Конструкция

Грузовые шины являются одним из важнейших узлов грузового автомобиля и влияют на все его показатели: расход топлива, управляемость, устойчивость, тормозные свойства, комфорт, долговечность и т. д. Конструкция шины довольно сложная. Шина состоит более чем из двухсот различных элементов и к материалам, используемым для производства шин, предъявляются очень высокие требования.


Пневматическая шина представляет собой упругую оболочку, предназначенную для установки на ободе колеса и заполняемую воздухом под давлением. В зависимости от способа герметизации пневматические шины производят в камерном и бескамерном исполнении.

Камерная шина состоит из покрышки и ездовой камеры с вентилем. Грузовые камерные шины монтируют на ободные ленты. Она предохраняет камеру от защемления между бортом покрышки и ободом и от повреждения неровностями обода.

Бескамерная шина представляет собой усовершенствованную покрышку, которая одновременно выполняет функции обычной покрышки и камеры. Воздушная полость в бескамерной шине образуется покрышкой и ободом колеса. Упругая резинокордная оболочка пневматической шины воспринимает тяговые и тормозные усилия, обеспечивает сцепление с дорогой.

Основными элементами покрышки являются каркас, брекер, протектор, боковины и борта.

Каркас– резинокордная основа (силовая часть) покрышки. Он выполнен из одного или нескольких слоев прорезиненного корда с резиновыми прослойками, закрепленных на бортовых кольцах

Брекер  - состоит из одного и более слоев разреженного прорезиненного корда, разделенных резиновыми прослойками, и расположен между каркасом и протектором. В зависимости от материала корда в брекере шины подразделяются на шины с текстильным брекером (ТБ) и металлокордные (МК), а при использовании металлокорда и в каркасе, и в брекере – целиком металлокордные (ЦМК).
Шина состоит из: каркаса, слоев брекера, протектора, борта и боковой части.

Текстильный и полимерный корд применяются в легковых и легкогрузовых шинах. Металлокорд - в грузовых. В зависимости от ориентации нитей корда в каркасе различают шины:

  • радиальные
  • диагональные

В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса.

В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити соседних слоев перекрещиваются.

Радиальные шины конструктивно более жесткие, вследствие чего обладают большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, создают меньшее сопротивление качению, обеспечивают меньший расход топлива. Из-за возможности варьировать количество слоев каркаса (в отличие от обязательно четного количества в диагональных) и возможности снижения слойности, снижается общий вес шины, толщина каркаса. Это снижает разогрев шины при качении - увеличивается срок службы. Брекер и протектор так же легче высвобождают тепло - возможно увеличение толщины протектора и глубины его рисунка для улучшения проходимости по бездорожью. В связи с этим, в настоящее время[когда?] радиальные шины для легковых автомобилей практически полностью вытеснили диагональные.

Брекер находится между каркасом и протектором. Предназначен для защиты каркаса от ударов, придания жесткости шине в области пятна контакта шины с дорогой и для защиты шины и ездовой камеры от сквозных механических повреждений. Изготавливается из толстого слоя резины (в легких шинах) или скрещенных слоев полимерного корда и (или) металлокорда.

Протектор необходим для обеспечения приемлемого коэффициента сцепления шин с дорогой, а также для предохранения каркаса от повреждений. Протектор обладает определенным рисунком, который различается в зависимости от назначения шины. Шины высокой проходимости имеют более глубокий рисунок протектора и грунтозацепы на его боковых сторонах. Рисунок и конструкция протектора дорожной шины определяется требованиями к отведению воды и грязи из канавок протектора и стремлением снизить шум при качении. Но, все же, главная задача протектора шины - обеспечить надежный контакт колеса с дорогой в неблагоприятных условиях, таких как дождь, грязь, снег и т. д., путем их удаления из пятна контакта по точно спроектированным канавкам и желобкам рисунка. Но эффективно удалять воду из пятна контакта протектор в силах лишь до определенной скорости, выше которой жидкость физически не сможет полностью удаляться из пятна контакта, и автомобиль теряет сцепление с дорожным покрытием, а, следовательно, и управление. Этот эффект носит название аквапланирование. Существует широко распространенное заблуждение, что на сухих дорогах протектор снижает коэффициент сцепления из-за меньшей площади пятна контакта по сравнению с шиной без протектора (slick tyre). Это неверно, так как в отсутствие адгезии сила трения не зависит от площади соприкасаемых поверхностей. На гоночных автомобилях в сухую погоду используются шины с гладким протектором либо вообще без него для того, чтобы снизить давление на колесо, уменьшив его износ, тем самым позволив применять в изготовлении шин более пористые мягкие материалы, обладающие большим сцеплением с дорогой. Во многих странах существуют законы, регулирующие минимальную высоту протектора на дорожных транспортных средствах, и многие дорожные шины имеют встроенные индикаторы износа.

Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой резины (у бескамерных шин).

Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.

Шипы противоскольжения. В целях повышения безопасности движения автомобиля в условиях гололеда и обледенелого снега применяют металлические шипы противоскольжения. Езда на шипованных шинах имеет заметные особенности. На ходу автомобиль делается заметно более шумным, ухудшается его топливная экономичность. В снежно-грязевой каше или в глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твердом сухом или влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают «обычным»: из-за снижения площади пятна контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля увеличивается на 5-10 %. Хотя 70-процентное сокращение тормозного пути на льду - их несомненное преимущество.

Бескамерные шины (tubeless) наиболее распространены благодаря своей надежности, меньшей массе и удобству эксплуатации (так, например, прокол в бескамерной шине не причинит больших неудобств по дороге до автосервиса).