Навчальні питання

5.1. Класифікація, маркіровка і конструкція автомобільних шин.

5.2. Робота автомобільних шин та фактори, які впливають на їх зношення.

5.3.ТО та ремонт автомобільних шин. Ремонт покришок в умовах підприємств та об’єктів сервісу.

Зміст теми

5.1. Класифікація, маркіровка і конструкція автомобільних шин.

Шини є важливим і дорогим елементом конструкції автомобіля. Залежно від вантажопідйомності автомобіля, його конструкції і умов експлуатації на придбання, обслуговування і ремонт шин доводиться 6—15 % собівартості транспортної роботи.

Роботи, пов'язані з монтажем-демонтажем шин, їх обслуговуванням, ремонтом (підкачкою, балансуванням і т. д.), складають 3—7% загальній трудомісткості ТО і ремонту автомобілів. Залежно від конструктивних особливостей шин витрата палива автомобіля може мінятися на 4—7 %. Недотримання параметрів технічного стану шин приводить до зростання витрати палива до 15 %, майже удвічі збільшується вірогідність дорожньо-транспортних подій.

Шина встановлюється на обід і разом з ним і диском утворює автомобільне колесо Основним елементом шини є каркас. Його виготовляють з кордової тканини: текстилю, синтетичних волокон, сталевого дроту, скловолокно і ін. Вартість каркаса складає приблизно 60 % вартості шини, а протектора 5— 7 %. Довговічність каркаса в 2— 3- разу більша, ніж протектора, тому при зносі протектора шину доцільно відновити, наклавши (привулканизировав) новий протектор.

Залежно від призначення розрізняють шини: для легкових автомобілів і причепів до них, вантажних автомобілів малої вантажопідйомності, мікроавтобусів; для вантажних автомобілів і причепів до них, автобусів, тролейбусів. Малюнок протектора може бути дорожній, універсальний, підвищеній прохідності, зимовий. Останній тип протектора можна оснащувати шпильками протиковзання. Застосування шин з малюнком протектора, не відповідним конкретним умовам, призводить до зниження безпеки автомобіля, ресурсу шини, збільшенню витрати палива, погіршенню комфортабельності автомобіля. Склад гумової суміші протектора, його малюнок визначають ресурс шин. Останніми роками ведуться роботи по з'єднанню гуми з фторопластом, що можливо дозволить збільшити ресурс автомобільних шин в 3 рази.

По конструкції каркаса шини можуть бути: діагональні, такі, що характеризуються діагональним розташуванням ниток корду в каркасі і брекере; радіальні, такі, що характеризуються меридіональним розташуванням ниток корду в каркасі і діагональним в брекері.

За способом герметизації розрізняють шини камерні, в яких повітряна порожнина створюється камерою, і бескамерні, в яких повітряна порожнина створюється ободом колеса і покришкою, що має шар герметизуючої гуми.

По конфігурації профілю поперечного перетину (відношення Н/В, див. рис. 5.1) шини підрозділяються на: звичайні (Н/В > 0,89); широкопрофільні (Н/В = 0,9 ~0,6); низькопрофільні (Н/В = 0,88 4-0,70); наднизькопрофільні (0,5<Н/В< <0,70); арочні (Н/В = 0,5^-0,39); пневмокатки (Н/В = 0,39ч-0,25).

Додатково наднизькопрофільні радіальні шини легкових автомобілів можуть бути представлені серіями 70 і 60, вказуючими відношення Н/В у відсотках.

Рис. 5.1. Камерна шина вантажного автомобіля в зборі з ободом: 1 — каркас; 2 — брекер; 3 — протектор; 4 — боковина; 5 — камера; 6 — борт; 7 — ободная стрічка; 8 — обід; 9 — замкове кільце (розрізне); 10 — бортове кільце

(нерозрізне); D — зовнішній діаметр; d — посадочний діаметр; В — ширина профілю; Н

— висота профілю

Радіальні шини мають хороші характеристики по коченню. Їх пробіг на 25—75 % вище за пробіг аналогічних діагональних. Вони сприяють зниженню витрати палива на 3—5 %. Проте радіальне розташування ниток корду каркаса знижує міцність бічної стінки покришки. У важких дорожніх умовах, при русі по глибокій колії, особливо при зниженому тиску повітря в шинах, вони швидко руйнуються.

Беськамерні шини мають пробіг на 20 % вище в порівнянні з аналогічними камерними. Це досягається кращим температурним режимом шини за рахунок посиленої теплопередачі з шини на обід. Ці шини поволі «втрачають» повітря при проколах, що робить їх безпечнішими.

У бескамерних шин легко ушкоджуються ущільнення при неакуратному виконанні монтажно-демонтажних робіт. Їх можна встановлювати тільки на спеціальне герметичне обіддя.

Тенденція розвитку конструкції шин свідчить про зниження профілю шин, тобто зменшенні Н/В. Оптимальне відношення Н/В з погляду витрат енергії на кочення 70—65 %. Зниження опору кочення на 20 % сприяє зниженню витрати палива на 2,5—3 %. Низькопрофільні шини стійкіші на дорозі, забезпечують менший гальмівний шлях автомобіля.

Маркіровка, класифікація легкових шин

Шосейні шини (HIGHWAY) шини розроблені для руху по мокрій або сухій дорозі з твердим покриттям. Використання таких шин зимою на льоду або на снігу неприпустимо, оскільки вони не володіють необхідними зчіпними властивостями.

Зимові шини (SNOW або MUD + SNOW - M+S) шини забезпечують максимальне зчеплення з дорогою при русі по снігу і льоду. Протектор має характерний малюнок, що забезпечує відведення снігу із зони плями контакту, і відрізняється підвищеними зчіпними властивостями, а застосування спеціальних компонентів в гумових сумішах сприяє збереженню їх властивостей навіть при дуже низьких температурах. Проте поліпшення зчіпних властивостей зазвичай супроводжується зниженням керованості на сухому покритті в результаті підвищеного внутрішнього тертя, а також вищим рівнем шуму при русі і достатньо швидким зносом протектора.

Всесезоні шини (ALL SEASON або ALL WEATHER) шини поєднують відмінні зчіпні властивості на мокрій або засніженій дорозі з достатньою керованістю, комфортом при русі і зносостійкістю протектора. Не варто спокушатися, якщо Ви зустрінете недорогу покришку з подібною маркіровкою (всесезона або всепогодна), оскільки такі шини виготовлені по стандартах країн, в яких кліматичні умови протягом року далекі від українських.

Швидкісні шини (PERFORMANCE) створені для застосування на автомобілях високого класу. Такі шини покликані забезпечити підвищені зчіпні властивості і вищий рівень керованості. Крім того, унаслідок особливих умов експлуатації, швидкісні шини повинні протистояти значним температурним навантаженням. Автомобілісти, що купують швидкісні шини, зазвичай готові прийняти певні незручності, пов'язані з меншим комфортом і швидким зносом, в обмін на прекрасну керованість і зчеплення з дорожнім полотном.

Все сезонні швидкісні шини (ALL SEASON PERFORMANCE) шини створені спеціально для тих, кому потрібні покращувані швидкісні характеристики при експлуатації автомобіля круглий рік, включаючи рух по льоду і снігу. Створення таких шин стало можливим тільки завдяки сучасним технологіям, що з'явилися в останні декілька років.

Для одного автомобіля підходить декілька типоразмеров. Це пов'язано з тим, що для експлуатації в зимовий період рекомендується встановлювати покришки з меншою шириною профілю, а в літній - навпаки. У будь-якому випадку шини рекомендованих типоразмеров мають приблизно однакову довжину кола по зовнішньому діаметру, що не приводить до спотворень свідчень спідометра і лічильника кілометражу.

Важливо знати, що при розрахунках рекомендованого типоразмера шин виготівник автомобіля враховує практично всі його технічні характеристики, зокрема масу, динаміку розгону, максимальну швидкість, схильність до бічних занесень і так далі Тому, встановлюючи рекомендований типоразмер забезпечується максимально можливою гарантією безпечної і комфортної їзди.

Інформацію про шини відповідної розмірності можна знайти в керівництві по експлуатації автомобіля або на наклейці, приклеєній до торцевої частини дверей, внутрішньої поверхні ящика рукавички або дверець паливного бака.

Маркіровка шин

На боковинах шини міститься вся необхідна інформація. Практично все, що потрібно знати про шину, нанесено на її бічну поверхню. Буквенно-цифровий код може виглядати, наприклад, так: 235/70R16 105Н. Кожна буква і цифра містять в собі важливу інформацію. В деяких випадках перед буквено-цифровим кодом приводяться додаткові букви, що позначають тип автомобіля, для якого призначена шина. Так, буква "Р" ставиться на шинах, призначених для легкових (Passenger), а "LT" - малих комерційних (Light Trucks) автомобілів. Перше число коди, в нашому випадку 235, - загальна ширина шини в міліметрах. Друге число, в нашому випадку 70 - серія шини, або відношення висоти профілю шини до його ширини. У приведеному вище позначенні висота шини складає 70% її ширини. Далі, як правило, слідує буква "R", що означає, що шина - радіальна (Radial).

Наступне число - 16 - позначає посадочний діаметр обода, виражений в дюймах. У даному прикладі - 16 дюймів. Останнє число і буква 105 Н відображають експлуатаційні характеристики, на які розрахована дана шина, - індекс навантаження і індекс швидкості.

Отже, повторимо пройдене. Шина з позначенням 235/70R16 105Н має ширину в 235 мм, серію 70, є радіальною, відповідає колесу з діаметром обода 16 дюймів, індекс навантаження її рівний 105 (навантаження в 925 кг), а індекс швидкості - Н (швидкість до 210 км/г). Написання позначення характеристик шин можуть декілька відрізнятися від приведеного вище прикладу у різних виробників унаслідок різних підходів до сертифікації.

Окрім вищеперелічених, існують інші позначення, що несуть масу корисної інформації. TUBE TYPE - камерна конструкція.

TUI - бескамерная конструкція.

TR - коефіцієнт зносостійкості, визначається по відношенню до "базової шини", для якої він рівний 100.

TRACTION A - коефіцієнт зчеплення, має значення А, В, С. Коеффіциент А має найбільшу величину зчеплення в своєму класі.

Е17 - відповідність європейським стандартам.

DOT - відповідність стандартам США.

M+S (грязь і сніг), Winter (зима), Rain (дощ). Water або Aqua (вода), All Season North America (всесезонная для Північної Америки) і тому подібне - шини, призначені для експлуатації в конкретних умовах.

PLIES: TREAD - склад шару протектора.

SIDEWALL - склад шаруючи боковини.

MAX LOAD - максимальне навантаження, кг/английские фунти.

MAX PRESSURE - максимальний внутрішній тиск в шині, Кпа.

ROTATION - напрям обертання.

Left (шина встановлюється на ліву сторону автомобіля), Right (шина встановлюється на праву сторону автомобіля). Outside або Side Facing Out (зовнішня сторона установки), Inside або Sido Facing Inwards (внутрішня сторона установки) - для шин з асиметричним малюнком протектора.

DA (штамп) - незначні виробничі дефекти що не перешкоджають нормальній експлуатації.

TWI D - покажчик індикатора зносу проектора. Самим індикатором є виступ на дні канавки протектора. Коли протектор стирається до рівня цього виступу, шину пора міняти.

GREAT BRITAIN –країна-виробник.

TEMPERATURE A - температурний режим, показник, що характеризує здатність шини протистояти температурним діям. Він, як і попередній, підрозділяється на три категорії А, В і С. Розшифровка індексів навантаження

Індекс допустимого навантаження (або індекс вантажопідйомності, також називають коефіцієнтом навантаження) - це умовний параметр. Деякі виробники шин розшифровують його: на шині може бути написано повністю Max Load (максимальне навантаження) і вказана подвійна цифра в кілограмах і англійських фунтах.

Деякі моделі передбачають різне навантаження на шини, встановлені на передніх і задніх осях. Індексом навантаження є число від 0 до 279, відповідне навантаженню, яке здатна витримати шина при максимальному внутрішньому тиску повітря. Існує спеціальна таблиця індексів навантажень, по якій визначається її максимальне значення. Так, наприклад, значення індексу 105 відповідає максимальному навантаженню в 925 кг

Буквені індекси швидкості

Індекс максимально допустимої швидкості - це допустима межа швидкісного режиму, при якому допускається експлуатація шини. Наноситься на боковину покришки у вигляді буквеного позначення латинським шрифтом. Індекс швидкості шини позначається буквою, відповідній максимальній швидкості, на експлуатацію при якій сертифікована дана шина.

Так само, як і у випадку з індексом навантаження, існує таблиця значень індексу швидкості з показниками від А (мінімальне значення) до Z (максимальне значення). Правда, з одним виключенням: буква Н випадає з послідовності і знаходиться між U і V, відповідаючи швидкості до 210 км/ч. Індекс "Q" відповідає мінімальній швидкості для легкових автомобілів, а "V" застосовується для шин, сертифікованих для швидкостей до 240 км/г. Система умовної класифікації якості шин

Крім описаних вище характеристик, на боковину шини можуть бути нанесені умовні показники якості шин, що відносяться до так званої Системи умовної класифікації якості шин.

Показник зносу

Показник зносу є найважливішою характеристикою, що показує, як довго шина залишиться працездатною. Протектор кожної шини схильний до зносу і дуже важливо не пропустити той момент, коли він досяг критичного рівня і шина вже не може забезпечити належну безпеку.

Кожна нова модель шини проходить тестування по офіційно встановленій методиці, і їй привласнюється показник зносу протектора, який теоретично відповідає тривалості "життя" шини. Показник зносу є теоретичним величиною і не може бути безпосередньо пов'язаний з практичним терміном експлуатації шини, на який значний вплив роблять дорожні умови, стиль водіння, дотримання рекомендацій по тиску, регулювання кутів сходу-розвалу автомобіля і ротація коліс. Показник зносу представлений у вигляді числа від 60 до 620 з інтервалом в 20 одиниць. Чим вище його значення, тим довше витримує протектор при випробуваннях по встановленій методиці.

Показник зчеплення

Показник зчеплення визначає гальмівні властивості шини. Вони вимірюються шляхом тестування при прямолінійному русі на мокрій поверхні. Для позначення показника зчеплення використовуються букви від "А" до "С", при цьому "А" відповідає максимальному його значенню.

Температурна характеристика

Температурна характеристика показує здатність шини витримувати температурний режим, який дозволяє зберігати характеристики шин, закладені заводом-виготівником, залежно від кліматичних умов експлуатації. Цей показник є одним з важливих унаслідок того, що шини, виготовлені з гуми і інших матеріалів, міняють властивості під впливом високих температур. У випадку з температурною характеристикою також використовують буквений індекс від "Л" до "С", де "А" відповідає максимальному опору до нагріву. Тому, зимові шини, як правило, м'якше літніх і не "дубеют" з пониженням температури, влітку ж вони, навпаки, починають "таяти". Малюнок протектора зимових шин набагато грубіший, з безліччю спеціальних поглиблень - ламелей, на боковині зазвичай є маркіровка M+S (Mud + Snow) - грязь і сніг і/або Winter - зима. Таким чином, на даний момент розділення шин на літніх і зимових носить яскраво виражений характер. Хоча деякі виробники застосовують технології випуску шин, придатних для будь-яких кліматичних умов, але такі шини поки далекі від досконалості.

Максимальне навантаження, максимальний внутрішній тиск

Для легкових шин позначення максимального навантаження і максимального тиску визначають максимальну вагу, яку можна перевозити при максимальному внутрішньому тиску в шині. Для шин малих комерційних автомобілів показники максимального навантаження і тиску прямо пропорційні.

Маркіровка DOT

Маркіровка DOT є чимось на зразок "відбитку пальців" шини. Її наявність говорить про те, що дана шина відповідає нормам безпеки шин Транспортного Департаменту США (Department of Transportation) і допущена до експлуатації. DOT - це Американська система сертифікації. На покришках, що поставляються на наш ринок, найчастіше зустрічається мітка Е, яка свідчить про відповідність європейським стандартам. Такі мітки можуть зустрічатися як разом, так і окремо, все залежить від країни-виготівника. Для прикладу розглянемо наступну маркіровку: DOT M5H3 459Х 064. Перші букви і цифри, наступні за абревіатурою DOT, служать для позначення фірми-виробника і заводської коди. Третя, четверта і п'ята букви, 59Х, позначають код типоразмера, яким по вибору специфікують шини їх виробники для вказівки їх розміру і деяких характеристик. Останні три цифри указують на дату виготовлення: перші дві відносяться до тижня, а остання до року виробництва. Так, 064 означає, що шина була виготовлена в шостий тиждень 1994 року. Всі шини повинні відповідати як міжнародним, так і російським стандартам.

Індекс тиску

Рівень внутрішнього тиску в шині робить вплив на експлуатаційні характеристики автомобіля. Навіть найякісніші шини не справляться зі своїм завданням, якщо працюватимуть при неправильно встановленому тиску. Його точне значення залежить від типу автомобіля і, певною мірою, від вибору водія. Рекомендований для даного типу автомобіля тиск зазвичай вказаний в наклейці на торцевій частині дверей або стійки салону, або на внутрішній поверхні ящика рукавички і кришки паливного бака.

Більшість нових моделей шин мають направлений (стрілоподібний) малюнок протектора. Вважається, що такий тип малюнка володіє кращими характеристиками в порівнянні із звичайним. Особливо це виявляється в критичних дорожніх умовах. Напрям обертання колеса позначається стрілкою з написом Rotation. Малюнок також може бути асиметричним, тобто покришки випускаються ліві і праві і встановлюються на відповідну сторону автомобіля. Такі шини мають маркіровку Left - ліва або Right - права. Зовнішня сторона установки позначається: Outside або Side Facing Out а внутрішня: Inside або Side Facing Inwards. Асиметричний малюнок застосовується при виробництві шин з високими швидкісними характеристиками.

Конструкція шини

Сучасна шина складається з різних матеріалів. Сучасні шини є складною конструкцією, що складається з шарів, армованих металевим або текстильним кордом, і протектора, створеного шляхом комп'ютерного моделювання. Все це забезпечує якнайкраще поєднання експлуатаційних характеристик для кожного типу шин.

У 1946 році компанія Michelin вперше представила шину радіальної конструкції. Головна відмінність радіальної шини від діагональної полягає в конструкції каркаса, який розташований під протектором і є скелетом шини.

Каркас виготовляється з прогумованих ниток корду, набраних разом і утворюючих шари. У діагональній конструкції ці шари розташовані таким чином, що нитки корду перехрещуються між собою по всьому колу шини. У радіальній шині шар каркаса розташований так, що нитки лежать паралельно один одному від борту до борту по всьому колу шини. Брекерні шари завершують побудову каркаса радіальної шини, охоплюючи його зовні.

Діагональним шинам властиво безліч недоліків і конструктивних обмежень. Оскільки нитки корду перехрещуються, при роботі шини її каркас схильний до сильного внутрішнього тертя. Це приводить до постійного перегріву і передчасного зносу шини. Жорсткість каркаса діагональних шин, унаслідок особливості їх конструкції, знижує керованість і комфорт.

Радіальна конструкція з відповідним розташуванням ниток каркаса і металокордних брекерних шарів відрізняється еластичністю і здатністю поглинати нерівності дорожнього покриття. Одночасно з цим внутрішнє тертя значно понижене, що приводить до багатократного збільшення робочого ресурсу шин. Серед інших переваг - краще зчеплення з дорогою, підвищена керованість і комфорт.

Конструкція вантажних шин

Вантажні шини мають високу інвестиційну вартість. Крім того, потенціал їх служби може бути змінений в гіршу сторону під впливом безлічі параметрів обслуговування. Таким чином - дійсна вартість одного кілометра пробігу - не тільки функція якості шини і її ціни, але і наслідок умов, в яких експлуатується шина. Щоб бути здатним оптимізувати ці умови, необхідно познайомитися з характеристиками і конструкцією шини і зрозуміти її механічні властивості.

Шина - це достатньо складний виріб, що складається з гумових складів і тканини, сталевого або синтетичного підсилювача.

Рис. 5.2. Конструкція вантажних шин