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.

 

 

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).

 

 

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.

 

 

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.

 

 

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.

 

 

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«.

Для 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. Катализатором 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.

 

 

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.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: