Ни одно из изобретений, сделанных людьми, не способствовало такому технологическому прорыву, как изобретение колеса. Оно позволило строить транспортные средства, на которых можно было, с относительным комфортом, передвигаться и перевозить грузы. Но сама покрышка, в том виде, в котором мы ее видим сегодня, появилась не сразу. Прошло немало времени пока деревянное колесо превратилось в высокотехнологичную покрышку. Для этого потребовалось изобрести вулканизацию каучука, решить проблему с пневматической шиной и, уже потом говорить об эластичном колесе. Таким колесом сегодня оснащены все виды транспортных средств, начиная от велосипеда и заканчивая большегрузными подъемными машинами. Не обходиться без такого колеса и современная авиация.
Если взглянуть в прошлое, в историю, то становится понятным, что основной целью этого изобретения было желание предохранить транспортное средство от ухабов и неровностей при движении. Ведь отсутствие в 19-ом веке современного дорожного покрытия и амортизаторов, делало путешествие опасным для здоровья занятием. Поэтому такое изобретение изменило сам взгляд на транспортировку людей и грузов, сократило расстояния и сделало человечество более коммуникабельным. С тех пор основная идея не претерпела принципиальных изменений, но, в зависимости от условий использования, покрышки имеют некоторые характерные особенности. Что позволяет говорить об их разнообразии.
Единым для всех покрышек является принцип действия, когда оболочка торообразной формы вращается вокруг оси. Состоит она из нескольких слоев кордовых тканей, покрытых резиной по специальной технологии. Чтобы избежать деформации, эти слои защищены. Фронтальная часть защищена протектором, а сбоку всю конструкцию от ударов предохраняет боковина. Проблема крепления покрышки на обод, или, по сегодняшней терминологии, на диск, решена наличием на нижней кромке бортов. Борты жесткие, не растягиваются и не поддаются деформации, благодаря наличию внутри проволочных колец. Внутренняя поверхность шины герметична, именно благодаря этому существует возможность создать внутри покрышки давление более высокое, чем атмосферное. Ведь такая разность давления, это принцип работы эластичной, пневматической покрышки. Наполняется внутренняя часть под давлением, обычно, воздухом, но сегодня популярно наполнение газом, в частности азотом. Кстати, само слово пневматическая шина означает воздушная.
Сегодня распространены два вида шин- камерная и бескамерная.
Рис.1 Конструкция камерной шины: 1 - обод; 2 - ездовая камера; 3 - покрышка; 4 - вентиль.
Рис.2 1 - протекртор; 2 - слой герметизации; 3 - каркас; 4 - вентиль 5 - обод.
Вся современная классификация шин основывается на расположении слоев кордовой ткани . При первом варианте эти слои охватывают всю шину и заворачиваются на бортовые кольца , образуя каркас . Другой тип представляет собой расположение слоев (брекеров ), непосредственно, под протектором , то есть в месте основного контакта с дорожным покрытием. Исходя из этого, можно сказать, что все производимые сегодня покрышки делятся на два основных типа: диагональные и вертикальные . Причем большей популярностью пользуются именно радиальные шины.
Рис. 3 Конструкция обеих типов шин (а ) диагональной, (б ) радиальной: 1 - борт; 2 - кольцо борта; 3 - каркас; 4 - брекер; 5 - боковая стенка; 6 - протектор.
Основой конструкции диагональных шин является такое взаимное расположение слоев каркаса и брекера, когда они перекрещиваются друг с другом под заданным углом, составляющим от 45 до 60 градусов, относительно линии вращения колеса. В то время как этот угол в радиальных шинах составляет 90 градусов.
На следующем рисунке наглядно показаны основные элементы и их размеры в поперечном сечении.
Рис.4 . Элементы конструкции шин и их размеры:1 - каркас; 2 - брекер; 3 - протектор; 4 - боковина; 5 - борт; 6 - кольцо борта; 7 - шнур наполнительный.
Где D - диаметр наружный, H - высота профиля, B - ширина профиля, d - диаметр обода покрышки.
Часто применяемое название покрышка , подразумевает резинокордную оболочку, торообразной формы пневматической шины, на которую ложиться основная нагрузка от соприкосновения с дорожным покрытием. Нередко встречающиеся названия покрышки, скат, резина, баллон, являются неприемлимыми и малограмотными.
Применяемая камера , в камерном варианте шины, с вентилем служит для держания постоянного давления воздуха внутри конструкции.
Под термином каркас покрышки , понимают обрезиненный корд, крепящийся к боковому кольцу, который принимает на себя все усилия, возникающие при движении по дороге.
Понятие брекер включает в себя ту часть покрышки, которая расположена меду протектором и каркасом и состоит из перемежающихся слоев корда и резины.
Протектор - это часть покрышки, которая расположена непосредственно в месте соприкосновения с дорожным покрытием, она довольно массивная и призвана защитить каркас и брекер от ударов. Для лучшего сцепления с дорогой на протекторе находится рисунок.
Плечевая зона на протекторе - это зона между беговой дорожкой и боковиной она служит для защиты боковой зоны от повреждений.
Под термином борт подразумевают деталь конструкции покрышки при помощи, которой происходит фиксация на диске. Эта часть жесткая, с наличием внутри железных колец из витой, стальной проволоки.
Боковая стенка , расположена между бортом и плечевой зоной протектора, состоит из нескольких слоев каркаса. Снаружи эта часть конструкции защищена боковиной.
Вентиль , вне зависимости от того расположен ли он в камере или, является частью бескамерной резины, представляет собой клапан, через который внутрь закачивается воздух или наоборот служит для его стравливания.
Наружный диаметр шины , обозначенный буквой D , это высота той наружной окружности, которая непосредственно соприкасается с дорогой.
Посадочный диаметр d - это линия пересечения основания борта с его наружной поверхностью.
Высота профиля , обозначенная буквой H - это половина разности наружного и посадочного диаметров.
Ширина профиля , которую принято обозначать буквой B, это расстояние между боковинами, а точнее, их наружными частями. Без учета выступов, надписей и другой маркировки, нанесенной на боковину шины.
Сегодня предусматривается классификация шин и по такому параметру, как соотношение высоты и ширины профиля в процентах . Это характеристика данной продукции по профилю сечения.
Предлагаемые обозначения это минимальные знания необходимые владельцам собственного транспорта. Но не стоит забывать, что шина не является самостоятельной технической единицей и ее можно рассматривать лишь, как составную часть какого-нибудь транспортного средства. Безусловно, важную его часть, от которой зависит безопасность эксплуатации этого транспортного средства и комфорт, находящихся в нем пассажиров. Непосредственное влияние правильный выбор покрышек может оказать на такие показатели, как проходимость, плавность хода, экономичность транспортного средства. Немаловажен и уровень шума в салоне, который не в последнюю очередь зависит от выбора шин.
Сегодня на наших дорогах преобладает транспорт иностранного производства, а во многих случаях и отечественные автомобили используют в экипировке шины иностранных производителей. Отечественные заводы, специализирующиеся на производстве покрышек, в последнее время также стали производить качественную, продукцию, способную удовлетворить любого покупателя. По этой причине очень важно ориентироваться во всем этом изобилии. Знание тонкостей продаваемой продукции позволит сделать правильный выбор. Сэкономить деньги и одновременно приобрести качественный товар, значительно повышающий безопасность на дороге.
При покупке шин, в первую очередь, надо определиться с их категорией, то есть, на какой автомобиль или прицеп приобретается товар. Не менее важно определиться с сезоном, во время которого эти покрышки будут использоваться. Также важно знать какой формы профиль необходимо приобрести. Имеется в виду соотношение параметров Н/В, которое позволяет выбрать резину низкопрофильную , широкопрофильную или даже сверхнизкопрофильную .
К тому же шины могут быть камерные и бескамерные . Зная все эти параметры без труда можно выбрать именно ту продукцию, которая идеально подходит к конкретному транспортному средству.
Назначение колес – осуществление связи автомобиля с дорогой, обеспечение движения автомобиля, изменения направления движения и передачи вертикальных нагрузок от автомобиля к дороге. Проще говоря, именно благодаря колесам мы можем двигаться и управлять автомобилем, поэтому от правильного выбора колес напрямую зависит поведение автомобиля на дороге.
Выделяют следующие виды колес:
- ведущие;
- управляемые;
- комбинированные (ведущие и управляемые);
Ведущие колеса имеют такое название как раз потому, что они преобразуют тягу двигателя в поступательное движение автомобиля, передавая все моменты и силы на дорогу. Управляемые колеса отвечают исключительно за контроль над направлением движения автомобиля. А если колесо получает тягу от двигателя, да еще и отвечает за направление движения, то оно является комбинированным.
Автомобильное колесо в сборе (рисунок 6.20) состоит из пневматической шины, обода, ступицы и соединительного элемента - диска.
Рисунок 6.20 Автомобильное колесо. Поперечный разрез.
Пневматическая шина является самым важным элементом в конструкции колеса. Если представить себе колесо без пневматической шины – жестким, например деревянным, то нетрудно предположить, что при качении такого колеса по твердой дороге траектория перемещения оси будет копировать профиль дороги. Удары колеса о неровности дороги в этом случае будут полностью передаваться на подвеску. И все выглядит совсем иначе, когда на колесо смонтирована пневматическая шина. В месте контакта эластичная шина (обычно выполненная на основе каучука и различных добавок – от сажи до оксида кремния) деформируется. При этом небольшие неровности, деформируя шину, не влияют на положение оси колеса.
Если же колесо наезжает на более значительные препятствия, то сильные толчки вызывают увеличенную деформацию шины и плавное перемещение оси колеса. Способность пневматической шины плавно изменять отрицательное влияние дефектов дорожного покрытия на ось колеса называется сглаживающей .
Эффект сглаживания обеспечивается упругими свойствами сжатого воздуха, находящегося в шине.
Примечание
Когда часть шины при качении выходит из контакта с дорожной поверхностью, доля энергии, затраченная на деформацию шины, тратится на внутреннее трение в резине, превращаясь в теплоту. Нагрев отрицательно влияет на свойства шин, как результат - ускорение износа.
Потери энергии зависят от конструкции шины, внутреннего давления воздуха в ней, нагрузки, скорости движения и передаваемого крутящего момента. С увеличением деформации шины растут и потери на внутреннее трение, следствием этого является увеличение затрачиваемой мощности на движение автомобиля.
Для уменьшения деформации и необратимых потерь давление воздуха в шине надо увеличивать. Однако для удовлетворения требований по обеспечению высокой сглаживающей способности шины, с одной стороны, и по уменьшению необратимых потерь на внутреннее трение, с другой стороны, давление воздуха в шинах каждого типа устанавливают с учетом их конструктивных особенностей и условий эксплуатации.
Давление воздуха в шине колеса является важнейшим эксплуатационным показателем и каждым производителем устанавливается в соответствии с конструкцией и прямым назначением шины.
Колесный диск обычно устанавливают на ступицу колеса, которая, в свою очередь, установлена в поворотный кулак и свободно вращается на роликовых подшипниках. Изготавливают диск из листового металла путем штамповки и последующей сварки элементов. Диски могут быть отлиты из легкосплавных материалов (например, алюминиевого и магниевого сплава), а могут быть и кованными, которые совмещают в себе легкосплавный материал и штамповку.
Пневматическая шина
Внимание
Эксплуатация шины с протектором, высота которого меньше предельно допустимой нормы, установленной правилами дорожного движения, ЗАПРЕЩЕНА! Минимально допустимая высота протектора:
- для легковых автомобилей – 1,6 мм;
- для грузовых автомобилей грузоподъемностью свыше 3,5 тонн – 1,0 мм;
- для автобусов – 2,0 мм;
- для мотоциклов – 0,8 мм.
Устройство шины
Примечание
Стоит отметить, что на данный момент шины делятся на два типа: камерные и бескамерные. В шинах первого типа есть специальная камера, в которую закачивается воздух. В бескамерных шинах покрышка устанавливается на обод, уплотняется и накачивается воздухом.
Рисунок 6.21
Резина, использующаяся для производства покрышек, состоит из каучука (натурального или синтетического), к которому добавляются сера, сажа, смола, мел, переработанная старая резина и другие примеси и наполнители. Покрышка состоит из протектора, подушечного слоя (с брекером), каркаса, боковин и посадочных бортов с сердечниками (силовое кольцо), как показано на соответствующем рисунке 6.21. Каркас служит основой покрышки: он соединяет все ее части в одно целое и придает покрышке необходимую жесткость, при этом обладает высокой эластичностью и прочностью. Каркас покрышки выполнен из нескольких слоев корда толщиной 1-1,5 мм. Число слоев корда является четным для равномерного распределения прочности конструкции и составляет обычно 4 или 6 для шин легковых автомобилей и 6-14 для шин грузовых автомобилей и автобусов.
Интересно
С увеличением числа слоев корда повышается прочность шины, но одновременно увеличивается ее масса и возрастает сопротивление качению, что неприемлемо.
Корд представляет собой специальную ткань, состоящую, в основном, из продольных нитей диаметром 0,6 - 0,8 мм с очень редкими поперечными нитями. В зависимости от типа и назначения шины корд может быть хлопчатобумажным, вискозным, капроновым, перлоновым, нейлоновым и металлическим. Самым дешевым из всех является хлопчатобумажный корд, но он имеет наименьшую прочность, которая, к тому же, существенно уменьшается при нагреве шины. Прочность капронового корда приблизительно в 2 раза выше, чем хлопчатобумажного, а перлонового и нейлонового кордов - еще выше. Наиболее прочным является металлический корд, нити которого скручены из высококачественной стальной проволоки диаметром 0,15 мм. Прочность металлического корда выше хлопчатобумажного более чем в 10 раз, и она не снижается при нагреве шины. Шины из такого корда имеют небольшое число слоев (1-4), меньшие массу и потери на качение*, они более долговечны. Нити корда располагают под некоторым углом к плоскости, проведенной через ось колеса. Угол наклона нитей зависит от типа и назначения шин. Он составляет 50-52° для обычных шин.
Примечание
* Потери на качение. Как ни крути, а при движении, точнее при качении, во всех слоях шины возникает трение и, как следствие, шина сначала деформируется как бы с запозданием, а потом с таким же запозданием приходит в исходное положение. В результате этого не хитрого действия шина начинает нагреваться. Если нагревается, значит просто тратит часть, приложенной к ней энергии предназначенной для качения в пустую. Ученые многих лабораторий изучают вопросы данной проблемы с целью снижения потерь на качение.
Подушечный слой (и брекер) связывает протектор с каркасом и предохраняет каркас от толчков и ударов, воспринимаемых протектором от неровностей дороги. Он обычно состоит из нескольких слоев разреженного обрезиненного корда, толщина резинового слоя в котором значительно больше, чем у каркасного корда. Толщина подушечного слоя равна 3-7 мм, а число слоев корда зависит от типа и назначения шины.
Боковины предохраняют каркас от повреждения и действия влаги. Их обычно изготовляют из протекторной резины толщиной 1,5-3,5 мм.
Борта надежно удерживают покрышку на ободе. Снаружи борта имеются один-два слоя прорезиненной ленты, предохраняющей их от истирания об обод и от повреждений при монтаже и демонтаже шины. Внутри бортов имеются стальные проволочные сердечники. Они увеличивают прочность бортов, предохраняют их от растягивания и предотвращают соскакивание шины с обода колеса.
Камера удерживает сжатый воздух внутри шины. Она представляет собой эластичную резиновую оболочку в виде замкнутой трубы. Для плотной посадки (без складок) внутри шины размеры камеры несколько меньше, чем внутренняя полость покрышки. Поэтому заполненная воздухом камера находится в покрышке в растянутом состоянии. Толщина стенки камеры обычно составляет 1,5-2,5 мм для шин легковых и 2,5-5 мм для шин грузовых автомобилей и автобусов. На наружной поверхности камеры делаются радиальные риски, которые способствуют отводу наружу воздуха, остающегося между камерой и покрышкой после монтажа шины. Камеры изготовляют из высокопрочной резины.
Особенности бескамерной шины
Бескамерная шина не имеет камеры и ободной ленты и выполняет одновременно функции покрышки и камеры. По устройству она очень близка к покрышке камерной шины и по внешнему виду почти не отличается от нее. Особенностью бескамерной шины является наличие на ее внутренней поверхности герметизирующего воздухонепроницаемого резинового слоя толщиной 1,5-3,5 мм.
Примечание
Материал каркаса бескамерной шины также характеризуется высокой воздухонепроницаемостью, так как для него используют вискозный, капроновый или нейлоновый корд, воздухонепроницаемость которого в 5-6 раз выше, чем у хлопчатобумажного корда.
Примечание
Посадочный диаметр бескамерной шины уменьшен, она монтируется на герметичный обод.
Рисунок протектора
Внимание
Согласно правилам дорожного движения, запрещается устанавливать на одной оси шины различных размеров и с разным рисунком протектора.
Назначение
В идеальных условиях протектор должен отсутствовать в принципе (посмотрите на слики формульных болидов), чтобы площадь контакта шины с поверхностью дороги была максимальной. Однако идеальные условия – это когда дорога покрыта асфальтобетоном, причем сухим. Как только на поверхности появится хотя бы небольшой слой воды или поверхность станет просто влажной, коэффициент сцепления* шины с дорогой резко упадет, контакт потеряется и водитель утратит управление над автомобилем. Для того чтобы при наезде на поверхность со слоем воды эту самую воду было куда отводить (можно сказать, в принудительном порядке), покрышка пестрит «ёлочкой» протектора. Если же шина предназначена для движения в зимний период, значит и форма протектора будет соответствующей - увеличенное количество ламелей и грязеотводов.
Примечание
* Сила с которой колеса «цепляются» за дорогу характеризуется коэффициентом сцепления шин с дорогой. Коэффициент сцепления – это отношение силы сцепления колес с дорогой к весу, который приходится на данное колесо. Коэффициент сцепления с дорогой имеет решающее значение при торможении и разгоне автомобиля. Чем выше коэффициент сцепления колеса, тем более высокая будет интенсивность разгона и торможения автомобиля.
Рисунки протектора шин
- Ненаправленный рисунок (рисунок 6.22) - рисунок, симметричный относительно вертикальной оси колеса, проходящей через его ось вращения. Это самый универсальный рисунок, именно поэтому основная часть шин выпускается с таким рисунком.
- Направленный рисунок (рисунок 6.23) - рисунок, симметричный относительно вертикальной оси, проходящей через центральную часть протектора. Среди преимуществ такого рисунка - улучшенная способность отвода воды из пятна контакта с дорогой и пониженная шумность.
- Асимметричный рисунок (рисунок 6.24) - рисунок, не симметричный относительно вертикальной оси колеса. Такой рисунок используется для реализации различных свойств в одной шине. К примеру, наружная сторона шины лучше работает на сухой дороге, а внутренняя - на мокрой поверхности.
|
|
|
|
Маркировка шин
Существует два понятия, относящиеся к каждой модели шины: типоразмер и индексы.
Например, указан типоразмер - 255/55 R16, где
255 – ширина профиля шины в мм;
55 – отношение высоты профиля шины (от посадочного обода до наружного края колеса) к ширине профиля в процентах.
Примечание
Примечательно, что чем меньше эта цифра, тем шире шина.
R - радиальная конструкция корда, составные нити корда в слоях каркаса имеют радиальное расположение (направлены от борта к борту);
16 - посадочный диаметр обода в дюймах (1 дюйм = 2,54 см).
В индексах указываются параметры максимальной нагрузки на одну шину в килограммах и индекс скорости – максимальная допустимая скорость движения в км/ч, а также дополнительные индексы, характеризующие свойства конкретной шины.
Рисунок 6.25
| Индекс скорости | Максимальная скорость, км/ч |
| L | 120 |
| M | 130 |
| N | 140 |
| P | 150 |
| Q | 160 |
| R | 170 |
| S | 180 |
| T | 190 |
| U | 200 |
| H | 210 |
| V | 240 |
| W | 270 |
| Y | 300 |
| Z | Свыше 240 |
Существует два типа маркировки: для шин внутреннего рынка и для зарубежных шин.
Маркировка шин внутреннего рынка
В соответствии с ГОСТом на покрышку наносятся следующие обязательные надписи:
- товарный знак и (или) наименование изготовителя;
- наименование страны-изготовителя на английском языке - «Made in…»;
- обозначение шины;
- торговая марка (модель шины);
- индекс несущей способности (грузоподъемности);
- индекс категории скорости;
- «Tubeless» - для бескамерных шин;
- «Reinforced» - для усиленных шин;
- «M+S» или «M.S» - для зимних шин;
- «All seasons» - для всесезонных шин;
- дата изготовления, состоящая из трех цифр: первые две обозначают неделю изготовления, последняя - год;
- «PSI» - индекс давления от 20 до 85 (только для шин с индексом «С»);
- «Regroovable» - в случае возможности углубления рисунка протектора методом нарезки;
- знак официального утверждения «E» с указанием номеров официального утверждения и страны, выдавшей сертификат;
- номер ГОСТа;
- национальный знак соответствия ГОСТу (допускается наносить только в сопроводительной документации);
- порядковый номер шины;
- знак направления вращения (в случае направленного рисунка протектора);
- «TWI» - место расположения индикаторов износа;
- балансировочная метка (кроме шин 6,50-16С и 215/90-15С, поставляемых в эксплуатацию);
- штамп технического контроля.
Маркировка зарубежных шин
На таких покрышках могут присутствовать иные обозначение:
- «Тous terrain» - всесезонная;
- «R+W» (Road + Winter) - дорожная + зимняя (универсальная);
- «Retread» - восстановленная;
- «Inside» - внутренняя сторона;
- «Outside» - наружная сторона;
- «Rotation» - направление вращения (для шин с направленным рисунком);
- «Side facing inwards» - внутренняя сторона (для асимметричных шин);
- «Side facing outwards» - наружная сторона (для асимметричных шин);
- «Steel» - обозначение наличия металлокорда;
- «TL» - бескамерная шина;
- «ТТ» или «MIT SCHLAUCH» - камерная шина.
Шины Run-flat
Технология Run-flat применяется при производстве дорогих автомобильных шин. Такие шины имеют усиленные боковины. Наличие прочных вставок в боковине шины из резины специального состава позволяет ей выдерживать вес автомобиля даже в спущенном состоянии.
На спущенном колесе с шинами Run-flat можно проехать порядка 80 км, если машина полностью загружена. Если в машине находится только водитель, то двигаться на спущенной шине можно около 150 км (на скорости не более 80 км/ч). Возможность проехать как минимум 80 км на спущенном колесе без последствий для диска и подвески позволяет водителям избежать сложной и небезопасной смены колес в автомобильном потоке. Инженеры добились того, что покрышку после вулканизации можно использовать повторно.
Рисунок 6.26
Примечание
Из соображений безопасности run-flat-покрышки могут устанавливаться только на автомобилях с системой электронного контроля курсовой устойчивости и датчиками давления воздуха в шинах, которые предупреждают об изменении давления воздуха в шинах.
Колесные диски
Обозначение дисков
Рисунок 6.27
Маркировку шин знать полезно, поскольку шина надевается на диск, который также имеет свою маркировку, и эта маркировка должна соответствовать подбираемой шине.
К примеру, маркировка на диске «8.5J x 17 Н2 5/112 ET 35 d 66.6» имеет следующую расшифровку:
Примечание
Обозначение диска наносится на внутреннюю поверхность, должна дублироваться на упаковке и быть в сопроводительной документации или наклейках.
8.5 - ширина обода в дюймах. Приведенный размер должен в обязательном порядке соотноситься с шириной шины;
Внимание
Шина, ширина которой не соответствует ширине диска, во время движения может соскочить.
x - знак между условными обозначениями ширины и посадочного диаметра указывает на то, что обод колеса неразъемный;
17 – посадочный диаметр обода колеса в дюймах, который должен в обязательном порядке соответствовать посадочному диаметру шины;
Примечание
На легковых автомобилях применяются колеса диаметром от 12 до 32 дюймов, наиболее распространенные диаметры – 14-16 дюймов.
J – буква кодировки, информирующая о конструктивных особенностях бортовых закраин обода (углы наклона, радиусы закругления и т. п.);
Н2 - буква «Н» (сокращение от англ. слова «Hump») указывает на наличие кольцевых выступов (так называемых хампов) на полках обода, которые удерживают бескамерную шину от соскакивания с диска. Зачастую на колесе присутствуют два хампа (обозначение «Н2»), однако хамп может быть и один (обозначение «Н»), они могут иметь плоскую форму (FH – «Flat Hump»), быть асимметричными (AH – «Asymmetric Hump»), комбинированным (CH – «Combi Hump»);
5/112 – PCD («Pitch Circle Diameter» Диаметр, образованный центрами отверстий подкрепление колеса) - цифра «5» обозначает количество крепежных отверстий в диске для болтов или гаек (наиболее часто встречаются колеса с количеством крепежных отверстий от 4 до 6, реже – 3, 8 или 10), «112» – диаметр окружности, образованной центрами крепежных отверстий, в мм. Существует определенный ряд таких диаметров - например, 98; 100; 112; 114,3; 120; 130; 139,7 и некоторые другие. Часто они применяются производителями по традиции или как наиболее подходящие для автомобилей определенного назначения – так, размер 139,7 характерен для пикапов и внедорожников;
ET – обозначение размера вылета диска в мм;
Примечание
Вылет диска колеса (смотрите рисунок 6.27) - это размер между посадочной (привалочной) плоскостью диска колеса, которая прилегает непосредственно к ступице колеса и осью симметрии обода колеса.
Если плоскость прилегания к ступице колеса находится «снаружи» относительно оси симметрии, вылет колеса называется положительным, например, ЕТ35; если «изнутри» (ближе к автомобилю) – вылет отрицательный, например, ЕТ-20. Проще говоря, чем больше колесо выступает за пределы кузова, тем меньше значение вылета. Если в обозначении вылета стоит ноль, значит поверхность прилегания к ступице колеса лежит на оси симметрии обода диска.
Внимание
Установка колесных дисков с уменьшенным по сравнению со стандартным вылетом, может придать иной вид автомобилю, однако такой поворот событий может отрицательно повлиять как на управляемость, так и на ресурс подшипников ступиц колес.
d – диаметр ступицы или диаметр центрального отверстия в мм.
Примечание
В самом лучшем варианте данный диаметр должен соответствовать диаметру посадочного пояска на ступице автомобиля.
Внимание
Всегда для крепления колес необходимо применять только специальные болты и гайки крепления.
Please enable JavaScript to view the
Шины автомобильные состоят из двух основных элементов - протектора и каркаса. Последний берет на себя основные силовые нагрузки. Причем это не только давление воздуха изнутри покрышки, но и неровности дорожного полотна снаружи. В связи с этим для ее изготовления используется особая (корд), которая располагается по всему периметру колеса в несколько слоев. Основой корда может быть хлопок, капрон и вискоза, но чаще всего он состоит из металлической проволоки (так называемый металлокорд). При этом поверхность основы (проволоки) покрывается тонким слоем латуни, толщиной приблизительно в 0.1-0.2 миллиметра.
По сравнению со своими аналогами, такая конструкция является наиболее прочной и устойчивой к нагреванию.
Шины автомобильные и их разновидности
Все покрышки, которые устанавливаются на современные легковые и грузовые автомобили, подразделяются на две категории:
- Радиальные.
- Диагональные.
Радиальная шина имеет особые волокна корда с диагональным направлением соединения бортов. В таком случае в смежных слоях краски появляется неизбежное перекрещивание их путей (см. фото).
В связи с этим количество применяемых слоев корда должно быть обязательно четным. Также данный тип шин отличается тем, что волокна соединяют борта напрямую, направляясь к ним под углом 90 градусов.
Классификация радиальных покрышек
В свою очередь данный тип колес подразделяется еще на две категории и может быть как текстильным, так и комбинированным. Оба класса имеют схожий материал для изготовления каркаса. Чаще всего это синтетический нейлон. Основные их отличия - это тип брекера. На текстильных он изготовлен из а на комбинированных - из металлокорда. Именно такое сочетание материалов специалисты называют оптимальным. При этом прочность такой шины значительно повышается, а вероятность образования трещин на ободе и микропроекторе снижается до нуля.
Маркировка
Все современные производители автомобильных шин радиального типа обозначают их на боковине буквой R. В маркировке это выглядит примерно так: 180/75 R14. Очень часто автолюбители путают этот символ с посадочным радиусом колеса. На самом же деле R14 говорит о посадочном диаметре, который в данном случае равен четырнадцати дюймам. Диагональные же аналоги не маркируются подобным символом. В обозначении типоразмера данных шин есть только цифры (к примеру, 6.50-15).
Почему диагональные колеса уходят в прошлое?
Такие колеса на данный момент практически не выпускаются и не устанавливаются на легковые автомобили и на внедорожники. А все потому, что диагональные покрышки подвергаются большой деформации в области протектора во время движения. В результате этого значительно сжимаются канавки рисунка, а выступы начинают проскальзывать по опорной поверхности. За счет этого существенно ухудшается качество их сцепления с дорогой, а соответственно, и безопасность езды оказывается под угрозой.
Преимущества радиальных колес
Среди основных плюсов данного вида покрышек следует отметить их способность к эксплуатации на повышенных скоростях и легкий вес. Кроме этого, радиальные шины имеют большую несущую способность, меньше подвергаются нагреву и по своей структуре более эластичны, по сравнению с диагональными аналогами.
Также необходимо отметить, что, за счет своей малой снаряженной массы, такие колеса более безопасны в эксплуатации. На практике автомобили с радиальными шинами более маневренны и устойчивы на больших скоростях, причем исследования отмечают отличное качество сцепления как с сухим, так и с мокрым дорожным полотном.
Поскольку упомянутые автомобильные или зимние - не имеет значения) воспринимают лишь один тип нагрузок, напряженность нитей в каркасе у них значительно ниже, чем у диагональных. Это позволяет использовать меньшее количество слоев материала для каркаса, за счет чего возрастает качество теплоотвода. Кстати, каждый корд здесь является абсолютно самостоятельным. Благодаря этому отпадает необходимость в перекрещивании волокон соседних слоев (отсюда получаем менее затратное производство). Кстати, автомобильные камеры для шин данного типа не требуются. Все они бескамерные, а потому применяются на всех современных авто.
Также необходимо отметить, что радиальная резина допускает применение сверхмодульных типов корда для производства брекера. Благодаря этому получается отличное сцепление протектора с дорогой, о чем мы уже говорили ранее. А за счет жесткости брекера деформация протектора сводится к минимуму, поэтому ресурс у таких колес очень большой (по крайней мерее на ровной дороге). Вместе с тем такое колесо менее уязвимо к проколам, а ведь на наших дорогах нередко можно встретить и и стекло, и ржавые шурупы.
Недостатки
Эксплуатация автомобильных шин показала, что основным минусом таких покрышек является их чрезмерно высокая эластичность. Причем это касается не всего протектора, а лишь боковой его части. При частом передвижении по неровностям или колее это может вызвать повреждение колеса. По этой же причине радиальная шина весьма чувствительна и требовательна к давлению внутри камеры. Если этот показатель будет сильно занижен, стоит ожидать преждевременного образования повреждений при наезде на камни и бордюры. Еще одним минусом такой покрышки является её высокая стоимость.
Особенности применения
В силу своих конструкционных особенностей, радиальная шина практически вытеснила из производства своих диагональных аналогов, которые можно встретить сейчас только на грузовых автомобилях. И даже несмотря на такой «букет» недостатков, по своим характеристикам радиальные колеса далеко превосходят конкурентов, а потому используются на всех видах современного автотранспорта.
Итак, мы выяснили, какими особенностями характеризуется радиальная шина, как она маркируется и где примеряется. При рассмотрении всех преимуществ и недостатков данных колес становится очевидным, что уже в ближайшее время радиальные покрышки полностью вытеснят с мирового рынка своих диагональных собратьев.
Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.
Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.
Шины обеспечивают:
- Сцепление с дорожным полотном;
- Сглаживание мелких неровностей дороги;
- Возможность движения по поверхностям с разными характеристиками;
- Управляемость авто.
Также от этих элементов зависит шумность при движении.
Внутреннее устройство
Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.
Одна из схем шины
Эти слои имеют свое название:
- кордовый каркас;
- брекер;
- протектор.
Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.
Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.
По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.
Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.
Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.
Внешнее устройство
Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:
- бортов;
- боковин;
- плеч;
- беговой дорожки.
Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.
От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.
Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.
К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.
В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.
Классификация
Существует несколько критериев, по которым делится автомобильная «резина»:
- Способ герметизации внутреннего пространства;
- Сезонность использования;
- Тип протектора;
- Сфера использования.
Все эти критерии достаточно важны и учитываются при выборе авторезины.
Метод герметизации
По способу герметизации, существующие виды автошин делятся на камерные и бескамерные.
В камерных воздух, обеспечивающий необходимое давление внутри, закачивается в специальный резиновый баллон – камеру. Основным недостатком таких колес является легкость повреждения, поскольку даже незначительный прокол камеры приведет к спусканию колеса. Но с другой стороны, изгибы обода диска при сильных ударных нагрузках не приводит к спусканию. На легковых авто камерный тип сейчас используются очень редко.
В бескамерных воздух закачивается в пространство, образованное внутренней поверхностью шины и диском. Они менее «чувствительны» к проколам и способны выдержать до 7-8 пробитий (при условии, что элемент, проколовший шину, остается в ней). Но даже незначительный изгиб обода приведет к «отслаиванию» борта и колесо стравит воздух.
Сезонность использования
По сезонности использования шины делятся на летние, зимние и всесезонные. Отличия между ними сводятся к материалу изготовления (в летних используется жесткая резина, а зимних – мягкая), форме рисунка и глубине протектора. Всесезонный вариант является промежуточным, и должных сцепных качеств не обеспечивает ни зимой, ни летом. Оптимальный период использования такой резины – ранняя весна и поздняя осень.
Тип протектора
По типу протектора виды автошин бывают дорожными, повышенной проходимости и универсальными. Первые предназначены для эксплуатации по твердой поверхности. Шинам повышенной проходимости характерны глубокий протектор и ярко выраженные грунтозацепы, обеспечивающие отличные ходовые качества авто по пересеченной местности. Универсальные колеса подходят как для движения по дороге, так и по бездорожью, но не сильному, поскольку грунтозацепы в них есть, но они не очень «мощные».
Сфера использования
По сфере использования шины бывают общего назначения и спортивные. Все виды автошин общего назначения обладают определенным соотношением высоты профиля к ширине, что обеспечивает необходимый объем для закачки воздуха.
К спортивной резине относятся низкопрофильные шины, слики и полуслики. Низкопрофильные отличаются небольшой высотой боковин. Но для обеспечения нужного объема для закачки воздуха, конструкторы увеличили ширину шин. В результате площадь контакта беговой дорожки возросла, поэтому низкопрофильные шины отличаются улучшенными сцепными качествами. Предназначены они для езды только по твердой поверхности. Благодаря наличию протектора, допускается их использование на дорогах общего назначения.
Слики – исключительно спортивные шины. Их особенность – полное отсутствие рисунка протектора, что обеспечивает максимальное пятно контакта колеса с дорогой. Они применяются только на сухих твердых покрытиях.
Полуслики отличаются от сликов наличием небольшого протектора, в центральной части беговой дорожки, по краям же на поверхности узора нет. Несмотря на имеющийся протектор, использовать такую резину на дорогах общего назначения нельзя, на них можно ездить только по автотрекам.
Самая частая проблема, связанная с шинами во время эксплуатации авто, - проколы, в результате которых воздух их колеса выходит и дальнейшая его эксплуатация невозможна.
Частично эта проблема решилась с появлением бескамерных шин. Как уже указывалось, они способны выдержать определенное количество проколов.
Технология Flat
Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.
Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.
Технология run flat
Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.
Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.
Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.
«Самолечащиеся шины»
Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.
Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.
Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.
На автомобиль очень важен. Чтобы сделать его правильно, нужно знать устройство шины автомобиля. Если правильно подковать своего «железного коня», то и ездить он будет резво. Так что давайте рассмотрим покрышку изнутри и снаружи.
Перед часть воздуха из шины стравливается. Из-за этого площадь контактной зоны протекторного рисунка увеличивается (расширяется). В результате боковой рисунок «сползает» вниз и становится частью основного протектора. В кругах экстремалов говорят, что шина «плющится», меняет свою форму. И чем сильнее покрышка плющится, тем она лучше подходит для преодоления бездорожья.
- Посадочный бортик – круговое утолщение, которое проходит вдоль внутреннего диаметра. Бортик «заправляется» под изогнутость края диска. Такое устройство шины автомобиля позволяет хорошо зафиксировать покрышку на диске колеса.
Строение покрышки в разрезе
Теперь рассмотрим послойное строение автомобильного ската.
- Каркас шины – выполнен на тканевой основе. Он изготавливается из специальной прорезиненной нити корда. Нитяные слои чередуются с прослойками резины, которые называются сквиджами.
Для корда в качестве материала-основы могут использоваться несколько видов волокон из полимеров (лавсан или капрон). В производстве каркаса шины также может применяться корд из металла. Он выполнен из стальной нити, покрытой сверху слоем латуни. Именно от каркаса зависит надежность, прочность и долговечность конструкции всей покрышки. Такие характеристики обеспечиваются покрышке за счет особенностей строения самого корда и слоев, которые с ним граничат.
Нити отделены резиновым слоем своего покрытия. В то же время волокна и нити корда взаимосвязаны благодаря тесному прилеганию между собой. А слой сквиджей предохраняет корд от влажности и не дает нитям из металла перетираться. Кроме этого, резиновая часть каркаса обеспечивает прочность, а также эластичность всей шины.
В зависимости от направленности кордовых нитей различают два вида шин: радиальные и диагональные.
Устройство шины автомобиля с нитями, направленными радиально, является наиболее распространенным. В таких покрышках кордовые нити расположены между собой радиально, то есть параллельно. Благодаря такому расположению обеспечивается минимальное взаимодействие слоев и волокон корда. За счет этого уровень напряжения корда, направленного радиально, меньше в несколько раз. Поэтому толщина кордового слоя и всего каркаса в скате радиального типа меньше.
Скаты с диагональным направлением нитей характеризуются иным построением каркасного слоя. В нем кордовые нити перехлестываются под углом определенного градуса. Диагональная шина сделана всегда из парного количества слоев корда. Его нити располагаются под углом около 50 градусов.
- Брекер – разделяющая прослойка, которая находится между каркасом покрышки и ее протектором. Состоит из нескольких кордовых слоев. В каждом из них нити не пересекаются и расположены на определенном расстоянии. Между кордовыми слоями лежат толстые прослойки резины. Материалом для корда чаще всего служит проволока из стали.
Такое строение и чередование слоев позволяет брекеру быть эластичным и легко изменять свою форму. При надавливании на него поверхность прогибается за счет движения кордовых нитей относительно. А высокая упругость обеспечивается резиновыми прослойками и частично упругостью корда из стали.
Устройство автомобильной шины без брекера невозможно. Он является промежуточным звеном между жестким каркасом и мягким протектором. Поэтому отчасти он усиливает мягкость наружного слоя, но в то же время ослабляет чрезмерную жесткость внутреннего остова покрышки.
Благодаря брекеру скат может выдерживать механические удары большой мощности, которые приходятся на протекторную поверхность. За счет расположенного под ним корда энергия от удара колесом распределяется по всей поверхности покрышки равномерно и быстро гасится.
- Протектор – это толстая прослойка резинового материала с размещенным на нем протекторным рисунком.
Первые образцы скатов для машин изготавливались из натурального каучука. Затем его полностью заменили искусственным каучуком. Сегодня состав резинового материала многие производители автомобильных покрышек держат в секрете от конкурентов. Но в основном он представляет собой смесь синтетического каучука и натурального с добавлением различных ингредиентов, влияющих на физические свойства резины.
Бескамерные покрышки
Устройство которых сильно отличается от камерного типа, являются отдельным классом автомобильной резины. В них воздух закачивается в полость, образующуюся между внутренней поверхностью ската и диском. Поверхность покрышки изнутри снабжена дополнительным изолирующим слоем. Он состоит из мелкопористой резины, обладающей высоким уровнем газонепроницаемости. В современных моделях бескамерок этот слой также обладает высокими вяжущими свойствами. Благодаря чему отверстие прокола не остается открытым, а «вяжется» (закрывается) специальным веществом этого слоя. Ресурс хождения покрышки с такой «заплаткой» составляет несколько сотен километров. Кроме этого такой слой увеличивает безопасность движения автомобиля на такой резине.
В резине камерного типа при крупном проколе воздух из отверстия будет выходить быстро, и давление в шине будет быстро падать. Из-за высокой разницы показателей давления между колесами при передвижении автомобиль будет крениться в сторону пробитой покрышки. В бескамерке травление воздуха и резкое падение давления через отверстие прокола блокируется благодаря затягиванию дыры вяжущим веществом.
Подведем итоги
Теперь вы знаете устройство шины автомобиля. Хотя сведения эти являются лишь базовыми, но они помогут сделать при покупке «тапочек» для своего авто.