Конструкции современных шин

Диагональная и радиальная конструкция моторезины

Особенности радиального и диагонального строения мотошин.

Ко всем двухколесным транспортным средствам предъявляются единые эксплуатационные требования –качественные, правильно подобранные под вид дорожного покрытия шины. Будь это быстрый спортивный мотоцикл, эндуро для бездорожья или городской скутер – всех их объединяет проблема выбора колесных шин.

Шины для мотоциклов имеют свои особенности, которые связаны с конструкцией, условиями эксплуатации этих транспортных средств, но в целом их можно подразделить на два больших вида – радиальные (Radial) и диагональные (Bias).

В первой категории, радиальной, корд расположен продольно, т.е. нити не перекрещиваются. Над каркасом располагается многослойный прочный брекер с основой из стальных или синтетических нитей, воспринимающий и распределяющий нагрузки. В радиальной шине меньше внутреннее трение – отсюда и меньший нагрев. При этом центральная часть устроена так, что нити образуют дополнительный, защитный слой. Структура покрышки получается разнородной – центральная часть и боковины обладают разными свойствами. Это сделано для того, чтобы более гибкая боковина и прочный центр протектора обеспечивали надежное сцепление с дорожным покрытием. Особенность двухколесного транспорта в том, что колесо должно обеспечивать надежное сцепление с дорогой не только при вертикальном расположении, но и при кренах, в глубоких поворотах. Радиальные шины имеют широкое пятно контакта, но не такое длинное, как у диагональной покрышки. Этот фактор в сочетании с гибкой боковиной обеспечивает лучшее сцепление шины с дорогой в повороте при наклоне. Свойство пластичной боковой части шины также способствует более мягкому проезду мелких дорожных неровностей, что в общем ощущается большим комфортом в поездках.

В диагональной разновидности нити корда, образующего каркас, расположены диагонально и укладываются под углом к радиусу колеса. При этом структура покрышки получается однородной – и центральная часть, образующая пятно контакта, и боковые части обладают одинаковыми свойствами. Нити корда перекрещиваются. Нагрузка, которую может выдержать моторезина, зависит от количество слоёв корда каркаса. Как правило, их от 2-ух до 6-ти (эта информация есть в маркировке покрышки). Чем больше слоёв — тем больше выдерживаемая нагрузка. Конструкция диагональной шины проще, что обеспечивает ей более низкую стоимость по сравнению с радиальной.

Радиальная конструкция обеспечивает также равномерное давление в пятне контакта и обуславливает равномерный износ. Все эти особенности делают шины с радиальной конструкцией оптимальными для эксплуатации на мощных, скоростных спортивных моделях. Такие шины сохраняют все свойства на скоростях до 240 км/ч (150 миль/ч).

Диагональные шины отлично зарекомендовали себя на тяжелых мотоциклах, грузовых моделях, которые двигаются на относительно невысоких скоростях и загружены больше своих скоростных и спортивных собратьев. На больших скоростях структура диагональной покрышки сказывается на управляемости мотоцикла не в лучшую сторону.

Большой популярностью также пользуются мотошины, объединяющие в себе радиальную и диагональную конструкцию. 2 AT (Dual Angle Technology). Это позволяет объединить достоинства обоих видов и обеспечить сочетание высокой грузоподъемности, комфорта и устойчивости на высокой скорости. Такая конструкция оптимальна для тяжелых круизных мотоциклов, чопперов, рассчитанных на дальние поездки с комфортом. Стоит отметить модель компании Michelin, в строении каркаса модели Michelin Pilot Road 4 которой использованы элементы радиальной и диагональной конструкции.

Лампочный подогрев зеркал, и ничего покупать не нужно

Какие побочные продукты получаются в результате переработки шин в крошку?

При утилизации отработанных пневматических шин с металлическим и тканевым кордом имеем на выходе такие продукты:

1. Крошка с фракциями от 0,1 мм до 8 мм.
2. Металлическая проволока комочками из арматуры каркаса. В каждом комочке содержатся кусочки проволоки примерно 80-мм длины и тканевый корд.
3. Текстильное волокно (корд) в виде ваты, нитей, кусочков.
4. Очищенные посадочные кольца.

Что это – продукт или отходы? Рассмотрим каждую составляющую, каким способом ее получают, где можно использовать.

В общем случае для измельчения шин с кордом различного состава (ткань, металл, смешанный тип) применяют классическую технологию. Оборудование поэтапно превращает покрышку в гранулы:

• от текстильного и проволочного корда отделяются кусочки резины;
• крошка сортируется и собирается в емкости по размеру фракции;
• сорта фасуются.

Отделение включений ткани и металла из массы резиновой крошки – энергозатратный длительный процесс. Его обслуживает малопроизводительная техника, себестоимость конечного продукта довольно высока.

Выполнение каждого этапа осуществляется отдельными узлами агрегата, что требует включать в линию утилизации несколько транспортеров для загрузки и выгрузки промежуточных продуктов. Подробнее об оборудовании здесь .

Покрышки отечественных марок имеют в составе оба типа корда, а иногда и нейлоновый (диагональные шины). Иностранные компании изготавливают изделия на основе цельнометаллического корда.

При организации перерабатывающего предприятия нужно учитывать эти различия и приобретать именно то оборудование, которое способно перерабатывать отечественные шины, так как основным сырьем будут именно они.

Основное различие при эксплуатации шин, отличающихся строением кордового слоя

Диагональная авторезина На автомобильном рынке есть два типа автопокрышек:

1. Радиального типа. Такая автошина состоит из одного кордового слоя (допускается и несколько слоев). Нити корда расположены перпендикулярно ободу покрышки и не пересекаются между собой. В большинстве случаев радиальные шины являются бескамерными и имеют одно бортовое кольцо. Маркируются указанные автопокрышки буквой «R» либо обозначениями «Radial» или «Belted», расположенными на боковой поверхности автошины.
2. Диагонального типа. Такая авторезина состоит из нескольких слоев корда (в основном их количество четное). Нити корда пересекаются между собой под определенным углом. В большинстве случаев радиальные автопокрышки, имеют два бортовых кольца и являются камерными.

Отличие в строении каркаса оказывает влияние на основные характеристики покрышек. Радиальные автошины имеют следующие преимущества:

1. Есть возможность использования минимального количества кордовых слоев — это позволяет:

• увеличить жесткость авторезины;
• снизить общий вес изделия благодаря уменьшению толщины каркаса, что позитивно сказывается на ресурсе подвески машины и скоростных характеристиках авто, плюс снижается быстрота нагревания авторезины, увеличивается ее эксплуатационный период;
• увеличить глубину протекторного слоя для лучшей проходимости машины.

1. Выдерживают большие нагрузки.
2. Могут использоваться без камер.
3. Обеспечивают равномерность износа протекторного слоя.
4. Устанавливаются, в основном, на легковые машины.

Из недостатков следует выделить:

• боковая часть автошин поддается механическим воздействиям;
• относительно высокая стоимость.

Преимущества диагональной авторезины:

• боковины устойчивы к механическим воздействиям;
• меньшая стоимость, чем у радиальных изделий;
• возможность установки на специальные виды транспорта — тракторы, экскаваторы и так далее.

Недостатки указанного типа автошин:

1. Из-за переплетения нитей кордового слоя увеличивается напряжение — это приводит к увеличению количества слоев авторезины, замедленному отводу тепла. Если вы любите ездить на больших скоростях, то будьте готовы к разрыву диагональных автошин из-за перегрева.
2. Высокая жесткость покрышек сказывается на их эластичности, следовательно, снижается контакт колес с дорожным покрытием.
3. Низкий комфорт во время вождения.
4. Высокая шумность.
5. Неравномерный износ протекторного слоя.
6. Отличаются увеличенной массой — это оказывает воздействие на снижение скоростных характеристик машины, а также возрастанию нагрузки на подвеску.

Разница в эксплуатационных характеристиках радиальных и диагональных шин значительна. Поэтому большинство заводов-изготовителей отказалось от выпуска второго типа авторезины.

Шишка

Шишка же является расслоением боковой части покрышки с разрывом самого каркаса шины либо же без него. Происходит это от того, что боковая часть шины перегревается в результате высокой скорости деформации конкретного участка протектора в момент удара. Как же избежать подобной неприятности?

Как выглядит шишка на резине

Прежде всего, необходимо держать рекомендованное производителем давление в колесах. Эта информация указана либо в инструкции по эксплуатации вашего транспортного средства, либо в проеме водительской двери, либо на внутренней стороне лючка бензобака. Именно там будет указано давление для определенной степени загрузки машины.

Температура окружающей среды может изменять давление в шине. Так, с ее понижением понижается и давление в колесе. Происходит это в результате увеличения плотности воздуха внутри шины. Соответственно, при увеличении температуры воздуха увеличивается и давление. Рекомендуется изначально завышать на 10-15% давление в шине, что увеличит ее выносливость.

Теоретически, это замедлит скорость деформации боковины при ударе. На практике, конечно, стопроцентной гарантии нет, но шансы у колеса уцелеть на плохой дороге существенно возрастут. Правда, пострадает комфорт — подвеска станет более жесткой, и чуть быстрее начнет изнашиваться центральная часть протектора. Каждый выбирает для себя сам, готов ли он на такой компромисс.

Не стоит думать, что шины с маркировкой Extra Load (XL) помогают не только выдержать большую массу, но, и защищены от образования шишек. Это не так! Кроме повышенного индекса нагрузки по массе это колесо не отличается от обычного ничем.

Так что же покупать? Шины с высоким профилем!
Соотношение ширины к высоте должно быть больше 55. Например, 195/65/R15 — шина с высоким профилем, а вот если вместо цифры 65 будет написано 55 и менее — это низкопрофильная шина. Шансы получить вышеуказанное повреждение у высокопрофильной покрышки ниже. Происходит это из-за того, что при боковом ударе его энергия рассеивается по большей площади, чем у низкопрофильной шины, при этом скорость деформации боковины снижается. Стоит учитывать это при выборе шин.

Про низко и высокопрофильные шины подробно рассказывали.

Есть и негативные последствия такого выбора — будет страдать управляемость. Машина на высоких колесах становится мягче, как бы расплывается по асфальту, ее «ведет».

Третьей рекомендацией будет выбор шин с жесткой боковиной
. Параметр субъективен, но бесспорным является тот факт, что в более жесткой боковине содержится больше слоев резины либо больше самой резиносмеси, что хорошо противостоит повреждению.

В противовес этому выступает увеличение веса колеса, а значит — комфорт ухудшится, а расход топлива — вырастет. Производители шин давно пытаются решить данную проблему — уменьшить вес шин с жестким боком либо усилить прочность мягких шин. Есть даже определенные успехи.

Автошины отвечают за качество сцепления с дорогой, за увеличение комфорта при движении. Часто водители используют усиленные шины. Разберемся что они из себя представляют, какие имеют особенности эксплуатации.

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)

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.

Что такое колеса?

Колесо — это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.

Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные. Одинарное колесо устанавливается на одной ступице и несет одну шину, а сдвоенное имеет два обода, смонтированных на одной ступице и несущих две шины.

На автомобилях применяются следующие виды колес:

• дисковые колеса
• колеса с разборным ободом
• составные колеса

Дисковое колесо — это неразборный узел, состоящий из обода колесного диска. Дисковое колесо грузового автомобиля может иметь составной обод, один из бортов которого состоит из съемного разрезного замочно-посадочного кольца и съемного бортового кольца, которые в сборе образуют обод. Варианты исполнения дисковых колес представлены на рисунке:

Колесо с разборным ободом — это колесо, в котором один или два разборных обода крепятся непосредственно на ступице, развитой до размера обода. Такие колеса широко применяются на тяжелых автомобилях и автобусах.

Составное колесо состоит из двух элементов, каждый из которых включает часть обода. После сборки элементы образуют обод с двумя закраинами. Такие колеса применяются для крупногабаритных широкопрофильных шин и шин с регулируемым давлением.

Типоразмер колесного диска может быть обозначен следующим образом:

Соединение колеса со ступицей обеспечивает передачу крутящего момента и центрирование колеса на ступице. Крепление штампованных дисковых колес легковых автомобилей производится, как правило, с помощью болтов или гаек, имеющих коническую центрирующую поверхность. Центрирование литых дисков колес осуществляется по посадочному пояску ступицы. Узел крепления включает шпильки и унифицированные гайки, снабженные свободно вращающимися шайбами, которые исключают возможность повреждения диска. Вместо шпилек и гаек могут использоваться болты.

Соединение дискового колеса со ступицей грузовых автомобилей осуществляется с помощью шпилек и гаек со сферической опорной поверхностью или шпилек и унифицированных гаек со свободно вращающимися шайбами.

Крепление колес с разборным ободом производится специальными крепежными элементами (прижимами), которые прижимают коническую посадочную поверхность обода к соответствующей поверхности ступицы, имеющей угол наклона 28°.

Пневматическая шина — это упругая оболочка, предназначенная для установки на ободе колеса и заполняемая воздухом под давлением. Основным элементом шины является покрышка, непосредственно воспринимающая нагрузки на шину со стороны дороги. Она состоит из каркаса, протектора, брекера, бортов и боковин.

Каркас — это силовая часть покрышки, состоящая из одного или нескольких слоев корда, закрепленных на боковых кольцах.

Протектор — наружная резиновая часть покрышки с рельефным рисунком, обеспечивающая сцепление шины с дорогой предохраняющая каркас от повреждений.

Брекер — часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и способствующая более равномерному распределению по поверхности колеса действующих на него нагрузок.

Борта — это жесткие части покрышки, служащие для крепления шины на ободе.

Боковины — резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от механических повреждений и проникновения влаги.

По конструкции каркаса и брекера различают диагональные и радиальные шины. По способу герметизации внутренней полости (при сборке с ободом) шины бывают камерные и бескамерные.

По типу рисунка протектора различают шины:

• с дорожным рисунком в виде шашек или ребер, разделенных канавками; предназначены для эксплуатации преимущественно на дорогах с усовершенствованным капитальным покрытием
• с универсальным рисунком в виде шашек и ребер в центральной зоне беговой дорожки и грунтозацепами по ее краям; предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным и облегченным покрытием
• с рисунком повышенной проходимости, в котором имеются высокие грунтозацепы, разделенные выемками; предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах
• с зимним рисунком, имеющим острые кромки выступов; предназначены для эксплуатации на заснеженных и обледенелых дорогах и могут оснащаться шипами противоскольжения
• с направленным рисунком, не симметричным относительно радиальной плоскости колеса
• с всесезонным рисунком

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.