ВАЗ 2114, 2115, 2113
Полное руководство по ремонту автомобилей LADA Samara 2114, 2115 и 2113     

Эксплуатация    Двигатель    Трансмиссия    Ходовая    Рулевая    Тормоза    Электрика    Кузов
 
статья общеинформационного характера


Шины повышающие проходимость

В последнее время особенно остро возникла потребность в шинах, наиболее приспособленных для заданных условий эксплуатации. Возросла потребность в разнообразный: типах шин в зависимости от дорожных и климатических условий, а также режима эксплуатации. Значительное распространение получают шины специальные конструкций. К ним относятся, например, шины с регулируемым давлением, арочные, пневмо-катки и др. ,для автомобилей, работающих в условиях бездорожья и на труднопроходимых участках (болотистая местность, снежная целина и др.).

Большая (протяженность транспортных путей и одновременно недостаточное количество дорог с твердым покрытием выдвигают на одно из первых мест задачи повышения проходимости автомобилей и самоходных машин.

Некоторое повышение проходимости автомобилей и других самоходных машин может быть достигнуто изменением (довольно значительным) конструкции машин: увеличением числа ведущих осей, введением механизма блокировки дифференциала, увеличением просвета, применением дополнительных механизмов (лебедки и другие самовытаскиватели) и пр.; при необходимости резкого повышения проходимости применяются системы на гусеничном коду.

Недавно выявилась возможность резкого повышения проходимости автомобиля за счет применения новых типов автомобильных шин.

Шины могут иметь решающее значение в повышении проходимости автомобиля при движении по мягким и .переувлажненным грунтам. В таких дорожных условиях шины специальных конструкций обеспечивают резкое повышение проходимости, и колесные машины в этом случае не уступают по проводимости машинам на гусеничном ходу.

Обычная - автомобильная пневматическая шина (для грузовых автомобилей) состоит из покрышки, камеры и ободной ленты. Основные детали шины показаны на рис. 1.

Покрышка представляет собой резино-тканевую оболочку, которая .непосредственно соприкасается с дорогой, передает крутящий и тормозной моменты и воспринимает все силы взаимодействия между автомобилем и дорогой. Покрышка также служит для защиты камеры от повреждений.

Камера представляет собой кольцеобразную замкнутую резиновую трубку и служит для удержания в шине сжатого воздуха. Накачивание камеры производится через закрепленный на ней вентиль.

Ободная лента — плоская резиновая лента (иногда фигурного сечения) применяется три монтаже покрышки на плоский обод со съемной закраиной и предохраняет камеру от защемления и перет.ирания бортами покрышки. При глубоких (неразъемных) ободах ободная лента не применяется.

Каркас покрышки состоит из четырех и более слоев прорезиненного корда, в зависимости от размера покрышки, на-

Рис. 1. Автомобильная пневматическая шина (разрез) для [грузового автомобиля:

1— покрышка; 2 — ездовая камера; 3 — ободная лента.

грузки и внутрённего давления. Для изготовления корда ранее применялось преимущественно хлопчатобумажное волокно, которое в последние годы вытесняется искусственным волокном— вискозой, синтетическими волокнами — капрон, найлон и др., а также кордом, изготовленным из стальных проволок (металлокорд).

Протектор — массивный резиновый (слой в беговой части покрышки. Протектор предохраняет каркас от повреждений, повышает износоустойчивость шины. Для улучшения сцепления шины с дорогой протектор имеет рисунок, состоящий ив сочетания выступов и канавок. Рисунок повышает также эластичность покрышки и снижает

напряжения в элементах каркаса. Межу протектором и каркасом имеется б р е к е р ( в .некоторых конструкциях отсутствует), состоящий из одного-двух слоев прорезиненного разреженного корда. Брекер улучшает связь протектора с каркасом и усиливает каркас покрышки в протекторной зоне. Боковые части каркаса защищаются от повреждений и влаги резиновыми боковинами.

Надежная посадка покрышки на обод колеса осуществляется жесткими бортами, имеющими для прочности сердечники в виде проволочных колец.

РАЗВИТИЕ КОНСТРУКЦИЙ ШИН, ПОВЫШАЮЩИХ ПРОХОДИМОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ

В тяжелых дорожных условиях, три работе автомобиля то мягким грунтам проходимость автомобиля определяется главным образом удельным давлением в месте контакта колеса с грунтом, величиной площади контакта и сцеплением шины с дорогой.

От удельного давления зависит образование колеи (величина погружения колеса в грунт). Величина площади контакта определяет так называемую «плавучесть» шины, т. е. возможность движения автомобиля в зависимости от несущей способности грунта. Сцепление шины с дорогой ограничивает величину тягового усилия на ведущих колесах.

При создании шин, повышающих проходимость автомобиля, стремятся достичь оптимальных значений указанных выше показателей. Проходимость по мягким грунтам улучшается при уменьшении удельного давления в месте контакта колеса с грунтом, при увеличении площади контакта и коэффициента сцепления шины с дорогой. Проходимость автомобиля можно оценивать по соотношению величин необходимого тягового усилия для качения колес и тягового усилия, органичиваемого сцеплением с дорогой. Условия движения характеризуются при этом следующим неравенством ( Полагая, что путь горизонтален и скорости движения невелики, имеем: 1) усилие, необходимое для преодоления подъема Pi= 0; 2) усилие, необходимое для преодоления сопротивления воздуха Pwприближенно равно нулю.)

:

Pф>PK>Pf

где Рф — сила сцепления шины с дорогой;

Рк—тяговое усилие на ведущем колесе;

Pf—сила сопротивления качению колеса.

Величины Рф и Рf на протяжении пути непрерывно изменяются. В условиях тяжелых, но проходимых дорог они близки, а иногда Pf на некоторых участках становится больше Рф . В этих случаях можно продолжать движение, только используя инерцию автомобиля. Движение при близких величинах Рф и Pf также затруднительно, так как водитель должен достаточно точно выбирать режим вождения для того, чтобы величина тягового усилия Рк непрерывно находилась между величинами Рф и Рf. В связи с этим чрезвычайно важно повысить и снизить Рf. В значительной мере это может быть достигнуто применением специальных шин. На мягких грунтах величина Рф определяется поверхностным трением шины и главным образом зацеплением выступов (грунтозацепов) протектора за грунт. Величина Pf зависит в этих условиях от ряда факторов, но решающим является степень погружения шины в грунт. Последнее в основном определяется удельным давлением шины на дорогу и площадью контакта.

В целях достижения наименьшего удельного давления конструкция шин должна допускать работу при резко сниженном внутреннем давлении воздуха.

Увеличение площади контакта может достигаться изменением габаритов шины (наружного диаметра и ширины профиля). Однако большой наружный диаметр шины -нежелателен ввиду зависимости этого .параметра от общей конструкции автомобиля, поэтому чаще увеличивают ширину профиля шины.

Хорошее сцепление шины с грунтом достигается также (при движении по мягким грунтам) благодаря грунтозацепам. Форма и расположение грунтозацепов в специальных рисунках протектора шин, повышающих проходимость автомобиля, обеспечивают хорошие условия для работы грунта на срез, а также для самоочищения впадин рисунка от грунта.

Создание шин, повышающих проходимость автомобилей, ведется в СССР примерно с 1930 г. За это время были разработаны следующие типы шин, повышающих проходимость автомобиля: шины «сверхбаллон»; шины обычной конструкции, но с грунтозацепами; шины с регулируемым внутренним давлением воздуха; арочные шины; пневмокатки.

Шины «сверхбаллон». Первые работы по созданию шин повышенной проходимости для «вездеходных» машин проводились Институтом резиновой промышленности еще в 30-х годах. В то время были сконструированы так называемые шины «сверхбаллон» (800X250), предназначавшиеся для автомобилей ГАЗ-А, взамен стандартных шин 4,75—19 (рис. 2).

Рис. 2. Автомобили на обычных шинах и на шинах «сверхбаллон»: а — шины сверхбаллон . б — обычные шины

Испытания шин «сверхбаллон», проведенные в 1933 г. на автомобилях ГАЗ-А в пустыне Кара-Кум, показали, что проходимость автомобиля на шинах «сверхбаллон» .при движении по песку и другим мягким грунтам намного лучше, чем на обычных шинах. Это было достигнуто за счет сильного увеличения ширины профиля шины (приблизительно на 80% по сравнению с обычной шиной) и снижения внутреннего давления до 0,8— 1,0 ат (в обычных шинах внутреннее давление было 2,0—2,5 аг).

В связи с этим площадь отпечатка на дороге -шины «сверхбаллон» была значительно (примерно в три раза) больше, чем у обычной шины (рис. 3), и соответственно меньше удельное давление этой шины на грунт.

Однако применение шин «сверхбаллон» было связано с серьезными конструктивными изменениями автомобиля (конструкции ступицы, рулевого (механизма, крыльев и т. д.), а также с ухудшением его эксплуатационных качеств при езде по твердой дороге. В связи «с этим шины этого типа не нашли дальнейшего применения.

Шины обычной конструкции, но с грунтозацепами (рис. 4) выпускаются с 1941 г. и широко применяются .на обычных автомобилях и автомобилях повышенной проходимости, работающих в тяжелых дорожных условиях. Конструкция шин обеспечивает также работу автомобиля при движении по твердым покрытиям. Относительная универсальность этих шин предопределила их сравнительно широкое распространение.

Такие шины дают возможность при высоте грунтозацепов 15—25 мм повысить сцепление колес -с мягким грунтом в 1,5—2 раза по сравнению с обычными шинами.

Следует, однако, отметить, что шины этой конструкции не дают такого повышения проходимости автомобилей и самоходных машин, которое обеспечивало бы движение их но заснеженным, заболоченным, рыхлым и другим грунтам, где необходимо резкое снижение удельного давления шины на грунт, плохо работающий на срез. В таких дорожных условиях резко повышают проходимость самоходных машин и автомобилей шины с регулируемым внутренним давлением воздуха, арочные шины, пневмокатки и другие специальные шины, которые имеют большую ширину профиля и, -кроме того, могут работать при весьма низком внутреннем давлении воздуха.

Рис. 3. Площадь контакта с дорогой и среднее удельное давление на площади опоры

шины «сверхбаллон» и обычной шины: а — обычная шина 4,75—19 (внутреннее давление 2,5 кГ/см2, среднее удельное давление 3,3 кГ/см2); б — шина «сверхбаллон» 800 x 250 (внутреннее давление 0,8 к1 /см2, среднее удельное давление 1,1 кг/см2).

Рис. 4. Рисунки протектора шин с грунтозацепами.

Шины с регулируемым давлением воздуха (рис. 5), сконструированные НИИ шинной промышленности, выпускаются с 1950 г. Конструкция шин и специальное устройство на автомобиле дают возможность на ходу изменять «внутреннее давление воздуха, снижая его при движении по мягким грунтам до 0,7—0,5 кГ/см2 (площадь опоры шины на грунт увеличивается в три-четыре раза), что достаточно для движения по мягким грунтам даже в условиях бездорожья.

Рис. 5. Шины некоторых моделей с регулируемым внутренним давлением.

Арочные шины впервые в СССР были сконструированы и изготовлены в 1956 г. НИИ шинной промышленности (размер шин 1000X650, модель И-182 для автомобиля ГАЗ-51) (рис. 6,а), а в 1957 г. — Ярославским шинным заводом (размер шины 1140X700, модель Я-146 для автомобиля ЗИЛ-150) (рис. 6, б).

Арочные шины отличаются большой шириной профиля (до 0,7—0,8 м) и могут работать при низком .внутреннем давлении воздуха — 0,5—1,5 кГ/см2. Для лучшего сцепления с грунтом имеются грунтозацепы высотой 40—60 мм. Регулирование ««утреннего давления воздуха на ходу в этих шинах не предусматривается. Это дает возможность использовать их на обычных автомобилях (без системы полкачки), но одновременно и затрудняет эксплуатацию автомобилей на твердых покрытиях.

Пневмокатки («роллигоны») появились несколько позднее арочных шин. Имея еще более низкое, чем арочные шины, внутреннее давление воздуха и еще большую ширину «профиля, пневмокатки применяются на специальных машинах (рис. 7), работающих в условиях бездорожья и движения по топким грунтам.

Из приведенных выше кратких обзорных данных видно, что наиболее эффективное повышение проходимости автомобиля в трудных дорожных условиях — при движении по мягким и топким грунтам — достигается при «применении специальных шин новых конструкций: шин с регулируемым внутренним давлением, арочных шин, пневмокатков. Далее будут рассмотрены особенности конструкции, изготовления, данные испытаний и эксплуатации этих шин.

Рис. 6. Автомобиль ГАЗ-51 на арочных шинах 1000 x 650 модели И-182 (а); автомобиль ЗИЛ-150 на арочных шинах 1140 х 700 модели Я-146(б).

Ряс. 7. Машина на пневмокатках.


Информация об автомобиле
Органы управления
Комбинация приборов
Включатели-выключатели
Система контроля
Маршрутный компьютер
Регулировка электрозеркал
Регулировка вентиляции
Заводим автомобиль
Езда на автомобиле
Выполнение торможения
Уход за кузовом
Хранение автомобиля
Техобслуживание
Моменты затяжки
Инструменты для ремонта
Данные для регулировок
Применяемые жидкости
Долговечность аккумулятора
Долговечность аккумулятора 2
О линейке ВАЗов
После покупки авто
О термостате
Что такое парктроник