Требования к шинам

Требования к шинам весьма разнообразны и в ряде случаев противоречивы. Укрупненно эти требования можно свести к сле­дующим группам:

1. Обеспечение высокой комфортабельности автомобиля. Шина и подвеска, работая последовательно в вертикальном направлении, обеспечивают требуемую частоту собственных колебаний подрес­соренной части конструкции. Причем доля шины в совместной податливости шины и подвески доходит до 20%. Шина может сгла­живать и поглощать не только вертикальные, но и продольные вибрации, вызываемые дорожными неровностями. Эффективность этих ее свойств зависит от конструкции шины и диапазона частот возмущений, характерного для определенного типа дорог. В тех случаях, когда шина не обеспечивает необходимого уровня сгла­живания и поглощения, конструкцией подвески должны быть пре­дусмотрены соответствующие по энергоемкости и направленности действия виброизолирующие элементы (см. п. 10.4.4). Таким об­разом, данное требование к шине в первую очередь определяется ее радиальной податливостью, сглаживающими и поглощающими свойствами.

Помимо названных свойств, влияние шин на комфортабельность автомобиля определяется также:

уровнем шума при прямолинейном и криволинейном движении; сопротивлением повороту управляемых колес при маневриро­вании;

радиальным и боковым биениями, которые передаются на ру­левое управление.

Как отмечалось, отдельные требования к шине могут вступать в противоречие между собой. Так мягкая, в радиальном направлении шина из-за большой боковой податливости может отрицательно влиять на управляемость автомобиля. Такая шина хуже сопротив­ляется пробоям при движении по разбитым дорогам, что может

привести к повреждениям обода колеса и каркаса самой шины. Шина с хорошей сглаживающей способностью, обеспечивающая бесшумное и мягкое качение, как правило, имеет повышенное со­противление качению. Поэтому особенности конструкции шины чаще всего представляют собой результат поиска компромисса между разнообразными ее свойствами.

2. Обеспечение безопасности движения. Реализация этого требо­вания в основном определяется прочностью каркаса шины, спо­собного противостоять, во-первых, действию внутреннего давления и, во-вторых, ударным нагрузкам.

Борт шины при движении не должен соскальзывать с полки обода, даже если из-за утечки воздуха в ней создалось пониженное внутреннее давление. В противном случае шина может сложиться в глубокий монтажный ручей обода или вообще соскочить с него. Удар жестким ободом о твердое дорожное покрытие может вызвать неуправляемый поворот автомобиля, его занос или даже опрокиды­вание. Шина же, полностью соскочившая с обода, может заклинить подвеску и (или) рулевое управление. Выполнение данного требования обеспечивается конструкцией не только шины, но и обода.

При проколе шины воздух из нее должен выходить медленно (лучше не выходить вообще), а увеличение сопротивления качению не должно быть большим. Желательно, чтобы шина позволяла дви­гаться без давления воздуха в ней до ближайшей стоянки, где можно было бы ее заменить или отремонтировать.

Безопасность шины определяется также следующими ее свой­ствами:

— устойчивостью прямолинейного движения;

— способностью двигаться с высокими скоростями без опасности возникновения сильных вибраций и разрушения; хорошими сцепными свойствами как в продольном, так и в боковом направлениях, а также на дорогах с мокрым, загряз­ненным, заснеженным и обледенелым покрытиями.

3. Высокие экономические показатели. Экономичность шины оп­ределяется ее стоимостью и эксплуатационными затратами. Сто­имость шины определяется не только ее конструкцией и стоимостью материалов, но и рядом экономических показателей, характерных для ее конкретного производства.

Эксплуатационные затраты в первую очередь зависят от пери­одичности замены шин, то есть от их ходимости. Это комплексное свойство в основном определяется износостойкостью протектора шины, которая зависит от ряда конструктивных особенностей ее каркаса, брекера и протектора, а также свойств применяемых ма­териалов. Ходимость шин также зависит от стойкости каркаса против разрушения, в частности вследствие динамических нагрузок от на­ездов на препятствия. Кроме того, ходимость шин существенно зависит от особенностей эксплуатации, таких как соответствие давления воздуха в шине рекомендуемому изготовителем, наличие и величина дисбаланса, правильность установки развала и схождения колес на автомобиле, а также от манеры управления автомобилем.

Восстановление изношенной шины (наложением протектора) обходится дешевле, чем приобретение новой. Поэтому шина ре­монтируемой конструкции более экономична.

Следует также отметить, что снижение сопротивления качению шины и ее проскальзывания относительно дороги приводят к сни­жению расхода топлива на преодоление сопротивления дороги и уве­личению пройденного пути. Поэтому шины с малым сопротивлением качению и хорошими сцепными свойствами более экономичны.

4. Удобство компоновки. С позиций размещения колес и шин на автомобиле они должны иметь минимально допустимые размеры. В этом случае:

—уменьшается высота и ширина колесной ниши, что позволяет увеличить объем салона, моторного отсека и багажника легкового автомобиля и улучшить планировку салона автобуса;

—уменьшается высота легкового автомобиля;

—уменьшается высота пола автобуса или положение грузовой платформы грузового автомобиля, что важно для ускорения погрузки и выгрузки;

—уменьшается пространство, занимаемое запасным колесом.

Однако при этом уменьшается и дорожный просвет, который должен соответствовать типу автомобиля, условиям эксплуатации и не может быть меньше определенной величины.

При прочих равных условиях грузоподъемность шины пропор­циональна ее диаметру. Следовательно, минимальный диаметр шины определяется нагрузкой на колесо.

На грузовых автомобилях, у которых полная нагрузка на задние колеса почти вдвое больше, чем на передние, сзади следовало бы применять шины большего диаметра. Однако, учитывая, что с по­зиций удобства эксплуатации на автомобиле целесообразно при­менять одинаковые шины на всех колесах, сзади обычно устанав­ливают сдвоенные колеса («двойная ошиновка»).

Следует также иметь в виду, что шины большего диаметра об­ладают лучшей сглаживающей способностью, обеспечивают лучшую проходимость и более стойки при ударах о дорожные неровности. Внутренний диаметр обода колеса ограничивает максимальный диа­метр диска или барабана колесного тормоза. Поэтому в ряде случаев конструктор вынужден увеличивать диаметр обода, чтобы вписать в него тормозной механизм.

Автомобильные колеса с шинами большего диаметра имеют большую массу и большой момент инерции, отрицательно влияющий на динамику разгона. При этом трансмиссия автомобиля должна подвести к колесу больший крутящий момент, чтобы обеспечить требуемые тягово-скоростные свойства, и поэтому становится более материал оемкой.

Рис. 11.7. Шины с различной конструкцией каркаса

а — диагональная; б — радиальная; в — диагональная с брекерным

поясом (опоясанная)

В настоящее время на легковых автомобилях применяются колеса с диаметром обода не менее 13 дюймов, а на грузовых — 18 дюймов. Для особо малых легковых и развозных грузовых автомобилей малой грузоподъемности, эксплуатируемых в городах, этот диаметр может быть уменьшен до 10 и 15 дюймов соответственно.

Профиль шины (высота и ширина) выбирается на основе комп­ромисса между перечисленными выше требованиями.

Дата добавления: 2015-08-13