Времена, когда автомобильные колеса производились из цельной резины, миновали более ста лет назад. Глубокие исследования процесса качения колеса, влияния физико-механических воздействий внешней среды, дорожного покрытия и самой автомобильной конструкции покрышки привели к кардинальному изменению конструкции шины. Наверное, не будет преувеличением сказать, что каждая цветная точка или рельеф на шине о чем-то информируют, влияют на эксплуатацию или изменяют ее свойства.
Изменения коснулись и внутреннего устройства – постепенно покрышка объединилась с камерой, а резина из монолитного состава стала многослойным пирогом, что можно увидеть на разрезе контура шины. Рассмотрим поближе состав и назначение слоев пирога, помещенного в автомобильной шине.
Конструкция шины
Шина представляет собой деталь автомобиля из прорезиненного материала, наполняемую воздухом до необходимого давления для плавного качения по дорожному покрытию. В процессе движения функциональность шины обеспечивают и поддерживают ее составные части:
- каркас; принимает основное силовое воздействие автомобиля, защищенный от дорожного полотна протектором. Каркас состоит из нескольких слоев корда, и является силовой основой покрышки.
- брекер; соединяет протектор с каркасом, сложен из нескольких слоев корда. Основная ударная нагрузка, принимаемая протектором, распределяется равномерно по всей поверхности покрышки, корд брекера гасит силу удара.
- протектор с нанесенным рельефным рисунком тщательно продуман для выполнения задач по сцеплению с дорогой, удаляет грязь и воду с пятна контакта и способствует управлению и курсовой устойчивости автомобиля.
- боковины шины плавно образуются переходом из плечевой зоны протектора
- борта, состоящие из стальных колец, жестко удерживают всю резиновую конструкцию на диске.
В основе каждой части неизменно остается резина, дополненная силовыми слоями из переплетенных нитей, называемыми кордом.
Бескамерная шина крепится бортами к ободу диска герметично. Камерные шины защищают покрышки, на которых расположены все описанные выше конструктивные элементы. Сама камера состоит из прорезиненной ткани и золотника для закачки воздуха и регулировки давления.
Читайте также: Конструкция шины – простота снаружи, заданный результат внутри
При повреждении камеры ее приходится извлекать из покрышки и ремонтировать, или заменять. Тем не менее, камерные шины используют в работе крупногабаритной техники, в коммерческих грузоперевозках. Камерные шины производят все знаменитые бренды по выпуску автомобильных аксессуаров и деталей.
Разновидности корда и норма слойности
Ранее для усиления резины долгое время использовали хлопковый шнур, увеличивая количество слоев до получения необходимой прочности. С развитием технологий хлопок заменили синтетическими материалами с более высокими прочностными, гидрофобными, эластичными и другими превосходящими свойствами.
Среди наиболее часто употребляемых производителями – вискоза, нейлон, стекловолокно, металлические нити в различных комбинациях. Это позволяет добиться необходимой прочности не подсчитывая слои корда.
Количество слоев корда по-прежнему является параметром прочности шины, но цифровое значение перестало обозначать реальное количество слоев. Необходимая прочность резины приравнена к количеству слоев хлопкового шнура, но в качестве усилителя резины могут быть использованы различные материалы, в зависимости от принятой производителем технологии.
Нити в корде разделены резиновым слоем, что исключает влияние материала при взаимодействии, в то же время резиновый слой тесно связывает их между собой. Кроме того, резина обеспечивает эластичность и предохраняет корд от попадания влаги.
Есть два вида направленности нитей корда в каркасе – радиальная и диагональная. Радиально расположенные нити уложены параллельно и не пересекаются между собой, в отличие от диагонально расположенных, где нити прокладываются внахлест, с соблюдением определенного угла от 300 до 500. Для диагональной укладки необходимо парное количество слоев, шина в нагруженном состоянии деформирует рисунок протектора, не давая возможности рельефу резины выполнять свойственные для нее функции сцепления, торможения, отвода жидкости с контактной поверхности.
Читайте также: Эффективность диагональных шин подтверждают лучшие бренды
В результате радиально уложенные слои корда значительно тоньше диагональных, покрышки имеют ряд преимуществ при эксплуатации, и применяются в преимущественном большинстве автотранспорта. Диагональные в основном востребованы в грузовых перевозках и работе строительных машин, сельскохозяйственной техники, на погрузочно-разгрузочных работах, где грузоподъемность задействована больше, чем скоростные качества и управляемость автотранспортным средством.
Для разных видов техники нормы слойности шин рассчитываются по-разному, они характеризуют несущую способность каркаса.
Так, для легковых автомобилей прочность шины обеспечивается 4-6 слоями, для грузовых автомобилей среднее количество 6-8 слоев. Всего стандарты предусматривают 30 и более слоев усиления покрышек, наибольшее количество слоев необходимо сельскохозяйственной технике и машинам большой грузоподъемности.
Хотя большинство производителей сейчас воспринимают слойность как косвенный параметр, в качестве определяющих вышли вперед индексы нагрузки (несущей способности) и скорости, слойность до сих пор является одним из ключевых показателей предельной нагрузки на каркас покрышки. При подборе параметров резины следует исходить из назначения и режима работы, технические показатели рассматривать в комплексе, так как на прочность шины влияет много факторов – состав резины, количество слоев, конструкция каркаса, камерность, скорость движения и вес груза. Такой сложный многокомпонентный выбор шины по комплексу признаков проще всего делать по маркировке.
Читайте также: Индекс нагрузки шин – основание расчета оптимальной грузоподъемности автомобиля
Маркировка слойности и показатели прочности
При знакомстве с маркировкой покрышек слойность можно узнать по расположенным на боковине шины буквенным обозначениям, в общем случае это НР для российской техники или PR в международном формате, с цифровым показателем через дефис. Крупногабаритная техника маркируется дополнительно XL и Reinforced, или C.
В маркировке грузовых шин указывается дополнительная информация, необходимая для определения рабочих параметров. Например, в маркировке 12.00 R20 Bridgestone M840 154/150K 18PR TL Универсальная следующие обозначения:
- 12 ширина профиля (в дюймах)
- 00 обозначение полнопрофильной шины для грузовых автомобилей, равное 100% отношения высоты профиля к ширине, единица впереди опускается. Так, в шине 8.25 ширина профиля будет равной 8 дюймов, при отношении высоты к ширине в 125% в маркировке указаны две цифры после единицы
- R радиальная укладка корда
- 20 монтажный диаметр (в дюймах)
- М840 модель шины
- 154 индекс нагрузки для односкатных колес
- 150 индекс нагрузки (ИНС) для сдвоенных колес
- K индекс категории скорости
- 18PR норма слойности
- TL бескамерная шина
- Универсальная назначение
- Bridgestone завод изготовитель.
Некоторые модели в обозначениях содержат двойные индексы нагрузки+скорости – для движения по мягкому грунтовому или твердому дорожному покрытию.
Часть производителей указывают вид нитей корда при маркировке шины – Steel, Nylon. По мере увеличения разновидностей нитей корда с разными параметрами прочности маркировке слойности по PR пришел на замену диапазон нагрузки (Load Range). Значение LR отображает оптимальную нагрузку, и зависит от объема покрышки и внутреннего давления в ней.
Одинаковые объемы с разным внутренним давлением могут выдерживать разные нагрузки, независимо от количества укрепляющих слоев.
Для покрышек, которые ставят на погрузчик, сельскохозяйственную технику используется вариант маркировки с указанием внешнего диаметра. Например, у шины с маркировкой 26**9-15 следующие параметры:
- 26 внешний диаметр, в дюймах
- ** показатель слойности, абсолютное значение указано в таблице
- 9 ширина профиля, в дюймах
- – обозначение диагональной шины
- 15 диаметр обода, в дюймах.
Для перевода метрической системы типоразмеров шин в дюймовые используются вспомогательные таблицы. Ориентировочно, 1 дюйм равен 2,54 см.
Маркировка слойности звездами очень наглядная и удобная, если задача заключается в выборе прочности шин для разных видов техники. Таблица слойности позволяет конвертировать прочность шины как в привычную маркировку для специальных покрышек, так и в индексы нагрузок по стандартным таблицам. Как пример, резина для кранов 18.00R25 соответствует *** звездам слойности, что в переводе на индекс нагрузки равняется 183E, абсолютные значения коэффициентов смотрим по таблицам.
Читайте также: Маркировка шин
Как влияет слойность корда на эксплуатационные свойства шины, посмотрим на практическом примере.
Грузоподъемность автомобильной шины марки 9.00R20 с нормой слойности PR16 будет больше, чем в тех же типоразмерах со слойностью PR14. Дополнительные слои сделают ее более жесткой, а значит износоустойчивость также будет выше.
Однако, повышенная слойность увеличивает и вес покрышки, что отражается на потреблении топлива. Кроме всего, толстый каркас автошины плохо амортизирует, в связи с чем комфорт поездки по неровностям дорожного покрытия снижается.
Особенности производства покрышек учитывают специфику условий работы специальной техники. Показатель слойности в некоторых случаях может значительно превышать нормативные значения, например, при перевозках тяжелых грузов нужна бОльшая слойность, а при транспортировании небольших грузов достаточно стандартного значения слойности.
