Конструкция покрышки.

Покрышка состоит из следующих конструкционных элементов:

-каркас,

-брекер,

-протектор,

-боковина,

-борт. Кроме основных элементов в современных конструкциях шин содержится значительное число более мелких элементов.

1 Каркас - основная силовая часть покрышки, обеспечивает её прочность, принимающая все нагрузки, многократные деформации от воздействия на покрышку радиальных. боковых и касательных условий, возникающих при качении шины. А так же каркас принимает внутреннее давление воздуха. Каркас состоит из нескольких слоев обрезиненного текстильного корда, число слоёв и направлении нити корда зависят от конструкции покрышки и необходимой грузоподъёмность шины ,так в диагональной - четное количество слоев .

Между некоторыми слоями корда и на низ первого слоя каркаса помещают тонкие резиновые прослойки (сквиджи), они повышают эластичность и прочность связи между слоями каркаса и защищают корд от трения между покрышкой и камерой. Резиновые прослойки накладываются посередине слоев и до боковин не доходят. Отдельные слои корда и отдельные нити в каркасе изолированы друг от резиной, которая обеспечивает эластичную связь, при этом нити могут свободно смещаться по отношению друг к другу. Это обеспечивает гибкость эластичность покрышки и возможность амортизации ударов, передаваемых на каркас. Резинокордные слои каркаса закреплены на жестких крыльях, входящих в состав бортов покрышки.

2 Брекер. Поверх основных слоев каркаса размещается брекер, представляющий собой несколько слоёв обрезиненного корда с меньшей частотой нити .Назначение брекера- предохранение каркаса от резких ударных нагрузок, обеспечение прочной эластичной связи каркаса и протектора, поглощение и смягчение ударов и равномерное распределение действия нагрузок на большую поверхность каркаса. В диагональных шинах брекер изготавливается из обрезиненного текстильного корда.

В радиальных из обрезиненного высокомодульного корда и комбинации с текстильным кордом. В с/х покрышках брекер может отсутствовать его функции выполняют последние слои каркаса изготавливаемые из более редкого по частоте кордного полотна.

3 Протектор - наружная часть покрышки. непосредственно контактирующая с дорогой, протектор защищает каркас от механических повреждений, обеспечивает сцепление шины с дорогой, передает тяговые тормозные усилия. По наружной поверхности протектор имеет рельефный рисунок, называемый беговой дорожкой, по толщине протектор подразделяется на беговой и подконавочный слой. Плечевые зоны соединяют беговую дорожку и подконавочный слой с боковинами.

Условия работы этих слоёв не одинаковы, беговой слой должен иметь хорошее сопротивление истиранию, порезам, проколу и раздиру.

Подканавочный слой должен быть эластичным, иметь высокое сопротивление раздиру и растрескиванию. Соотношение толщины этих слоёв различно. Зависит от назначения покрышки и качества применяемой резины. Толщина 25-60% от глубины канала протектора. Толстый подканавочный слой способствует разогреву протектора и покрышки и отслоению протектора от каркаса и брекера. Тонкий слой меньше нагревается.

Рисунок протектора должен обеспечивать:

- хорошее сцепление с поверхностью дороги в направлении движения, так и в боковом направлении;

-должен обеспечивать повышенную проходимость автомобиля на плохих дорогах;

-способствовать отводу тепла;

-не увеличивать шум, при движении автомобиля.

Тип рисунка протектора определяется условием эксплуатации транспортного средства, рисунок состоит из выступов в виде отдельных шашек или сплошных грунтозацепов (углубления между шашками), щелевидных прорезей шириной не более 1,5 мм.

Под насыщенностью рисунка понимают долю площади поверхности беговойдорожки, приходящейся на выступы. Для применения на хороших дорогах, канавки рисунка протектора не должны быть широкими, т.к. это приведёт к уменьшению площади контакта и увеличению износа протектора. При повышении скорости, требования к обеспечению хорошего сцепления особенно с влажной поверхностью усиливаются, поэтому протекторы снабжаются рисунками с узкими щелевидными прорезями, они образуются при вулканизации в пресс-форме.

Благодаря наличию большого количества узких канавок и прорезей, происходит разрушение водяного клина между покрышкой и дорогой и отжатие влаги с поверхности контакта.

Продольные канавки облегчают управление транспортным средством и обеспечивают хорошее сопротивление боковым заносам.

Поперечное расчленение обеспечивает хорошее торможение, а на мягких грунтах повышает сцепление. Тип рисунка, сочетающий наличие продольных зигзагообразных канавок и рёбер, расчленённых щелевидными прорезями, называется дорожным (65-85% - рисунок).

Универсальный рисунок характерен для большинства грузовых, автобусных шин. Он обычно состоит из достаточно крупных шашек и канавок в центре беговой дорожки и грунтозацепов и вымоек по её краям. Насыщенность такого рисунка меньше (50-70%) и обеспечивает достаточную проходимость по любым дорогам.

Рисунок повышенной проходимости состоит из ряда грунтозацепов и выемок и расчленённых рёбер и канавок.

4 Борта покрышки – жёсткая нерастягиваемая часть покрышки, которая служит для прочного крепления шины на ободе колеса. Бортовая часть воспринимает различные внешние нагрузки:

- нагрузки, возникающие в шине под действием центробежных сил;

- нагрузки от наличия внутреннего давления в шине;

- боковые нагрузки на поворотах и стремящиеся снять шины с обода колеса.

1 – основание, та часть борта что прилегает к ободу колеса

2 – носок – внутренняя часть

3 – пятка – внешняя

Основными деталями борта являются бортовые крылья, которые состоят из бортового кольца, наполнительного шнура и крыльевой ленты.

Жесткость и прочность борту придает находящиеся в нем бортовые кольца из обрезиненной проволоки. В зависимости от размера покрышки борт может содержать разное число колец. Суммарная прочность определяется специальными расчетами. Проволочное кольцо обернутое прорезиненной тканью, называется крылом. В покрышках с 2-мя и более крыльями и в радиальных покрышках на наружную поверхность по всей окружности бортового кольца наклеивают наполнительный шнур. Его функция устранение возможных провалов в борте покрышки, усиление борта. Для предотвращения смещения и сдвига витков бортовой ленты из проволоки, бортовое кольцо оборачивается в 2-х местах обрезиненной тканью, оберткой, а для лучшего закрепления крыла, в борте покрышки, кольцо с наполнительным шнуром оборачивают широкой обрезиненной лентой(флиппер). В некоторых конструкциях с одним крылом отсутствовать и наполнитель и крыльевая лента. Для закрепления крыла в борте, кромки слоев заворачивают на крыло и прикатывают. Для равномерного распределения материалов, расстояние между кромками завернутых слоев 15-25 мм. Диаметр кольца определяется числом заворачиваемых слоев, прессовкой этого материала и посадочным диаметром покрышки, для защиты бортов от повреждения о закраины обода, наружную часть борта усиливают одной или несколькими ленточками из обрезиненных тканей, обрезиненного металлокорда или резиновой смеси, эти ленты называются бортовыми.

5 Боковины – наружное резиновое покрытие ,которое накладывается на боковые стенки каркаса для предохранения их от механических повреждений, атмосферных воздействий. В отличии от протектора, боковины не испытывают больших напряжений, в основном боковина работает на изгиб и растяжение, поэтому имеет малую толщину и должна быть эластичной, выдерживать многократные деформации и иметь хорошее сопротивление световому и озонному старению. На боковины наносятся все маркировки.

Радиальные покрышки отличаются от диагональных по расположению нитей корда в каркасе, по форме профиля, по слойности, по количеству деталей в бортовой части, по материалу бреккера, по качеству применяемых материалов. Снижение напряженности в слоях каркаса позволяет снизить число слоев до той же прочности что и в диагональных , почти в 2 раза. Это позволяет увеличить радиальную эластичность шины и при той же массе можно увеличить толщину протектора, однако уменьшив число слоев каркаса, уменьшится жесткость и массивность борта, это устраняется применением специальных профилированных наполнительных шнуров из жесткой резины, жестких резиновых бортовых лент и дополнительных усиленных лент из металлокорда.

Каркас с радиальным расположением нитей, обладает меньшей окружной жесткостью и для увеличения жесткости и прочности покрышкив целом вводится жесткий, почти не растягивающийся бреккер, изготавливаемый из высокомодульного корда. Угол наклона нитей в бреккере составляет 70-80˚ к меридиану.

Жесткий бреккер способствует большему сцеплению шины с дорогой за счет увеличения площади контакта при этом контактируемое давление уменьшается и распределяется более равномерно, что приводит к уменьшению проскальзывания элементов рисунка относительно дороги, увеличивается боковая усталость. Большая прочность бреккеране дает возможности обтекать препятствия и это вызывает вибрации при езде по плохим дорогам. В зоне боковины радиальные шины испытывают значительные деформации под действием внутреннего давления и при качении, поэтому шины должны обладать более высокой выносливостью.Уменьшение слоев в каркасе и уменьшение проскальзывания, приводит к меньшему теплообразованию, что способствует большей износостойкости и позволяет увеличить скорость движения. У радиальных выше ходимость в 1.5 раза и ниже расход топлива на 5-8%.

Бескамерные шины.В этих шинах на внутренней поверхности каркаса имеется слой газонепроницаемой резины, герметизирующий, выполняющий функции камеры, т.е. воздух накачивается в полость шин, герметизация такой шины достигается плотной посадкой шины на обод специальной конструкции, применением бортовой резиновой уплотнительной ленты между съемной закраиной обода и бортом покрышки, и резинового уплотнительного шнур, между цилиндрической частью обода и закраиной обода. При проколе, вследствии упругости материалов, отверстие сжимается и давление уменьшается медленно.

Преимущества бескамерной шины:

-повышение безопасности езды,

-возможность езды при малых проколах,

-более легкий путевой ремонт,

-лучшие амортизационные свойства,

-более низкое теплообразование, пониженная температура работы способствует увеличению срока службы шин.