ШИНЫ ОБЫЧНОГО ПРОФИЛЯ И ШИРОКОПРОФИЛЬНЫЕ

В настоящее время шины обычного профиля (тороидные, рис. 1.10, а) применяются в основном на грузовых автомобилях и тракторах. Для них коэффициент ширины обода (отношение ширины профиля обода колеса к ширине профиля шины, b/В) составляет 0,65…0,78. Исследования [ 5 ], проведенные еще в 70-е годы прошлого века, показали, что наилучшие условия работы шин для грузовых автомобилей обеспечиваются при значениях коэффициента ширины обода 0,73…0,74.

Тороидные шины по сравнению с широкопрофильными при одинаковом их наружном диаметре обеспечивают колесной машине следующие преимущества:

- меньшие массу и стоимость;

- лучшую динамику разгона и максимальную скорость;

- лучшую (на 15…20 %) топливную экономичность;

- более низкий уровень шума.

Широкопрофильные шины (рис. 1.10, б) в современном автомобилестроении постепенно вытесняют тороидные. На легковых автомобилях, автобусах, коммерческих грузовых автомобилях, предназначенных для междугородных и городских перевозок, прицепах и полуприцепах к ним низкопрофильные шины заняли доминирующее положение.

а) б) Рис. 1.10. Тороидная (а) и широкопрофильная (б) шины

Они имеют увеличенную ширину профиля по сравнению с обычными тороидными шинами и больший коэффициент ширины обода (0,75…0,85). Одна такая шина при установке на грузовой автомобиль, прицеп или полуприцеп способна заменить две тороидные. Широкопрофильные шины имеют протектор малой кривизны, что обеспечивает более равномерное распределение удельных давлений в контакте с опорной поверхностью. Шины для грузовых автомобилей выпускаются как камерными, так и бескамерными, а для легковых – только бескамерными.

Широкопрофильные шины при одинаковом наружном диаметре обеспечивают ряд существенных преимуществ по сравнению с тороидными:

- меньшее сопротивление качению на дорогах с твердым покрытием, особенно при высоких скоростях движения;

- значительно лучшую передачу тяговых и тормозных сил;

- лучшее восприятие боковых сил и более быструю реакцию на поворот руля (высокую устойчивость и хорошую управляемость при движении автомобиля на поворотах);

- возможность размещения тормозных дисков большего диаметра, причем, тем большего, чем более плоская шина (больший посадочный диаметр обода в сравнении с наружным диаметром шины).

Кроме того, широкопрофильные шины на прицепах и полуприцепах при одинаковой грузоподъемности с тороидными имеют меньший диаметр, что обеспечивает снижение погрузочной высоты грузовых платформ.

К недостаткам же этих шин можно отнести:

- большую массу (тем более, в сборе с колесами);

- большую стоимость, обусловленную стоимостью самих шин и более дорогих колес;

- большее требуемое пространство для размещения колес в надколесных нишах, возможное уменьшение предельных углов поворота управляемых колес (увеличение радиуса поворота);

- необходимость большего пространства для размещения запасного колеса, что наиболее актуально для легковых автомобилей;

- ухудшение плавности хода за счет большей неподрессоренной массы, а также повышенной жесткости самих шин (чем ниже профиль шины, тем она жестче);

- повышенную склонность к аквапланированию (касается легковых автомобилей).

Мировые тенденции и опыт ведущих зарубежных фирм в области разработки новых шин показывают, что в настоящее время наиболее перспективными для грузовых автомобилей являются так называемые целиком металлокордные шины (ЦМК или «All-Steel» шины). Это радиальные бескамерные шины с металлокордными каркасом и брекерным поясом, которые занимают более 90 % в объеме выпускаемых в Европе шин для грузовых автомобилей. Номенклатура ЦМК шин включает шины с посадочным диаметром 17,5”; 19,5”; 22,5” и 24,5” с постоянным и регулируемым давлением воздуха. Все большее распространение находят шины уменьшенного диаметра и увеличенной грузоподъемности.

ЦМК шины обеспечивают грузовым автомобилям необходимый уровень безопасности движения, особенно в экстремальных условиях эксплуатации и при движении с максимальными скоростями. По комплексу большинства основных эксплуатационных свойств, а также себестоимости производства эти шины превосходят все известные конструкции шин для грузовых автомобилей.

Преимуществами ЦМК шин по сравнению с шинами комбинированной конструкции (например, с нейлоновым кордом и металлокордом) являются:

- меньшая толщина каркаса, позволяющая получить большую толщину подканавочного слоя протектора, что, в свою очередь, обеспечивает возможность нарезания рисунка протектора после его износа и увеличивает ресурс работы шин, а также благоприятно влияет на их тепловую нагруженность;

- минимальные гистерезисные потери, предопределяющие очень низкий коэффициент сопротвления качению (не более 0,006);

- пониженная на 15…20⁰С температура нагрева в процессе эксплуатации, что уменьшает вероятность расслоения элементов покрышки и интенсивность износа протектора и обеспечивает возможность движения с максимальными скоростями не менее 130 км/ч;

- увеличенные на 10 % грузоподъемность и в 1,7…2,0 раза (до 200…210 тыс. км) ресурс работы шин с учетом нарезания рисунка протектора после его износа и 4…5-ти кратного его восстановления, что обусловлено высокой усталостной прочностью каркаса и жесткостью каркаса и брекерного пояса. Также в связи с этим ЦМК шины не разнашиваются;

- меньшая склонность к проколам;

- приспособленность к утилизации.

Недостатком ЦМК шин является низкий уровень ремонтопригодности при повреждении корда.