Конструкция шины

     Одним из древнейших выдающихся изобретений человечества является изобретение колеса. С изобретением вулканизации каучука, а вслед за этим и пневматической резиновой шины стало возможным использование эластичного колеса для различных транспортных средств. Велосипеды, мотоциклы и мопеды, легковые и грузовые автомобили, тракторы, сельхозмашины и орудия, строительные, дорожные и подъемно-транспортные машины, самолеты - вся эта техника немыслима сегодня без пневматических шин.

     Возникнув в середине XIX века как средство защиты тихоходных экипажей от толчков и ударов со стороны дорожных неровностей, в наше время пневматическая шина стала универсальным движителем, обеспечивающим нормальную работу транспортных средств в самых различных условиях эксплуатации. Поэтому, при сохранении в принципе общей схемы своего устройства, конкретные конструкции пневматических шин чрезвычайно разнообразны.

     Одинаковым для всех конструкций остается то, что пневматическая шина представляет собой торообразную оболочку вращения, силовой основой которой является система обрезиненных слоев кордной ткани, защищенных от внешних воздействий покровными резиновыми деталями - протектором и боковинами. Крепление шины на ободе колеса осуществляется жесткими, практически нерастяжимыми бортами, основой которых служат проволочные кольца. Внутренняя полость шины герметизируется, поскольку шина приобретает эластические свойства и соответственно - работоспособность только при наличии внутри избыточного по отношению к атмосферному давления воздуха или газа, например, азота. Отсюда и название – пневматическая (от греч. – pneumaticos – воздушный)

Рис.1. Камерная шина: 1 – обод колеса; 2 - ездовая камера; 3 – покрышка; 4 – вентиль камеры.


Рис.2. Бескамерная шина: 1 – протектор; 2 – герметизирующий слой; 3 – каркас; 4 – вентиль колеса; 5 – обод.

     Основная классификация шин исходит из того, как расположены слои кордной ткани, одни из которых, охватывающие всю шину и завернутые вокруг бортовых колец, образуют ее каркас, а другие, называемые в совокупности брекером, расположены в беговой части шины под протектором, т.е. в той ее части, которая контактирует с дорогой. В настоящее время подавляющее большинство конструкций шин относится к двум основным типам: диагональному и радиальному, причем предпочтение отдается последнему.

а) б)
Рис. 3. Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины: 1 — борта; 2 — бортовое кольцо; 3 — каркас; 4 — брекер; 5 — боковая стенка; 6 — протектор.

     В диагональных шинах нити корда смежных слоев каркаса и брекера перекрещиваются друг с другом, составляя углы в пределах 45-60 градусов с воображаемой линией вращения колеса, в то время как в радиальных шинах нити корда каркаса расположены под углом, близким к 90 градусам к воображаемой линии вращения колеса.

     В шине различают следующие основные конструктивные элементы и размеры (по профилю поперечного сечения) см. рис.4.

Рис.4. Конструктивные элементы и основные размеры шин: 1 – каркас;2 – брекер; 3 – протектор; 4 – боковина; 5 – борт; 6 – бортовое кольцо; 7 – наполнительный шнур.

D – наружный диаметр; H – высота профиля шины; B – ширина профиля шины; d – посадочный диаметр обода колеса (шины)

     Покрышка – торообразная, преимущественно резинокордная оболочка пневматической шины, непосредственно контактирующая с дорожным покрытием и воспринимающая усилия, возникающие при эксплуатации транспортного средства (недопустимые термины: баллон, скат, пневматик, дутик, резина, обувь)

     Ездовая камера – торообразная полая герметичная оболочка с вентилем, служащая для удержания накачанного в нее под давлением газа или воздуха.

     Каркас покрышки – часть покрышки, состоящая из одного или нескольких слоев обрезиненного корда, закрепленных, как правило, на бортовых кольцах, которая при накачанной газом или воздухом шине воспринимает усилия, возникающие при эксплуатации транспортного средства.

     Герметизирующий слой каркаса – слой газонепроницаемой резины, расположенный на первом слое каркаса покрышки бескамерной шины.

     Брекер – часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и расположенная между каркасом и протектором.

     Протектор – наружная массивная резиновая часть покрышки, как правило, расчлененная в виде рисунка, обеспечивающая сцепление колеса с дорогой и предохраняющая брекер и каркас от повреждений.

     Плечевая зона протектора – часть протектора покрышки, расположенная между беговой дорожкой и боковой стенкой

     Борт – жесткая практически нерастяжимая часть покрышки, состоящая из одного или нескольких колец, изготовленных, как правило, из многих витков стальной проволоки, обеспечивающая посадку и фиксацию покрышки на ободе колеса.

     Боковая стенка – боковая часть покрышки , расположенная между плечевой зоной и бортом, состоящая из резинокордных слоев каркаса, разделенных резиновыми прослойками, и защищенная покровной резиной – боковиной

     Вентиль ездовой камеры или бескамерной шины– обратно-перепускной газовоздушный клапан, предназначенный для наполнения, удержания, выпуска газа или воздуха и обеспечения давления накачки шины.

     Наружный диаметр шины D– диаметр окружности накачанной пневматической шины в сечении центральной (продольной) плоскостью вращения колеса при отсутствии контакта шины с опорной поверхностью.

     Посадочный диаметр шины d – диаметр окружности, являющейся линией пересечения поверхности основания борта шины с его наружной поверхностью.

     Высота профиля шины Н – половина разницы между наружным диаметром и посадочным диаметром шины.

     Ширина профиля шины В – линейное расстояние между наружными сторонами боковин накачанной шины, исключая выступы, образованные надписями, обозначениями маркировки, декоративными украшениями, швами, защитными поясками и т.д.

     Отношение высоты профиля к ширине профиля (отношение Н/В, выраженное в %) характеризует серию шин по профилю поперечного сечения.

     Вот минимум того, что нужно знать о пневматической шине как о техническом объекте, однако шина самостоятельным объектом не является - это составная часть автомобиля, самолета и пр., и она оказывает существенное влияние прежде всего на безопасность транспортного средства, на его тягово-сцепные и тормозные свойства, плавность хода, проходимость при различных дорожных условиях, топливную экономичность, шумообразование и т.д. Немаловажное значение имеет и стоимость шин.

     В современных условиях прогрессирующего развития и совершенствования автомобильного транспорта, появления на наших дорогах значительного количества "иномарок", так же возросло количество и разнообразие шин как отечественных, так и зарубежных производителей. Поэтому грамотный выбор и комплектование автомобилей шинами, их надлежащее обслуживание дают возможность пользователю повысить ресурс автомобиля, снизить затраты на его эксплуатацию

Прежде всего надо определиться с категорией (или типом) шин, которая предназначена для автомобиля, исходя из его назначения, класса, условий эксплуатации.

     Категории назначения - автомобили, прицепы к ним, иные транспортные средства.

     Категории использования - летние (дорожные), зимние (с шипами противоскольжения или без шипов), всесезонные, повышенной проходимости, универсальные (распознаются по типу рисунка протектора).

     По форме профиля поперечного сечения шины подразделяют на шины обычного профиля (Н/В более 0,9), широкопрофильные (0,6-0,9), низкопрофильные (0,71-0,88), сверхнизкопрофильные (Н/В не более 0,7).

     По габаритным размерам шины бывают малогабаритные, среднегабаритные, крупно- и сверхкрупногабаритные.

     Как было сказано выше, шины могут быть камерные и бескамерные (это категории по герметизации давления в шине), диагональные и радиальные (характеристика конструкции каркаса).