Автомобильная шина,

это один из наиболее важныхэлементов, представляющий собой упругую оболочку, расположенную на ободе колеса.Шина предназначена для поглощения незначительных колебаний вызываемых несовершенством дорожного покрытия, реализации и восприятия сил, возникающих в пятне контакта и обеспечения высокого коэффициента сцепления

Размерность шин

  205/55 R16 91v

• 205 — ширина профиля, мм

• 55 — отношение высоты профиля к ширине, %

• R — шина имеет каркас радиального типа (если буквы нет — шина диагонального типа).   Частая ошибка — R - принимают за букву радиуса.

• 16 — посадочный диаметр шины (соответствует диаметру обода диска), дюйм

• 91 — индекс нагрузки (на некоторых моделях в дополнение к этому может быть указана нагрузка в кг — Max load)

• V — индекс скорости (определяется по таблице)

    Разва́л — угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Развал считается отрицательным,
Развал меняется с изменением крена автомобиля, а в подвесках Макферсона — ещё и с изменением загрузки. В тяжёлых грузовиках «Татра» развал задних колёс на незагруженном автомобиле настолько велик, что автомобиль едет опираясь только на внешние покрышки.
Нулевой развал обеспечивает минимальный износ шин. Отрицательный развал улучшает устойчивость в поворотах. Положительный развал применяется лишь в двух местах: 1) на автомобилях с подвеской типа «Макферсон», и 2) на спортивных автомобилях, предназначенных для езды по овалам, на внутренних колёсах.
На двухрычажных подвесках развал, как правило, можно менять. На автомобилях с подвеской «Макферсон» уменьшение клиренса путём простого укорочения пружин приведёт к изменению всех четырёх углов установки колёс. Для изменения клиренса нужно менять весь узел крепления подвески.
Изначально измерялся при помощи отвесов и уровней различных систем, в настоящее время используются либо оптические датчики с компьютерной обработкой результатов, либо гравитационные датчики наклона.
 Схождение
Схожде́ние — угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса.
Схождение также измеряют в миллиметрах (так его проще измерять). Схождение в миллиметрах — это расстояние между задними кромками колёс, минус расстояние между передними кромками (в справочниках обычно приводится по штатным дискам колеса, теряет смысл при произвольном диаметре диска). Это определение верно только в случае неповреждённых, правильно смонтированных колёсных дисков. В противном случае применяется процедура ран оут (run out), вычитающая биение диска из величины схождения.
Именно неправильно отрегулированное схождение является основной (но не единственной) причиной ускоренного износа покрышек. Одним из первых признаков неправильно установленного схождения является визг покрышек в повороте при небольшой скорости. При заводских установках колеса и аккуратной езде срок службы колеса превышает 100 000 км, при схождении в 50 и более мм покрышка полностью сотрётся менее чем за 1 000 км.
 

Прогрес...

В последнее время наметились всё бо́льшие тенденции, направленные на уменьшение высоты профиля шины.Снижение отношения высоты профиля к ширине профиля, при неизменной ширине шины, позволяет ставить колесные диски большего диаметра без изменения общей высоты колеса. Это делает возможным установку тормозных механизмов большего диаметра, что необходимо в свете роста мощностей моторов и скоростей автомобилей. Также уменьшается деформация боковых стенок шины — это улучшает реакции шины на действия рулем, и снижает нагрев шины, но, с другой стороны, ухудшает комфортабельность движения (особенно по дорогам невысокого качества), долговечность (в тех же условиях) и проходимость, а форма пятна контакта становится короче и шире.





шина Michelin PAX

Снижение сопротивления качению шины также является одним из приоритетнейших направлений в развитии шинной промышленности. Снижение сопротивления позволяет повышать экономичность движения автомобиля, за счет более совершенных материалов, применяемых в протекторе, которые поглощают меньше энергии при растяжении и сжатии. Больших успехов достигла компания Michelin, разработанные ею опытные образцы покрышек Primaci позволяют снизить вес на 20 %, а сопротивление качению на 25 % — до 6.5 кг/т по сравнению с покрышками серии Energy, обладающими сопротивлением в 9 кг/т. Для справки — шины выпущенные в 1897 году имели сопротивление качению в 25 кг/т.
Возможность нести вес автомобиля в случае потери воздуха опреленное количество километров, без вреда для колесных дисков - важное достижение шинников за последнее время. Такие шины обычно носят название «run flat». К реализации идеи создания шины не боящейся прокола компании подошли по-разному. Например Goodyear используют в своих шинах EMT (Extended Mobility Tire) специальные вставки в плечевой зоне, которые не позволяют шинам полностью складываться. Michelin в шинах PAX используют нестандартный обод, с жестким кольцом, на которое в случае потери давления и опирается автомобиль.

Конструкция
Основными материалами для производства шин являются резина, которая обычно изготавливается из натурального или синтетического каучука и ткань — корд (может быть выполнен в виде металлических, либо нейлоновых нитей).

Шина состоит из: каркаса, слоев брекера, протектора, борта и боковой части.





Структура шины: 1 — протектор; 2 — плечевая часть; 3 — каркас; 4 — боковая часть; 5 — брекер; 6 — дополнительная вставка в плечевой зоне(зелен.цв.); 7 — бортовое кольцо; 8 — бортовая часть

Каркас состоит из прорезиненных нитей корда. Корд бывает текстильным, металлическим или стеклянным. Текстиль и стекло применяются в легковых шинах. Металлокорд — в грузовых. Стекловолокно отличается абсолютной стойкостью к гниению и растягиванию. Шины с использованием стекловолокна меньше разнашиваются и меньше подвержены порче в условиях высокой влажности и температуры (тропики). В зависимости от расположения нитей корда в каркасе различают шины:

радиальные

диагональные

В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса(как на схеме, позиция № 3). В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити соседних слоев перекрещиваются. Радиальные шины конструктивно более жесткие, вследствие чего обладают большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, меньшим сопротивлением качению, меньшим расходом топлива. Из-за возможности варьировать количество слоёв каркаса (в отличие от обязательно чётного количества в диагональных) и возможности снижения слойности, снижается общий вес шины, толщина каркаса. Это снижает разогрев шины при качении — увеличивается срок службы. Брекер и протектор так же легче высвобождают тепло — возможно увеличение толщины протектора и глубины его рисунка для улучшения проходимости по бездорожью. В связи с этим, в настоящее время, радиальные шины для легковых автомобилей практически полностью вытеснили диагональные.

Брекер находится между каркасом и протектором. Предназначен для защиты каркаса от ударов, придания жёсткости шине в месте соприкасновения с дорожной поверхностью и для защиты камеры от проколов. Изготавливается из толстого слоя резины (в лёгких шинах) или скрещенных слоёв металлокорда.

Протектор необходим для реализации коэффициента сцепления шин с дорогой, а также для предохранения каркаса от повреждений. Протектор обладает определенным рисунком, который, в зависимости от назначения шины различается. Шины высокой проходимости имеют более глубокий рисунок протектора и грунтозацепы на его боковых сторонах. Рисунок и конструкция протектора дорожной шины определяется требованиями к отведению воды и грязи из канавок протектора и стремлением снизить шум при качении. Но, всеже, главная задача протектора шины — обеспечить надежный контакт колеса с дорогой в неблагоприятных условиях, таких как дождь, грязь, снег и т.д, путем их удаления из пятна контакта по точно спроектированным канавкам и желобкам рисунка. Но эффективно удалять воду из пятна контакта протектор в силах лишь до определенной скорости, выше которой жидкость физически не сможет полностью удаляться из пятна контакта, и автомобиль потеряет сцепление с дорожным покрытием, а следовательно и управление. Этот эффект носит название аквапланирование. На сухих же дорогах протектор снижает коэффициент сцепления из-за меньшей площади пятна контакта, по сравнению с шиной без протектора (slick tire). Именно поэтому на гоночных автомобилях в сухую погоду используются шины с гладким протектором, либо без протектора. Во многих странах существуют законы, регулирующие минимальную высоту протектора на дорожных транспортных средствах, и многие дорожные шины имеют встроенные индикаторы износа.

Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой (для бескамерных шин) резиной.

Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.

Шипы противоскольжения. В целях повышения безопасности движения автомобиля в условиях гололеда и обледенелого снега применяют металлические шипы противоскольжения. Езда на шипованных шинах имеет заметные особенности. На ходу автомобиль делается заметно более шумным, ухудшается его топливная экономичность. В снежно-грязевой каше или в глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твердом сухом или влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают «обычным»: из-за снижения площади пятна контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля увеличивается на 5-10 %. Хотя 70-процентное сокращение тормозного пути на льду — их несомненное преимущество.

Бескамерные(tubeless) шины наиболее распространены благодаря своей надежности, меньшей массе и удобству эксплуатации.

Сопротивление качению
При движении колеса часть энергии шина тратит на деформацию вследствие перемещения пятна контакта. Эта энергия вычитается из сообщенной телу кинетической энергии, и поэтому колесо тормозит. На сопротивление качению уходит от 25 %-30 % энергии топлива.

Сопротивление качению зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов: 1) Конструкция шины. 2) Давление воздуха в шине. 3) Температура. 4) Нагрузка. 5) Скорость движения автомобиля. 6) Состояние дорожной поверхности.

В наибольшей степени сопротивление качению зависит от таких конструктивных параметров шин, как количество слоев и расположение нитей корда, толщина и состояние протектора. Уменьшение количества слоев корда, толщины протектора, применение синтетических материалов (и стекловолокна) с малыми гистерезисными потерями способствуют снижению сопротивления качению. С увеличением размера шины (диаметра) при прочих равных условиях сопротивление качению также снижается.

Велико влияние эксплуатационных факторов на величину момента сопротивления качению. Так, с повышением давления воздуха в шине и ее температуры сопротивление качению уменьшается. Наименьшее сопротивление качению имеет место при нагрузке, близкой к номинальной. С увеличением степени изношенности шины оно уменьшается.

На дорогах с твердым покрытием сопротивление качению во многом зависит от размеров и характера неровностей дороги, обусловливающих повышенное деформирование шин и подвески и, следовательно, дополнительные затраты энергии. При движении по мягким или грязным опорным поверхностям затрачивается дополнительная работа на деформирование грунта или выдавливание грязи и влаги, находящихся в зоне контакта колеса с дорогой.

Исследования показывают, что при движении автомобиля со скоростью до 50 км/ч сопротивление качению можно считать постоянным. Интенсивное увеличение сопротивления качению наблюдается при скорости свыше 100 км/ч. Объясняется это увеличением затрат энергии при ударах и колебательных процессах, происходящих в шине при высоких скоростях движения.