Шини автомобіля, Шини
Шина є пружним елементом колеса та взаємодіє з опорною поверхнею дороги. Шини мають значний вплив на тягові та гальмівні якості, паливну економічність, прохідність, стійкість, керованість, плавність ходу та інші експлуатаційні властивості колісних ТС.
Шини повинні відповідати таким вимогам:
- забезпечувати мінімальний опір коченню та тиск на опорну поверхню
- володіти малою радіальною і великою бічною жорсткістю
- забезпечувати хороше зчеплення з дорогою в поздовжньому та поперечному напрямках
- бути зносостійкими та протистояти проколам та іншим видам ушкоджень
- не створювати шуму під час руху ТЗ
- утримувати стиснене повітря та бути зручними для монтажу та демонтажу
- мати мінімальну масу та момент інерції
На сучасних машинах застосовуються пневматичні шини, наповнені повітрям під тиском вище за атмосферний. Тиск колеса на опорну поверхню залежить від ваги, що припадає на колесо, та площі контакту шини з опорною поверхнею.
При тому самому навантаженні на колесо тиск залежить від площі контакту, яка, своєю чергою, визначається формою профілю шини, жорсткістю її каркаса і тиском повітря у шині. Чим менший тиск повітря, тим більша площа контакту і менше тиск.
Шини класифікують за призначенням, способом герметизації, формою профілю, габаритних розмірів та конструкції. За призначенням їх поділяють на шини легкових та вантажних автомобілів, а за способом герметизації – на камерні та безкамерні.
Мал. Шини: а - діагональна; б - радіальна; в - радіальний зріз покришки; 1 - каркас; 2 - подушечний шар (брекер); 3 - протектор; 4- Боковина шини; 5 - борт; 6 - бортова стрічка; 7 - наповнювальний шнур; 8 - обгорткова стрічка; 9 - бортове кільце; Н - висота профілю; В - ширина профілю; D - зовнішній діаметр; d - посадковий діаметр; b - ширина обода
Влаштування шини
Камерна шина складається з:
Камера є тонкостінною гумовою оболонкою у вигляді тора, в яку накачується повітря. Для впуску та випуску повітря на камері є вентиль, з зворотним клапаном.
Ободна стрічка, що має вигляд кільця плоского перерізу, встановлюється між камерою та ободом колеса для запобігання защемлення між покришкою і ободом. У деяких випадках обідню стрічку не застосовують.
Покришка сприймає зусилля, що передаються стисненим повітрям стінкам камери, захищає камеру від пошкоджень та забезпечує зчеплення шини з опорною поверхнею.
Покришка шини є складною резинотканевою конструкцією, що складається з наступних основних частин:
- каркас
- протектор
- подушечний шар (брекер)
- боковина
- борт
Каркас є основною силовою частиною покришки і складається з декількох (2-14) шарів прогумованої тканини (корду). Кордні шари каркаса закріплюються на дротяних бортових кільцях. Нитки корда в каркасі можуть розташовуватися під кутом 45 ... 60 ° до меридіальної площини шини або радіально. Залежно від цього шини по конструкції поділяють на діагональні та радіальні. Радіальні шини мають підвищену зносостійкість, меншу здатність опору бічному виводу і знижену радіальну жорсткість.
Як матеріал для кордної тканини використовують бавовняний папір, віскозу, поліамідні смоли і сталевий дріт. Іноді металевий корд комбінують знеметалевим. У разі застосування металевого корду число шарів у шинах менше. Такі шини мають більшу вантажопідйомність і зносостійкість і краще протистоять проколам.
Протектором називають товстий шар гуми, розташований у верхній частині покришки і контактує з поверхнею дороги. Протектор складається з тонкого шару підканавки і товстої розчленованої частини - рельєфного малюнка.
Залежно від призначення шини мають такі типи малюнка протектора:
- дорожній малюнок для роботи на дорогах із твердим удосконаленим покриттям (рис. а)
- універсальний малюнок для роботи на дорогах з твердим покриттям та по грунту (рис. б)
- малюнок підвищеної прохідності для роботи переважно по м'якому ґрунту (рис. в)
- кар'єрний малюнок для роботи у кар'єрах, на лісозаготівлях тощо. (Рис. г)
- зимовий малюнок без шипів і з шипами для роботи на засніжених і зледенілих дорогах (мал. д)
Мал. Типи малюнків протектора: а - дорожній; б - універсальний; в - підвищеної прохідності; г - кар'єрний; д - зимовий
Існують конструкції шин, виконані зі знімним протектором та армованим металевим кордом.
Подушковим шаром (брекером) називається гумовий або гумокордний шар, розташований між каркасом та протектором. Він служить для посилення каркаса, пом'якшує вплив ударних навантажень та сприяє більш рівномірному розподілу зусиль, що діють на шину в поздовжньому та поперечному напрямках.
Боковиною називають гумовий шар, що покриває бічні стінки каркаса і захищає його від вологи та механічних пошкоджень. Залежно від типу та розміру шин товщина боковини становить 1,5…3,5 мм, а аркові шини — до 10 мм.Боковину виготовляють як одне з протектором і на неї зазвичай наносять розмір покришки, номер, дату виготовлення та інші позначення.
Бортом називається жорстка частина покришки, що служить для кріплення її на обід колеса. Борт утворюється з крил, обгорнутих кінцями шарів корду. Залежно від числа шарів корду в борту застосовують одне, два чи три крила. Крило виготовляють із бортового кільця, виконаного із сталевого дроту, твердого профільного гумового шнура, обгортки та підсилювальних стрічок. Металеве кільце надає борту необхідної жорсткості та міцності, а гумовий шнур — монолітність і сприяє оформленню борту. Бортове кільце разом з гумовим шнуром обмотується тонкою прогумованою текстильною обгорткою і підсилювальними стрічками, що служать для зміцнення крила в покришці.
У безкамерній шині роль покришки та камери виконує покришка, на внутрішню поверхню якої нанесений газонепроникний шар завтовшки 1,5...3,0 мм. На вигляд безкамерна шина аналогічна звичайної камерної. Для забезпечення щільної посадки шини на обід колеса безкамерні шини мають спеціальну форму та конструкцію бортів. У безкамерних шинах вентиль монтується безпосередньо на обід.
Види шин в залежності від профілю
Залежно форми форми шини, тобто. від відношення його висоти Нк ширині, розрізняють шини:
- тороїдні (Н/В = 0,9 ... 1,0)
- широкопрофільні (Н/В = 0,75 ... 0,85)
- арочні (Н/В = 0,4…0,6)
- пневмокатки (Н/В = 0,1...0,4)
Пропорції поперечного перерізу шини істотно впливають на її властивості. Чим нижче значення показника Н/В, тим менше знос шини, опір коченню та рівень шуму. Крім того, зменшення цього показника дозволяє збільшити діаметробода та покращити умови для розміщення в колесі гальмівного механізму.
Тороїдні камерні та безкамерні шини застосовують на більшості колісних машин різних типів.
Широкопрофільні шини використовують на машинах підвищеної та високої прохідності із системою регулювання тиску повітря в шинах.
Арочні шини призначені підвищення прохідності колісних машин за умов бездоріжжя. Їх виготовляють безкамерними та встановлюють на провідних колесах. Підвищення прохідності досягається за рахунок великої площі контакту шини із дорогою. Тиск повітря цих шинах становить 0,07…0,25 МПа.
Пневмокатки виготовляють переважно безкамерні і застосовують на всюдиходах при русі по опорній поверхні з малою несучою здатністю (болото, сніг тощо). Площа контакту вони ще більше, ніж в арочних шин, а тиск на опорну поверхню менше (тиск повітря у яких 0,01… 0,1 МПа).
На кожній покришці (безкамерній шині) на її боковині є позначення (розмір) шини. Тороїдні шини позначають двома числами, перше з яких вказує ширину профілю, а друге - посадковий діаметр обода. Розміри можуть бути виражені в дюймах (18-24) або в міліметрах (260-308). На широкопрофільній шині вказують три числа, що позначають зовнішній діаметр, ширину профілю і посадковий діаметр в міліметрах (1500 x 600 x 635). Арочні шини позначають двома числами, що виражають зовнішній діаметр та ширину профілю в міліметрах (1500 х 840). Для позначення пневмокатків використовують три числа, що позначають самі параметри в міліметрах, що і для широкопрофільних (1000 х 1000 x 250).