Резинотехнические изделия для иностранных автомобилей

На автомобилях устанавливается большое число деталей, выполненных их резины.

Резиновые изделия обладают следующими свойствами:

• эластичностью;
• способностью поглощать ударные нагрузки и вибрацию;
• низкой теплопроводностью и звукопроводностью;
• механической прочностью;
• электроизоляционностью;
• газоводонепроницаемостью.

В автомобилестроении широко применяются армированию резиновые изделия. Такое сочетание материалов, как резина и ткань, существенно повышает прочность изделия. Некоторые детали, например борт покрышки, армируются металлом.

Ткани, используемые для армирования резиновых изделий, изготовляют из хлопчатобумажных, вискозных и капроновых нитей. Для изготовления деталей автомобильных шин применяют такие ткани, как корд, чефер, доместик и бязь.

Из корда изготавливают каркас покрышки автомобиля. Корд состоит из основы крученых нитей и тонких, редко расположенных нитей утока. Применение капроновых и нейлоновых нитей увеличивает срок службы шин на 30—40% и уменьшает потери на сопротивление качению. Недостаток капронового корда — значительное упругое удлинение нити, что способствует разнашиваемое™ каркаса шины.

В последнее время широко применяется металлокорд. Его изготовляют из стальных тросиков толщиной 0,5—1,5 мм, свитых из проволоки диаметром 0,1—0,25 мм. Срок службы шин с металлокордом на дорогах с усовершенствованным покрытием примерно в два раза больше обычных. Недостаток металлокордовых шин заключается в недостаточно высокой усталостной прочности и в большой стоимости.


Чефер, доместик и бязь являются тканями полотняного переплетения. Чефер изготовляют из особо прочных нитей и используют в деталях покрышек, не подвергающихся многократной деформации, например для изготовления крыльев и усилительных ленточек бортов покрышек. Прорезиненные доместик и бязь используют для обвертки проволочных колец бортов.

Особенности эксплуатации резиновых изделий

Несмотря на высокую эластичность, резина обладает остаточной деформацией. Чем выше нагрузка и чем дольше воздействие на резину, тем больше остаточная деформация. Поэтому покрышки следует хранить на специальных стеллажах, поставленными на ребро, и через каждые два-три месяца переворачивать, меняя точку опоры. С этой же целью колеса автомобиля, поставленного на длительную стоянку, должны вывешиваться.

При понижении температуры эластичность резины уменьшается. При температуре ниже минус 10 — минус 15°C жесткость резины значительно повышается, а при температуре минус 40 — минус 45°C шины становятся хрупкими. Лишь специальные морозостойкие сорта резины могут сохранять некоторую эластичность даже при температуре минус 50 — минус 55°C. Поэтому монтаж и демонтаж шин на морозе приводит, как правило, к разрушению боковин покрышек и образованию трещин на камере.

По этой же причине в начале движения при низких температурах окружающей среды, пока шина не прогрелась в результате внутреннего трения, необходимо воздерживаться от быстрой езды, выбирать дорогу с меньшими неровностями, не выполнять крутых поворотов и резких торможений.


При повышенной температуре (60—70°C) происходит размягчение резины, ее эластичность снижается, а склонность к остаточной деформации возрастает. При температуре 110—200°C предел прочности шины уменьшается настолько, что возможно полное разрушение покрышки. Для уменьшения нагрева шин в летнее время года необходимо делать остановки в пути, не превышать скорость движения, соблюдать нормы давления воздуха в шинах и нагрузки на колесо.

Воздействие некоторых химических веществ также сокращает срок службы резиновых изделий. При воздействии нефтепродуктов и таких жидкостей, как эфир, бензол, скипидар резина набухает, снижается ее прочность и эластичность.

Нежелателен контакт резины и с окислами, которые приводят к ее уплотнению и потере эластичности.

При длительном хранении под воздействием кислорода, содержащегося в воздухе, происходит старение резины. Она покрывается коркой, которая легко снимается при деформации изделий, вследствие чего образуется сеть сначала мелких, а затем глубоких трещин. В результате старения резина также теряет эластичность, увеличивается ее истираемость.

Старение резиновых изделий происходит и от воздействия прямых солнечных лучей. Поэтому при длительном хранении автомобилей покрышки закрывают чехлами или окрашивают их наружную часть меловой краской на казеиновом клее.

Автомобильные шины

Камерные диагональные шины могут монтироваться на плоские или глубокие обода (рис. 4.6.1). Шины, монтируемые на плоские обода, состоят из покрышки, камеры и ободной ленты. Шины, монтируемые на глубокие обода, имеют только покрышку и камеру.




Покрышка состоит из каркаса, брекера, протектора, боковины и борта.

Каркас служит основой покрышки и придает ей необходимую прочность. Он состоит из наложенных друг на друга и соединенных между собой нескольких слоев прорезиненного корда.

Расположение нитей корда в каркасе и брекере подразделяет шины на диагональные и радиальные.

В каркасе диагональных шин нити соседних слоев корда перекрещиваются между собой под определенным углом. Угол наклона нитей корда к радиальной линии профиля покрышки составляет 50—55°. В каркасе данных шин всегда четное число слоев корда. Общее число слоев корда зависит от назначения шины, давления воздуха в шине и материала корда.

В зоне контакта диагональной шины с дорогой происходит изменение угла наклона нитей корда, что вызывает сдвиг слоев, неравномерное распределение напряжений, повышенные деформации и нагрев. Все это снижает срок службы шины.

Маркировка шин

Маркировка шин содержит информацию ее о размерах, конструкции, индексах скорости и грузоподъемности, назначении.


На рис. 4.6.2 приведен пример маркировки шин.

Примеры обозначения шин по ГОСТ 4754—97

185/70R14, где 185 — ширина профиля в мм; 70 — серия (отношение высоты профиля к его ширине в процентах); 14 — посадочный диаметр обода в дюймах; R — обозначение радиальной шины (в обозначении диагональной шины букву «D» не указывают).

215/90-15С, где 215 — ширина профиля в мм; 90 — серия (отношение высоты профиля к его ширине в процентах); 15 — посадочный диаметр обода в дюймах; С — индекс, обозначающий, что покрышка предназначена для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости.

5.90-13С, где 5.90 — ширина профиля в дюймах; 13 — посадочный диаметр обода в дюймах; С — индекс, обозначающий, что покрышка предназначена для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости.

Другие примеры маркировки шин

6,15-13/155-13, где 6,15 и 155 — ширина профиля в дюймах и миллиметрах; 13 — посадочный диаметр обода в дюймах. Буквы R нет, значит шина диагональная, поскольку не указано значение высоты профиля, оно превышает 80 %.

31x10,5R15, где 31 — наружный диаметр; 10,5 — ширина профиля; R — радиальная шина; 15 — посадочный диаметр (для шин внедорожников все размеры в дюймах).

Маркировка шин отечественного производства

В соответствии с ГОСТ 4754—97 на покрышку наносятся следующие надписи:

• товарный знак и (или) наименование изготовителя;
• наименование страны-изготовителя;
• обозначение шины;
• торговая марка (модель шины);
• индекс несущей способности (грузоподъемности);
• индекс категории скорости;
• «Tubeless» — для бескамерных шин;
• «Reinforced» — для усиленных шин;
• «М+S» или «M.S» — для зимних шин;
• «АН seasons» — для всесезонных шин;
• дата изготовления, состоящая из трех цифр, первые две обозначают неделю изготовления, последняя — год;
• «PSI» — индекс давления (от 20 до 85), только для шин с индексом «С»;
• «Regroovable» — в случае возможности углубления рисунка протектора методом нарезки;
• знак официального утверждения «Е» с указанием номеров официального утверждения и страны, выдавшей сертификат;
• «ГОСТ 4754» — национальный знак соответствия ГОСТу (допускается наносить только в сопроводительной документации);
• порядковый номер шины
• знак направления вращения (в случае направленного рисунка протектора);
• «TWI» — место расположения индикаторов износа;
• балансировочная метка (кроме шин 6,50-160 и 215/90-15С, поставляемых в эксплуатацию);
• штамп технического контроля.

Возможные надписи на шинах зарубежного производства

• «Tons terrain» — всесезонная;
• «R + W» (Road + Winter) — дорожная + зимняя (универсальная);
• «Retread» — восстановленная;
• «Inside» — внутренняя сторона;
• «Outside» — наружная сторона;
• «Rotation» — направление вращения (для шин с направленным рисунком);
• «Side facing inwards» — сторона, обращенная внутрь;
• «Side facing outwards» — сторона, обращенная наружу (для асимметричных шин);
• «Steel» — обозначение наличия металло-корда;
• «TL» — бескамерная шина;
• «ТТ» или «MITSCHLAUCH» — камерная шина.

Для защиты от повреждений при монтаже покрышек и в процессе работы борта по наружной поверхности покрывают одной или двумя прорезиненными бортовыми лентами из чефера.

Более толстый протектор имеет больший пробег и лучше защищает шину от повреждений, но одновременно утяжеляет ее, увеличивается сопротивление качению и нагрев.

От формы рисунка протектора зависит сцепление шины с дорогой, эластичность, мягкость и бесшумность хода. Для различных дорожных условий используется различный рисунок протектора (рис. 4.6.3).



Боковины шин представляют собой эластичный резиновый слой, которым покрывают боковые стенки каркаса для предохранения их от механических повреждений, влаги и т. д. На боковины наносится маркировка шины.

Камеры изготавливают из мягкой резины. Толщина стенок камер 1,5—3 мм. Размер камеры несколько меньше внутренней полости покрышки, чтобы в накаченном состоянии на камере не образовывалось складок.

Ободная лента помещается между камерой и ободом колеса и служит для защиты камеры от перетирания ободом колеса и от защемления ее бортами покрышки.

Бескамерные шины

Бескамерные шины (рис. 4.6.4) легкового автомобиля не имеют камеры, а у шины грузового автомобиля нет и ободной ленты. Герметичность шины обеспечивается воздухонепроницаемым резиновым слоем толщиной 2—3 мм, привулканизиро-ванным к внутренней поверхности шин, а также плотным прилеганием бортов шины к полкам обода. Плотность прилегания достигается формой и устройством борта, а также более тугой посадкой шины на обод. Борт бескамер-ной шины имеет снаружи резиновый уплотнительный слой.



Вентиль у бескамерных шин крепится непосредственно в ободе колеса. Герметичность крепления обеспечивается резиновой шайбой.

Температура бескамерной шины при работе ниже камерной примерно на 15°C, так как теплота лучше отводится через открытую часть обода. Поэтому срок службы бескамерной шины примерно на 10% больше.

К недостаткам бескамерных шин можно отнести сложный монтаж и ремонт при больших поврежденях, а также повышенные требования к техническому состоянию обода.

Радиальные шины

Радиальные шины имеют радиальное расположение нитей корда (рис 4.6.5) и отличаются от диагональных шин конструкцией каркаса и брекера. Эти шины более износостойки, более эластичны.



При накачивании воздуха наружный диаметр шины увеличивается, что не позволяет сделать жесткий брекер. У радиальных шин брекер многослойный (два — восемь слоев) и практически нерастягивается. Чаще всего используется металлический корд, поэтому у радиальных шин число слоев корда в каркасе меньше, чем у диагональных, и их число может быть нечетным.

Уменьшение слоев корда в каркасе снижает на 6—10% массу покрышки.

Радиальное расположение нитей корда в каркасе и брекере создает по короне покрышки нерастяжимую и несжимаемую систему, что резко снижает проскальзывание элементов протектора в зоне контакта с дорогой и является основной причиной, повышающей износостойкость протектора.

У радиальных шин большая площадь контакта с дорогой и лучшее сопротивление боковому уводу.

Благодаря лучшей работоспособности каркаса, более высокой износостойкости протектора срок службы радиальных шин с текстильным брекером увеличен на 20—30%, а с металлобрекером на 30—40% по сравнению со сроком службы диагональных шин.

Радиальные шины имеют более высокие тягово-сцепные показатели, у них на 10—20% меньше потерь на сопротивление качению, благодаря чему повышается на 3—4% топливная экономичность автомобиля и улучшаются его динамические качества.

Шины с регулируемым давлением воздуха отличаются тем, что они могут работать как при нормальном давлении воздуха, так и кратковременно при пониженном. Пониженное давление создается при прохождении автомобиля по мягким и топким грунтам (2—0,1 МПа), сыпучему песку (0,1—0,075 МПа), глубокому снегу и сырой луговине (0,075—0,05 МПа). В этих случаях скорость движения должна снижаться. Такие шины устанавливаются на автомобилях повышенной проходимости, которые оснащаются системой централизованной накачки шин.

У шин с регулируемым давлением воздуха увеличена ширина профиля на 25—40% и используется рисунок протектора повышенной проходимости. Общая площадь грунтозацепов составляет 35—45% всей опорной площади, которая при пониженном давлении в полтора-два раза превышает площадь опоры обычных шин.



Для большей эластичности, особенно при пониженном давлении, эти шины имеют каркас с меньшим числом слоев корда, между которыми расположены мягкие резиновые прослойки.

Широкопрофильные шины (рис. 4.6.7) устанавливаются вместо сдвоенных шин на задней оси грузового автомобиля на специальном ободе. Они по сравнению с обычными имеют примерно в раза большую ширину беговой дорожки, специальный профиль, высота которого составляет 60—90% его ширины, эластичный каркас и уменьшенное внутреннее давление воздуха, которое можно снижать до 0,05 МПа при движении по мягким грунтам. Масса широкопрофильной шины примерно на 15—20% меньше массы двух сдвоенных шин.



Широкопрофильные шины устанавливаются также на всех шести колесах автомобиля повышенной проходимости.

У широкопрофильной шины удельное давление на грунт примерно в три раза меньше, чем у обычных.

Арочные шины (рис. 4.6.8) относятся к бескамерным шинам и предназначены для движения по размякшим грунтам, рыхлому снегу, пахоте и т. п.



Отношение высоты профиля к ширине для данных шин составляет 0,39—0,5, давление воздуха находится в пределе 0,16—0,25 МПа. Грунтозацепы расположены редко. Арочные шины устанавливаются, как правило, на заднем мосту грузового автомобиля с одним ведущим мостом. Срок службы арочных шин значительно ниже обычных. При работе на твердых грунтах расход топлива увеличивается на 15%.