Строение колеса автомобиля и устройство автомобильной шины. Строение покрышки
Строение автомобильных шин
Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.
Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.
Шины обеспечивают:
- Сцепление с дорожным полотном;
- Сглаживание мелких неровностей дороги;
- Возможность движения по поверхностям с разными характеристиками;
- Управляемость авто.
Также от этих элементов зависит шумность при движении.
Внутреннее устройство
Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.
Одна из схем шины
Эти слои имеют свое название:
- кордовый каркас;
- брекер;
- протектор.
Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.
Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.
По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.
Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.
Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.
Внешнее устройство
Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:
- бортов;
- боковин;
- плеч;
- беговой дорожки.
Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.
От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.
Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.
К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.
В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.
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.
Технология Flat
Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.
Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.
Технология run flat
Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.
Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.
Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.
«Самолечащиеся шины»
Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.
Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.
Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.
autoleek.ru
Строение покрышки. Анатомия покрышки — из каких элементов состоят шины
Как устроена авторезина и какие функции выполняют элементы шин
5 августа 2017 В рубрике Шины и диски | Нет коммент.
Первые шины, которые устанавливали на автомобили, не отличались сложностью: их часто изготавливали из пропитанной каучуком ткани или нескольких слоев кожи.
Анатомия современной покрышки тщательно продумана, и каждый конструктивный элемент выполняет отдельную задачу.
Строение автомобильной шины тщательно моделируется, чтобы обеспечить управляемость на разных покрытиях, способность выдерживать значительные нагрузки и другие ценные характеристики.
Все начинается с каркаса
Для того, чтобы покрышка сохраняла форму, необходима мощная силовая конструкция. Каркас покрышки изготавливают из прочной кордовой ткани с включением нитей из металла или полимера.
Для грузовых автомобилей изготавливают каркас повышенной прочности, способный справляться с двойной нагрузкой: давлением воздуха в шине и суммарным воздействием веса машины и дорожного полотна.
От выпуска диагональных покрышек многие производители отказались из-за невысокого сопротивления деформации и увеличенному сопротивлению качению.
Это приводило к большему расходу топлива, и даже защищенность боковых поверхностей шины и прекрасная выносливость не могли компенсировать этот недостаток.
Радиальные шины не так сильно перегреваются, имеют меньший вес, а разгон происходит быстрее — это качество успели оценить владельцы спорткаров.
Не менее важным фактором является меньшая себестоимость производства: количество слоев намотки можно сократить без ущерба прочности.
Металлизированный каркас придает резине солидный запас прочности, однако он сам нуждается в защите, поэтому поверх него накладывают еще и брекер, состоящий из множества слоев прочной кордовой ткани. Наружную часть этого элемента называют экраном брекера.
Что располагается снаружи?
Для того, чтобы авто уверенно входило в повороты и оставалось управляемым на мокрой дороге, важно вовремя отводить из пятна контакта влагу или снег.
Эту функцию выполняет протектор — часть шины, которая соприкасается с дорогой. Количество вариантов дизайна протектора исчисляется тысячами.
В зависимости от расположения элементов, различают направленный и ненаправленный рисунок протектора. Различия в количестве и глубине ламелей, очертаниях выпуклых элементов и их взаимном расположении определяют свойства шин.
Одни лучше подходят для гладких дорог и обеспечивают высокую скорость и управляемость, другие предназначены для конкретных дорожных условий — грязи, мокрых трасс, бездорожья.
Если вы хотите познакомиться с ассортиментом летних и зимних шин известных брендов и получить представление о разнообразии рисунка протектора, просмотрите фото в каталоге https://megawheel.ru/tyres/ и выберите оптимальный вариант для своего стиля вождения.
От качества борта шины зависит фиксация покрышки на ободе. Именно поэтому ее изготавливают из эластично
auto21rus.ru
Шины строение. Особенности устройства шины автомобиля разных типов
Устройство шины автомобиля
Подбор шин на автомобиль очень важен. Чтобы сделать его правильно, нужно знать устройство шины автомобиля. Если правильно подковать своего «железного коня», то и ездить он будет резво. Так что давайте рассмотрим покрышку изнутри и снаружи.
Качество шин имеет огромное значение как зимой так и летом
Составные части шины
Снаружи автомобильная резина делится на такие элементы:
Перед преодолением бездорожья часть воздуха из шины стравливается. Из-за этого площадь контактной зоны протекторного рисунка увеличивается (расширяется). В результате боковой рисунок «сползает» вниз и становится частью основного протектора. В кругах экстремалов говорят, что шина «плющится», меняет свою форму. И чем сильнее покрышка плющится, тем она лучше подходит для преодоления бездорожья.
- Посадочный бортик – круговое утолщение, которое проходит вдоль внутреннего диаметра. Бортик «заправляется» под изогнутость края диска. Такое устройство шины автомобиля позволяет хорошо зафиксировать покрышку на диске колеса.
Строение покрышки в разрезе
Теперь рассмотрим послойное строение автомобильного ската.
- Каркас шины – выполнен на тканевой основе. Он изготавливается из специальной прорезиненной нити корда. Нитяные слои чередуются с прослойками резины, которые называются сквиджами.
Для корда в качестве материала-основы могут использоваться несколько видов волокон из полимеров (лавсан или капрон). В производстве каркаса шины также может применяться корд из металла. Он выполнен из стальной нити, покрытой сверху слоем латуни. Именно от каркаса зависит надежность, прочность и долговечность конструкции всей покрышки. Такие характеристики обеспечиваются покрышке за счет особенностей строения самого корда и слоев, которые с ним граничат.
Нити отделены резиновым слоем своего покрытия. В то же время волокна и нити корда взаимосвязаны благодаря тесному прилеганию между собой. А слой сквиджей предохраняет корд от влажности и не дает нитям из металла перетираться. Кроме этого, резиновая часть каркаса обеспечивает прочность, а также эластичность всей шины.
В зависимости от направленности кордовых нитей различают два вида шин: радиальные и диагональные.
Качественные шины прослужат не один сезон
Устройство шины автомобиля с нитями, направленными радиально, является наиболее распространенным. В таких покрышках кордовые нити расположены между собой радиально, то есть параллельно. Благодаря такому
auto21rus.ru
Анатомия покрышек для авто от А до Я
Возможно, вы этого не знали, но шины являются одним из самых сложных компонентов в автомобиле
Никогда не думайте о шинах как об однородном шаре из формованной резины, потому что ничто не может быть так далеко от истины. На самом деле, шины более правильно было бы определить как высокопроизводительный композитный материал, содержащий около 60 различных элементов. Вполне возможно, что шины самый сложный компонент в вашем автомобиле. Подготавливая данный материал, мы проконсультировались со специалистами из Goodyear, Michelin, Pirelli. Мы выслушали мнение автомобильных производителей и посетили наиболее информативный веб-сайт, посвященный вопросу шин. Вот, что нам удалось почерпнуть.
Проблемы с которыми сталкиваются производители покрышек для авто
Каждый элемент, из которого состоит автомобильная шина, несет ответственность за сцепление вашей машины с дорогой, как продольно, так и по бокам, как на мокрой дороге, так и на сухой. Они поддерживают комфорт в автомобиле, обеспечивая низкое сопротивление качению и не создавая излишнего шума. И они, шины, продолжают делать это километр за километром, километр за километром.
Каждая характеристика шины напрямую связана с другой и во время инженерной оптимизации зачастую приходится жертвовать красотой ради сцепления шины, либо сцеплением шины ради износостойкости, и так по всем параметрам.
Сцепление и износостойкость, очевидно, являются зависящей друг от друга парой компонентов: чем мягче протектор, тем лучше он будет выполнять свои захватывающие действия межмолекулярного сцепления, но, увы, чем мягче протектор, тем быстрее они износятся.
Тем не менее, производители шин сделали колоссальную работу по уменьшению этих компромиссов с каждым новым поколением конструкций автомобильной покрышки. В последние годы прекрасным примером по совершенствованию шин является вклад в экономичный расход топлива путем снижения сопротивления качению. В целом, было доказано, что при снижении сопротивления качению на 10 процентов, потребление топлива снижается на 1-2 процента.
Сопротивление качению и гистерезис в авто покрышках
«Что это за магия слов – сопротивление качению» - спросите вы? Сопротивление качению – это сила, которая мешает вашим колесам, КАТИТЬСЯ с той скоростью, которую вы им зададите. То есть представьте себе: работает двигатель, крутит ваши колеса, но на пути у них встречаются разные препятствия, которые гасят задаваемую им скорость. В результате теряется энергия, а следовательно двигателю машины приходится выдавать больше энергии для кручения колес и как следствие потреблять больше топлива. Сопротивление качению неизбежно приводит к деформации шин. Чисто в качестве мысленного эксперимента представьте себе колеса поезда. Ясней ясного, что железнодорожные колеса из стали практически не сопротивляются качению, так как их предназначение заключается лишь плыть по рельсам, не цепляясь за них и не деформируясь. В контраст этому шина обладает гистерезисом. «Опять непонятные слова» - подумаете вы: «Что такое гипертезис?». А мы ответим: Гипертезис – это отставание (по крайней мере, если перевести это слово с греческого языка), то есть явление, при котором шина соприкасаясь с дорогой, деформируется с запаздыванием, а потом с запаздыванием возвращается в первоначальную форму из-за внутреннего трения в своих компонентных материалах. На практике шины с высоким гистерезисом – к примеру с клейким протектором – будут обладать более сильным сопротивлением качению, шины же с низким гистерезисом будут обладать явно меньшим сопротивлением, что будет более экономить ваше топливо. То есть, гипертезис это неотъемлемая часть такого понятия как сопротивление качению. Над уменьшением деформации шин (т.е. гипертезиса) и работают шинные инженеры. Но сделать это, не причинив вред другим характеристикам автомобильной покрышки, ой как не просто.
На одной из выставок в Парижском автосалоне, компания Michelin рекламировала свои новые шины с уменьшенным коэффициентом сопротивления качению. Делала она это следующим образом: они поставили сферическую рампу, которую вы могли видеть на тренировках у скейтеров и роллеров. На одном из концов рампы стояло две машины, прицепленные к крюку. По команде работника Michelin, эти два автомобиля одновременно отцеплялись от крюка и начинали кататься по сферической рампе туда-сюда. Один из этих автомобилей вскорее остановился, а второй еще катался. Первый был обут в обычные шины, а на втором были надеты шины Michelin, которые обладали низким сопротивлением качению.
Быть может вы подумаете: "Так давайте делать шины тверже, снижая их гипертезис, тем самым уменьшая сопротивления качению". В ответ мы вам приведем немного истории: первое поколение шин с низким сопротивлением качению было крайне неудобно для езды и не отличалось хорошим сцеплением с поверхностью дороги. (Мы уже упоминали о межмолекулярном сцеплении, но существует еще один аспект, который также участвует в процессе сцепления – гистерезисное трение.) К тому же жесткие шины не безопасны, а любая кочка, встретившаяся вам по дороге, ощущается в салоне автомобиля как маленькое землетрясение.
Новые достижения в создании резиновой смеси, дизайне каркаса шины и ее конструкции уменьшают такие явление как сопротивления качению, а, следовательно, уменьшают количество потребления топлива автомобилем.
Преобразование сложных композитов автомобильной шины
Основными элементами шин являются протектор, который осуществляет контакт с дорогой; пояс, лежащий в основе шины и стабилизирующий протектор; 
боковые стенки, которые защищают шину от бордюров и других схожих препятствий, которые могут деформировать колесо; борт покрышки на интерфейсе колеса; слои каркаса, определяющие его форму, а также герметизирующий слой, поддерживающий шины в накачанном состоянии. С самого начала создания шины каждый из этих компонентов влияет на ее производительность. Тонкий герметизирующий слой, например, способствует низкому сопротивлению качению и небольшому весу (что очень выгодно для управляемости), но если сделать его слишком тонким, то поддержание постоянного давления воздуха в шинах и их срок службы станут под угрозу.
Дизайн каркаса диктует грузоподъемность шин, сбалансированность их управляемости, торможения и комфортности езды. Слои каркаса, по существу, расположенны самым простым образом, радиально от борта к борту, из-за этого шины и получили название «радиальные», в отличие от традиционных диагональных шин. Что бы вам было еще понятней, у радиальных покрышек нити корда в прослойках каркаса не перекрещиваются, как у диагональных покрышек, а имеют радиальное расположение, то есть нити корда идут от борта к борту.Выпускаются эти шины в камерном и бескамерном исполнениях. У диагональных же шин нити корда в прослойках каркаса идут от борта к борту в диагональном направлении.
Запатентованные компанией Michelin еще в 1946 году, радиальные шины очень медленно завоевывали рынок. Шины Michelin X считались последним писком моды среди гонщиков в конце 1950-х годов, потому что их калибровочный пробег был более равномерным по сравнению с распространенными диагональными шинами. Но радиальные шины не выходили за рамки гоночных автомобилей вплоть до 1968 года. Именно тогда компания Ford выпустила новую линейку автомобилей и у некоторых из них были радиальные шины. Но даже в 1982 году компании Avon и Goodyear, производящие диагональные шины, все еще опережали на Формуле 1 компании Michelin и Pirelli, которые перешли на производство радиальных шин. Но все же, финальную победу одержали радиальные шины. Последняя гонка, в которой использовались шины диагональные, состоялась в 1992 году.
Эти радиальные шнуры, определяющие форму каркаса, как правило, выполнены из полиэстера, в отличие от пояса, находящегося непосредственно под протектором, который делают из металлокорда и расположен он как диагонально, так и радиально.
Эластичные элементы шины содержат как природный, так и синтетический каучук. Как это ни странно, но в наш век, где практически во всем отдается предпочтение синтетике, жесткость, обеспечиваемая натуральным каучуком, остается непревзойденной. Резина шин для гоночных автомобилей на 65 процентов состоит из синтетики, пропорция синтетика/ натуральный материал в шинах для пассажирских автомобилей равна 55/45 соответственно, что касается шин для внедорожников, то они более чем на 80 процентов должны состоять из натурального материала, т.е. резины.
Кроме того, частью эластомерной смеси являются армирующие материалы, такие как углерод и кремний, последний из которых полезен при уменьшении компромисса между сцеплением на мокрой поверхности, сухим сцеплением и сопротивлением качению. Некоторые из примесей являются антиоксидантами, другие же улучшают прилипание резины к стали и шнурам из полиэстера, некоторые выступают в качестве отвердителей и технологических добавок в процессе вулканизации шин.
Протектор, угол скольжения, недостаточная и избыточная поворачиваемость автомобильной шины
Рисунок протектора шины влияет на все аспекты ее производительности, точно так же, как и на ее внешний вид. Все мы привыкли к шинам, которые являются ассиметричными как по рисунку протектора, так и по его направленности. Эти тонкости очень важны в оптимизации многих аспектов, начиная управляемостью и снижением шума, и заканчивая отводом воды из бороздок протектора.
Даже во время езды по прямой дороге, сжатие переднего края поля зацепления шины и отдача задней кромки остаются нетривиальными. (Частью этого процесса является гистерезисное трение.) Добавьте боковую нагрузку при поворотах и вещи приобретают совершенно другую, еще более сложную окраску – с этого момента появляются такие понятия, как угол скольжения, недостаточная и избыточная поворачиваемость.
На самом деле очень жаль, что в определении используется слово «скольжение», т.к. складывается впечатление, что шина скользит, чего на самом деле не происходит. Представьте себе шину при повороте и проследите за вращением поля зацепления. Из-за деформации шины при боковой нагрузке, новое направление сцепления не будет совпадать с предыдущим направлением шины. Угол между этими двумя направлениями и есть угол скольжения при данной нагрузке. Несмотря на слово «скольжение», это понятие является мерой неотъемлемой деформации шины, но никак не скольжением.
Теперь представьте себе ускоряющийся на повороте автомобиль. Если изменение угла скольжения передних колес больше, чем задних, то у автомобиля 
наблюдается недостаточная поворачиваемость. Если изменение угла скольжения задних колес превышает изменение угла скольжения колес передних, то мы наблюдаем избыточную поворачиваемость.
Ускорение на постоянном радиусе – например, на скользкой испытательной трассе для искусственных заносов автомобиля – при недостаточной поворачиваемости потребует все большего и большего ограничения поворота управляемых колес для того чтобы оставаться на заданном курсе; избыточная поворачиваемость будет требовать для этого все меньшее и меньшее ограничение. При экстремальных ситуациях автомобиль начнет «пахать» носом при недостаточной поворачиваемости, при избыточной поворачиваемости автомобиль опишет дугу. Если же избыточная и недостаточная поворачиваемость произойдут в нейтральной обстановке, то поведение автомобиля будет чем-то средним между этими двумя крайностями.
Расшифровка значений боковины автопокрышки
Ни для кого не является секретом то, что шины бывают разных размеров, так что давайте вместе расшифровывать некоторые пункты из системы условных обозначений, вытесненных на боковине покрышки. Например, стандартной шиной для Mazda Miata является 205/50R16 с оценкой скорости V. 205 – это номинальная ширина профиля шины, от боковины до боковины, измеряется в миллиметрах. 50 – это цифра, показывающая отношение высоты профиля шины к его ширине. R указывает на то, что шина радиальная. Цифра 16 обозначает, что этой шине подходит колесо диаметром в 16 дюймов. Оценка скорости V означает, что максимальная безопасная скорость для этих шин 240 км/ч.
Немного арифметики могут сказать многое о размере данной шины. Как показано на рисунке ниже, наша шина 205/50R16 имеет секцию, ширина которой 8,1 дюйма (205 мм). Каждая боковина составляет 50 процентов от этой величины, т.е. около 4,05 дюйма. Таким образом, диаметр шины и 16-дюймовое колесо в полной сборке составляет 24,1 дюйма, а окружность колеса составляет 75, 7 дюйма. Понятно? Уверены, что да, поэтому идем дальше.
Miata также представлена в комплектации «Pus 1» с опциональными шинами 205/45R-17. Как следствие их размер больше. Кстати, это более производительный вариант, его оценка скорости W, что означает максимальную безопасную скорость в 270 км/ч.
Размер имеет значение, но не так как вы могли бы подумать
Для улучшения производительности широка практика использования более широких шин, при условии, конечно, что добавочная ширина совместима с геометрией пружин и рычагов автомобильной подвески, а также зазором крыла. Например, почему бы не использовать в Miata вместо шин 205/50R16 шины с шириной протектора 235 мм? Разве это не предоставило бы большее поле зацепления?
Лучшее, что мы можем сказать в этом случае «не обязательно». Безусловно, шины в 235мм будут предоставлять более широкое поле контакта с дорожным покрытием, но соразмерно короче, и таким образом, площадь поля зацепления будет приблизительно такой же. Чтобы разгадать это странное явление, помните, что мы имеем дело с пневматической структурой резины. И, как показывают любые плоские шины, без должного накачивания воздухом такие колеса не выдерживают больших нагрузок.
То есть, мы можем получить довольно хорошую площадь поля зацепления только благодаря должному давлению воздуха в шинах: например, шина выдерживающая нагрузку в 454 кг и имеющая давление воздуха в 2,5 кг на квадратный сантиметр, будет иметь поле зацепления площадью в 184,5 квадратных сантиметров. А именно, каждый квадратный сантиметр инфляционного давления выдерживает 2,5 кг из 454.
Тогда почему более широкие шины улучшают вхождение в повороты? Потому что форма поля зацепления так же важна, как и его площадь. Широкое поле зацепление широких шин лучше при борьбе с боковыми нагрузками и, таким образом, обеспечивают лучшее вхождение в повороты, но для езды по прямым дорогам от широты шины вы много не выиграете.
Любопытные факты профиля, в том числе и история успеха компании-производителя автомобильных шин
Как правило, более низкий профиль предоставляет более острое вхождение в виражи, лучшую управляемость и, по сути, более предсказуемую производительность. Первоначально, однако, концепция была обременена огромным компромиссом в области комфорта. Еще в 1980-х гг., когда соотношение боковины к ширине составляло около 78, с легкостью можно было распознать «низкопрофильные шины» с пропорцией 60, наблюдая за лобовым стеклом (дрожащие дворники) и чувствуя каждую расщелину в асфальте, в то время как автомобиль ехал по зеркально ровной дороге. Теперь же, седаны вполне комфортно чувствуют себя и на шинах с соотношением в 45, хотя многие специалисты утверждают, что такое соотношение пагубно влияет на состояние подвески авто.
В настоящее время наблюдается тенденция к более низкому профилю и более высоким колесам. Шины 255/20R-24 являются примером предельных возможностей автомобильной резины, но с ними приходят и компромиссы. Резина легче, чем большинство металлов, и существует определенная точка, в которой металлическая конструкция большого колеса становится чрезвычайно неблагоприятной. Кроме того, минимальный пневматический объем делает шины и колеса уязвимыми к выбоинам и подобным дефектам на дорогах. Если соотношение борта шины к ширине будет составлять менее 30 или диаметр металлической конструкции колес будет больше 20 дюймов, то такие «катки» будут расположены на автомобили лишь для его красоты, ездить на них будет крайне некомфортно.
У многих может возникнуть вопрос: если низкопрофильные шины настолько хороши, то почему бы их не использовать на болидах Формулы 1? Да потому что у Международной федерации автоспорта свое мнение по этому поводу. Правила Формулы 1 очень плотно регулируют пакет колеса/ шины, и в результате мы имеем очень высокие колеса: передние примерно 245/65R-13 и задние 325/50R-13. Любопытно то, что они работают на относительно низком давлении в 1,4 бар (или 1,4 кг на квадратный сантиметр). Кроме того, по правилам Формулы 1, газом, которым можно накачивать колеса, может быть только воздух или азот. Цель у федерации одна, уравниловка всех участников гонки.
Азот в автомобильной шине – дефицит или общенародный компонент?
Наша атмосфера на 78 процентов состоит из азота, на 21 процент из кислорода, а также из водяных паров и других газов. Молекулы азота сами по себе больше, чем молекулы кислорода, таким образом, шина, заполненная этим газом, будет менее восприимчива к утечке. Устранение утечки позволяет поддерживать равномерное давление в широком диапазоне температур шины. Как известно, азотом можно уже давно заправиться на некоторых шиномонтажных станциях (некоторые заполняют шины этим газом даже бесплатно). Меньшая утечка азота из шины является большим плюсом. Тем не менее, специалисты смотрят скептически на эту выведенную формулу и у нее есть противники.
Более важным аспектом является мониторинг давления в шинах вашего автомобиля. В настоящее время новые автомобили производятся с системой контроля давления в шинах (TPMS – Tire Pressure Monitoring System). Однако не все TPMS одинаково хороши. Косвенно система зависит от аппарата ABS, который оценивает окружность качения и определяет ненакачанные шины. Следует отметить, однако, что косвенные измерения не поймают постепенного снижения давления во всех четырех колесах. Прямые системы отслеживают давление в отдельно взятой шине, но, увы, они не застрахованы от ложных срабатываний. Приобретение собственного качественного манометра станет для вас отличным вложением денег.
Кроме того, конечно, следите за признаками того, что срок эксплуатации шин истекает, а именно обращайте внимание на изношенность рисунка протектора.
Что вы сделали с моей запаской?
Автопроизводители ненавидят запасные колеса. Они занимают много пространства, добавляют вес и стоимость автомобилю. Производители шин не имеют ничего против того, чтобы поставлять комплекты из пяти полноразмерных шин, но даже они чувствуют, что запаска становится вымирающим видом. Это в большей мере является вопросом маркетинга, чем охраны и безопасности. Внедорожники и легкие грузовики, как правило, не лишаются в комплектации стандартной пятой шины. Что касается пассажирских автомобилей, то большинство из них сейчас оснащаются временной запаской минимальных размеров или же просто набором нагнетательного насоса. Делается это для того чтобы во первых вы по своей халатности не катались на запасном колесе до следующего прокола, а поскорей починили пробитое колесо или заменили его новым, а во вторых для увеличения пространства в машине, которое занимает запаска.
Кроме общедоступных нашему пониманию шин, существует также ряд концептов, которые быть может уже скоро войдут в нашу автомобильную жизнь как неотъемлемое целое. К примеру как вам идея безвоздушных шин спицами которым служат переработанные смолы. Такие колеса по нраву Greenpeace и снимают вопросы по поводу контроля за их давлением. Совсем недавно мы описывали данную идею в материале «Концепт шин без воздуха от Bridgestone».
А еще существуют шины, на которых можно ездить, даже если они спущены. Каркас и боковины спроектированы таким образом, что шины можно эксплуатировать в спущенном виде для аварийной эвакуации, т.е. чтобы доехать до ближайшего шиномонтажа ( не думайте, что вы сможете рассекать на таких шинах еще около месяца).
zap-online.ru
Строение шины. Шины автомобильные:Анатомия покрышек для авто от А до Я
Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала "За рулем"
Устройство автомобильного колеса:1 — шина;2 — обод;3 — ступица
Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска), ступицы и пневматических шин.В зависимости от конструкции обода и соединительного элемента колеса могут быть разборными и неразборными, дисковыми и бездисковыми. Ступица колеса обеспечивает его свободную установку на оси автомобиля.
Неразборное колесо с глубоким ободом
Обод служит для соединения шины с колесом. С этой целью ему придается специальная форма. Колесо в сборе должно быть сбалансировано, балансировочные грузики крепятся к ободу с помощью пружинных зажимов или клея. На большинстве легковых автомобилей и грузовых небольшой грузоподъемности используются глубокие, неразборные ободья.Глубокий обод жестко соединяется с диском, который служит для крепления колеса к ступице с помощью болтов или гаек со шпильками. Полки глубокого обода имеют конусную форму для плотной посадки шины на обод. Угол наклона полок составляет, как правило (5±1)°. Полки обода заканчиваются закраинами, имеющими определенную форму и служащих боковыми упорами для шины.Расстояние между закраинами называется шириной профиля обода. В средней части обода имеется углубление, необходимое для облегчения монтажа и демонтажа шины на обод. Это углубление (ручей) может быть расположено симметрично относительно плоскости колеса или со смещением.
Размеры и профиль обода регламентированы соответствующими стандартами. На каждый обод наносится соответствующая маркировка, из которой можно узнать размеры и профиль. Основные размеры обода, ширину профиля и диаметр, как правило, все изготовители указывают в дюймах, за исключением компании Michelin, которая применяет для этого миллиметры.Пример маркировки: 5J × 13h4 ET 30, где:5 — ширина обода в дюймах;13 — диаметр обода в дюймах;J и h4 — конструктивные особенности профиля обода;ET 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiefe — ET) 30 мм.
Положительное (а) и отрицательное (б) плечо обката управляемого колеса
Вылет колеса (выступ) является важным параметром. Любое колесо должно «охватывать» ступицу, к которой оно крепится, потому что центр пятна контакта шины с дорогой смещается относительно вертикальной оси, проходящей через центр ступицы на небольшую величину, которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления автомобиля.Величина вылета особенно важна для управляемых колес, потому что положение пятна контакта относительно оси поворота колеса играет важную роль в определении характеристик поворота автомобиля.
Неразборные колеса с глубоким ободом обычно центрируются на ступице с помощью центрального отверстия. Если диаметр центрального отверстия больше, чем у посадочной части ступицы, то центрирование осуществляется по коническим (или сферическим) поверхностям в отверстиях диска, предназначенных для крепления болтами или гайками. Иногда для лучшего центрирования и облегчения монтажа используют пластмассовые кольца, которые устанавливаются перед монтажом колеса на ступицу в центральное отверстие диска.Колесные диски легковых автомобилей изготавливаются штамповкой из стали с последующей сваркой обода и диска или из легких сплавов (алюминиевых или магниевых). Наиболее прочные колеса из легких сплавов — кованые. Они имеют мелкозернистую структуру и высокую прочность при малой массе. Легкосплавные колеса дороже стальных, но эстетически прив
auto21rus.ru
Строение колеса и устройство автомобильной шины
В данной статье рассмотрим строение колеса и автомобильной шины, расскажем из чего состоит колесо автомобиля и чем различается радиальная шина от диагональной.
Строение колеса автомобиля
Колеса принимают крутящий момент от двигателя и за счет сцепления с дорогой обеспечивают движение автомобиля. Также они воспринимают и сглаживают удары от неровностей поверхности дороги. От них зависят возможность разгона и торможения, управляемость и устойчивость, плавность хода и безопасность автомобиля.
Колесо автомобиля состоят из:
- диска с ободом;
- шины.
Какие существуют автомобильные диски — узнаете .
Строение автомобильной шины
Шина может быть камерной или бескамерной. В камерной находится резиновая камера, которая заполняется воздухом. А сама шина без камеры называется покрышкой. Покрышка состоит из каркаса (корда) и протектора, а также боковин и бортов.
Каркас шины является главной частью покрышки, ее силовой основой. Он выполняется из нескольких слоев специальной ткани – корда. Корд воспринимает давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки от дороги снаружи. Материалом нитей корда могут служить: хлопок, нейлон, металлическая проволока, стекловолокно и прочие материалы ().
Неплохо зарекомендовал себя брекер с нитями корда, свитыми из тонких стальных проволочек. По сравнению с текстильным, данный корд имеет во много раз меньше растяжение. Но у него есть минусы: он менее терпим к нагрузкам на низкочастотном покрытии и, если , в брекер попадает вода, особенно с химическими реагентами, то быстро разрушается от коррозии.
Протектор — это толстый слой резины с определенным рисунком, он расположен на наружной поверхности покрышки и непосредственно соприкасается с поверхностью дороги. Рисунок протектора может быть дорожным, универсальным и специальным.
В бескамерной шине отсутствует и не предусмотрена резиновая камера для воздуха. Полость, заключенная между покрышкой и ободом должна быть герметичной, т.к. непосредственно она заполняется воздухом. Поэтому диск для бескамерной шины отличается от обычного диска наличием уплотняющих буртиков на ободе. При покупке дисков на это следует обращать внимание. Если используете шины с камерой, то подойдут любые диски, буртики не помешают.
Шины бывают с диагональным и радиальным расположением нитей корда.
В диагональных шинах нити корда располагаются перекрестно, угол их наклона составляет 35 — 38°. То есть они соединяют боковины покрышки по диагонали.
В радиальных шинах нити корда расположены под прямым углом по отношению к бортам. Основными достоинствами радиальных шин являются: хорошее сцепление с дорогой, малое сопротивление качению и большой срок службы. Радиальные шины являются более современными, чем диагональные, и именно они, в большинстве случаев, используются на автомобилях. С ними машина устойчивее, экономичнее и динамичнее.
Чтобы протектор шины хорошо держал дорогу, он должен приноравливаться к её неровностям — быть достаточно гибким в радиальном направлении. Чему корд каркаса почти не препятствует. Но деформация боковины шины не желательна — она ухудшают управление. Для решения этой задачи используют дополнительное силовое кольцо из несколько слое корда. Это так называемый брекер, который не допускает сильных деформаций в боковом направлении. Чтобы брекер обладал необходимой жесткостью, нити корда в нем уложены не радиально, а диагонально.
Маркировка шин
При покупке шин внимательно . Например, на боковине шины можно увидеть надпись 175/70 R14. Это означает:
- 175 –ширина шины в миллиметрах,
- 70 – соотношение высоты шины к ее ширине в процентах,
- R – радиальная шина (с радиальным расположением нитей корда),
- 14 – посадочный диаметр шины в дюймах (один дюйм равен 2,54 сантиметра).
Ошибкой многих автолюбителей является заблуждение, что буква R в маркировке шины указывает на некий радиус. Эта буква вообще с числом 14 никак не связана, она указывает лишь то, что данная шина — радиальной конструкции, в отличии от устаревших диагональных. А число 14 — это ее посадочный диаметр по ободу колеса. 14 дюймов = 356 мм.
portalvaz.ru
Строение колеса автомобиля и устройство автомобильной шины
Колеса принимают крутящий момент от двигателя, и за счет сил сцепления с дорогой обеспечивают движение автомобиля, а также они воспринимают и сглаживают удары и толчки от неровностей поверхности дороги. От них зависят возможность разгона и торможения, управляемость и устойчивость, плавность хода и безопасность автомобиля. Колесо автомобиля состоят из:
- - диска с ободом,
- - шины.
 |
| Колесо легкового автомобиляa) устройство колесаб) уплотняющий буртик на ободе бескамерной шины 1 — диск колеса; 2 — обод; 3 — борт; 4 — камера; 5 — боковина; 6 — корд; 7 — протектор |
Диск, с приваренным к нему ободом, крепится к ступице колеса или к полуоси заднего моста с помощью конических болтов или гаек. В дальнейшем, диск вместе с ободом будем называть просто – диском, так как на легковых автомобилях, в отличие от грузовиков, обод не является съемным, а составляет с диском одно целое.
Шина может быть камерной или бескамерной.
В камерной шине находится резиновая камера, которая и заполняется воздухом. А сама шина без камеры называется покрышкой.
Покрышка состоит из каркаса (корда) и протектора, а также боковин и бортов.
Каркас шины является главной частью покрышки, ее силовой основой. Он выполняется из нескольких слоев специальной ткани – корда. Корд воспринимает давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки от дороги снаружи. Материалом нитей корда могут служить: хлопок, вискоза, капрон, нейлон, металлическая проволока, стекловолокно и прочие материалы.
Протектор это толстый слой резины с определенным рисунком, он расположен на наружной поверхности покрышки и непосредственно соприкасается с поверхностью дороги.
Рисунок протектора может быть дорожным, универсальным и специальным, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.
Каждый человек меняет обувь в зависимости от сезона. Если туфли на высоком каблуке идеальны для сухого асфальта или паркета, то в них абсолютно невозможно передвигаться по грязи, мокрому снегу или льду. А шины – это обувь вашего автомобиля, и если вы подбираете рисунок протектора, в зависимости от условий эксплуатации, то поступаете очень мудро. Это повышает безопасность движения вашего автомобиля, а также обеспечивает безопасность и других участников дорожного движения.
| диагональное расположением нитей корда | радиальное расположением нитей корда |
Разглядывая зимнюю покрышку, обратите внимание на то, что она имеет направленный рисунок протектора, то есть она должна вращаться только по стрелке, нанесенной на ее боковине. При этом покрышка может устанавливаться только на правую сторону автомобиля или только на левую. Перестановка колес с зимними шинами с одной стороны на другую не допускается.
В бескамерной шине отсутствует, и не предусмотрена, резиновая камера для воздуха. Полость, заключенная между покрышкой и ободом должна быть герметичной, так как непосредственно она и заполняется воздухом. Поэтому диск для бескамерной шины отличается от обычного диска наличием уплотняющих буртиков на ободе. При покупке дисков на это следует обращать внимание. Если же вы используете шины с камерой, то подойдут любые диски, буртики вам не помешают.
Что касается эксплуатации камерных и бескамерных шин, могу отметить, что был не прав, много лет используя только камерные шины. В течение года приходилось по 4 — 5 раз и более прибегать к услугам шиномонтажа. Перешел на бескамерные и забыл об этих проблемах, так как эти шины могут «выдерживать» несколько небольших проколов за счет герметизирующего слоя.
Однако каждый водитель сам выбирает «обувь» для своей машины, можно только пожелать вам удачной покупки и счастливой дороги, не навязывая свою точку зрения.
Шины бывают с диагональным и радиальным расположением нитей корда, в зависимости от конструкции каркаса. В диагональных шинах нити корда располагаются перекрестно, угол их наклона составляет 35 — 38о. То есть они соединяют боковины покрышки по диагонали.
В радиальных шинах нити корда расположены почти под прямым углом по отношению к бортам.
Основными достоинствами радиальных шин являются: хорошее сцепление с дорогой, малое сопротивление качению и большой срок службы. Так как они более эластичны, чем диагональные, то поездка на автомобиле становится более комфортной и безопасной. Однако при грубом обращении с радиальными шинами, срок их службы может снизиться до первого наезда на бордюрный камень, ввиду слабых по прочности боковин таких шин.
Маркировка шин
При покупке шин внимательно изучайте их маркировку. Например, на боковине шины можно увидеть надпись 175/70 R13. Это означает:
- 175 –ширина профиля шины в миллиметрах,
- 70 – соотношение высоты профиля шины к ее ширине в процентах,
- R – радиальная шина (с радиальным расположением нитей корда),
- 13 – посадочный диаметр шины в дюймах (один дюйм равен 2,54 сантиметра).
Параметры шин и дисков для конкретной модели вашего автомобиля вы можете найти в заводской инструкции по его эксплуатации.
Основные неисправности подвески и колес
Шум и стуки в подвеске возникают из-за ослабления болтов крепления, износа шарниров, поломки пружины, неисправного амортизатора.Для устранения неисправности необходимо проверить и подтянуть крепления элементов подвески, а вышедшие из строя узлы и детали заменить на новые.
Повышенный и неравномерный износ шин происходит по причине износа шаровых шарниров подвески, дисбаланса колес, при нарушенных углах установки передних колес и грубого стиля вождения.
Для устранения неисправности следует восстановить углы установки передних колес, заменить изношенные детали, отбалансировать колеса и изменить стиль вождения.
Увод автомобиля в сторону от прямолинейного движения происходит в случае нарушения углов установки передних колес, неодинакового давления воздуха в шинах, деформации рычагов передней подвески, неодинаковой жесткости пружин, повреждения верхней опоры одной из телескопических стоек, поломки стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля.
Для устранения неисправности необходимо отрегулировать углы установки передних колес в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, выровнить давление воздуха в шинах, заменить изношенные или деформированные детали и узлы.
Повышенные вибрации при движении могут появиться из-за дисбаланса колес, вздутия на боковине шины («грыжи»), повреждения (деформации) дисков колес, неудовлетворительного состояния подшипников ступиц колес, износа шаровых опор рычагов подвески.
Для устранения неисправности следует отбалансировать колеса, заменить поврежденные шины и диски колес, отрегулировать или заменить подшипники ступиц, заменить шаровые опоры.
genariconlinedrugsarizona.info
