. Особенности конструкции шин Диагональные шины

Диагональными (рис. 11.7а) называются шины, у которых нити корда в смежных слоях каркаса скрещиваются (проходят по диагонали) и накло­нены к линии экватора в коронной зоне шины на 30—38° (рис. 11.8). В этом случае для уравновеши­вания сил, действующих в нитях, число слоев корда в каркасе должно быть четным.

При качении шины происходит ее деформация, сопровождаемая изменением формы профиля в раз­личных радиальных сечениях. Поскольку кордные нити имеют высокую жесткость на растяжение, то благодаря податливости связующей их резины углы взаимного положения нитей в смежных слоях кар­каса меняются. При деформации резины, в част­ности заполняющей пространство между нитями, из-за присущего ей большого внутреннего трения

Рис. 11.8. Рас­положение ни­тей корда диаго­нальной шины в коронной зоне

выделяется теплота, разогревающая шину. При этом снижается дол­говечность шины из-за температурного старения резины и нитей корда и увеличивается сопротивление ее качению вследствие со­вершаемой внутри шины большой работы сил трения.

Изменение углов взаимного положения нитей корда в коронной зоне может вызвать упругое перемещение элементов протектора между собой, что приведет к увеличенному их проскальзыванию относительно дороги и, следовательно, более быстрому износу. Это явление может также отрицательно сказаться на сцепных свойствах шины в тяговом, тормозном режимах или при движении на повороте.

Указанные недостатки имеют принципиальный характер, и ог­раничивают область применения диагональных шин, поскольку от­рицательно влияют на экономичность и безопасность автомобиля.

Радиальные шины

В радиальной шине (рис. 11.76 и рис. 11.9 а), нити корда лежат практически в радиальных плоскостях, проходящих через ось колеса. При этом угол наклона к линии экватора в коронной зоне составляет 85—90°. Если в каркасе два или более слоев корда, то близлежащие нити в смежных слоях почти параллельны. Такое расположение нитей улучшает условия их работы, так как уменьшаются деформации сжатия и сдвига резины между нитями, и следовательно, меньше по сравнению с диагональным каркасом работа сил трения и разогрев шины. Поэтому каркас радиальной шины имеет больший срок службы.

При накачивании шины радиаль­ный каркас принял бы тороидальную форму и имел бы большую податли­вость под действием продольных и боковых реакций. Для устранения этого недостатка поверх каркаса ус­танавливается жесткий брекерный по­яс (рис. 11.96), состоящий из несколь­ких слоев синтетического или сталь­ного корда. Угол наклона нитей к ли­нии экватора составляет 6—10°. При таком малом угле в сочетании с не­растяжимостью кордных нитей бре­керный пояс при качении работает по­добно стальному гибкому обручу. Рав­номерно передавая по окружности на каркас продольные и боковые реакции дороги, брекер нагружает все нити корда исключительно растягивающими усилиями. Это снижает напряжение в нитях и при прочих равных условиях по­зволяет уменьшить число слоев корда в каркасе по сравнению с диагональной конструкцией или же повысить грузоподъемность ши­ны. Кроме того, деформация сдвига резины в брекере мала и не приводит к упругим перемещениям элементов протектора, как у

Рис. 11.9. Основные составляю­щие радиальной шины а — каркас; 6 — брекер

диагональной шины. Поэтому износостойкость протектора ради­альной шины в 2—3 раза выше, чем у диагональной. Из-за суще­ственно меньших потерь на трение в каркасе мало сопротивление качению шины. Хорошо работающие на изгиб радиальные нити в сочетании с малым числом слоев корда обеспечивают высокую радиальную податливость каркаса, что соответственно придает ра­диальной шине большую мягкость по сравнению с диагональной. Радиальная шина, благодаря нерастяжимому брекеру, практически не меняет свой профиль и натяжение нитей с ростом скорости. Поэтому на высоких скоростях она не меняет характеристику упругости.

Жесткий в поперечном направлении брекерный пояс не иск­ривляется под действием боковых реакций дороги, а упруго пово­рачивается в горизонтальной плоскости, натягивая радиальные нити каркаса. Поэтому сопротивление боковому уводу радиальной шины выше, чем диагональной. Это свойство может быть использовано для улучшения управляемости автомобиля. Однако радиальный кар­кас более податлив в поперечном направлении, чем диагональный. Поэтому под действием боковых реакций дороги колесо больше смещается в поперечной плоскости, что может привести к увели­ченным колебаниям автомобиля после быстрых поворотов руля.

Однако радиальные шины имеют ряд недостатков. При стальном корде в брекере они имеют несколько большую массу и больший момент инерции относительно оси вращения колеса. При опреде­ленных частотах воздействия дорожных неровностей, например на булыжном покрытии, передают на ступицу колеса высокий уровень вибраций. Радиальная шина имеет большую стоимость изготовления, поскольку содержит в своей конструкции большее число элементов. Кроме того, при ее изготовлении применяется значительно более трудоемкий процесс сборки. В отличие от диагональной шины, которая может быть собрана на одном приспособлении, для ради­альной шины каркас и брекер (рис. 11.9) собираются отдельно и потом посредством резины соединяются в специальной установке.