Конструкции, классификации и маркировки шин. Взаимодействие шин с дорогой.

Каркас – резинокордная основа (силовая часть) покрышки; выполнен из одного слоя прорезиненного металлокорда с резиновыми прослойками, закрепленными на бортовых кольцах.

Брекер состоит из слоев прорезиненного металлокорда, разделенных резиновыми прослойками, и расположен между каркасом и протектором.

Протектор – наружная часть покрышки, представляющая собой массивный слой резины с рельефным рисунком на внешней поверхности. Он обеспечивает сцепление с дорогой и предохраняет каркас шины от механических повреждений.

Подканавочный слой – слой резины, располагающийся между протектором и брекером, который позволяет смягчить ударные нагрузки, что приводит к увеличению срока службы.

Экран брекера (экранирующий защитный слой) – расположен между брекером и протектором, предотвращает отслоение резины.

Борт – состоит из проволочных колец, на которых закреплены слои каркаса, и обеспечивают крепление покрышки на ободе колеса. 

КЛАССИФИКАЦИЯ ШИН

По назначению шины делятся на две группы: 1. Для легковых автомобилей и прицепов к ним. 2. Для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости

По способу герметизации внутреннего объема шины могут быть: 1. Камерными. 2. Бескамерными. Камерные шины встречаются сейчас редко. Не рекомендуется при повреждении бескамерной шины вставлять в нее камеру для восстановления работоспособности.

По типу конструкции (в зависимости от построения каркаса) различают шины: 1. Диагональные. 2. Радиальные. 

По высоте профиля (поперечного сечения) изготавливаются шины:1. Обычного профиля (82-70 процентов от ширины шины, например, 175/70R14). 2. Низкопрофильные (65-50 процентов от ширины шины, например, 255/60R18).3. Сверхнизкопрофильные (<50 процентов от ширины шины, например, 275/40R20). Шины обычного профиля изготавливаются камерными и бескамерными. Низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины бывают только бескамерными.

Шины изготавливают в зависимости от назначения и условий эксплуатации со  следующими рисунками протектора: 

1. Летние (дородные)

2. Универсальные( между ними и всесезонными провести бывает довольно трудно. Отличаются они прежде всего более глубоким и разветвленным рисунком протектора.)

3. Всесезонные

4. Зимние

Маркировка шин:

На боковине новой шины нанесено множество обозначений. Большинство из них содержат информацию служебного характера, однако, некоторые могут оказаться полезными для покупателя.

Подбирая новые автошины, руководствуются, прежде всего, их размером или, корректнее, типоразмером. Он наносится на боковине покрышке крупными символами, сочетание которых имеет следующий вид:

175/70 R13 82 T

175 - ширина профиля шины, мм;

70 - высота профиля, указывается как процентное отношение к ширине. В нашем случае высота составляет 70 % от ширины (175 мм), т.е., 122,5 мм. Часто высоту профиля называют серией. В некоторых типоразмерах номер серии отсутствует, например, 185 R14 C 102 Q. Такие шины называют полнопрофильными, а отношение высоты к ширине в таком случае составляет 80 % или 82 %.

R13 - так называемый радиус шины - это диаметр диска на который шину такого размера нужно устанавливать. Буква R - индекс отличающий радиальную конструкцию шины, 13 - посадочный диаметр шины в дюймах.

82 - индекс или коэффициент нагрузки. Это условный показатель, указывающий на допустимую нагрузку на шину в кг. Расшифровка наиболее часто применяющихся коэффициентов приведена в таблице индексов нагрузки. Зачастую, нагрузка расшифрована на самой шине: за надписью Max Load следуют две цифры, первая в кг, вторая в фунтах.

Т - индекс скорости. Этот показатель указывает на максимально допустимую скорость, при которой производитель гарантирует сохранение заложенных эксплуатационных характеристик шины.

Дополнительная информация указываемая на боковине шины:

XL или Extra Load — усиленная шина, индекс нагрузки которой выше на 3 единицы, чем у обычных автошин того же типоразмера.M+S или маркировка покрышки M&S  (Mud + Snow) — грязь плюс снег и означает, что шины всесезонные или зимние.All Season или AS — Всесезонные шины.Aw (Any Weather) — Любая погода.DOT (Department of Transportation — Министерство транспорта США) — американский стандарт качества.

При соприкосновении с плоской поверхностью дороги протектор шины деформируется так, что в зоне контакта он становится плоским. При этом наружные слои шины в контакте с дорогой сжимаются. Элементы протектора перемещаются на небольшую величину к центру контакта. Однако силы сцепления препятствуют перемещению.

Поэтому в элементах контакта шины с дорогой возникают касательные силы, направленные к центру. Перемещения элементов протектора происходят до тех пор, пока силы сцепления не уравновесят касательные силы. Если плоскость колеса перпендикулярна плоскости дороги, то все касательные силы в элементах контакта направлены к центру контакта (ЦК), если же колесо катится с уводом, но без наклона к дороге, то под действием сил увода элементарные силы изменяют свое направление.

Распределение боковых сил по длине контакта будет иметь форму треугольника и центр сил (ЦС) не будет совпадать с центром контакта (ЦК). Если же колесо катится с наклоном к дороге (с развалом), то центры, куда направлены силы ЦС и ЦК, также не будут совпадать. Распределение боковых сил по длине контакта будет иметь форму, близкую к сегменту эллипса.

4. Восстановление шин и система учета.

   В мировой практике существуют две технологии продления жизни шин: горячая наварка и холодная. Первый способ предполагает следующие действия: шерохование колеса, очищение остаточного протектора; только затем колесо помещается в пресс-форму, где и происходит наварка на каркас состава из сырой резины. Эта технология более старая и требует больших капиталовложений, поэтому сейчас от нее отказываются. Восстанавливают шины в настоящее время преимущественно по технологии так называемой "холодной наварки". Восстанавливают шины в настоящее время преимущественно по технологии так называемой "холодной наварки". Принцип практически остается тот же самый, что и в первом случае. Главное отличие его состоит в том, что на каркас накладывается уже предвулканизованная протекторная лента, которая приклеивается (вулканизируется) к каркасу в автоклаве под воздействием температуры и давления. А это дает большие преимущества данной технологии. Способом "горячей наварки" шину восстанавливают только один раз. Холодное восстановление можно делать 3-4 раза при условии, что каркас не "убитый". 

Основные этапы восстановления:

1. Осмотр шин (визуально и компьютер)

2. Шерохование (срезание и удаление) остатков старого изношенного протектора

3. Ремонт шины

4. Подготовка шины к вулканизации

5. Наложение протектора

6. Упаковка в конверт и монтаж обода

7. Вулканизация

8. Демонтаж обода и конверта

Шерохование. - Устройство для шерохования удаляет слой материала предшествующего протектора и придает каркасу форму, размер и текстуру поверхности, которые необходимы для наложения нового протектора. Устройство для шерохования функционирует по принципу токарного станка. Каркас монтируется в специальном зажиме, надувается воздухом для приобретения твердости и упругости и раскручивается вместе с зажимом. Мощные обдирочные ножи-рашпили удаляют материал протектора. Каркас обрабатывается идеально кругло как для лучшего контакта с протектором, так и для лучшей балансировки автошины. 

Упаковка в оболочку - подготовленный каркас с наложенной протекторной лентой помещается между двумя резиновыми камерами-оболочками, из которых выкачивается воздух. Этим достигается плотное сжатие каркаса и протектора.

Вулканизация - ключевыми факторами вулканизации являются точное соотношение времени, температуры и давления. Все параметры прохождения процесса в автоклаве регулируются автоматически. Подготовленные к отработке и упакованные в камеры-оболочки каркасы, с наклеенными протекторами, помещаются в автоклав и одновременно подсоединяются к вакуумному насосу, который продолжает отсасывать из оболочки воздух. Одновременно в автоклаве создается высокое давление не менее 6 бар. Благодаря этому технологическому приему протектор буквально вдавливается в каркас, а точно подобранная температура (98 - 105) градусов Цельсия довершает процесс химического сцепления в единое целое.