Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

цепах, т. е. на машинах, эксплуатирующихся преимущественно на благоустроенных дорогах. Основные параметры этих шин регла­ ментированы ГОСТ 5513—64 (грузовые автомобили, автобусы и прицепы) и 4754—64 (легковые автомобили). В приведенных ГОСТах даны сортамент шин, их вес и размеры, число слоев каркаса, типы рекомендуемых ободьев, нормы эксплуатацион­ ных нагрузок (допустимая нагрузка на шину и соответствующее ей давление воздуха в шине).

Торондные шины выпускаются в нескольких конструктивных вариантах, отличающихся друг от друга способом герметизации (камерные и бескамерные), характером расположения нитей корда (с тангенциальным расположением нитей корда или радиальным), рисунком беговой части (дорожный, универсальный, повышенной проходимости) и другими показателями [ХІѴ.1].

Камерная шина состоит из покрышки, камеры и ободной ленты. Конструкция покрышки такой шины и ее основные гео­ метрические размеры и обозначения показаны на рис. XIV.2, а.

Каркас 1 покрышки состоит из нескольких наложенных друг на друга слоев прорезиненного корда толщиной 1,0— 1,5 мм при диаметре нити 0,6—0,8 мм. Число слоев корда для грузовых авто­ мобилей и автобусов изменяется от 6 до 14, для легковых авто­ мобилей от 4 до 6. Кордные ткани составляют около 30% от веса и стоимости шины. Они несут основную нагрузку, обеспечивая шине нужную прочность, эластичность, износостойкость и дру­ гие эксплуатационные качества. От давления воздуха, центробеж­ ных сил и весовой нагрузки нити корда работают на растя­ жение.

Нити в каждом из слоев корда занимают определенное поло­ жение, характеризуемое углом ß (рис. XIV.2, б). Последний изменяется от точки к точке по меридиану, но одинаков во всех точках, лежащих на одном параллельном круге. Для точек эква­ ториальной окружности он обозначается через ßK. Для любой

другой точки sin ß = sin ßK. Увеличение ßK приводит к воз-

растанию тангенциальной жесткости шины. Для тороидных шин обычно ßK= 50 -V- 52°.

Материалом для нитей корда служат хлопчатобумажная ткань, вискоза, синтетические полиамидные материалы (нейлон, капрон, перлон и др.) и стальная проволока (металлокорд). Из неметаллических кордных материалов наилучшими свойствами обладают полиамиды, что видно из табл.ХІѴ.З.'

Высокая прочность, теплостойкость, эластичность, малая гиг­ роскопичность полиамидов по сравнению с вискозным и особенно хлопчатобумажными кордными материалами позволяют рекомен­ довать их прежде всего для изготовления шин применительно к автомобилям, систематически работающим в тяжелых условиях эксплуатации (плохие дорожные условия, большие нагрузки, высокие скорости движения, влажный климат и пр.).

347

Корона

3.4?

Т а б л и ц а X1V.3

Технические характеристики материалов нитей корда

120° С

Отдельные нити корда и слои связаны между собой каркасной резиной. Последняя представляет смесь, состоящую из каучука (синтетического или натурального), наполнителей (сажа), вул­ канизирующих веществ (сера, селен), ускорителей (альтакс, каптакс, тиарам и др.), противстарителей (неозон D) и других компонентов.

Взаимодействующей с дорогой частью шины служит протек­ тор. Он формируется из прочной [ав = 10 МПа (100 кгс/см2) ], твер­ дой (твердость по Шору HSh 55—65), хорошо сопротивляющейся

.износу (истирание не более 750 см3/кВт-ч) резины. Протектор 3 состоит из рельефной части (рисунка) и подканавочного слоя. Толщина протектора шин грузовых автомобилей 15—40 мм, при этом 20—40% падает на подканавочный слой. Ширина протектора П = (0,7-=-0,8) В.

Рисунок протектора выбирается в зависимости от качества дороги. Для дорог с твердым покрытием применяется протектор (рис. ХІѴ.З, а) с мелким рисунком (легковые автомобили, авто­ бусы, прицепы), который обеспечивает бесшумность работы -дви­ жителя, высокую износостойкость и достаточную сопротивляемость заносу, особенно при торможении на скользких дорогах (в мел­ кие канавки протектора выдавливается влага, благодаря чему даже на скользких дорогах протектор имеет надежное сцепление с дорогой). Для дорог смешанного типа наиболее выгоден универ­ сальный (комбинированный) рисунок протектора.(народнохозяй­ ственные грузовые автомобцли), имеющий мелкую насечку.-в цент-

349

ральной части и более крупную в боковой части (рис. ХІѴ.З, б). При движении по дорогам ухудшенного качества вступают в дей­ ствие боковые выступы, позволяющие улучшить проходимость. На плохих грунтовых дорогах (автомобили повышенной прохо­ димости) применяются шины с грузозацепами (рис. ХІѴ.З, ß). С целью'снижения износов грунтозацепов и шума при движении на дорогах с твердым покрытием последняя разновидность про­

тектора нередко снабжается центральным беговым пояском. В отдельных случаях для спе­ цифических условий эксплуа­ тации применяются рисунки протектора особой формы. Так,

порезами истиранию. При эксп­ луатации автомобилей на зим­ них дорогах (заснеженные до­ роги, гололед) рекомендуется протектор (рис. ХІѴ.З, д), име­ ющий множество узких глубо­ ких и щелевидных канавок (поперечных и диагональных). Канавки создают концентрацию давления на дорогу по кромкам выступов рисунка, предотвра­ щая буксование ведущих колес.

Примерно такой же формы, как и для гололеда, рекомендуется протектор (рис. ХІѴ.З, ё) для песчаных дорог, только канавки выполняются еще более узкими (Ігп = 0,70—0,80). Это позволяет снизить заглубление колес в песчаный грунт за счет снижения удельного давления и уменьшения выгребания песка грунтозацепами.

Для зимних условий ряд фирм выпускает шины с металличес­ кими шипами противоскольжения. Из всех типов протекторов протекторы шин с развитыми грунтозацепами работают в наиболее напряженном режиме.

При проектировании рисунка протектора его коэффициент полноты kn (насыщенность) выбирается в зависимости от эксплу­ атационного назначения шин. Под коэффициентом полноты kn понимается отношение площади выступающих частей протектора к общей площади, беговой части шины. Для шин дорожного типа

350

щину от 3 до 7 мм, состоит из разреженного корда,| обложенного слоем резины. Брекер смягчает воздействие ударных нагрузокна каркас и более равномерно распределяет по его поверхности воспринимаемые колесом усилия. По сравнению с другими эле­ ментами шины брекер в процессе работы наиболее сильно нагре­ вается (до НО— 120°С). В связи с этим для изготовления брекера выбираются специальные марки корда (вискозный и полиамид­ ный) с повышенной теплостойкостью.

Толщина боковин 4, предохраняющих каркас от повреждений, равна 1,5—3,5 мм. Для придания бортам 5 достаточной механи­ ческой прочности они снабжаются стальными проволочными кольцами 6, а с наружной стороны обкладываются одной-двумя прорезиненными лентами из чефера. Бортовые кольца являются основой, на которой замыкаются усилия, действующие в нитях корда. Шина с поврежденным бортовым кольцом не пригодна для эксплуатации. Поэтому кольца выполняются всегда с большим запасом прочности п — 5 ч- 8.

Требуемая герметичность тороидных шин обеспечивается ка­ мерой, монтируемой внутри покрышки. Наружный диаметр ка­ меры принимается на 3—5% меньше диаметра шины по внутрен­ ней поверхности шины (короне) и на 4—6% больше диаметра ободной ленты. Это обеспечивает жесткую посадку камеры внутри шины, т. е. исключает появление складок, а следовательно, пе­ ретирание камеры. Толщина стенки камеры обычно равна 1,5— 2,5 мм для легковых автомобилей и 2,5—5,0 мм для грузовых авто­ мобилей и автобусов.

Камеры с толстой стенкой работают в более напряженном теп­ ловом режиме вследствие повышенного гистерезиса резины. На поверхности камеры выполняются радиальные риски, способ­ ствующие отводу наружу диффундирующего из камеры воздуха (через неплотности в ободе или в месте установки вентиля) и воз­ духа остающегося между камерой и покрышкой при сборке шины.

Камеры изготавливаются из высокопрочной резины с большим (до 40—50%) содержанием натурального или синтетического кау­ чука. Для обеспечения накачки воздуха в камеру, его удержания и выпуска служит вентиль. В зависимости от конструкции и раз­ мера обода, схема установки шин (сдвоенные или одинарные) вентили выпускаются различной конструкции, длины и формы. Вентили для камер бывают двух типов: резино-металлические с обозначением Р (рис. XIV.4, а) и металлические с обозначениями D и В (рис. XIV.4, б , б). Металлические вентили могут быть привулканизированы к камере своей пяткой (рис. XIV.4, б) или кре­ питься к ней при помощи зажима (рис. XIV.4, в).

351