РИСУНКИ ПРОТЕКТОРА ШИН

Большое влияние на движение автомобиля и его поведение на дороге оказывает тип рисун­ ка протектора шины. Если бы автомобиль всегда ездил по сухим дорогам с твердым покры­ тием, то шина без рисунка протектора обеспечила бы наименьший шум и больший пробег до полного износа. Главная задача рисунка протектора — удалять воду из пятна контакта. Ес­ ли шина гладкая, то при определенной скорости на мокрой дороге наступает явление, кото­ рое называется аквапланирование. При этом явлении вода не успевает вытесниться из пят­ на контакта и шина как бы всплывает над

дорогой, теряя с ней контакт. Автомобиль при этом теряет управляемость, что может привести к аварии. Вот почему не допуска­ ется эксплуатировать автомобиль, если протектор изношен больше определенной величины. Для шин легковых автомобилей минимальная высота рисунка протектора составляет 1,6 мм. Все современные шины имеют так называемые индикаторы изно­ са (рис. 4.12) — небольшие выступы в ка­ навках протектора. При износе протектора до уровня этих выступов они появляются на поверхности протектора, свидетельствуя

o непригодности шины к дальнейшей экс­ плуатации. Некоторые зимние шины имеют два различных индикатора износа — один для летней эксплуатации, а другой для зим-

Рис. 4.12. Индикатор износа шины. Высту­ пы в канавках протектора шины имеют высоту 1,6 мм и свидетельствуют о пол­ ном износе шины

Рис. 4.13. Шины с различным рисунком протектора

ней. Отдельные производители применяют особые индикаторы износа. Например, у некото­ рых шин Nokian по мере износа на протекторе проявляются цифры, указывающие на оста­ точную величину протектора выраженную в миллиметрах.

Протектор некоторых шин специально создан для обеспечения наилучшего сцепления при движении в специфических дорожных условиях. В отечественной практике различают несколько типов рисунка протектора: дорожный, всесезонныи, универсальный, повышенной проходимости, зимний и карьерный (рис. 4.13).

Дорожный рисунок протектора имеют шины, которые обеспечивают хорошее сцепление с усовершенствованным дорожным покрытием преимущественно в летний период времени.

Всесезонныи рисунок предназначен для шин, эксплуатирующихся круглый год на дорогах с твердым покрытием. Он должен обеспечивать хорошее сцепление как с сухой, так и с мок­ рой дорогой, а также с дорогой, покрытой льдом или снегом.

Универсальный рисунок протектора обычно имеет в средней части беговой дорожки ши­ ны структуру дорожного рисунка, а ближе к краям — отдельные грунтозацепы. Такой проте­ ктор позволяет автомобилю съезжать с твердой дороги и двигаться по грунтовым дорогам.

Рисунок протектора повышенной проходимости обеспечивает возможность движения автомобиля по бездорожью, снегу и грязи. Протектор такой шины имеет расчлененные грун­ тозацепы, уплотняющие мягкую среду и обеспечивающие необходимое сцепление с опорной поверхностью.

Шины с карьерным рисунком протектора применяются на грузовых автомобилях, кото­ рые работают на каменистой поверхности, в карьерах, где дорога покрыта гравием и щеб­ нем. Рисунок протектора должен быть очень редким, чтобы отдельные камни не застревали в канавках протектора.

Зимний рисунок протектора должен обеспечить возможность уверенного движения авто­ мобиля по заснеженным дорогам и во время гололеда. В протекторе зимних шин предусмот­ рены участки (рис. 4.14) для установки в них шипов противоскольжения.

За рубежом для шин легковых автомоби­ лей применяют несколько иную классифи­ кацию и шины подразделяются на шоссей­ ные, зимние, всесезонные, скоростные и всесезонные скоростные.

Шоссейные(HIGHWAY) шины разрабо­ таны для движения по мокрой или сухой до­ роге с твердым покрытием. Использование таких шин зимой на льду или на снегу недо­ пустимо, поскольку они не обладают необхо­ димыми сцепными свойствами, характер­ ными для зимних или всесезонных шин.

Зимние(SNOW или MUD+SNOW-M+S)

шины обеспечивают максимальное сцеп­ ление с дорогой при движении по снегу

Рис. 4.14. Зимняя шина, предназначен-и льду. Их протектор имеет характерный

ная для шипования, без шиповрисунок, обеспечивающий отвод снега из

зоны пятна контакта, и отличается повышенными сцепными свойствами, а применение специальных компонентов в резиновых смесях способствует сохранению их свойств при низких температурах. Однако улучшение сцепных свойств обычно сопровождается сни­ жением управляемости на сухом покрытии в результате повышенного внутреннего тре­ ния, достаточно быстрым износом протектора, а также более высоким уровнем шума при движении.

Всесезонные(ALL SEASON) шины сочетают хорошие сцепные свойства на мокрой или заснеженной дороге с достаточной управляемостью, комфортом при движении и износоус­ тойчивостью протектора.

Скоростные(PERFORMANCE) шины созданы для установки на высокодинамичных авто­ мобилях. Такие шины призваны обеспечить повышенные сцепные свойства и более высо­ кий уровень управляемости. Кроме того, вследствие особых условий эксплуатации, скорост­ ные шины должны противостоять значительным температурным нагрузкам. При применении скоростных шин возникают определенные неудобства, связанные с меньшим комфортом при езде, с быстрым износом.

Всесезонные скоростные(ALL SEASON PERFORMANCE) шины созданы специально для получения улучшенных скоростных характеристик при круглогодичной эксплуатации автомо­ биля на разных дорожных покрытиях, включая движение по льду и снегу. Создание таких шин стало возможным только благодаря внедрению современных технологий, появившихся в по­ следние несколько лет.

МАРКИРОВКА ШИН

На боковины современных шин нанесена буквенная, цифровая и другая маркировка, несу­ щая необходимую информацию (рис. 4.15).

Любая шина имеет на боковине обозначение производителя, а также торговую марку данной модели шины.

Очень важной является надпись, нанесенная крупными символами и указывающая на размерность шины. Например:

R14 83 S

Первая цифра в размерности шины указывает на ширину профиля шины (исключение со­ ставляют широкопрофильные шины, у которых первая цифра обозначает наружный диаметр шины). В приведенном примере 185 — это ширина профиля, выраженная в миллиметрах. Этот параметр проверяется на шине, накачанной до номинального давления.

Если шина низкопрофильная или сверхнизкопрофильная, то через косую черту указана цифра, указывающая отношение высоты профиля к ширине, выраженное в процентах (в на­ шем примере 70). Эту цифру называют серией шины. Если в обозначении шины отсутствует серия, то шина имеет обычный профиль и отношение высоты профиля к ширине составляет 80-82 %.

Буква R указывает, что шина имеет радиальную конструкцию. Если буквы R нет — шина диагональная.

Следующая цифра (в нашем случае 14), указывает посадочный внутренний диаметр ши­ ны, т. е. соответствует диаметру обода колеса. Посадочный диаметр выражается в дюймах. Один дюйм равен 25,4 мм, значит, в приведенном примере посадочный диаметр равен: 14x25,4=355,6 мм.

Следующие затем число и буква латинского алфавита являются соответственно индекса­ ми нагрузки и скорости. Индекс нагрузки является условным, и для определения максималь­ ной нагрузки для конкретной шины необходимо обратиться к таблице в справочнике и най­ ти весовой эквивалент, относящийся к определенному индексу. Например, максимальная

Рис. 4.15. Обозначения на шинах российского и европейского производства:1 — мак­ симальная нагрузка и давление (по стандарту США); 2 — номер ТУ; 3 — количество слоев и тип кода каркаса и брекера; 4 — государственный знак высшей категории качества (до 1992 г.); 5 — ширина профиля; 6 — серия «70» (отношение Н/В); 7 — обозначение ради­ альной шины; 8 — обозначение бескамерной шины; 9 — диаметр обода (13"); 10 — индекс грузоподъемности; 11 — индекс скорости («S» — до 180 км/ч); 12 — условное обозначение износостойкости шины (по стандарту США); 13 — условное обозначение показателей термо­ стойкости шины (по стандарту США); 14 — условное обозначение кода завода (по стандарту США); 15 — номер сборщика (15); 16 — номер сертификата официального утверждения на соответствие шин Международным правилам № 30 ЕЭК ООН (1247); 17 — условное обо­ значение кода размера (по стандарту США); 18 — дата изготовления (28 неделя 1987 г.); 19 — знак официального утверждения шины на соответствие Международным правилам

№ 30 ЕЭК ООН (Е); 20 — условный номер страны, выдавшей сертификат утверждения (5 — Швеция); 21 — серийный порядковый номер шины; 22 — радиальная шина; 23 — на­ именование модели

нагрузка для шины с индексом 83 составляет 483 кг. Иногда максимальная нагрузка на ши­ ну расшифровывается. В этом случае имеется надпись MAX LOAD (максимальная нагрузка) и указывается масса сначала в килограммах, а затем в фунтах.

И, наконец, последний буквенный индекс указывает на максимально допустимую ско­ рость движения автомобиля, для которой предназначена данная шина.

Ниже приводится таблица 4.1 индексов скорости.

Таблица 4.1 Скорость автомобиля, соответствующая буквенному индексу на шине

Индекс J Ско­

К L М

N Р Q R S Т

и н V

VR W Y ZR

рость, 100 км/ч

110 120 130 140 150 160 170

180 190 200 210 240 >210 270 300 >240

Скорость движения автомобиля, соответствующая конкретному индексу, является макси­ мально допустимой для данной шины. Например, для шины с индексом S максимальная ско­ рость составляет 180 км/ч, и превышать ее недопустимо.

Некоторые производители шин указывают в надписи размерности шины ее назначение. Например, латинская буква Р (Passenger) перед значением ширины профиля шины означа­ ет, что шина предназначена для легкового автомобиля. Буквы LT (Light Truck) указывают, что шина для малотоннажного грузового автомобиля.

Обозначение DOT указывает на соответствие шины стандартам США, а индекс Е22, рас­ положенный в круге, — на соответствие европейским стандартам. Цифровой индекс указы­ вает на страну, проводившую сертификацию (в нашем примере 22 — Россия).

Согласно нормативным документам США на шине должны быть указаны: индекс износо­ стойкости; TREAD WEAR INDEX (TWI); индекс, указывающий на сцепные свойства (TRACTION INDEX); температурный индекс (TEMPERATURE INDEX). Соответствующие надписи имеются для обозначения материала и числа слоев корда в конструкции шины.

Максимально допустимое давление воздуха в шине указывается в килопаскалях (кПа) и фунтах на квадратный дюйм после надписи MAX PRESSURE. Это давление измеряется при холодном состоянии шины.

Некоторые латинские буквы, нанесенные на шине, указывают на соответствие условиям эксплуатации.

Буквы «M+S» (Mud+Snow — грязь+снег) указывают на то, что шина может использовать­ ся при движении по грязи и снегу.

WINTER (зима) — зимние шины.

AQUATRED или AQUA CONTACT — шины предназначенные, в основном, для движения по мокрым дорогам.

AS (All Seasons — все сезоны) или AW (Any Weather — любая погода) — всесезонные ши­ ны, пригодные к использованию на твердых дорогах в любое время года на любом, в том чис­ ле мокром и скользком покрытии. Иногда назначение шины указывается пиктограммами.

Слово tubeless указывает на бескамерную шину. TWI (tread wear indicator — индикатор износа протектора) — знак на боковине шины показывает расположение отметок остаточ­ ной высоты рисунка в канавках протектора. Знак наносят по боковине у самого края проте­ ктора равномерно в шести местах по окружности с каждой стороны шины. Метка может представлять собой либо упомянутую выше аббревиатуру (TWI), либо TWI со стрелкой, либо просто стрелку без букв.

Овал с тремя цифрами на одной из сторон шины указывает на время ее изготовления. Первые две цифры обозначают неделю изготовления, а третья — год изготовления. Шины, выпущенные с 2000 г., имеют четырехзначное обозначение даты изготовления.

На шинах с асимметричным рисунком протектора можно встретить одну из следующих надписей:

ROTATION — направление вращения (применяется со стрелкой); LEFT — шина устанавливается на левую сторону автомобиля; RIGHT — шина устанавливается на правую сторону автомобиля; OUTSIDE или Side Facing Out — внешняя сторона установки; INSIDE или Side Facing Inwards — внутренняя сторона установки.

Ведущие производители автомобильных шин постоянно совершенствуют их конструкцию и применяют новейшие материалы. Технические разработки направлены в основном на по­ вышение долговечности шин, снижение сопротивления качению, улучшение сцепных свойств шин, особенно на скользких дорожных покрытиях, снижение шума и создание

«безопасных» шин.

БЕЗОПАСНЫЕ ШИНЫ

Сегодня практически все водители вынуждены возить с собой запасное колесо и инструмен­ ты для его замены, которые обладают определенным весом и занимают место в автомоби­ ле. Некоторые производители комплектуют свои автомобили малоразмерными запасными колесами, так называемыми докатками (рис. 4.16), имеющими небольшой вес и габариты и позволяющими с небольшой скоростью доехать до места ремонта.

Тем не менее многие водители предпочитают возить с собой полноразмерные запасные колеса. В настоящее время также появились специальные шины, которые позволяют обой­ тись без запасного колеса.

В течение многих лет ведущие производители шин делали попытки создания шин, которые не боятся проколов. Некоторые производители (Goodyear, Michelin) выпускали бескамерные шины с несколькими герметизирующими слоями, которые очень медленно выпускали воздух в случае небольших повреждений. Другие (Dunlop, Continental) устанавливали внутри шины специальные капсулы, которые при смятии шины в результате выхода воздуха разрушались и выделяли герметизирующий состав и газ, который накачивал шину. Существуют и другие ва­ рианты безопасных конструкций шин и устройств для быстрого ремонта поврежденных шин.

Компания Michelin разработала безопасную шину «PAX» (рис. 4.17), которая действитель­ но не боится проколов и дает возможность автомобилю двигаться на проколотой шине око­ ло 160 км со скоростью до 88 км/ч, сохраненяя управляемость и устойчивость. Этого, как правило, достаточно для того, чтобы добраться до ремонтной мастерской.

Кроме повышенной безопасности шина

«PAX» обладает меньшим сопротивлением качению и меньшей деформацией при дей­ ствии боковых сил, что улучшает показатели устойчивости и управляемости автомобиля. Бортовая часть шины имеет специальную конструкцию, за счет которой шина прочно удерживается на ободе. Обод колеса, пред­ назначенного для шины «PAX», несимметричен и не может использоваться для стандартных шин. Обод имеет плоское металлическое кольцо, покрытое эластичным материалом. Кольцо располагается внутри смонтирован-

Рис. 4.16. Небольшое запасное колесоной на ободе шины и при выходе из нее воз-

«докатка» не занимает много местадуха обеспечивает необходимую опору.

Рис. 4.17. Шины «PAX» компании Michelin a:1 — профиль шины и обода; 2 — конструкция бор­ та шины обеспечивает плотное прижатие к полке обода; 3 — в спущенном состоянии шина опи­ рается на усиленное кольцо; б: шины «PAX» устанавливаемые на новые автомобили Audi.

К недостатку шины «PAX» следует отнести то, что она требует нестандартный обод, а для ее монтажа необходимо специальное оборудование. Тем не менее некоторые серийные авто­ мобили комплектуются такими шинами.

Компания Goodyear выпускает шину ЕМТ (Extended Mobility Tire — шина повышенной мобиль­ ности). Шина ЕМТ (рис. 4.18) внешне мало отличается от обычной и может устанавливаться на стандартный обод. При проколе воздух из шины выходит, но она поддерживается в рабочем

Рис. 4.18. Шина повышенной мобильности ЕМТ:1 — слои брекера; 2 — дополнитель­ ная вставка в плечевой зоне; 3 — каркас шины; 4 — бортовое кольцо; 5 — слои в карка­ се; а— складывание обычной шины; б — складывание шины ЕМТ

7. Заказ № 1031. 193

Рис. 4.19. Система производства компа­ нии Siemens постоянно контролирует да­ вление воздуха в шинах посредством датчиков, установленных в колесах

состоянии за счет особой конструкции. В пле­ чевой зоне шины, боковине и брекере име­ ются специальные вставки из синтетическо­ го материала, которые не позволяют шине складываться и разрушаться от нагрева.

Водитель автомобиля, оборудованного безопасными шинами, может не заметить прокола, поэтому производители таких шин требуют, чтобы на автомобили устанавлива­ лись системы, предупреждающие водителя о падении давления в шинах (рис. 4.19). Не­ которые автомобили уже комплектуются этими системами, а с ноября 2006 г. все лег­ ковые автомобили выпускаемые в США, должны быть оборудованы ими в обязатель­ ном порядке.

Увеличить безопасность и сберечь шины могут не только описанные конструкции, но и сис­ темы постоянной подкачки шин. Такие системы успешно используются на некоторых грузо­ вых автомобилях повышенной проходимости, но они имеютдовольно сложное устройство и требуют наличия постоянно работающего компрессора. Фирма Cycloid изготавливает не­ большие насосы (рис. 4.20), которые устанавливаются на ступицу колеса и соединяются шлангом с вентилем шины. Такой насос приводится от вращающейся ступицы колеса и при этом гарантированно поддерживает постоянное давление воздуха в шине.

Пока такие насосы предназначены только для грузовиков, но фирма заявляет о скором выпуске насосов и для легковых автомобилей.

соединение

с вентилем шины

выход воздуха

крепление к ступице

корпус насоса вращается вместе с колесом

поршень, вращаясь, движется взад-вперед вдоль прорезей кулисы

неподвижный противовес

и кулиса

Рис. 4.20. Насос фирмы Cycloid состоит из противовеса, эксцентрика, поршня с цилиндром и клапанов. Для работы насоса требуется только вращение колеса

§27

ПОДВЕСКА

Подвеска входит в несущую систему автомобиля, она связывает колеса с кузовом, воспри­ нимает силы, действующие на движущийся автомобиль, и гасит колебания кузова.

Подвеска автомобиля обеспечивает упругую связь между колесами автомобиля и его кузо­ вом (рамой). Если бы автомобиль не имел подвески, водитель, пассажиры и груз подвергались бы постоянным воздействиям от неровностей дороги, ощущали бы постоянные толчки, удары и вибрации, возникающие при движении автомобиля. Таким образом, подвеска автомобиля обеспечивает необходимый комфорт пассажирам и сохранность грузов. Подвеска снижает ве­ личину силового воздействия на элементы конструкции автомобиля от дороги, уменьшая тем самым вероятность поломок, и обеспечивает постоянный контакт колес с дорогой. От конст­ рукции подвески в значительной степени зависит поведение автомобиля на дороге, возмож­ ность достижения высоких скоростей и безопасность при совершении маневров.

Подвеска любого автомобиля состоит из направляющего, упругого, гасящего устройств и элементов крепления подвески (рис. 4.21). В конструкции подвесок большинства автомо­ билей применяют стабилизаторы поперечной устойчивости.

С помощью направляющего устройства подвески колесо автомобиля соединяется с кузо­ вом или рамой автомобиля. Через элементы направляющего устройства на кузов автомоби­ ля передаются все силы, возникающие в контакте колеса с дорогой. Кроме того, направляю­ щее устройство определяет характер перемещения колес относительно кузова автомобиля.

При наезде колеса на неровность дороги оно приподнимается, и это перемещение воспри­ нимается упругим устройством подвески, которое деформируется (рис. 4.22) и тем самым на­ капливает полученную энергию. Затем накопленная энергия передается кузову автомобиля, который, в свою очередь, приподнимается на некоторую высоту, а затем начинает опускаться. За счет упругих свойств подвески исключается повторение кузовом автомобиля дорож­ ных неровностей и существенно улучшается плавность хода автомобиля. Потеря энергии при работе упругого элемента незначительна, и поэтому возникающие колебания кузова могут продолжаться довольно долго, что неблагоприятно сказывается на комфортабельности дви­ жения. Для уменьшения амплитуды колебаний применяют гасящие устройства — амортиза-

Рис. 4.21 . Устройство подвески авто-Рис. 4.22. Наезд колеса автомобиля на до- мобиля рожную неровность

7*195

торы, которые эффективно рассеивают энергию и приводят к быстрому затуханию колеба­ ний. На самочувствие человека влияет не только амплитуда колебаний кузова, но и их час­ тота. Поэтому при конструировании подвески с помощью подбора упругих и гасящих уст­ ройств разработчики стремятся обеспечить необходимые характеристики.