Автомобильные шины

Автомобильные шины

 

Автомобильные шины, это один из наиболее важных элементов колеса, представляющий собой упругую оболочку, установленную на обод диска. Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным полотном и предназначена для поглощения незначительных колебаний, вызываемых несовершенством дорожного покрытия, компенсации погрешности траекторий колёс, а также реализации и восприятия сил. Вот о том, какими бывают автомобильные шины, мы и поговорим в этой статье.

 

 

Классификация автомобильных шин

 

Автомобильные шины классифицируются с привязкой к со­ответствующим требованиям автомобилей различных типов и размеров, а также усло­виям эксплуатации. Самые важные данные — размеры шин, величины нагрузок, давление накачки и допустимая скорость — разбиты в интересах взаимозаменяемости на 7 групп или категорий шин, перечисленных в табл. «Категории шин и применяемые стандарты шин«. В дополнение к пневматическим шинам, до­пускаются также сплошные шины из резины; их эксплуатация разрешается на скорости до 25 км/ч (до 16 км/ч для неподрессоренных ведущих колес). Шины категорий 1-4 под­разделяются в зависимости от дорожных условий на:

  • «Стандартные» дорожные (летние) шины;
  • «Специальные» шины для внедорожного применения или для использования как на дорогах, так и вне дорог;
  • «М+S» (зимние) шины.

 

Категории шин и применяемые стандарты шин

 

Одни и те же основные требования приме­нимы ко всем шинам (см. табл. «Рабочие характеристики шин» ), хотя сле­дует отметить, что для шин, предназначенных для большегрузных автомобилей, главное внимание следует уделять последним трем критериям (особенно № 6).

 

Рабочие характеристики шин

 

 

Конструкция автомобильных шин

 

В настоящее время на легковые автомобили устанавливаются исключительно радиальные шины. Диагональные шины сегодня использу­ются только на мотоциклах, мопедах, земле­ройных машинах и транспортных средствах, обслуживающих промышленность и сельское хозяйство. На грузовых автомобилях диаго­нальные шины применяются все реже.

Диагональные шины получили свое назва­ние потому, что нити корда в протекторе шины расположены диагонально (под некоторым углом друг к другу) и пересекают друг друга.

Однако более сложные радиальные шины представляют собой единственное средство удо­влетворения все расширяющегося спектра экс­плуатационных характеристик, необходимых ши­нам. Теперь они используются на современных легковых автомобилях и тяжелых грузовиках. В радиальных шинах нити корда размещены по кратчайшему расстоянию между бортами. Брекерный пояс окружает относительно тонкий и упругий каркас для обеспечения достаточной устойчивости шины.

Шины с диагонально расположенными слоями брекерного пояса получили большое распространение в США, они содержат до­полнительный пояс снаружи диагонального каркаса. Характеристики этого типа шин зна­чительно хуже, чем у радиальных шин.

Шины типа СТ характеризуются плоской бего­вой дорожкой протектора. В спущенном состоя­нии такие шины, опираясь на седло обода, обе­спечивают возможность движения автомобиля на расстояние в несколько сотен километров.

 

Примеры бескаркасных шин радиальной конструкции

 

Бескамерные шины, уже популярные на легковых автомобилях, все более часто используются на тяжелых грузовиках (см. рис. «Примеры бескаркасных шин радиальной конструкции» ). Основ­ным требованием является применение моно­литного, воздухонепроницаемого обода, или обода из нескольких частей, способного при­нять необходимые гибкие уплотнительные кольца. При использовании бескамерных шин камера заменяется вулканизированным вну­тренним слоем, характеризующимся высокой воздухонепроницаемостью. Борт такой шины должен садиться на обод колеса более гер­метично с целью обеспечения необходимого уплотнения. Иногда применяются специаль­ные дополнительные уплотняющие элементы в форме колец из эластичного материала.

Отсутствие камеры в шине позволяет умень­шить массу шины и упростить операции по ее монтажу на обод колеса.

 

 

Диаметр и конструкция обода колеса

 

Для шин, входящих в категории 3 и 4, одно­элементный глубокий обод с конусностью 15° (для бескамерных шин) более предпочти­телен, чем многоэлементный обод с конусно­стью 5°. Этот тип обода идентифицируется кодовыми обозначениями диаметра (единица кода соответствует 25,4 мм), оканчивающи­мися на 0,5; например, 17,5; 19,5 и 22,5.

Важными кодами для конической 5° поса­дочной полки обода являются 16 и 20. Для шин легковых автомобилей используются не только обычные ободья с утопленным центром (целочисленный коды диаметра 10, 12,13 и т. д.), но и особые варианты с миллим- метровыми обозначениями диаметра.

Отношение высоты профиля автомобильной шины к ее ширине

 

Отношение высоты профиля шины к ее ширине определяется по формуле:

(H/W) • 100

где:

 H — Высота поперечного сечения профиля шины;

W — Ширина поперечного сечения профиля шины.

Это отношение для современных стандарт­ных шин легковых автомобилей варьируется от 80 до 50; отношение, равное 35, соответ­ствует шинам для спортивных автомобилей, от 65 до 100 — для шин грузовых автомобилей.

Шины легковых автомобилей с небольшим отношением H/W обеспечивают высокий уро­вень устойчивости на поворотах. При разных значениях этого отношения используется один посадочный диаметр шины для облегчения взаи­мозаменяемости шин. При постоянном внутрен­нем диаметре шины и колеса шина с небольшим отношением H/W будет шире на колесе того же диаметра, она будет иметь большее пятно кон­такта и более внушительный вид.

Небольшое отношение H/W позволяет под­держивать ширину пятна контакта, увеличи­вая внутренний диаметр колеса и тем самым оставляя больше пространства для колесного тормоза. Появление конусного обода с уто­пленным центром для шин грузовых авто­мобилей стало возможным лишь благодаря разработке подходящей бескамерной шины с небольшим отношением H/W. Причиной была невозможность уменьшения диаметра основания обода, так как нельзя было изме­нить диаметр тормозного барабана.

Более широкие шины с небольшим отноше­нием H/W тоже представляют единственный целесообразный вариант для областей при­менения, где требуется минимальный диаметр шин (другими словами, максимальная полезная высота), например, в контейнерных перевозках.

 

 

Маркировка автомобильной шины

 

Маркировка шины выштамповывается на ее боковине (см. табл. «Примеры обозначения автомобильных шин» ) и отражает стандартные требования, которые рассмотрены в Правилах ЕЭК ООН № 30 для шин легковых автомобилей, № 54 для шин большегрузных грузовых автомо­билей (для скоростей движения 80 км/ч и выше) и № 75 для шин механических двухколесных транспортных средств (транспортные средства с двигателями, рабочий объем которых превы­шает 50 см3, перемещающиеся с установленной скоростью свыше 40 км/ч). Правила ЕЭК ООН № 106 для шин сельскохозяйственных машин в настоящее время не действуют. Соответствие требованиям к новым покрышкам (ECE-R108 для шин легковых автомобилей; ECE-R 109 для шин грузовых автомобилей) является обязательным во Франции, начиная с 2008 года.

 

Примеры обозначения автомобильных шин

 

Автомобильные шины, испытанные на соответствие Пра­вилам ЕЭК ООН, идентифицируются посред­ством кода, нанесенного на боковине шины вблизи ее борта. Это кодовое обозначение состоит из расположенных в круге прописной буквы «Е» и кодовой цифры, за которыми следует число, соответствующее номеру реги­страции данной конструкции шины.

Пример: (Е4) 020 427.

Строчная буква «е», наносимая на боковину шин легковых и грузовых автомобилей в со­ответствии с Европейской директивой 92/23, имеет такое же значение в кодовой маркировке.

Пример: [е4] 00321

Начиная с августа 2003 года, новые типы шин должны соответствовать директивам ЕС по уровню шумов. То же самое относится ко всем шинам легковых и грузовых автомобилей, на­чиная с 2009 года, согласно утвержденному гра­фику. Эти постановления публикуются вместе с директивой 2001/43/ЕЕС в качестве Приложения 5 Директивы ЕС по шинам 92/23/ЕЕС. Знак соот­ветствия на шинах выглядит следующим образом.

Пример: [e4] 00687-s

Ширина шины, ее конструкция («R» — радиальная; «-» — с пересекающимися нитями; «В» — диаго­нальная) и диаметр обода составляют минималь­ную информацию, требуемую для маркировки шины. На шинах промышленных грузовых авто­мобилей также обычно наносится значение диа­метра шины. На шинах двухколесных транспорт­ных средств, легковых и грузовых автомобилей эта информация часто дополняется значением отношения высоты шины Н к ее ширине W (в %), это отношение нанесено непосредственно за информацией о ширине шины (с разделением пробелом). По нормам ЕЭК подобная информация должна присутствовать на всех новых шинах. Хотя это и не оговорено правилами ЕЭК, шины для легковых автомобилей и двухколесных транспортных средств могут также иметь кодовое обозначение максимальной скорости движения (нанесено после величины отношения высоты шины к ее ширине или значения ширины шины). На диагональных шинах буква кода заменена го­ризонтальной чертой.

 

Коды эксплуатационных характеристик автомобильных шин

 

На шинах типов VR, VB, ZR и ZB кодовая буква составляет часть обозначения размера шины.

За обозначением размера шины следует ин­формация о норме слойности (PR); это обозна­чение сегодня используется как код номиналь­ной нагрузки для различных вариантов шины одного и того же размера. Изначально этот код показывал количество слоев в каркасе шины.

В качестве эксплуатационных характеристик применяются дополнительные обозначения в виде комбинации индекса грузоподъем­ности (LI) и индекса скорости (GSY). Правила ЕЭК ООН предписывают это в качестве замены для нормы слойности PR или кодов скорости в обозначении шины. Конкретные значения, присваиваемые кодам, см, в табл. «Коды эксплуатационных характеристик автомобильных шин«.

Увеличение номинальной нагрузкиДля шин легковых автомобилей: номинальная скорость движения равна макси­мальной скорости. Автомобили, предназначен­ные для движения при максимальной скорости 60 км/ч и менее обладают дополнительной грузо­подъемностью. Номинальные нагрузки на автомобильные шины могут увеличиваться, как это показано в табл. «Увеличение номинальной нагрузки«.

Для большинства шин снижение грузоподъ­емности шины может обеспечить получение более высоких максимальных значений ско­ростей. И наоборот, можно использовать оба типа шин для более высоких нагрузок почти во всем диапазоне скоростей при эксплуатации на скорости ниже номинальной (опорной), при условии, что автомобиль может быть специ­ально предназначен для эксплуатации на более низкой максимальной скорости. С другой сто­роны, автомобильные шины, характеризующиеся повышенной грузоподъемностью, предназначены для при­цепов к легковым автомобилям, движущихся со скоростями до 100 км/ч, а также для специ­альных грузовых автомобилей, используемых при перевозках на короткие расстояния.

Внутреннее давление в шинах определенных размеров, норма слойности PR и коды экс­плуатационных характеристик нормируются стандартами (см. табл. «Категории шин и применяемые стандарты шин» ) или рекомендациями изготовителя шины. Индекс скорости всегда означает фактическую номинальную скорость.

Специальные запасные шины легковых автомобилей (облегченные и компактной конструкции) идентифицируются на боковине шины как предназначенные для временной эксплуатации на ограниченной скорости.

Соответствие между номинальными ско­ростями для шин M+S легковых автомоби­лей, грузовых автомобилей и мотоциклов и максимальными значениями скоростей дви­жения не регламентируется. Однако, та­бличка с указанием скорости, при которой может работать данная шина, должна закре­пляться внутри автомобиля в пределах поля зрения водителя. Нижеприведенные катего­рии шин могут быть снабжены дополнитель­ными данными, которые регламентированы нормами по безопасности дорожного движе­ния в США. Эти данные, наносимые на боко­вину шины вблизи ее борта, используются в Канаде, а также в Израиле:

  • FMVSS (Федеральный стандарт автомобильной безопасности) 109 для шин легковых автомобилей;
  • FMVSS 119 для шин двухколесных транспортных средств и коммерческих автомобилей.

 

Эти данные выштамповываются вблизи букв «DOT» и содержат идентификационный код шины и дату ее изготовления, а также инфор­мацию о максимальной грузоподъемности, максимальном внутреннем давлении и числе слоев корда в каркасе и брекерном поясе.

Австралийские нормы безопасности ADR 23 применяются к шинам легковых автомобилей; в этих нормах используются идентификаци­онные коды, заимствованные из Федеральных стандартов автомобильной безопасности США (FMVSS) 109 и норм ЕЭК-R 30.

«IN» (вместе с номером соответствующего цен­тра разработки) и CCCs — это обозначения шин в Бразилии и Китае. Технические требования в этих странах базируются на требованиях ЕЭК ООН.

 



 

Применение автомобильных шин

 

Выбор шин на основании рекомендаций из­готовителя имеет важнейшее значение для получения удовлетворительных результатов. Оптимальные рабочие характеристики могут быть получены, когда на всех колесах автомо­биля устанавливаются шины одной конструкции (например, радиальные шины). Это является обязательным требованием для легковых ав­томобилей. Для грузовых автомобилей полной массой свыше 2,8 т это относится к шинам, уста­новленным на одной оси. Во время сезонного хранения шин внутренние камеры и бандажи бортов имеют тенденцию к быстрому старению под воздействием прямого сол­нечного света. Примеры рисунков протектораКатализатором этого процесса становится движущийся воздух. Для гаранти­рования хорошего состояния камеры особенно важна целостность упаковки. Следовательно, в месте хранения должно быть прохладно, сухо и темно. Необходимо избегать любого контакта с маслами и смазками. Особое внимание необхо­димо уделять монтажу шин на ободья колес. Ни в коем случае не следует устанавливать автомобильные шины на поврежденный, деформированный обод со сле­дами коррозии (допускается только минималь­ный износ обода). При использовании ослаб­шего борта этой стороне следует уделить особое внимание при эксплуатации. Новые вентили, а, по возможности, новые камеры и бандажи бор­тов должны использоваться вместе с новыми шинами. Должны соблюдаться меры предосто­рожности при повторном размещении камер в шинах, которые при предыдущей эксплуатации подверглись расширению, что может привести к появлению опасных складок на камере после ее повторной установки в шине. При возникновении сомнений следует использовать новые камеры.

Рисунок протектора автомобильной шины

 

Запрещается восстанавливать протектор на шинах двухколесных транспортных средств и легковых автомобилей; необходимо выпол­нять требования завода-изготовителя при восстановлении шин других категорий.

 

Зависимость тормозного пути автомобиля от глубины рисунка протектора шины при торможении со скорости  100 км/ч

 

Рекомендуется производить перестановку шин, характеризующихся разной степенью из­носа протектора, по схеме, когда шина с одной оси автомобиля переставляется на другую его ось. Уменьшение глубины рисунка протектора шины сопровождается уменьшением защитного слоя, покрывающего брекерный пояс и каркас шины. Это следует учитывать при планировании долгосрочных поездок в сложных условиях. Кроме того, уменьшенная глубина рисунка про­тектора приводит к непропорциональному уве­личению тормозного пути автомобиля на мокрой поверхности дороги из-за ухудшения коэффи­циента сцепления. Это необходимо учитывать применительно к легковым и скоростным грузовым автомобилям. Например, в табл. «Зависимость тормозного пути автомобиля от глубины рисунка протектора шины при торможении со скорости  100 км/ч»  приве­дены данные, позволяющие сравнивать тормоз­ные пути при скорости в 100 км/ч для легковых автомобилей малого класса (переднеприводных) и среднего класса (заднеприводных) при разной степени износа протектора шин (тормозные пути в значительной мере также зависят от состояния и типа дорожного покрытия, профиля шины и качества резинового материала шины.

В следующей статье я расскажу о сцеплении шин грузовых автомобилей.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *