ШИНЫ
пневматические, в автомобилях
и др. колёсных машинах выполняют след, основные функции: создают необходимое
сцепление колёс с поверхностью дороги и амортизируют возникающие при движении
машины динамич. нагрузки на колёса. Благодаря этому обеспечиваются возможность
управления машиной, её проходимость в трудных дорожных условиях, устойчивость,
комфортабельность при езде. Ш. существенно влияют на длину тормозного пути,
расход топлива и MH. др. эксплуатац. и экономич. характеристики автомобиля.
В зависимости от назначения Ш. подразделяют на легковые (для легковых автомобилей
и грузовых автомобилей малой грузоподъёмности); грузовые (для остальных
грузовых автомобилей, автобусов, троллейбусов, прицепов); с.-х. (для тракторов
и др. с.-х. машин); строительно-дорожные (для строительных, дорожных и
подъёмно-трансп. машин); мотошины (для мотоциклов, мотороллеров, мопедов);
велосипедные. К Ш. спец. назначения относятся авиационные, для монорельсового
транспорта и др.
Ш.- многослойные резино-текст. изделия,наизготовление
к-рых расходуется ок. 50% потребляемого каучука, а также значит, доля хим.
волокон и др. армирующих, материалов. В 1976 на произ-во Ш. во, всём мире
было израсходовано ок. 7 Млн. т
каучуков; выпуск Ш составил 780
млн. шт.
Конструкция. Общий элемент Ш. всех
типов - покрышка (рис. 1), обеспечивающая сохранение заданной формы Ш при
действии внутр. давления. Основа покрышки - каркас, придающий ей прочность
и эластичность. Он состоит из неск. слоев обрезиненного текстильного (в
нек-рых случаях металлич.) корда (кордной ткани). В диагональных
Ш. нити корда в соседних слоях каркаса перекрещиваются, а угол между направлением
нитей и меридиональной (проходящей через ось вращения) плоскостью Ш. составляет
50-55°. В радиальных Ш. (шинах P) нити всех слоев корда располагаются в
меридиональной плоскости. Число слоев корда в этих Ш. примерно в 2 раза
меньше, чем в диагональных, и поэтому каркас шин P отличается большей гибкостью.
Брекер (подушечный слой) Ш., предназначенный
для создания прочной связи между каркасом и наружным резиновым слоем Ш.
(протектором), изготовляют из неск. слоев обрезиненного текст, или металлич.
корда (реже из резины). В брекере диагональных Ш. нити корда располагаются
под тем же углом, что и в каркасе; в брекере радиальных - под углом 70-85
, образуя нерастяжимый пояс, к-рый воспринимает осн. часть усилий, возникающих
в Ш. под действием внутр. давления и внеш. нагрузок. Благодаря сочетанию
гибкого каркаса и жёсткого брекерного пояса шины P отличаются от диагональных
большей долговечностью, меньшими потерями на преодоление сопротивления
качению и др. эксплуатац. преимуществами.
Протектор Ш., образующий одно целое
с её боковинами, защищает каркас от механич. повреждений и воздействия
влаги. Наиболее массивная часть протектора - беговая дорожка - имеет ч
рисунок" (выступы и углубления различных размеров и формы, рис. 2), определяющий
сцепление Ш. с дорогой, сопротивление качению, износостойкость, проходимость,
шум при езде, удобство управления машиной и др. Борт покрышки обеспечивает
плотную посадку и Крепление Ш. на ободе колеса. На бортовых кольцах закрепляются
слои каркаса Ш.
Важный конструктивный признак Ш.- способ
герметизации, по к-рому их подразделяют на камерные и бескамерные.
Рис. 1. Схемы покрышек диагональной
(а) и радиальной (б) шин: / - беговая дорожка протектора; 2 - боковина;
3 - каркас; 4 - брекер; 5 - носок борта; 6 - пятка борта;
7 - борт; 8 - бортовая лента; 9 - крыльевая лента; 10 - бортовое
кольцо; // - дополнительное металлокордное крыло; 12 - лента для
обёртки бортового кольца; 13 - резиновый шнур.
Рис. 2. Примеры "рисунков " беговой
дорожки протектора грузовых шин:
а
- дорожный (для дорог с усовершенствованным
покрытием, напр, асфальтобетонным);
б - универсальный (для различных
дорожных условий); в - повышенной проходимости (для мягких грунтов
и др. условий бездорожья); г - карьерный (для скалистых и каменистых грунтов).
В полость камерных Ш. помещают ездовую
камеру - кольцеобразную резиновую трубку с вентилем, удерживающую в Ш.
сжатый воздух. В бескамерных Ш. воздух удерживается благодаря применению
специальных уп-лотнительных бортовых лент, посадке Ш на обод под большим
натяжением, а также наложению на внутр. полость покрышки резинового герметизирующего
слоя. Преимущества бескамерных Ш.- большая безопасность движения вследствие
незначит. утечки воздуха при проколе, меньшая масса, простота обслуживания
и ремонта. Однако для герметичной посадки этих Ш. на обод необходимы специальное
монтажное оборудование, а та-кже повышенная точность изготовления ободов.
Выбор конструкции Ш. определяется их назначением. Напр., для легковых Ш.,
к-рые должны обеспечивать безопасность движения и комфортабельность при
езде на высоких скоростях, наиболее целесообразна бескамерная конструкция.
Рабочие характеристики. На неподвижную
Ш. действуют силы внутреннего давления и статич. нагрузки на колесо, при
качении Ш., кроме того,- динамич. нагрузки, а также нагрузки от перераспределения
массы машины между осями и колёсами. Под действием этих сил Ш. испытывает
при качении непрерывные циклич. деформации, величина и направление к-рых
в различных зонах Ш. различны. Число циклов деформации Ш. за время её амортизац.
пробега может достигать неск. десятков миллионов. Вследствие этих деформаций
происходит саморазогрев Ш. (теплообразование) до 60-90 0C.
Важнейшие эксплуатац. характеристики
Ш.- грузоподъёмность, долговечность, сцепление с дорогой, сопротивление
качению, амортизац. ,способность. Грузоподъёмность (максимальная допустимая
статич. вертикальная нагрузка на Ш.) зависит гл. обр. от габаритов Ш.,
внутреннего давления, числа слоев корда и его типа, а также от эксплуатац.
условий. Долговечность характеризуется пробегом Ш. до износа выступов рисунка
протектора (по условиям безопасности движения, а также для предохранения
каркаса от повреждений минимальная остаточная высота выступов должна быть
0,5 мм для грузовых и 1,5 мм для легковых Ш.). Долговечность
снижается при ухудшении дорожных и климатич. условий, превышении грузоподъёмности,
увеличении скорости движения, отклонениях внутреннего давления в Ш. от
оптимального для данных условий эксплуатации (это давление составляет от
0,1 Мн/м2, или 1 кгс/см2, для легковых
Ш. до 2 Мн/м2, или 20 кгс/см2, для
авиационных Ш При снижении внутреннего давления увеличивается амплитуда
деформаций Ш. и повышается теплообразование, что приводит к ускоренному
усталостному разрушению Ш., а при его повышении возрастают напряжения в
Ш., увеличивается опасность разрыва каркаса при наезде на препятствие и
ускоряется износ протектора из-за увеличения давления в контакте Ш. с дорогой.
Средний пробег легковых Ш. лежит в пределах 40-60 тыс. км, грузовых
Ш.- в пределах 60-100 тыс. км.
Сцепление с дорогой - один из важнейших
факторов, обеспечивающих безопасное движение автомобиля. Недостаточное
сцепление - причина 25- 40% дорожно-трансп. происшествий на мокрых дорогах
и 5-10% - на сухих. Помимо "рисунка" протектора на эту характеристику влияют
свойства протекторной резины.
Сопротивление качению в значит, степени
определяет расход топлива колёсным транспортом и влияет также на его динамич.
характеристики. Оно существенно зависит от массы и конструкции Т., а также
от материалов, из к-рых она изготовлена. Амортизационная способность определяет
свойства Ш. как элемента подвески автомобиля, гасящего динамич. нагрузки.
Для оптимальной амортизации автомобиля необходимо правильное сочетание
амортизац. способности Ш. и амортизац. свойств др. элементов подвески.
Материалы. Технология производства.
Общие
требования к резинам для Ш.- 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. Осн. типы каучуков для шинных резин - бутадиен-стирольный,
стереорегулярный бутадиеновый, синтетич. изопреновый, натуральный; важнейшие
армирующие материалы - полиамидный и вискозный корд. Технологич. процесс
шинного произ-ва включает: приготовление резиновых смесей в смесителях;
обработку корда (пропитку синтетич. латексами, термич. вытяжку, стабилизацию,
обкладку резиной на каландрах); заготовку деталей Ш. (раскрой обрезиненного
корда, стыковку кусков, наложение на них резиновых прослоек, профилирование
заготовки протектора на экструдерах, изготовление деталей борта и др.);
сборку покрышек на спец. станках; формование и вулканизацию покрышек в
т. н. форматорах-вулканизаторах; изготовление заготовок ездовых камер на
экструдерах и их вулканизацию в пресс-формах. MH. операции технологич.
процесса осуществляются на поточно-автоматич. линиях (напр., изготовление
резиновых смесей, сборка и вулканизация покрышек). См. также Каучуки
синтетические, Каучук натуральный, Резина.
"Троица". Резная плита алтарной преграды
из Шио-Мгвиме. 11 в.
Лит.: Пневматические шины. (Исследования
по проблеме повышения качества). Сб. ст., M., 1969; Пневматические шины,
M., 1973; Салтыков А. В., Основы современной технологии автомобильных шин,
3 изд., M., 1974; Энциклопедия полимеров, т. 3., M., 1977. В. Ф. Евстратов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я