Шины автомобиля. Устройство. Виды. Принцип учёта

Шина является упругим элементом колеса и взаимодействует с опорной поверхностью дороги. Шины оказывают значительное влияние на тяговые и тормозные качества, топливную экономичность, проходимость, устойчивость, управляемость, плавность хода и другие эксплуатационные свойства колесных ТС.

Шины должны удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечивать минимальное сопротивление качению и давление на опорную поверхность
• обладать малой радиальной и большой боковой жесткостью
• обеспечивать хорошее сцепление с дорогой в продольном и поперечном направлениях
• быть износостойкими и противостоять проколам и другим видам повреждений
• не создавать шума при движении ТС
• удерживать сжатый воздух и быть удобными для монтажа и демонтажа
• иметь минимальную массу и момент инерции

На современных машинах применяются пневматические шины, наполненные воздухом под давлением выше атмосферного. Давление колеса на опорную поверхность зависит от веса, приходящегося на колесо, и площади контакта шины с опорной поверхностью.

При одной и той же нагрузке на колесо давление зависит от площади контакта, которая, в свою очередь, определяется формой профиля шины, жесткостью ее каркаса и давлением воздуха в шине. Чем меньше давление воздуха, тем больше площадь контакта и меньше давление.

Шины классифицируют по назначению, способу герметизации, форме профиля, габаритным размерам и конструкции. По назначению их подразделяют на шины легковых и грузовых автомобилей, а по способу герметизации — на камерные и бескамерные.

Рис. Шины:
а — диагональная; б — радиальная; в — радиальный срез покрышки; 1 — каркас; 2 — подушечный слой (брекер); 3 — протектор; 4 — боковина шины; 5 — борт; 6 — бортовая лента; 7 — наполнительный шнур; 8 — оберточная лента; 9 — бортовое кольцо; Н — высота профиля; В — ширина профиля; D — наружный диаметр;d — посадочный диаметр; b — ширина обода

Устройство шины

Камерная шина состоит из:

• камеры
• ободной ленты
• покрышки

Камера представляет собой тонкостенную резиновую оболочку в виде тора, в которую накачивается воздух. Для впуска и выпуска воздуха на камере имеется вентиль, снабженный обратным клапаном.

Ободная лента, имеющая вид кольца плоского сечения, устанавливается между камерой и ободом колеса для предохранения камеры от защемления между покрышкой и ободом. В некоторых случаях ободную ленту не применяют.

Покрышка воспринимает усилия, передаваемые сжатым воздухом стенкам камеры, защищает камеру от повреждений и обеспечивает сцепление шины с опорной поверхностью.

Покрышка шины представляет собой сложную резинотканевую конструкцию , состоящую из следующих основных частей:

• каркас
• протектор
• подушечный слой (брекер)
• боковина
• борт

Каркас является основной силовой частью покрышки и состоит из нескольких (2—14) слоев прорезиненной ткани (корда). Кордные слои каркаса закрепляются на проволочных бортовых кольцах. Нити корда в каркасе могут располагаться под углом 45…60° к меридиальной плоскости шины или радиально. В зависимости от этого шины по конструкции подразделяют на диагональные и радиальные. Радиальные шины обладают повышенной износостойкостью, меньшей способностью сопротивления боковому уводу и пониженной радиальной жесткостью.

В качестве материала для кордной ткани используют хлопчатую бумагу, вискозу, полиамидные смолы и стальную проволоку. Иногда металлический корд комбинируют с неметаллическим. В случае применения металлического корда число слоев в шинах меньше. Такие шины обладают большей грузоподъемностью и износостойкостью и лучше противостоят проколам.

Протектором называют толстый слой резины, расположенный в верхней части покрышки и контактирующий с поверхностью дороги. Протектор состоит из тонкого подканавочного слоя и толстой расчлененной части — рельефного рисунка.

В зависимости от назначения шины имеют следующие типы рисунка протектора:

• дорожный рисунок для работы на дорогах с твердым усовершенствованным покрытием (рис. а)
• универсальный рисунок для работы на дорогах с твердым покрытием и по грунту (рис. б)
• рисунок повышенной проходимости для работы преимущественно по мягкому грунту (рис. в)
• карьерный рисунок для работы в карьерах, на лесозаготовках и т.п. (рис. г)
• зимний рисунок без шипов и с шипами для работы на заснеженных и обледенелых дорогах (рис. д)

Рис. Типы рисунков протектора:
а — дорожный; б — универсальный; в — повышенной проходимости, г — карьерный; д — зимний

Существуют конструкции шин, выполненные со съемным протектором и армированным металлическим кордом.

Подушечным слоем (брекером) называется резиновый или резинокордный слой, расположенный между каркасом и протектором. Он служит для усиления каркаса, смягчает воздействие ударных нагрузок и способствует более равномерному распределению усилий, действующих на шину в продольном и поперечном направлениях.

Боковиной называют резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений. В зависимости от типа и размера шин толщина боковины составляет 1,5…3,5 мм, а у арочных шин — до 10 мм. Боковину изготавливают как одно целое с протектором и на нее обычно наносят размер покрышки, номер, дату изготовления и другие обозначения.

Бортом называется жесткая часть покрышки, служащая для крепления ее на ободе колеса. Борт образуется из крыльев, обернутых концами слоев корда. В зависимости от числа слоев корда в борте применяют одно, два или три крыла. Крыло изготавливают из бортового кольца, выполненного из стальной проволоки, твердого профильного резинового шнура, обертки и усилительных ленточек. Металлическое кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а резиновый шнур — монолитность и способствует оформлению борта. Бортовое кольцо вместе с резиновым шнуром обматывается тонкой текстильной прорезиненной оберткой и усилительными ленточками, служащими для укрепления крыла в покрышке.

В бескамерной шине роль покрышки и камеры выполняет покрышка, на внутреннюю поверхность которой нанесен газонепроницаемый слой толщиной 1,5…3,0 мм. По внешнему виду бескамерная шина аналогична обычной камерной. Для обеспечения плотной посадки шины на обод колеса бескамерные шины имеют специальную форму и конструкцию бортов. В бескамерных шинах вентиль монтируется непосредственно на ободе.

Виды шин в зависимости от профиля

В зависимости от формы профиля шины, т.е. от отношения его высоты Нк ширине В, различают шины:

• тороидные (Н/В = 0,9… 1,0)
• широкопрофильные (Н/В = 0,75… 0,85)
• арочные (Н/В = 0,4…0,6)
• пневмокатки (Н/В = 0,1… 0,4)

Пропорции поперечного сечения шины оказывают существенное влияние на ее свойства. Чем ниже значение показателя Н/В, тем меньше износ шины, сопротивление качению и уровень шума. Кроме того, уменьшение этого показателя позволяет увеличить диаметр обода и улучшить условий для размещения в колесе тормозного механизма.

Тороидные камерные и бескамерные шины применяют на большинстве колесных машин различных типов.

Широкопрофильные шины используют на машинах повышенной и высокой проходимости с системой регулирования давления воздуха в шинах.

Арочные шины предназначены для повышения проходимости колесных машин в условиях бездорожья. Их изготавливают бескамерными и устанавливают на ведущих колесах. Повышение проходимости достигается за счет большой площади контакта шины с дорогой. Давление воздуха в этих шинах составляет 0,07…0,25 МПа.

Пневмокатки изготавливают преимущественно бескамерные и применяют на вездеходах при движении по опорной поверхности с малой несущей способностью (болото, снег и т.п.). Площадь контакта у них еще больше, чем у арочных шин, а давление на опорную поверхность меньше (давление воздуха в них 0,01… 0,1 МПа).

На каждой покрышке (бескамерной шине) на ее боковине, имеется обозначение (размер) шины. Тороидные шины обозначают двумя числами, первое из которых указывает ширину ее профиля, а второе — посадочный диаметр обода. Размеры могут быть выражены в дюймах (18 — 24) или в миллиметрах (260 — 308). На широкопрофильной шине указывают три числа, обозначающие соответственно наружный диаметр, ширину профиля и посадочный диаметр в миллиметрах (1500 x 600 x 635). Арочные шины обозначают двумя числами, выражающими наружный диаметр и ширину профиля в миллиметрах (1500 х 840). Для обозначения пневмокатков используют три числа, обозначающие те же параметры в миллиметрах, что и для широкопрофильных (1000 х 1000 x 250).

Учет работы шин

Шины закрепляются за автомобилем и прицепом, а также за работающим на них водителем. Учет работы шины ведется по карточке учета работы автомобильной шины. Учетная карточка является основным документом учета работы и списания шины в утиль, а также и при предъявлении рекламации. Кроме учетной карточки, в шиномонтажном цехе ведется «Журнал суточного движения шин», в котором учитывают все шины, проходящие в цехе демонтаж и монтаж.

Видео: Колеса и шины