилей, неза­висимо от дорожных, климатических условий их эксплуатации или особенностей конструкции автомобиля (полноприводная, с передним или задним приводом и т.д.). К легковым шинам предъявляют высо­кие требования безопасности и комфортабельности. Они должны вы­держивать длительное безостановочное движение с высокими скоро­стями (свыше 140 км/ч), обеспечивать при этом высокую надежность, безопасность, устойчивость и управляемость, передачу тяговых и тор­мозных усилий на сухой дороге и в дождь, независимо от погодных и климатических условий.
К этой же группе часто относят шины для массовых спортивных автомобилей (SUV) и автомобилей для туристических путешествий. Такие шины предназначены для эксплуатации в основном на хоро­ших дорогах с твердым покрытием, но имеют дополнительную защиту от пробоев, порезов и других механических повреждений на случай, когда автомобиль оказывается на бездорожье. В последнее время они получают во всем мире все большее распространение и могут рассма­триваться как отдельная категория шин.
3.2. Легкогрузовые (коммерче- Легкогрузовые шины применяют-ские) шины ся на микроавтобусах (автобусах
особо малой вместимости), тоннажных грузовых автомобилях и прицепах к ним. Такие транспорт­ные средства внешне похожи на большие легковые машины, но вместо задних пассажирских мест и багажника имеют кузов и обычно пользу­ются популярностью в сфере малого бизнеса. Поэтому такие машины и шины для них еще называют коммерческими. Обозначения грузовых шин обычно содержат букву «С».
3.3. Грузовые и автобусные К этой группе относят шины, экс-шины плуатирующиеся преимуществен­но на дорогах с твердым покрыти­ем. Сюда относятся для грузовых автомобилей, осуществляющих городские, междугородные и международные перевозки, шины для автобусов и троллейбусов. Предполагается, что транспортные средства на этих шинах оказываются в условиях бездорожья лишь на короткое
время, например, для подъезда к месту погрузки или разгрузки. Требования, предъявляемые се­годня к грузовым шинам, очень близки требованиям к легковым шинам, особенно в вопросах без­опасности, скорости, а также шу-мообразования и однородности. Повышенные требования предъ­являют к их грузоподъемности и экономичности. Кроме того, сейчас на первый план выступа­ют экологические требования, не столь актуальные в прежние годы.


3.1. Автомобиль на внедорожных шинах
3.4. Грузовые внедорожные шины В отличие от предьщущей груп-
пы эти шины лишь на короткое время попадают на твердую ровную дорогу, а большую часть времени эксплуатируются в полевых условиях, на бездорожье. Это шины для автомобилей внедорожников, для строительной техники, дорожных машин, экскаваторов, грейдеров и других подобных машин (рис. 3.1). Они не работают на больших скоростях движения, но должны иметь высокую прочность, выдерживать большие нагрузки и перегрузки, противостоять механическим повреждениям, обладать высокими тяго­выми и тормозными свойствами на мягких грунтах.
3.5. Крупногабаритные шины К ним относятся шины карьерных
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 3

мая 24, 2018

свою форму и способность к движению. Этот принцип использован, в частности, фирмой Bridgestone в ее run-flat шине (рис.3.5). Такая шина способна пробежать без давления до 80 км при скорости до 85 км/ч [23]. Однако усиленные боковины способствуют повышенному тепло­образованию и преждевременному выходу шины из эксплуатации. Та­кие шины требуют замены уже через 25 тыс. км пробега, в то время как стандартные шины заменяют в среднем через 65 тыс. км пробега. Хотя применение таких шин дешевле, чем шин PAX, и они монтируются на стандартный обод, но их долговечность и эффективность, по мнению экспертов, пока недостаточна, чтобы реально конкурировать с обыч­ными шинами [19].
ЗАО. Спортивные шины или шины Шины для гоночных автомобилей для гоночных автомобилей занимают очень специфический
сектор шинного рынка. Основ-jf?> Mb ной характеристикой этих шин Я Л M ПШ является способность развивать

высокую скорость, выдерживать
значительные боковые нагрузки и обеспечивать при этом прекрас­ные тягово-сцепные свойства. Такие шины выпускаются для
всех видов транспорта, которые участвуют в гонках: велосипедов, мотоциклов, легковых
Рис. 3.6. Гоночная (а) и обычная дорож­ная (б) шины «Игл» («Eagle») фирмы Goodyear
автомобилей и болидов, грузовых автомобилей. Для гонок на сухих
покрытиях спортивные автомо-
бильные шины, как правило, не имеют рисунка протектора, для уве­личения площади сцепления с дорогой. На кольцевых гонках левые и правые шины имеют различное внутреннее давление. На рис. 3.6 пред­ставлены гоночная и обычная шины «Игл» (Eagle) фирмы Goodyear сопоставимых размеров, а в таблице 3.1 приведены сравнительные ха­рактеристики этих шин. Как видно из таблицы ЗА, ресурс спортивных шин очень мал, их протектор втрое тоньше, зато беговая дорожка на 30% шире, и они на 30% легче. К этому можно добавить, что стоимость приведенной в таблице 3.1 спортивной шины почти вдвое выше, чем обычной.
ТпраблицаЗ. 1
Гоночная шина
Обычная шина
Средний пробег, км
Внутреннее давление, M Ра
0,21 МПа — справа 0,31 МПа-слева
0,24 (с обеих сторон)
Газ, используемый для накачивания шины
сухой воздух или азот
атмосферный воздух
Толщина протектора, мм
Ширина беговой дорожки, мм
Масса шины, кг
3.11. Запасные шины Запасные шины1 предназначе-
ны для того, чтобы обеспечить автомобилю возможность доехать до ближайшего сервиса при выхо­де из строя одной из штатных шин. Исходя из этой концеп­ции запасные шины, которы­ми комплектуются некоторые современные легковые авто­мобили, отличаются от обыч­ных шин меньшим размером рис. 3.7) и заниженными экс­плуатационными характери­стиками — меньшей прочно­стью, выносливостью, скоро­стью и др. В то же время эти шины дешевле обычных, они легче и занимают в багажнике автомобиля меньше места.
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 4

мая 24, 2018

на высоких скоростях. Их легче обслуживать в эксплуатации, так как проколы бескамерной шины диаметром до 10—12 мм можно ремон­тировать без их демонтажа. Просто и надежно крепится вентиль — на ободе колеса, а не на резиновой камере. Важнейшим преимуществом бескамерных шин является их повышенная безопасность: при проко­лах воздух из них стравливается постепенно и водитель успевает оста­новить машину до полной потери воздуха шиной, в то время как при проколе камерной шины воздух практически мгновенно выходит из полости камеры шины. Вместе с тем использование бескамерных шин требует особой осторожности при борта шины и
обод не должны иметь механических повреждений, нарушающих гер­метичность посадки шины на полки обода.
Бескамерные шины для легковых автомобилей монтируют на глу­бокие ободья такой же конструкции, как и для камерных шин. Нали­чие на глубоких ободьях наклона полки обода в 5° обеспечивает плот­ную посадку бортов.
Наклон полки и конфигурация плоского обода грузовых камерных шин не может обеспечить натяг при посадке борта шины и гермети­
зацию бескамерной грузовой шины. Бескамерные грузовые шины мон­тируются на специальном, глубоком ободе, а геометрия и внутренняя структура борта этих шин отличает­ся от камерных. Посадочный размер обода бескамерной грузовой шины больше, чем у заменяемого камер­ного аналога. Увеличение внутрен­него пространства в ободьях позво­ляет использовать более мощные тормоза, что существенно повышает безопасность автомобиля.
Меридиональное сечение шины, т.е. сечение плоскостью, проходящей через ось вращения колеса, принято также называть профилем шины. Геометрические параметры профиля шины и обода и их соотношения в совокупности с параметрами несу­щей нагрузки и внутреннего давле­ния имеют определяющее значение при характеристике любых пневма­

тических шин. Это связано с тем, что напряженно-деформированное
Рис. 4.3. Геометрические параметры профиля пневматической шины и обода
состояние шины, ее прочностные, жесткостные и демпфирующие свойства непосредственно связаны с конфигурацией ее конструктив­ных элементов. На рис. 4.3 показаны основные параметры геометрии профиля типичной пневматической шины.
4.1. Покрышка Покрышка воспринимает тяговые
и тормозные усилия, обеспечива­ет сцепление с дорогой и реализует другие свойства пневматической шины. Основными типичньгми элементами покрышки являются кар­кас, брекер, протектор, боковина, борт и внутренний (герметизирую­щий у бескамерной шины) слой (рис. 4.4).
4.2. Камера Ездовая камера представляет со-
бой торообразную оболочку из воздухонепроницаемой резины, в которую встроен вентиль, служа­щий для поддержания рабочего давления в шине. Камера вставляет­ся внутрь покрышки, а вентиль выводится наружу через специальное отверстие в ободе. При накачивании воздухом камера раздувается и придает шине проектную форму и размер. Ненакачанная камера в зоне беговой дорожки имеет большую толщину, так чтобы в накачанном состоянии стенки камеры имели одинаковую толщину по периметру. Типоразмер камеры должен точно соответствовать размеру шины и ни в коем случае не быть больше, так как в противном случае при накачи­вании шины у камеры образуются складки, которые приведут к ее по­вреждению и повреждению каркаса. В случае повреждения крепления вентиля или прокола камера может быть отремонтирована.
4.3. Резиновая ободная Ободная лента предохраняет ка-
лента меру грузовой шины от перетира-
ния об обод колеса. Ободная лента изготавливается из наиболее дешевых резиновых смесей и в случае повреждения обычно не ремонтируется, а перерабатывается в реге­нерат.
Рис. 4.4. Типовая конструкция бескамерной
шины или покрышки камерной пнев­матической шины:
/ – внутренний, герметизирующий слой бескамерной шины;
– протектор;
3 – плечевая зона;
– экранирующие слои брекера;
5 – основные слои брекера;
каркаса; 7-боковина;
– наполнительный шнур;
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 5

мая 24, 2018

1,5 L0
После теста с ш и ни ионными шинами
Относительная скорость разрушения асфальта, %
Шилоимимг I
-0,5 -1,0 -1,5
0 10 20 30 40 50 60 70 КО мм
в г Рис. 4.8. Шина Green Diamond с гранулами абразива в рисунке протектора и ее сравне­ние с лучшими шипованными шинами: а – шина Green Diamond;
б – результаты сравнительных испытаний шины Green Diamond с лучшими шипованными шинами (оценка тормозного пути на обледенелом покрытии и на сухом асфальте);
в – фрагменты изменения профиля асфальтового покрытия по итогам тестов BAST шин Green Diamond и шипованных шин;
г – относительная скорость разрушения асфальта различными шинами.
Показатели изменения профиля асфальтового покрытия шипованными шина­ми (фрагмент «в») и относительная скорость разрушения ими асфальта (фрагмент «г») взяты средними для 8 моделей, указанных на фрагменте «б»

рожным покрытием и не разрушающих его. По результатам сравнительных испытаний в Институте дорог и транспорта Швеции (рис. 4.8, б) шины Green Diamond по сцепным свойствам находятся на уровне лучших ши­пованных шин. В отличие от последних, они сохраняют эти свойства до полного износа рисунка протектора При езде по дорогам с твердым покрытием разрушение дорожного

полотна (рис. 4.8, г) и загрязнение окружаю- Рис. 4.9. Всесезонная шина
щей среды на порядок меньше. Существенно снижается шумообразование.
Зимние шины по сравнению с аналогичными летними имеют худ­шие показатели сопротивления качению и топливной экономичности из-за их большей массы, глубины и расчлененности рисунка протек­тора. Применение в рецептуре резин зимних тин активных высокоди­сперсных наполнителей Silica позволяет улучшить характеристики их топливной экономичности при одновременном улучшении параме­тров сцепления протектора с мокрой и заснеженной дорогой (см. па­раграф 5.1).
Всесезонные шны (рис. 4.9) сочетают хорошие сцепные свойства и управляемость на мокрой или заснеженной дороге с достаточным комфортом и высокой износостойкостью протектора. Конечно, все-сезонные шины по своим характеристикам уступают зимним шинам зимой, а летним — летом. Это — компромиссный вариант.
Наибольшее распространение такие шины имеют в районах с уме­ренным климатом и в городах, где в зимний период дороги очищаются ото льда и снега. Типичный рисунок протектора всесезонной шины в центральной своей части близок к рисунку летних шин, но по углам он продлевается за пределы беговой дорожки и имеет поперечные расчле­нения, образующие <<1рунтозацепы» для лучшего сцепления на гряз­ной или заснеженной дороге.
Шины с направленным рисунком
протектора (рис. 4.10) наилучшим образом позволяют реализовать за­ложенные в них характеристики только при вращении шины в одном направлении. Неправильная уста­новка такой шины не только сни­жает ее эффективность, но и может отрицательно повлиять на безопас-

ность движения. Не всегда по кон- Рис. 4.10. Гравировка на боковине
фигурации рисунка протектора шины с направленным ри-
^ 1 J ‘ 1 сунком протектора

Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 6

мая 25, 2018

Материалы, из которых изготавливались шины первого поколе-
ния (до конца 30-х годов прошлого века), были естественного проис-
хождения — натуральные каучуки в резине и природные, в основном хлопковые, волокна в качестве армирующих элементов. Повышение скоростей и плеч перевозок, возрастание роли транспорта как бы­строго и надежного средства коммуникации привели к появлению
новых конструкций ходовой части ав­томобилей. Для шин стали важными

высокие динамические и статические
характеристики упругости, способность
к созданию поперечных управляющих
сил, передачи крутящего момента при поворотах колеса, свойства гашения ви­брации различных частот, максимально возможная скорость качения. Создание
шин, удовлетворяющих

Рис. 5.1. Основные материалы,
применяемые для произ-
водства типичной пнев­матической шины
Ускорению этих работ способствовала
Вторая мировая война, во время которой натуральные материалы ста­ли недоступны для производителей шин. Со временем технические ха­рактеристики синтетических каучуков и нитей достигли уровня своих природных аналогов, а в ряде случаев превзошли их.
5.1. Резина Общие требования к резинам для
шин: высокая усталостная вынос­ливость и малое теплообразование, к резинам для протектора, кроме того, — износо- и атмосферостойкость, для каркаса — высокая эла­стичность, для брекера — теплостойкость, для ездовых камер — газо­непроницаемость. Резина содержит натуральные и/или синтетические каучуки, смешанные с серой. Содержание серы составляет 1—4% от массы каучука. При нагревании смеси сера связывает молекулы каучу­ка, и резина приобретает упругие свойства. Этот процесс был открыт американским изобретателем Гудьиром в 1844 году и называется вул­канизацией резины. Натуральный каучук (НК) добывают из млечного сока каучукового дерева — гевеи, произрастающего в странах с тропи­ческим климатом. Резиновые смеси на основе НК — высокоэластич­ные, характеризуются низким теплообразованием при многократных деформациях, сохраняют прочность при высокой и низкой температу­рах. Они могут использоваться в различных климатических условиях. Известно достаточное число групп синтетических каучуков (СК), об­ладающих различными специфическими свойствами, которых не име­ет натуральный каучук. Бутадиеновый каучук придает шинам высокую износостойкость и морозоустойчивость, поэтому его используют производства протекторных резин. Бутадиен-стирольные и бутадиен-метилстирольные каучуки используют для изготовления камер. Герме­тизирующий слой бескамерных шин изготавливается из галобутило-вых каучуков.
Для придания резине специфических шинных свойств в нее добав­ляют различные наполнители. С 1910 года и до настоящего времени незаменимым наполнителем резины остается технический углерод черная сажа, благодаря которой резина приобретает высокую проч­ность, износостойкость и черный цвет. Основные материалы, приме­няемые для производства шин, даны в таблице 5.1.
Другие компоненты, входящие в состав резиновой смеси, позво­ляют придать резине необходимые технологические и эксплуатаци­онные свойства. Это различные ускорители и замедлители вулкани­зации, мягчители, пластификаторы, противостарители, красители, ве­щества, придающие резине прочность, износостойкость, морозо- или теплоустойчивость и др. Резина менее ответственных элементов шины может содержать регенерат – пластичный продукт, получаемый спе­циальной обработкой старых резиновых изделий (покрышек, камер),
Таблица 5.1
Наименование
Легковая шина
Грузовая шина
Натуральный каучук, %
Синтетический каучук, %
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 7

мая 25, 2018

крупногабаритных и сверхкрупногабаритных шин, в шинах специаль­ного назначения. Разработка сверхтонких и эластичных металлокор-дов делает возможным их применение в каркасе легковых шин.
Применение высомодульных кордов в каркасе и брекере шин по­зволяет уменьшить количество армирующих слоев без потери прочно­сти шины, способствует снижению деформаций резины в слоях и меж-слойном пространстве, что позволяет существенно снизить потери на качение в шине.
5.4. Металлическая На изготовление бортовых колец проволока легковых и грузовых шин идет
стальная латунированная про­волока. Бортовые кольца крупногабаритных шин изготавливают из стальной латунированной ленты различного сечения. Проволоку ла­тунируют, как и металлокорд, для повышения прочности ее связи с резиной.
5.5. Технологический процесс Технологический процесс шин-шинного производства ного производства включает сле­дующие операции: приготовление
резиновых смесей в смесителях, обработка корда (пропитка синтети­ческими латексами, термическая вытяжка, стабилизация, обкладка ре­зиной на каландрах); заготовка деталей шины (раскрой обрезиненного корда, стыковку кусков, наложение на них резиновых прослоек, профи­лирование заготовки протектора на экструдерах, изготовление деталей борта и др.), сборка покрышек на специальных станках, формование и вулканизация покрышек так называемых форматорах-вулканизаторах, изготовление заготовок ездовых камер на экструдерах и их вулканиза­ция в пресс-формах. Многие операции технологического процесса осу­ществляются на поточно-автоматических линиях (например, изготов­ление резиновых смесей, сборка и вулканизация покрышек).
6. ОСОБЕННОСТИ ШИН РАЗНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
По основным конструктивным особенностям шины разделяют:
— в зависимости от расположения нитей корда в каркасе — на шины радиальные (R) и диагональные (D);
— по типу корда в каркасе и брекере — на комбинированные или целиком
— по форме профиля поперечного сечения — на шины обычного профиля, широкопрофильные, низкопрофильные, сверхниз-копрофильные, арочные.

a 6 в
Рис. 6.1. Конструкция диагональной шины без брокера (а), с брекером (б) и ра­диальной шины (в):
1 – протектор шины; 2 – перекрещивающиеся слои каркаса диаго­нальной шины; 3 – перекрещивающиеся слои брекера; 4 – меридио­нально расположенные слои каркаса радиальной шины
6.1. Диагональные В зависимости от направления
и радиальные шины нитей корда в каркасе различают
шины диагональные (D) и ради­альные (R) (рис. 6.1, 6.2.). В диагональных шинах нити корда образуют по экватору угол с меридианом ((Зк) от 55° до 60° и перекрещивают­ся в смежных слоях (рис. 6.1 а, б). Для обеспечения симметричности в диагональных шинах каркас должен состоять из четного числа слоев. В процессе эксплуатации слои корда и межслойная резина деформи­руются, шина нагревается. Это ограничивает скорость качения диа­гональных шин, превышение допустимой скорости резко увеличивает потери на качение, приводит к внутренним расслоениям.
В радиальных шинах нити корда в каркасе расположены вдоль меридиана (от борта до борта), угол (3 = 0, а в брекерном поясе – под углом.

Рис. 6.2. Схема расположения нити корда в слое корда каркаса диагональной шины:
Р наклон нити корда к меридиа­ну в любой точке;
– наклон нити корда каркаса к меридиану по экватору (sin р – r/R sin pk)
При меридиональном расположении нитей корда в каркасе усилие в нитях корда NJ значительно меньше, чем при диагональном. В брекере шины типа R усилие в нитях корда N6p2 снижается с увеличением угла (3, т.е. с приближением их расположения к окружному (вдоль экватора).
В каркасе радиальной конструкции отпадает необходимость со­блюдения четности количества слоев. В шинах типа R с текстильным кордом в каркасе одинаковая с диагональной шиной прочность дости­гается вдвое меньшим числом слоев. Брекер шин типа R изготавлива­ют из металлокода с направлением нитей, близким к окружному. Он обладает высокой прочностью и жесткостью. Шина типа R, опоясан­ная труднорастяжимой гибкой лентой брекера, ведет себя при качении колеса подобно гусенице. В результате рисунок протектора руется меньше, чем у шин диагональной конструкции, уменьшается проскальзывание элементов его рисунка в зоне контакта с дорогой, в 1,5—2 раза снижается износ протектора, улучшается сцепление с до­рогой.
Уменьшенная слойность каркаса и соответственно повышенная его гибкость понижает теплообразование, сопротивление качению, что в сочетании с пониженной массой позволяет снизить расход то­плива автомобилем. Наиболее массивная часть шины (корона) дефор­мируется меньше, чем в диагональных шинах, а более тонкие боковые стенки оказывают меньшее сопротивление радиальной деформации. В результате при качении шиной поглощается меньше энергии, что выражается в меньшем теплообразовании: температура в работающих шинах радиального типа в среднем на 10 — 20 °С меньше, чем в диаго­нальных шинах с такой же глубиной рисунка протектора. Понижение температуры приводит к повышению усталостной прочности мате­риалов шины и прочности связи между резиной и кордом, к повыше­нию долговечности шины в целом. Снижение потерь на качение при применении шин типа R способствует экономии топлива на 3 — 8%.
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 8

мая 25, 2018

Комбинированными принято назы­вать шины с текстильным каркасом
и металлокордным брекером. Кар-радиальных комбинированных среднегабаритных грузовых шин

Рис. 6.3. Темпы роста доли производства радиальных шин с
1950 по 2000 год в разных странах. Обозначения цвет­ных линий: желтый – Франция, красный – Европа, фиолетовый – Северная Америка, зеленый – Япония, коричневая точка – Южная Америка, синяя точка -остальной мир
обычно состоит из пяти и более слоев обрезиненного нейлонового или капронового корда, а брекер — из слоев металлокорда. Со-
четание в радиальных шинах каркаса с меридиональным расположе­нием нитей корда и брекерного пояса с направлением нитей, близким к окружному, обусловливает их отмеченные выше преимущества по сравнению с диагональными шинами.
Комбинированная радиальная шина с текстильным каркасом уже в годы перестала удовлетворять растущим требованиям автомо­билистов, прежде всего по надежности, безопасности и максимальной скорости, особенно в условиях длительного безостановочного движе­ния. Применение металлокорда в каркасе и брекере позволило суще­ственно улучшить эксплуатационные характеристики шин вследствие его высокой жесткости при растяжении, усталостной выносливости и теплопроводности. Впервые металлокорд в каркасе радиальных шин применила фирма Michelin еще в конце 40-х — начале 50-х годов про­шлого века. Однако потребовались десятилетия, в течение которых были усовершенствованы сам металлокорд и технологический процесс его производства, а также созданы новые технологические процессы и оборудование для производства ЦМК шин. В настоящее время в мире
ЦМК шины выпускаются практически для всего ассортимента гру­зовых шин (по всему спектру нагрузок и условий эксплуатации). По­следние 10—15 лет происходит активное техническое перевооружение предприятий отечественной шинной промышленности для выпуска ЦМК шин. Если не считать некоторых технологических деталей, ЦМК шина состоит из тех же элементов, что и традиционная комбиниро­ванная. При этом если сравнить меридиональные сечения этих шин, то видно, что одна металлическая кордная нить заменяет «пучок» из 5, 7, 12 и более текстильных кордных нитей (рис. 6.4, 6.5). Для крепления такого количества слоев каркаса в некоторых типах комбинированных грузовых шин используются два и даже три бортовых кольца в каж­дом борте. В ЦМК шинах необходимый запас прочности обеспечивает однослойный каркас. Один слой металлокорда в каркасе в сочетании с металлокордным брекером (по сравнению с комбинированными шинами) обеспечивает повышение прочности и грузоподъемности шины, снижение ее массы, снижение потерь на качение, уменьшает теплообразование, улучшает отвод тепла из зоны контакта, обеспечи­вает лучшую топливную экономичность и износостойкость, высокую максимальную скорость, стабильное сохранение габаритов в процессе эксплуатации {см. рис. 6.6— 6.10).
Меньшая толщина однослойного каркаса ЦМК шин по сравне­нию с комбинированными позволила увеличить толщину подкана-

вочного слоя протектора. Это обеспечивает возможность углубления изношенного ри­сунка протектора путем его нарезки (рис. 6.6, 6.7) для уве­личения доремонтного ресур­са шины. На боковине шин с утолщенным подканавоч-ным слоем имеется надпись «Regraovable».
Минимальные гистере-зисные потери и благопри­ятный температурный ре­жим (рис. 6.8) обусловливают
высокий запас усталостной

Рис. 6.4. Целиком металлокордная шина (ЦМК):
1- бортовое кольцо; 2 – однослойный радиальный металлокордный каркас;
3 – металлокордные слои брекера;
4 – экранирующий защитный слой обрезиненного нейлонового корда;
5 – протектор
прочности каркаса, прочно­сти связи корда с резиной. Все это в сочетании с прак­тическим отсутствием раз­нашивания в эксплуатации (рис. 6.9) сообщает ЦМК ши-
Рис. 6.5. Зона борта грузовых шин с много­слойным каркасом из текстиль­ного корда (а) и с однослойным каркасом из металлокорда (б):
1 — многослойный каркас из тек­стильного корда;
2 – однослойный каркас из метал-локорда; 3- зона борта
нам высокую ремонтопригодность, возможность многократного вос­становления протектора и в результате обеспечивает им суммарный эксплуатационный ресурс, почти вдвое больший, чем у комбиниро­ванных шин, и другие преимущества, показанные нарис. 6.10.
ЦМК шины выпускают в бескамерном варианте. Как легковые, так и грузовые бескамерные шины почти полностью вытеснили в настоя­щее время камерные шины из ассортимента ведущих мировых произ­водителей. ЦМК шины обычно имеют на боковине надпись «All Steel». Для изготовления этих шин используют специальные резины, облада­ющие высокой прочностью связи с обеспечивающие хорошую защиту корда от проникновения влаги и коррозии, глубокое затекание в структуру корда для предохранения нитей от перетирания при многократных циклических нагрузках. Совершенствование кон­струкций, технологии производства и материалов привело к созданию широкой гаммы ЦМК шин практически для всех типов и назначе­ний — от легковых до сверхкрупногабаритных шин.

Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 9

мая 25, 2018

Обозначение
шины I95/70RI4 I95/65RI5 205/МЖ15 225/50Rlfr 245/4SR1M 255/40RI7 Серки 70 65 60 SO 45 40
Длина I97S мм 1994 мм 1969 мм 1985 мм 1450 мм 1978МП
аКРужност.1 ш% )оо.s % 49.? % нхияб эа.ь% и» ft

Рис. 6.15. Взаимозаменяемость шин разных серий
стенки, составляющей до 25% ширины ее профиля (серия 25). Одна­ко такие сверхнизкопрофильные шины предназначены для эксплуа­тации на высококлассных дорогах с гладким покрытием. Небольшие выбоины и препятствия чреваты защемлением боковой стенки между закраиной обода и препятствием, с последующим разрушением шины. Для некоторого снижения этой опасности рекомендуют несколько по­вышать давление воздуха в шинах при эксплуатации на менее каче­ственных дорогах, но не более чем 50
В практике при замене пггатньгх тин на низкопрофильные в случае их одинаковой несущей способности (индексов нагрузки) нормы дав­ления воздуха в шинах не меняют. Если у низкопрофильной шины не­сущая способность ниже, то давление воздуха повышают: на каждую ступень снижения индекса нагрузки (например, 81 вместо 82) давле­ние повышают на
В документах на современные автомобили указываются допусти­мые типоразмеры взаимозаменяемых шин разных профилей, нормы давления и типы применяемых ободьев. Нормы давления иногда ука­зываются в нише водительской двери или на лючке заливной горлови­ны топливного бака. Данные рекомендации учитывают соответствие шин весовой нагрузке и максимальной скорости, с одной стороны, и геометрии ходовой части и колесной ниши кузова автомобиля — с другой. Отступление от этих рекомендаций изготовителя автомобиля влечет за собой ухудшение управляемостью автомобилем, его комфор­табельности, снижение сроков службы узлов ходовой части. Таблица взаимозаменяемости шин приведена в Приложении 10.4.
Шины серии 80 и ниже, в которых изменение соотношения высоты и ширины профиля достигается без изменения наружного диаметра, называются широкопрофильными.
Такие шины применяются на автомобилях большой грузоподъем­ности, полноприводных автомобилях и прицепах. Наибольший эф­фект достигается применением широкопрофильной грузовой шины
взамен двух спаренных шин


обычного профиля (рис. 6.16). Это позволяет исключить не­достатки сдвоенных колес грузовых автомобилей и авто­поездов из-за неравномерно­го распределения между сдво­енными шинами нормальных нагрузок и крутящих момен­тов, разницы их геометриче­ских размеров и внутреннего неравномерности
616. Применение одинарной широкопро­фильной шины вместо двух сдвоенных: 1- спаренные шины обычного профиля; 2 – одинарная широкопрофильная
износа протектора, различия температур и прочих при­чин. Кроме того, снижается суммарный вес шин. Грузо­вая шина обычного профиля весит в среднем около 65 кг, а широкопрофильная — при­близительно 85 кг. Таким об-
разом, замена спаренных шин на одинарные позволяет облегчить ав­топоезд (с двумя прицепами) на 360 кг. В итоге при замене сдвоенных колес на одинарные уменьшается сопротивление качению и расход моторного топлива как за счет прогрессивной конструкции шины, так и благодаря суммарному снижению массы автопоезда.
Широкопрофильные шины, применяемые на внедорожной техни­ке, называются арочными шинами. Арочные шины выпускаются беска­мерными. Они устанавливаются на заднюю ось грузовых автомобилей по одной шине вместо двух обычного профиля. Протектор арочной шины имеет редкорасположенные грунтозацепы. Использование этих шин резко повышает проходимость автомобилей по мягким грунтам, песку, снежной целине, заболоченным участкам. Применение их на дорогах с твердым покрытием ограничено.
Низкопрофильные шины по сравнению с шинами обычного про­филя той же грузоподъемности позволяют снизить погрузочную вы­соту грузовых автомобилей, высоту пола в общественном транспорте, улучшить аэродинамические характеристики легковых автомобилей на высоких скоростях. Широкопрофильные грузовые шины допол­нительно позволяют повысить проходимость автомобиля, сократить расход материалов, снизить эксплуатационные расходы. Этим объяс­няется устойчивая тенденция к снижению Н/В от серии 80 к серии 70 в годы прошлого века до серии 35 в настоящее время.
Вместе с тем каждый водитель должен помнить, что при исполь­зовании низкопрофильных и широкопрофильных шин вследствие за­труднения отвода воды из зоны контакта протектора с дорожным покрытием повышается опасность аквапланирования транспортного средства (см. параграф 7.5).
7. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШИН, ТРЕБОВАНИЯ К ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
7.1. Сопротивление качению Пневматическая шина благодаря
наличию в ней сжатого воздуха и упругих свойств резины способна во время деформации поглощать большое количество энергии в обратимой форме. Однако часть энер­гии при этом расходуется необратимо на внутримолекулярное и меха­ническое трение в материалах шины, между ее слоями и на трение в контакте шины с дорогой. Эти потери энергии называются «потерями на качение шины» или «сопротивлением качению шины Рк». Кроме этого, движущееся колесо испытывает сопротивление, обусловлен­ное трением в подшипниках (обычно незначительное) и сопротивле-
ние воздуха движению автомобиля (небольшое при низких скоростях движения и возрастающее при его увеличении в квадратной степени). Суммарный эффект этих явлений называют «сопротивление движе­нию» или «силой сопротивления движению», которую необходимо приложить к автомобилю для поддержания движения, маневрирова­ния, ускорения и торможения. В условиях установившегося равномер­ного движения сила сопротивления движению равна приложенной к центру колеса толкающей силе или тяговой силе крутящего момента от двигателя. Сопротивление движению в значительной степени опре­деляет расход топлива автомобилем, влияет на его динамические ха­рактеристики и зависит от скорости движения автомобиля1.
Из представленного ранее на рис. 2.3 среднестатистического ба­ланса потерь на движение автомобиля видно, что шина поглощает су­щественную часть энергии, расходуемой на вращение колеса.
Для характеристики потерь энергии на качение часто используют безразмерный коэффициент сопротивления качению f, определяемый следующим образом:
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 10

мая 26, 2018


Скорость, км/ч
Рис. 7.4. Потери на качение в легковой шине (например,
205/65R15) в зависимости от скорости автомобиля при нормальном давлении воздуха (0,25 МПа) и пониженном давлении воздуха (0,15 МПа): температура, расход топли­ва, обусловленный шинами, и сопротивление качению
коэффициент сопротивления качению снижается примерно на 20% по сравнению с холодной шиной.
Снижение потерь наблюдается и при увеличении температуры окружающей среды. В среднем повышение температуры окружающего воздуха на 1 °С приводит к уменьшению коэффициента сопротивле­ния качению на 1%. И наоборот, зимой при низких температу­рах коэффициент сопротивления качению увеличивается. Например, в начале движения при собственной температуре шины —7 °С сопро­тивление качению может быть в 3 раза больше, чем при рабочей тем­пературе шины 93 °С летом.
На мокрой дороге сопро­тивление качению возрастает по сравнению с сухой, так как вода охлаждает шину, снижа­ет трение в контакте, а часть энергии затрачивается на вы­давливание воды из зоны кон­такта. При качении по грун­товым дорогам часть энергии движения тратится на пласти­ческое деформирование грун­та и создание колеи. Поэтому потери на качение по дорогам
с твердым покрытием ниже. Рис. 7.5. Влияние температуры шины на ко­эффициент сопротивления качению


Рис. 7.6. Влияние дорожного покрытия на сопротивление качению
Шероховатость твердого покрытия дороги также имеет значение, так как влияет на расход энергии на трение и износ рисунка протектора, на частоту и амплитуду колебаний и на шумообразование при качении (рис. 7.6). Коэффициент сопротивления качению также растет с увели­чением крутящего момента и тем больше, чем выше гистерезис.
7.2. Максимальная скорость С ростом частоты циклов дефор­мации шины, т.е. скорости каче­ния, повышается ее температура (см. рис. 7.4). Начиная с определенно­го значения скорости, частота деформаций элементов шины совпадает с их собственной частотой колебаний, резко возрастает температура шины и достигает критического значения, при которой шина быстро разрушается. Высокая температура — смерть шины. Для современных шин это около 120°С. Чем выше критическая скорость, при которой до­стигаются эти условия, тем лучше шина приспособлена для работы на высокоскоростных автомобилях. Критическая скорость повышается с уменьшением веса шины, в частности, наиболее массивной и разогре­ваемой ее части — протекторе, и снижением степени деформации шины, например, путем увеличения давления воздуха в шине (рис.
Работоспособность шины при критической скорости исчисляется ми­нутами, в течение которых она полностью выбывает из строя (рис. 7.8).
к Во всех случаях максимально допустимая скорость шины должна В ытьменьше критической на 10—20%.
Показатель максимальной скорости шины (индекс категории ско­рости) подразумевает ту скорость, при малейшем превышении которой шина может начать разрушаться. Скоростная категория шины служит своеобразным индикатором запаса прочности и надежности шины. Для


Внутреннее дацлени а
нернионная масса, б
Рис. 7,7. Зависимость критической скорости легковой шины от внутреннего давления воздуха в ней (а) и массы ее беговой части (б)
Рис. 7.8. Разрушение шины при критических
условиях теплообразования (превыше­ние максимально допустимой скорости, пониженное давление воздуха в шине, перегрузка)

обозначения категории скорости используются индексы — латинские буквы отАдо Z (рис. 7.9, Приложение 3).
Максимально допустимые эксплуатационные скорости шин уста­навливаются для определенных нормативных величин их деформа­ции, которые в свою очередь определяются нагрузкой на шину и ее внутренним давлением.
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 11

мая 26, 2018


а б
Рис. 7.16. Кольцевой излом каркаса шины: темная полоса (а) и «морщины» (б) на по­верхности герметизирующего слоя из-за езды с пониженным давлением воз­духа в шине или езде с перегрузкой

Рис. 7.17. Крестообразный разрыв каркаса шины из-за наезда ее на препятствие с большой скоростью при повышенном давлении воздуха. Вид снаружи (вверху) и по внутренней поверхности (внизу)
указанного на боковине шины. Предельно допустимое давление, со­ответствующее предельно допустимой нагрузке, гравируется на обеих боковинах шин в американской системе единиц — в фунтах на ква­дратный дюйм (PSI), в международной системе СИ — в мегапаскалях (МПа) или килопаскалях (кПа), а также в устаревшей, но часто ис­пользуемой «европейской системе» — в кгс на квадратный сантиметр
(кгс/см2). Между этими размерностями существует следующее соот­ношение:
1 PSI = 0,0069МПа = Ma = 0,07 кгс/см2.
Большинство современных шин имеют обозначения максимально допустимого давления одновременно в нескольких системах измере­ний, так что обычно нет необходимости их пересчитывать.
Снижение внутреннего давления в шине ниже нормы недопустимо. В некоторых исключительных случаях можно допустить увеличение давления в пределах 10 кПа (0,1 кгс/см2) выше нормы для шин легко­вых автомобилей и 20 кПа (0,2 кгс/см2) — для грузовых. Для зимних шин повышение давления на 20 кПа (0,2 кгс/см2) можно рекомендо­вать для увеличения удельного и суммарного давления в пятне контак­та при соответственном увеличении нагрузки на ведущие колеса. Сле­дует учитывать, что шина не абсолютно герметична. Давление в ней постепенно понижается из-за диффузии воздуха через стенки камер или недостаточно плотной (герметичной) посадки бортов бескамер­ной шины на полки обода, дефектов золотника, неплотности крепле­ния вентиля и повреждений шины.
Нельзя судить о внутреннем давлении в шине на глаз или по звуку при ударе, т.к. при этом даже опытный водитель может ошибиться на 20-30%. Контроль давления должен производиться шинным маноме­тром регулярно с интервалом не более 14 дней. Следует пользоваться только проверенными манометрами с ценой деления не более кПа кгс/см2) и шкалой от 0 до 500 кПа (от 0 до 5 кгс/см2) для легковых шин, шкалой от 0 до 1 (от 0 до 10 кгс/см2) для легкогрузовых и
шкалой от 0 до 2 МПа (от 0 до 20 кгс/см2) для грузовых шин.
7.5. Сцепление шины с дорогой Сцепление шины с дорогой явля­ется одним из решающих факторов безопасности дорожного движения. Движение автомобиля возможно благодаря способности шины к сцеплению с дорожным покрытием. Это позволяет шине воспринимать и передавать касательные силы, возникающие в контакте с дорогой под воздействием тяговых и тор­мозных усилий.
В общем случае в плоскости качения к колесу должны быть при­ложены нормальная нагрузка продольная сила и/или крутящий момент М , обеспечивающие поддержание прямолинейного движе­ния с линейной скоростью V и вызывающие реакции дороги Rz и Rx (рис. 7.18). Очевидно, что даже для свободного качения к колесу долж­на быть приложена продольная сила и/или крутящий момент, компен­сирующие потери энергии при внутреннем и внешнем трении, равные силе сопротивления качению (см. параграф 7.1). Равнодействующая

Свободное качение Ведущий режим Тормозной режим
колеса качения качения
Рис. 7.18. Силы и моменты в плоскости качения колеса: V – линейная скорость и на­правление движения; Рх и Pz – продольная и вертикальная нагрузки, My -крутящий момент; Rx и Rz – продольная и вертикальная реакции дороги
касательная реакция опорной поверхности на ведущее колесо Rx на­правлена в сторону движения и является той внешней силой, которая сообщает поступательное движение автомобилю. Тормозящую силу касательной реакции опорной поверхности создает тормозной крутя­щий момент, противоположный направлению вращения колеса.
Как видно из рис. 7.18, режимы качения отличаются направле­ниями приложения крутящих моментов и продольных сил, однако
во всех случаях касательные реакции опорной поверхно­сти направлены в сторону, противоположную направле­нию продольных сил при­ложенных к колесу. Если про­дольная сила сравнивается с максимально возможной в данных условиях опорной ре­акцией max (силой трения то колесо теряет сцепление с дорогой.
Продольная сила Рх во всех случаях должна быть меньше максимально возможной в этих условиях касательной опорной реакции дорожного покрытия max, называемой силой тре-
Рис. 7.19. Движение колеса при повороте налево ния F. Таким образом, условие

устойчивого поступательного движения автомобиля определяется вы­ражением:
Р <R max, или Р < F
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 12

мая 26, 2018


Рис. 7.22. Зависимость коэффициента сцепления с сухой и влажной дорогой от толщи­ны водяной пленки на ее поверхности, скорости движения и износа рисунка протектора

давлена из пятна контакта; б – скорость движения ~ 90 км/ч, контакт высту­пов рисунка с дорожным полотном еще сохраняется, но углубления рисунка уже полностью заполнены водой
из зоны контакта (см. параграф 4.7.1). При малой скорости движения и тонкой водяной пленке на поверхности мокрой дороги вода почти полностью выдавливается и отводится из плоскости контакта высту­пов рисунка протектора с полотном дороги (рис. 7.23, а), коэффициент сцепления не намного меньше, чем на сухой дороге (рис. 7.22, начало среднего графика).
С увеличением толщины слоя воды и скорости движения резко растет объем воды, подлежащей вытеснению, удаление ее из зоны контакта затрудняется (рис. 7.23, б). Фирма Michelin назвала количе­ство воды, необходимое для вытеснения при скорости 80 км/ч, — это приблизительно 25 л/с. Не всякая шина способна поглотить такое ко­личество воды! Отвод воды из зоны контакта протектора с дорожным покрытием особенно затруднен у низкопрофильных и широкопро­фильных шин, отличающихся относительно широкой беговой дорож­кой протектора.
С увеличением водяного слоя и скорости падает коэффициент сце­пления. При этом в отличие от сухой дороги с ростом скорости падение тем больше, чем больше износ рисунка протектора, так как сокращается объем углублений рисунка и, соответственно, их способ­ность поглощать и отводить влагу. В примере, приведенном на нижнем графике рис. толщине слоя воды 6 мм и остаточной глубине
рисунка протектора 1,5 мм (немногим меньше допустимого предела 1,6 мм) при скорости около 80 км/ч коэффициент сцепления снижает­ся до 0 и возникает аквапланирование.

По мере повышения скорости перед шиной образуется утолщение водяной пленки — водяной клин, затем объем клина увеличивается, шина не успевает отводить всю воду, клин постепенно задвигается под шину, соприкасается с дорогой лишь часть выступов рисунка по плечам
и на выходе в задней части пятна контакта. С возрастанием скорости этот контакт все больше и больше утрачивается. По достижении крити­ческой скорости водяной клин полностью задвигается под шину, колесо «всплывает», автомобиль не слушается руля. Возникает катастрофиче­ская ситуация, похожая на танец на льду, поэтому аквапланирование называют также скольжением по воде. Фотографии пятна контакта сде­ланы снизу через стеклянную плиту, покрытую слоем воды толщиной 5 мм при проезде по ней автомобиля с различными скоростями.
На рис. 7.25 показан пример определения критической скорости по степени скольжения переднеприводного колеса: при 80 км/ч неизно­шенная шина достигла предельного значения проскальзывания — 15% и полностью утратила контакт с дорогой.
Значения критической скорости современных моделей шин нахо­дятся в пределах 92 — 98 км/ч (рис. 7.26). Для шин с изношенным ри­сунком критическая скорость, примерно, на 30 км/ч меньше.

Скорость движения, км/ч
Рис. 7.25. Пример определения критической скорости переднего приводного колеса с шиной 175/70R13 по изменению степени его скольжения

Рис. 7.26. Результаты испытаний на продольное аквапланирование современных моде­лей шин. Определение критической скорости, при которой возникает 15%-ное проскальзывание колес


Влияние глубины ри­сунка протектора шины на величину критической ско­рости, при которой возни­кает аквапланирование при разной толщине водяной пленки, было показано на рис. 7.22.
Величина критической скорости аквапланиро-вания зависит также от внутреннего давления в шине. Скорость вхождения
Рис. 7.27. Падение уровня критической скорости, при которой возникает аквапланирова­ние, по мере снижения давления воздуха в шине (для шины 205/65R15 номиналь­ное давление 250 кПа)
шины в аквапланирование уменьшается при сниже­нии давления, так как при этом снижается удельное
давление в пятне контакта


Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 13

мая 26, 2018

Влажная
1 1 ill •’.
1 i iГЛ—!—
10 20 30 40 50 60 70 КО 90
Рис. 7.29. Тормозной путь легкового автомобиля при снижении скорости со 100 до 60 км/ч на сухом и влажном дорожном покрытии в зависимости от степени износа рисунка протектора
путь легкового автомобиля при снижении скорости со до 60 км/ч в случае предельно допустимого износа протектора с остаточной вы­сотой рисунка 1,6 мм достигает 80 м, т.е. в полтора раза больше, чем в случае новых шин с неизношенным рисунком высотой 7 мм.
По мере износа рисунка протектора его элементы во время качения, в момент контакта с дорожным покрытием при торможении, деформи­руются в меньшей степени. Чем больше глубина рисунка протектора, тем более он энергоемок, тем более эффективно торможение. По мере износа рисунка протектора уменьшается объем деформируемой рези­ны и снижается сопротивление качению: до 3% на каждый миллиметр износа, соответственно снижается эффективность торможения (в слу­чае одинаковой площади контакта с дорожным покрытием).
В международной практике устанавливают дифференцированные допуски на износ протектора (рис. 7.30). Известные авторы [2] реко­мендуют для гарантии безопасности легковых автомобилей в летних условиях не допускать эксплуатацию шин с оставшейся глубиной ри­сунка менее 2 мм, а широкопрофильных шин — 3 мм. Зимние шины теряют свои ходовые качества на снегу при глубине рисунка менее 4 мм. В Австрии на некоторых горных дорогах предельный износ ри­сунка протектора зимой установлен 4,5 мм.
Учитывая важность своевременного обнаружения критического уровня износа для безопасности движения, канавки рисунков совре­менных шин в нескольких сечениях по окружности имеют специаль­ные мостики — индикаторы износа (рис. 7.31). Если по мере износа протектора на каком-то его участке высота рисунка сравнялась с ин­дикатором, то шина должна быть заменена.

Рис. 7.30. Диаграмма износа рисунка протектора и нормы износа протектора, принятые за рубежом для шин легковых автомобилей; предельно допустимый износ, установ­ленный законодательно, и рекомендуемый для разных дорожных условий: зона А – высота рисунка протектора новых шин;
зона Б износа рисунка протектора. В ней обеспечивается безопасность при движении зимой на зимних шинах по снегу и грязи. Предельное минималь­ное значение высоты протектора в зоне Б – 4 мм;
зона В износа рисунка протектора. В ней обеспечивается безопасность при прохождении летом мокрых участков дороги, при этом риск акваплани­рования минимален. На границе этой зоны – 3 мм остаточной высоты рисунка – риск аквапланирования, особенно для широкопрофильных шин, возрастает. Кроме того, резко возрастает тормозной путь автомобиля;
зона Г износа рисунка протектора. В ней явления, сопутствующие нижней границе зоны В, – 3 мм еще в большей мере возрастают. Высота рисунка протектора 1,6 мм является минимальным пределом, при котором допу­скается эксплуатация шин. При такой высоте протектора обеспечивается только остаточная безопасность шины

а б в
Рис. 7.31. Индикаторы износа рисунка протектора:
а – индикатор износа; б – неполный износ рисунка протектора; в – износ до индикаторов, шина подлежит демонтажу


Рис. 7.32. Колебания и форма шины несбалансированно­го колеса:
1 – место дисбаланса (тяжелая точка);
2 – места повышенного, пятнистого износа (кучности колебаний)
7.8. Силовая неоднородность. Углы установки колес
Местные утолщения или наруше­ния симметрии внутренней струк­
туры шины приводят к неравно­мерности распределения массы в ее окружной и меридиональной плоскостях. В процессе качения колеса центробежные силы неоди­наково воздействуют на разные участки шины, что, в свою очередь, приводит к радиальным и боковым биениям. Колесо «восьмерит». Чем больше скорость, тем выше неуравновешенная центробежная сила, приводящая к периодическим изменениям радиальной нагруз­ки на колесо.
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 14

мая 26, 2018

типоразмера грузовой шины применительно к конкретным условиям эксплуатации обычно определяется эффективный ресурс как произ­ведение пробега шины в километрах на массу перевезенного ею груза в тоннах за определенное время в часах: в тонно-километро-часах (ТКЧ) ; Особенно важен этот комплексный показатель для шин, эксплуатиру­ющихся в тяжелых условиях — в различных карьерах, шахтах, на земля­ных и других подобных работах. Некоторые заводы-изготовители ука­зывают «нормативное» значение эффективного ресурса — — на боковине шины.
Повышение грузоподъемности шины достигают совершенство­ванием ее конструкции, увеличением прочности и габаритов шина, объема содержащегося в ней воздуха. Это обычно сопряжено с увели­чением массы шины и, соответственно, с ростом ее стоимости и экс­плуатационных расходов (в первую очередь расхода топлива).
Эффективность (экономичность) шины (Э) оценивают суммарны­ми затратами, отнесенными к 1 км ее пробега, по формуле:
Э = СШ/QL+CT/Q,
где: Сш — сумма стоимости шины и затрат на ее ремонты; Q — грузоподъемность шины;
L — пробег шины до списания (с учетом пробега после ремонта); Ст — стоимость топлива на 1 км пути для компенсации потерь ка­чения в шине.
7.12. Оценка качества шин Рассмотренные в настоящем пара­графе эксплуатационные характе­ристики шины предъявляют к ней противоречивые, порой взаимои­сключающие требования, которые условно можно объединить в две основные антагонистичные категории:
— требования безопасности движения, включающие высокие показатели сцепления с дорогой, торможения, устойчивости и управляемости при маневрировании, особенно зимой;
— экономичность и охрана окружающей среды, в том числе низ­кие сопротивление качению и теплообразование, высокие максимально допустимые скорости и износостойкость, мини­мальный уровень вредных выделений в окружающую среду.
Вторая группа требований обеспечивается при минимальном погло­щении шиной подводимой к ней энергии, а первая группа — наоборот.
Для определения эксплуатационного качества шины в целом ис­пользуют сумму баллов оценки каждой из ее эксплуатационных харак­теристик с учетом коэффициентов их значимости. При этом обычно используют 100-балльную систему оценки (таблица 7.3.). Для объ-
ективной оценки качества каждой модели шины проводят серию ис­пытаний по каждой из ее эксплуатационных характеристик, пред­ставляющие собой весьма трудоемкие и дорогостоящие программы. Заманчиво применение единого комплексного показателя, характери­зующего технический уровень шины.
Уникальная чувствительность величины сопротивления качению шины к ее конструктивным особенностям, свойствам использован­ных материалов, к уровню качества изготовления (однородности и на­личия скрытых внутренних дефектов), а также к условиям эксплуата­ции, делает этот показатель привлекательным для его использования в качестве комплексной оценки и нормирования в будущем техниче­ского уровня новой шины. Европейский союз, как заявлено в Дирек­тиве и некоторые другие государства рассматривают воз­можность введения норм на сопротивление качению шин. Кроме того, улучшение международного сотрудничества увеличивает потребность обмена опытом по вопросу о сопротивлении качению шин (неофици­альный Документ GRRF-56-24). Сторонники такого подхода ведут ис­следования с целью усовершенствования или разработки новых мето­дов оценки коэффициента сопротивления качению шин, способных более полно и адекватно отразить многообразие режимов качения и нагружения шины в процессе испытаний и обработки их результатов.
же каждая шинная компания находит свой компромисс между уровнем сопротивления качения шины и другими ее потребительски­ми и прочностными характеристиками. Шина, превосходящая другие по показателю потерь на качение, может оказаться не лучшей по дру­гим характеристикам и в целом уступать по комплексу эксплуатаци­онных показателей. Из таблицы 7.3, приведенной из американского журнала «Consumer Report», который регулярно тестирует шины, по­пулярные на потребительском рынке, можно почерпнуть сведения о характеристиках ряда шин. Как видно из таблицы, в первой пятерке лучших по всему комплексу свойств только шина Michelin (2-е место) имеет отличные результаты по сопротивлению качению. А шины фир­мы Sumitomo — тоже великолепные по этому показателю — в целом признаны экспертами журнала худшими из представленных моде­лей из-за плохих характеристик сцепления на заснеженной дороге и торможения на льду.
Фирма Continental возражает против возможного введения требо­ваний Европейского союза по сопротивлению качению. Глава правле­ния фирмы в Ганновере Манфред Веннемер считает, что эксплуатаци­онные характеристики шины должны быть хорошо сбалансированы, а введение норм на сопротивление качению приведет к ухудшению других характеристик. Компания аргументирует свою позицию при­веденной иллюстрацией (рис. 7. 39). При торможении со скорости 100 км/ч на мокрой дороге тормозной путь автомобиля на шинах с хо-

Таблица 7.3

Условные обозначения: Q — великолепно Щ — очень хорошо Q — хорошо
очень плохо


Рис. 7.39. Тормозной путь на мокрой дороге со скоростью 100 км/ч хорошо сбалансиро­ванной конструкции шины (вверху) и шины (внизу), конструкция которой сфокусирована на снижение потерь на качение
рошо сбалансированными свойствами составил 72 м. В то же время автомобилю на шинах, конструкция которых сфокусирована на сни­жении сопротивления качению, потребовалось до полной остановки 80 м, а через 72 метра торможения его скорость еще составляла около 35 км/ч [25].
С другой стороны, достижения фирмы Michelin демонстрируют вы­сокий уровень свойств практически во всем спектре эксплуатацион­ных показателей. Специальная научно-исследовательская программа фирмы Michelin призвана в течение следующих лет снизить по-
тери на качение в шинах на 50%, что позволит на 10% сократить расход топлива автомобилем без потери качества по другим параметрам[25].
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 15

мая 26, 2018

ободьев относятся трудность их надежной герметизации, не­обходимость повышенных требований безопасности при монтаже/ демонтаже, поскольку пружинное запорное кольцо при неаккуратном обращении может нанести травму.
Кроме того, разборная конструкция обода имеет ограничение по надежности в эксплуатации, так как запорное кольцо при определен­ных условиях, например при потере давления шиной или ПО недо­смотру шиномонтажника, может разблокироваться при движении ав­томобиля. Разборные ободья применяются в основном для камерных грузовых шин, крупногабаритных шин, сельскохозяйственной техни­ки и некоторых других машин.
Ободья неразборной конструкции, в которых фланцы, полки и центральная часть выполнены единой деталью, являются лучшим решением для бескамерных шин, поскольку целостность изделия ав­томатически обеспечивает его герметичность. Посадочный диаметр шины меньше, чем наружный диаметр закраины обода, поэтому при монтаже/демонтаже шины на неразборный обод ее борта необходимо деформировать (рис. 9.5).
Для того чтобы уменьшить эту деформацию и снизить вероятность повреждения шины, закраины безразборного обода имеют относи­тельно небольшой диаметр, а центральная часть выполняется с глу­боким ручьем. Уже продетый через

закраину первый борт покрышки свободно размещается внутри ручья (рис. 9.6) и обработка второго борта облегчается. Для удобства монтажа широкопрофильных шин ручей обо­да может быть смещен к одной из за­краин. Такой обод называют глубо­
ким и асимметричным.
Рис. 9.5. Деформирование борта шины в процессе монтажных работ

Рис. 9.6. Глубокий обод: а – симметричный; б – асимметричный
Иногда глубокие ободья имеют двухручьевый профиль. Например, такая конструкция применяется для некоторых типов сельскохозяй­ственных шин.
Камерные легковые шины обычно монтируются на те же ободья, что и бескамерные. Такая унификация возможна, поскольку конструк­ция борта у обоих типов легковых шин близка по наполнению, жестко­сти и геометрическим параметрам. Конструкции борта грузовых шин в камерном и бескамерном исполнении существенно отличаются друг от друга. С точки зрения применения обода наиболее существенным отличием является разница в посадочных диаметрах. Например, по­садочный диаметр обычных среднегрузовых камерных шин приблизи­тельно равен 20 дюймам (508 мм), а соответствующие им бескамерные шины имею посадочный диаметр 22,5 дюйма (571,5 мм). Посадочные диаметры ободьев соответствует этим размерам.
Обод и смонтированная на нем шина не должны прокручиваться относительно друг друга в процессе эксплуатации. Иными словами, крутящий момент, подводящийся к автомобильному колесу, должен без потерь передаваться шине. Выполнение этого условия обеспечи­вается в первую очередь созданием достаточной силы трения в кон­такте между подошвой борта шины и полкой обода. Для этого посадка шины на обод осуществляется с натягом за счет разницы в диаметрах и геометрии (углов наклона) между бортом шины и полкой обода. Та­ким образом, величина натяга задается конструкцией бортовой зоны шины с учетом параметров полки обода и может несколько отличаться для разных моделей и типоразмеров шин в зависимости от их нагру-женности и условий эксплуатации, для которых они предназначены. Величина натяга бортов камерных шин на посадочных полках обода составляет 0,75—1,0 мм на диаметр, а бескамерных — 1,2—1,5 мм.
Ободья могут иметь плоские или конические полки (рис. 9.7). Угол наклона конических полок ободьев составляет что создает не-
обходимую надежность посадки и обеспечивает герметичность колеса в сборе с бескамерной шиной. Выпускаются также ободья с углом на­клона полок 10° и 15°. Больший угол наклона облегчает посадку шины на обод. Полки обода с углом 5° делают для шин общего назначения,

Рис. 9.7. Профиль разборного «плоского» обода (а) и обода с коническими полками (б)
10° – для арочных шин и пневмокатков, 15°, в сочетании с глубокими ободьями, —для бескамерных шин.
Смонтированная на ободе шина окончательно «садится на место» после накачивания. Очевидно, что прочность посадки шины ухудша­ется при снижении внутреннего давления. Если шина недостаточно накачана или потеряла давление в результате прокола, а также при рез­ком изменении крутящего момента, на крутых поворотах и других по­добных условиях, окружные или боковые силы могут преодолеть силы трения, удерживающие шину на ободе. При этом борт шины начинает проскальзывать относительно обода, что в конечном итоге может при­вести к самопроизвольному демонтажу шины. Что бы снизить опас­ность этого, на полке обода могут быть сделаны кольцевые выступы (хампы) (рис. 9.8), фиксирующие борт шины и препятствующие его смещению внутрь обода.
Для шин с регулируемым давлением применяются разборные обо­дья с распорным кольцом, которое прижимает борт шины к закраинам обода. Известно и запатентовано множество иных решений, направ­ленных на улучшение фиксации шины на ободе, но они не нашли ши­рокого применения на практике.
По способу крепления на автомобиле колеса могут быть дисковы­ми или бездисковыми. Колесо называется бездисковым, если диски, спицы или другие крепежные элементы, осуществляющие посадку, центрирование и крепление обода к ступице автомобиля, не состав­ляют единое целое с ободом, а являются элементами ступицы колеса 4 (рис. 9.9). Бездисковые колеса применяются, как правило, на грузовых автомобилях, автобусах, прицепах различного назначения и сельско­хозяйственной технике. Бездисковая конструкция позволяет сдваивать колеса для машин большой грузоподъемности. В этом случае между сдвоенными колесами устанавливается специальная промежуточная вставка 2, регулирующая зазор между шинами. Если сдвоенные шины

Рис. 9.8. Обод с кольцевыми выступами (хампа-ми): 1 – кольцевой выступ

Рис. 9.9. Сдвоенные бездисковые ко­леса со вставкой:
1 – наружная шина,
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 16

мая 26, 2018


Рис. 9.12. Трещины на ободе колеса Рис. 9.13. Скол закраины обо-
колеса, могут приводить к появлению трещин (рис. 9.12). Колеса с де­формированными закраинами обода и небольшими трещинами под­лежат ремонту и восстановлению.
Однако особо сильные ударные нагрузки могут привести к нере-монтируемым разрушениям обода (рис. или диска колеса
(рис. 9.15).
Характер и тип этих повреждений в процессе эксплуатации при прочих равных условиях в значительной степени зависит от материала, из которого изготовлено колесо.
9.3. Материалы для изготовле- В зависимости от материала, из ния колес которого изготавливают колеса,
их подразделяют на следующие типы:
—стальные;
— легкосплавные (из легких сплавов) ; —комбинированные ;
— из композитных материалов. Данные колеса применяются край­не редко.

Рис. 9.14. Разрушение обода Рис g j5 Разрушение диска
колеса колеса
Стальные колеса. Колеса, изготовленные из стали, широко при­меняют как на отечественных, так и на импортных автомобилях. Это объясняется относительно простой технологией изготовления, невы­сокой стоимостью (примерно в три раза дешевле аналогичных колес из легких сплавов) и возможностью ремонта деформированных участ­ков обода.
Стальное колесо легкового автомобиля обычно состоит из штам­пованного глубокого неразъемного обода (рис. 9.16) и штампованного диска, который соединяется с ободом точечной контактной или дуго­вой сваркой.
Диски стальных колес имеют сложную конфигурацию поперечного сечения, которая увеличивает их жесткость. Конструктивные вариан­ты дисков различны. Как правило, они имеют вентиляционные отвер­стия или ребра, обеспечивающие эффективный отвод тепла от шины и тормозного механизма. При этом периферийная часть диска для по­вышения боковой жесткости выполняется выпуклой.
К недостаткам стальных колес относятся их большой вес по срав­нению с колесами из легких сплавов, ограниченные возможности ди­зайна из-за технологических особенностей изготовления и быстрая потеря товарного вида из-за коррозии (рис. 9.17).
Стальные колеса, как правило, оснащают декоративными колпака­ми, многие из которых повторяют дизайн легкосплавных колес. Деко­ративные колпаки придают улучшенный внешний вид колесу, скрывая пятна ржавчины, и самому автомобилю, а также способствуют сохра­нению чистоты крепежных болтов и гаек, скрывают секретный крепеж и дефекты лакокрасочного покрытия. Однако в процессе эксплуата­ции автомобиля по разбитым, неровным дорогам декоративные кол­паки могут слетать и теряться.
Широкое распространение получили легкосплавные колеса. Изго­тавливаются они из легких сплавов (на основе алюминия, магния и

Рис.9.16. Стальное колесо 9,00×22,5
колеса
титана). Главное преимущество легкосплавных колес перед обычными стальными — в меньшей массе. Снижение массы колеса в сборе с ши­ной ведет к уменьшению неподрессоренных инерционныхмасс и улучше­нию условий работы подвески. Применение для производства дисков легких сплавов позволяет уменьшить вес неподрессоренных деталей машины, что приводит к улучшению условий работы подвески, повы­шению плавности хода и уменьшению расхода топлива. В зависимости от технологии изготовления они могут иметь различные свойства.
Литыелегкосплавные колеса имеют зернистую внутреннюю струк­туру, и при их эксплуатации возможно образование невидимых ми­кротрещин. Из-за этого при сильном ударе диск может расколоться на несколько частей. Преимуществами литьевой технологии являются практически неограниченное количество вариантов дизайна, а также отсутствие отходов при производстве, поскольку основной технологи­ческий этап при производстве литых дисков — создание формы, а вся последующая механическая обработка сводится к минимуму.
Процесс создания кованых легкосплавных колес достаточно сложен, штамповка их заготовки происходит поэтапно, с промежуточным на­гревом перед каждой деформацией. Оборудование для производства кованых дисков сложное и дорогое, что в конечном итоге делает их дороже литых. Материал кованых дисков, в отличие от литых, приоб­ретает многослойную волокнистую структуру с очень высокой проч­ностью. Такие диски не раскалываются при ударе, а гнутся. При этом кованые диски легче литых дисков аналогичного объема.
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 21

мая 26, 2018

3.5-5,0
4,5-5,5
4,5-6,0
5,0-6,0
5.0-6,5
4.5-6,0
155RI2
17S/7ÛRI2
175/65R13
17зда1з
185/60R13
550 мм
553 мм
540 мм
552 мм
«Duc
450 пс
450 пс
400 пс
450 юс
4.0-5.0
5,0-6,0
5,0-6,0
5,0-6,0
155/70RI3 54* мм
155/65RL3
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 22

мая 27, 2018

3>5,0
4,5-6.0
5,0-6,0
4 5-6 0
5.5-7.0
5.0-6,5
5.5-7,0
I55RI3 548 мм
I75/70RI3 576 нм
I75/65R14 548 мм
2D5760RI3 576 мм
IS5/60R14 587 мм
I85/55RI5 5£5 мм
I95/50R15 577 мм
205/50RÏ5 5в7мм
425 ne
475 нс
475 пс
539 пс
475 пс
462 пс
475 кгс
530 кгс
4.0-5.5
5,0-6,0
5,0-6,0
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 23

мая 27, 2018

175RM 634 мм
560 кг 44-6.0
I95/70R14 630 мм
615 кг 5.0-7,0
ььяи 622 мм
615 кг 5.5-74
195/65RI5 635 мм 615 кг
54-7.(1
205/65RI5 647 им
670 кг
5.5-74
6URI4 626 мм
670 кг
6,0-8.0
235/Ш14 638 мм
205/60RI5 627 мм
615 кг
5,5-74
2I5/60R15 639 мм
650 кг 6.0-7.5
225/50RI6 63J мм 630 яг 6,0-К.О
245/50RI6 652 мм
730 кг 7.0-9.0
185R14 650 чы 600 кг
4.5-6.0
20S/70RÏ4 644 хм (190 кг
Continue reading »

Автомобильные шины, диски и ободья. Часть 24

мая 27, 2018

Знак сертификации в качестве оригинального оборудования автомобиля. Мно­гие автомобильные компании требуют, чтобы на шине, принятой для комплек­тации, был этот знак. Примеры таких маркировок приведены в таблице 10.5.1.
Таблица 10.5.1
Пронишлнтель
Марки машин
Символ / код
Bentley
Некоторые модели
«В» в круге
Некоторые модели
5-консчная звезда
Chrysler
Некоторые модели Dodge Viper
«Cl.
Ferrari
Некоторые модели
General Motors
Все автомобили
ТРС SPEC 1J 56 M+S (Всесе-эонные шины) ТРС SPEC П56(Нсэсссе-зонные шипы)
Acura NSX
Н-0 или Н-1
Jaguar
H с которые моде л и
«J. в круге
Некоторые модели
Mercedes
Некоторые модели
Continue reading »

Хостинг

VPS - Хостинг

аренда сервера

Dedicated server

Регистрация доменов

Русские темы для WordPress. Бесплатные шаблоны для блогов WordPress на любой вкус

Сентябрь 2019
M T W T F S S
« Aug    
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30