Устройство ходовой части

Конструкции грузовых шин

Чтобы правильно подобрать грузовую авторезину, необходимо понимать, какие бывают покрышки по типу конструкции. Для начала стоит разобраться в строении шины, она состоит из:

• протектора;
• нескольких слоев брекера;
• корда (каркаса);
• боковина;
• борт;
• бортовое кольцо;
• нейлоновый бандаж (не на всех моделях).

Это основные элементы конструкции. Иногда может добавляться стальной пояс, устанавливается на покрышках для спецтранспорта.

Помимо этого, пневматические шины могут быть камерными и бескамерными. Первый вариант имеет в составе резиновую камеру, она и накачивается воздухом. Бескамерная резина накачивается непосредственно на диске.

По конструкции каркаса шины делят на диагональные и радиальные. Рассмотрим их подробнее.

• Диагональная конструкция предполагает размещение корда слоями, причем нити размещаются по диагонали к радиусу. Каждый слой имеет направление нитей перпендикулярное предыдущему. Располагаются они парами, количество слоев всегда четное. Единственное преимущество, повышенная устойчивость к проколам, порезам. Используется только на грузовом транспорте.
• Радиальная конструкция подразумевает расположение нитей от одного борта к другому. По радиусу покрышки. Корд может быть металлизированным или текстильным, иногда совмещаются два варианта. Менее устойчивы к порезам, но лучше сопротивляются нагрузкам.

На данный момент основной конструкцией является радиальная. Она маркируется буквой R, если такая маркировка отсутствует, значит автошина диагональная.

Радиальные, диагональные и металлокордные

Силовые свойства определяются материалом и расположением нитей корда. Постепенно выработался единый подход к конструированию – дорожная резина, в том числе работающая на высоких скоростях, должна иметь радиальное плетение металлических нитей, так обеспечивается минимальный боковой увод колёс при сохранении комфортного поглощения неровностей. А резина для машин, эксплуатирующихся в более тяжёлых условиях и на меньших скоростях, требует высокой прочности с сохранением некоторой гибкости профиля, отсюда применение несколько устаревшего диагонального плетения и текстильного капронового корда. Причём многослойного, прочность нужна действительно высокая.

Боковина шин диагонального типа плохо противостоит боковым уводам, то есть отклонениям плоскости вращения от траектории в поворотах, зато за счёт перекрещивания нитей корда прекрасно противостоит повреждениям от ударов.

Виды протектора

Рисунок протектора является важной характеристикой шины. На него возложен ряд задач

• Защита от механических повреждений, которые провоцирует езда по неровной дороге, осколки стекла и другие острые предметы.
• Удаление воды в месте контакта колеса с покрытием, чтобы избежать эффекта аквапланирования.

Благодаря увеличению размера пятна, контактирующего с дорогой, улучшаются амортизационные характеристики, степень проходимости. Автомобиль с подобными шинами без проблем преодолевает снег, грязь, песок, неровности покрытия.

Для колес низкого давления используют два варианта рисунка.

• Грязевая «елочка».
• Спортивные «шашечки».

По каким признакам классифицируются автошины

Виды автомобильных шин разделяют по целому ряду параметров, это упрощает выбор. В первую очередь разделяют по типу транспорта. Покрышки могут быть рассчитаны на легковые автомобили, грузовики, мототехнику, спецтранспорт. У грузовой резины существует подразделение еще и по особенностям конкретных автомобилей и осям. В зависимости от типа транспорта шины могут иметь разные размеры, протектор, допустимые нагрузки и прочие параметры.

Также разделяют по допустимым дорожным покрытиям. От правильного выбора зависит управляемость и некоторые другие нюансы.

По типу конструкции выделяют несколько разновидностей, отличающихся расположением корда.

Важным является разделение по сезону. Покрышки разделяют по возможности применения в определенное время года. От этого зависит безопасность движения, а также продолжительность эксплуатации покрышек.

Еще существует деление по протектору. Этот фактор влияет на управляемость, безопасность, а также возможность движения по разным покрытиям. Поэтому, его стоит учитывать при выборе.

Виды шин

Шины можно классифицировать по нескольким параметрам.

Сезонный фактор

Рисунок протектора летних и зимних шин По сезонному фактору различают летние, зимние и всесезонные шины. Сезонность шины определяется по рисунку протектора. На летней резине отсутствует микрорисунок, зато присутствуют ярко выраженные бороздки для стока воды. Это обеспечивает максимальное сцепление колес с асфальтом.

Зимние шины от летних можно отличить по узким канавкам протектора, которые позволяют резине не терять свою эластичность и хорошо держать машину даже на обледенелой дороге.

Существуют и так называемые “всесезонные шины”, о плюсах и минусах которых можно сказать следующее: они одинаково хорошо показывают себя как в жару, так и в холод, однако обладают весьма средними эксплуатационными характеристиками.

Способ герметизации внутреннего объема

По этому показателю различают “камерные” и “бескамерные шины”. Бескамерные шины – это шины, имеющие только покрышку. В них герметичность достигается за счет устройства последней.

Внедорожные шины

Этот класс шин отличается повышенной проходимостью. Резина характеризуется высоким профилем и глубокими канавками протектора. Подходит для езды по глинистым и грязевым участкам, крутым склонам и прочему бездорожью. Но на этой резине не получится развить достаточную скорость на ровной дороге. В обычных условиях эта шина плохо “держит дорогу”, в следствие чего снижается безопасность движения, а протектор быстро изнашивается.

Рисунок протектора шин

Рисунок протектора шины По рисунку протектора различают шины с ассиметричным, симметричным и направленным рисунками.

Симметричный рисунок наиболее распространен. Параметры шины с таким протектором наиболее сбалансированы, а сама шина в большей степени приспособлена для эксплуатации на сухой дороге.

Наивысшие эксплуатационные свойства имеют шины с направленным рисунком, который придает покрышке устойчивость к аквапланированию.

Шины с ассиметричным рисунком реализуют в одной покрышке двойную функцию: управляемость на сухой дороге и надежность сцепления на мокром дорожном покрытии.

Низкопрофильные шины

Этот класс шин разработан специально для скоростного движения. Они обеспечивают быстрый разгон и уменьшают тормозной путь. Но, с другой стороны, эти шины не отличаются плавностью хода и характеризуются шумностью при движении.

Слики

Слики – еще один класс шин, который можно выделить отдельной. Чем отличаются слики от остальных шин? Абсолютной гладкостью! Протектор не имеет ни канавок, ни бороздок. Слики хорошо себя показывают только на сухой дороге. Используются в основном в автоспорте.

Текстильный корд

Существует метод утилизации шин путем их сжигания с использованием топлива (горючего газа), полученного из самих же шин.

Энергию топлива можно использовать и в других целях, например, в теплообменниках.

Первичный

Газ получают из текстильного корда путем химического процесса пиролиза.

Процесс происходит в камере, температура в которой достигает 1000°С. Перед загрузкой в реактор от шин отделяют бортовой корд.

В результате окисления на выходе получают газ и жидкость.

Помимо горючести они обладают рядом полезных свойств:

1. Хороши в качестве пластификаторов и растворителей, мягчителей (используется пиролизная смола) в процессах регенерации резины.
2. Побочный продукт пиролиза — тяжелые фракции — добавляют в битум, улучшая его характеристики.
3. Газообразные вещества идут на производство ароматических масел. Последние, в свою очередь, участвуют в изготовлении резиновых смесей.

Вторичный

Вторичный текстиль имеет ценность и как самостоятельный материал.

Текстиль из тканевого корда представляет собой искусственное волокно. Его состав:

• минеральная (нейлоновая) вата;
• резиновая крошка, ее массовая часть – 5%, размер частиц – до 0,5 мм.

Использование текстиля, образовавшегося при получении резиновой крошки, возможно во многих сферах. Вот основные способы применения:

1. Минвата – хороший утеплитель. По эксплуатационным свойствам она не уступает эковате и стекловате. А по уровню защиты от шума и сохранению тепла превосходит такой аналог, как базальтовую вату. Дополнительные плюсы: это дышащий материал, не меняет характеристик со временем, имеет срок службы свыше 50 лет, дешев и безопасен.
2. Вату применяют как технологическую добавку в стройматериалы. Это способствует снижению трещинообразования в трубах различного назначения.
3. Из текстиля можно изготовить арматуру.
4. Из вторичного текстиля получаются отличные спортивные снаряды. Им наполняют маты, боксерские груши, щиты.

Материал выгоден. Он, как побочный продукт утилизации автошин, имеет низкую цену.

В заключение добавим, что текстиль из корда не боится биологического воздействия, не подвержен износу.

Как появились бескамерные шины

Первая версия бескамерных покрышек была запатентована еще в 1903 г. Опытный образец был разработан инженерами компании Goodyear, которая сегодня является одной из лидеров на шинном рынке. Однако в начале XX в. изобретение было признано более опасным и менее эффективным, чем камерные колеса, которые были выпущены в 1911 г.

Первым серийным автомобилем, который был оснащен такими покрышками, стал Packard. Несмотря на периодический выпуск этих изделий, серийно они вышли на рынок только в 80-х гг. Это было связано с усовершенствованием конструкции и повышением безопасности многослойных шин.

За несколько десятков лет бескамерные колеса стали занимать лидирующую позицию на рынке. В розничном сегменте их выбирают 85-97% потребителей.

Общая справочная информация

Диапазоны возможных значений для шин и дисков Vortex Corda 2011.

Шины

Диаметр	14″–14″
Ширина (мм)	185–185
Профиль (%)	60–60
Самый маленький размер	185/60 R14
Самый большой размер	185/60 R14

Колёсные диски

Диаметр	14″–14″
Ширина (дюймы)	6–6
Вылет (мм)	38–38
Сверловки	4×100

Фото

Советы экспертов

Выбирая резину для автомобиля, необходимо в первую очередь руководствоваться инструкцией изготовителя. Задайте себе несколько вопросов.

• На каких дорогах преимущественно будет эксплуатироваться автомобиль?
• Нужна ли повышенная проходимость?
• Какую часть пути будут составлять городские дороги, а какую трасса?
• Будет ли автомобиль перевозить тяжелые грузы?

Ответы на эти, и подобные им вопросы помогут определить, на какие параметры шин нужно обратить особое внимание

Как правильно выбрать диски для Vortex Corda 2011?

3 типа колёсных дисков:

• Штампованные (экономичная ценовая категория) — изготавливаются из листа железа путём штамповки на прессе.
• Легкосплавные — изготавливаются путем «литья» (более надёжные, чем штампованные).
• Кованые (наиболее качественные и дороже предыдущих) — изготавливаются из лёгких сплавов путём штамповки при высоких температурах.

Выбор зависит от финансовых возможностей. Однако следует учитывать, что качество дорожного покрытия, по которому приходится ездить каждый день, тоже необходимо учитывать.

Так при попадании в яму, штампованный диск погнётся и не причинит вреда шине, а кованный или литой может ее разрубить. Существует вероятность того, что литой диск может лопнуть или расколоться.

Также следует заметить, что ремонт «штамповки» стоит дешевле, чем ремонт литых или кованных дисков. Но колеса с качественными литыми и кованными дисками меньше убивают подвеску, т.к. легче и имеют более совершенную геометрию (лучше сбалансированы).

Одни и те же диски могут тереть шинами или не тереть на одном и том же автомобиле — тут поможет регулировка «развал-схождения».

Какое давление в шинах?

В обязанности водителя входит постоянный контроль давления в шинах. Это позволит избежать стандартных проблем, связанных с эксплуатацией транспортного средства. Неноминальное значение давления нередко становится причиной:

• ухудшения управления;
• неравномерного износа протектора.

Часто автовладелец самостоятельно снижает давление в колёсах собственного транспортного средства. Таким образом снижается нагрузка на подвеску, машина на порядок легче «проходит» различные неровности дороги. Но стоит отметить: снижение давление даже на 0.1 МПа приводит к серьезным проблемам. К основным можно отнести:

• повышенный расход топлива;
• быстрый износ крайних сегментов протектора;
• автомобиль становится менее маневренным.

Не меньшие проблемы доставляет перекаченное колесо. Центральная часть баллона начинает быстро стачиваться. Кроме того, при температуре окружающей среды более чем 60 градусов Цельсия шина может просто взорваться. Что приведет к выезду на встречную полосу движения.

Шины для внедорожников

Модель автопокрышки для внедорожников Отдельным видом выступают шины для внедорожников. Применение указанного типа транспорта подразумевает езду по бездорожью, авторезина при этом должна иметь высокий профиль и быть устойчивой к проколам. Различают следующие виды автопокрышек для внедорожников:

1. Шоссейные. Предназначенные для езды по твердому дорожному покрытию. Для их производства применяется специальный состав резиновой смеси, устойчивый к абразивным частицам покрытия дороги. Используется специальный рисунок протектора и жесткость каркаса, они непредназначенные для езды по бездорожью. Мягкость автошин обеспечивает бесшумность изделий во время езды по трассе, а протектор — прекрасные ходовые качества авто.
2. Внедорожные (грязевые). Предназначенные для езды по непроходимой грязи и передвижению транспорта в труднодоступных местах. Высокая проходимость машины обеспечивается специальным протекторным слоем, способным выдавливать грязь из пятна контакта колес с дорогой. Указанные покрышки устойчивы к деформации и механическим повреждениям благодаря жесткости резины, а также устойчивости каркаса автопокрышек. При этом высота профиля шин высокая, боковины усилены — это не позволяет ездить на высокой скорости и выполнять экстремальные маневры. Внедорожные шины по конструктивным особенностям могут быть разделены на покрышки для преодоления песка, непроходимой грязи, скалистой местности. Для каждого варианта используется специальный протектор, отличающийся высотой, толщиной канавок и жесткостью резины.
3. Универсальная авторезина, применимая на шоссе и бездорожье. Указанный тип покрышек отличается от шоссейных шин крупным рисунком протектора и большей жесткостью резины. Указанные автопокрышки дают возможность ездить по песчаной поверхности, грязи. Автомобиль «обутый» в универсальные шины, обладает хорошей проходимостью.

От правильного выбора типа шин для внедорожников зависит тяга, управляемость, устойчивость, проходимость транспортного средства, снижает риск застревания машины во время преодоления различного рода препятствий.

Металлокорд

Ценные стальные компоненты отделяют от резиновой смеси в процессе двухступенчатого дробления шин в крошку.

Шины на цельнометаллическом корде очень легко поддаются обработке. Металл улавливается магнитами в сепараторах. При необходимости отделять и текстильную составляющую тоже применяют многоступенчатую сепарацию.

Виды

Металлокорд сортируется по группам:

• прутья;
• т.н. «пух».

Классификация учитывает размеры покрышек и способ утилизации.

Прутья из высокоуглеродистой стали, которая используется в металлокорде, применяют для:

• армирования ЖБИ конструкций;
• при изготовлении фибробетона.

«Пух» – это спутанные клубки тонкой проволоки. Их брикетируют и пускают в продажу.

Технология брикетирования

Существуют линии оборудования, которые брикетируют металлокорд непосредственно в процессе измельчения отработанной шины. Например, эта. Технология брикетирования металлокорда на такой установке следующая:

• отделенный металл, поступивший с предшествующей фазы, очищается и гомогенизируется;
• полученная на этом этапе резина возвращается в повторный процесс переработки;
• металлический пух брикетируется.

Можно задействовать и специальный пресс, например, такой AYMAS BP80T.

В последнее время начали появляться минизаводы, специализирующиеся на переработке металлокорда.

Как устроены

Шины делятся на камерные и бескамерные. Первый вариант обладает меньшей массой, но более склонен к деформации и механическим повреждениям.

Второй тип устойчив к нагрузкам, не деформируется, однако имеет низкую степень комфорта. Для его маркировки используется обозначение Tubeless. С боковых сторон изделие дополняется уплотнением, а внутреннее пространство — слоем толщиной 2 мм, обеспечивающим качественную герметизацию.

Устройство шины включает следующие элементы:

• протектор, обеспечивающий надежное сцепление с дорожным покрытием;
• каркас из синтетических или металлических нитей отвечает за прочностные характеристики;
• брекер представляет собой пояс из стального корда. Его функции: улучшить соединение с каркасом, предотвратить расслоение, повысить сопротивляемость к повреждениям;
• бортовые полосы, выполненные из натурального каучука, защищают от внешних факторов;
• крыльевая лента изготавливается из синтетического каучука, способствует повышению комфорта и управляемости;
• кольцевой стержень из стали помогает надежно закрепить шину на диске.

В случае шины низкого давления устанавливается разборной диск. Он обязательно оснащается устройством, препятствующим разбортировке (т. е. не позволяет покрышке соскочить с обода).

Шинные резины

Резину получают при смешении и последующей вулканизации (нагрев до 150—160° С) различных компонентов, основными из которых являются:

• каучук
• сажа
• сера

Разнообразием характера работы, выполняемой различными частями и деталями шины, вызвано применение при производстве шин резин с различным качественным и количественным содержанием компонентов и, следовательно, с разными физико-механическими свойствами.

Резины, применяемые в производстве шин, подразделяются по назначению на следующие основные группы:

• протекторные
• каркасные
• бортовые
• камерные

Условиями работы шин определяются основные требования к протекторным резинам: высокая сопротивляемость абразивному износу, образованию и разрастанию трещин, порезам, сопротивление старению и термостойкость, т. е. сохранение физико-механических свойств при длительном (в процессе всего срока эксплуатации) воздействии солнечных лучей, озона и кислорода воздуха, а также при повышении температуры в результате длительного движения, особенно при высоких скоростях.

Учитывая, что подавляющее большинство шин выходит из строя из-за износа рисунка протектора, износостойкость является главным требованием, предъявляемым к протекторной резине.

В первую очередь это относится к шинам для дорожных мотоциклов и спортивных, предназначенных для ШКГ.

Исходя из этого, протектор дорожных шин изготавливают на основе комбинации синтетических каучуков (СК) — стереорегулярного полибутадиенового (СКД) и бутлдиенметилстирольного (БСК) с большим наполнением активной сажей ПМ-100.

Резина на основе указанных компонентов обеспечивает высокую износостойкость протектора, однако обладает большой жесткостью.

Элементы рисунка протектора спортивных шин, предназначенные для кросса и многодневных соревнований, имеют довольно большую высоту и при эксплуатации подвергаются значительным деформациям. Поэтому применение в протекторе таких шин резин с большой жесткостью приводит к образованию трещин и скалыванию элементов рисунка.

В связи с этим протектор шин для кросса и многодневных соревнований изготавливают на основе комбинации натурального каучука (НК) с добавлением синтетического каучука типа СКД, поскольку резина на такой основе обладает высокой эластичностью, прочностью, стойкостью к многократным деформациям, износостойкостью и т.п.

Каркасные резины, изолирующие нити корда друг от друга, должны обеспечивать хорошую прочность связи между элементами покрышки, обладать высокой усталостной выносливостью при многократных деформациях, малой жесткостью и высоким сопротивлением тепловому старению. Каркасные резины для мотоциклетных шин изготовляют с применением НК, БСК и полиизопренового (СКИ-3) каучуков.

Камерные резины для мотоциклетных шин должны обладать:

• воздухонепроницаемостью
• хорошей сопротивляемостью разрыву
• теплостойкостью
• незначительными остаточными деформациями при удлинении

Их изготовляют из НК.

Резину для ободных лент делают на основе СК с большим наполнением регенерата.

Суть проблемы

В последние годы усилилась риторика и появились некоторые законодательные акты по поводу заботы об окружающей среде и переработке отходов не только в странах первого мира, но и на просторах России и бывшего СССР (например в Средней Азии). Это не удивительно, ведь переработка мусора и отходов является острейшей экологической, социальной и кое-где политической проблемой 21 века и пластмассы с резинами не являются исключением. С другой стороны, вторичное сырьё – это ценный ресурс для промышленности в условиях высоких цен на минеральное сырье, которое становится все более труднодоступным. Одним из наиболее острых и актуальных вопросов в области вторичного сырья является переработка шин, отработавших свой срок. С точки зрения химического состава, помимо собственно резины в шинах находятся оксиды серы, цинксодержащие химикаты и прочие не всегда полезные соединения. Если изношенные шины просто сжигать, то при горении они могут образовывать комбинации вредных и ядовитых веществ.

По всему миру возникают перерабатывающие предприятия, которые по той или иной технологии производят различное сырьё из отработанных шин, однако этого явно недостаточно. Число автомобилей постоянно увеличивается, а с ним растет и количество выбрасываемых шин. Лишь в ЕС их количество составляет более 2 миллионов тонн ежегодно из которых по разным данным перерабатывается порядка 30 процентов. Нужно ли говорить, что в постсоветстких странах ситуация еще плачевней – в России в переработку поступает менее 17 процентов этого материала. Примерно столько же автопокрышек сжигается, загрязняя атмосферу (см. следующую главу). Проблема в том, что переработка шин по-прежнему является не совсем рентабельным предприятием.

Для каких условий предназначены шины низкого давления

Прежде чем выбрать колеса с низким давлением, необходимо четко представлять в каких условиях предстоит использовать транспортное средство. Дело в том, что для разных видов грунтов рекомендуется индивидуальный рисунок протектора. Например:

• для торфяников подойдет резина с узором из канавок небольшой глубины;
• чернозем и глина нуждаются в функции самоочистки;
• облегчит прохождение по песку и снегу наличие мелкого и узкого рисунка с небольшой глубиной канавок.

Правильный выбор резины обеспечит высокую проходимость автомобиля в условиях бездорожья.

Для какого транспорта бывают
Этот тип шин предназначен для легковых машин, автобусов, небольших грузовиков, вездеходов, квадроциклов, прицепов, тяжелых мотоциклов, снегоходов, военной и сельскохозяйственной техники.

Колеса низкого давления отличает универсальность. Конечно, покрышки для сельскохозяйственной техники и военного транспорта преследуют разные цели, но оба вида без проблем передвигаются по пересеченной местности

В первом случае важно обеспечить минимальный уровень нагрузки на почву, во втором главным показателем является проходимость

Итоги

Более 70 000 шин после окончания срока эксплуатации накапливаются ежегодно в одних только Москве и Петербурге. Переработка методом измельчения охватывает всего 10% всего объема.

На международных выставках постоянно презентуют новые проекты по переработке покрышек. При использовании технологии в промышленных масштабах получают горючий газ, жидкое топливо, сажу.

Наряду с основными продуктами ценным сырьем являются также вторичные текстиль и металл. Над новыми производительными и экономичными технологиями извлечения их из резиновой крошки работают научные лаборатории.