Протектор и борта покрышки

Протектор. Протектором называется толстый слой резины, расположенный по короне покрышки и соприкасающийся с дорогой при качении колеса.

Назначение протектора состоит в том, чтобы обеспечивать шине износостойкость, хорошее сцепление с дорогой, ослаблять воздействие толчков и ударов на каркас шины, частично поглощать колебания и в первую очередь крутильные колебания в трансмиссии автомобиля, предохранять каркас и камеру от механических повреждений (порезов, надрывов, проколов и др.) и влаги.

В процессе качения колеса протектор работает на растяжение, двустороннее сжатие и сдвиг. Указанные деформации протектора имеют большую величину, чем те же деформации каркаса и брекера.

Протектор состоит из рельефного рисунка и подканавочного слоя. Подканавочный слой составляет обычно 20—40% толщины протектора. Слишком тонкий подканавочный слой способствует растрескиванию протектора, повышению деформаций нитей корда первого слоя каркаса, уменьшению прочности каркаса при воздействии сосредоточенной нагрузки, а излишне толстый — ухудшает условия охлаждения шины, увеличивает гистерезисные потери, приводит к перегреву и расслаиванию покрышки. Высокий рельефный рисунок протектора утяжеляет шину, приводит к ее более быстрому нагреву и расслаиванию, увеличивает момент инерции колеса и его сопротивление качению. Особенно интенсивное тепловыделение наблюдается при повышенных скоростях движения, когда появляются дополнительные деформации протектора из-за действия сил инерции. Толщина протектора у шин легковых автомобилей колеблется в пределах 11 — 17 мм, у шин грузовых автомобилей 14—32 мм, а у арочных шин 40—60 мм. Ширина протектора равна примерно 70—80% ширины профиля шины.

Автомобильные шины имеют различные рисунки протектора. Рисунок с продольными канавками (ребрами) имеет повышенное сцепление шины с дорогой в боковом направлении и недостаточное сцепление на мокрых и скользких дорогах в продольном направлении, рисунок с поперечными канавками дает противоположные результаты. Поэтому на практике широкое применение находят протекторы, рисунок которых имеет продольно-поперечные канавки.

Рисунок протектора оказывает большое влияние на коэффициент сопротивления качению колеса, на износ шины и сцепление ее с дорогой. Сцепление шины с дорогой оценивают коэффициентом сцепления. Отношение продольного усилия, действующего на элемент протектора в контакте, к нормальной нагрузке характеризует собой напряженность данного элемента контакта. Напряженность, вызванная нормальной нагрузкой, в большой степени зависит от рисунка протектора, поэтому ее нужно выбирать такой, чтобы напряженность в контакте была, возможно меньшей.

Борта покрышки

Борта. Бортами называются жесткие части покрышки, служащие для крепления ее на ободе колеса. Оки образуются из крыльев, обернутых концами слоев корда. В многослойных покрышках каждый борт содержит обычно два крыла. Крыло прямобортной покрышки изготовляют из бортового кольца, выполненного из стальной проволоки, твердого профильного резинового шнура, обертки и усилительных ленточек. Металлическое кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а резиновый шнур — монолитность и способствует оформлению борта. Бортовое кольцо совместно с резиновым шнуром обматывают тонкой текстильной прорезиненной оберткой и усилительными ленточками, служащими для укрепления крыла в покрышке.

Борта покрышки должны обладать большой прочностью и строго сохранять свои размеры. Форма бортового кольца сказывает существенное влияние на правильность установки и работы борта на ободе колеса. Прочность и жесткость бортов обеспечивается бортовыми кольцами, работающими в основном на растяжение. Наиболее монолитными, прочными и надежными являются кольца, изготовленные намоткой в виде троса из единичной проволоки. Бортовые кольца нагружены внутренним давлением в шине, силами, действующими на колесо со стороны дороги, силами, обусловленными посадкой с натягом бортов шины на конические полки обода, и центробежной силой. Запас прочности бортовых колец берут равным 4—5.

Опыты показывают, что при качении шипы по дороге на статические предварительные напряжения в борте накладываются переменные (динамические) напряжения, максимальная величина которых наблюдается в точке борта, расположенной внизу над осью колеса. Прирост напряжений в указанной точке достигает 25—40% статических напряжений. Поэтому при точном расчете необходимо учитывать динамические нагрузки и усталостную прочность проволоки бортовых колец.

Далее: Шины с металлокордом

Главная   |  Автодром  |  Протектор и борта покрышки