Шины для грузовых автомобилей

Автомобильная шина, без сомнения, является одним из важнейших узлов автомобиля, влияющих на все его показатели, – это может быть расход топлива, управляемость, устойчивость, тормозные свойства, комфорт, долговечность и т. д. Конструкция шины, несмотря на кажущуюся простоту, довольно сложная. Шина состоит более чем из двухсот различных элементов и к материалам, используемым для производства шин, предъявляются очень высокие требования. В этой статье мы рассказываем о шинах для грузовых автомобилей и автобусов. Материал написан для непосредственных пользователей шин, для тех, кто занят эксплуатацией автомобильной техники.

Шины – вещь изнашиваемая, а поэтому востребованная. Определенную проблему представляет покупка шин для их замены с учетом всех факторов экономичности эксплуатации автомобиля и его безопасности. Для оптимального решения этой проблемы ниже мы предлагаем информацию о конструкции, обозначениях и маркировке автомобильных шин, взятую из каталогов продукции некоторых отечественных шинных заводов.

Пневматическая шина представляет собой упругую оболочку, предназначенную для установки на ободе колеса и заполняемую воздухом под давлением. В зависимости от способа герметизации пневматические шины производят в камерном и бескамерном исполнении. Камерная шина состоит из покрышки и ездовой камеры с вентилем. Грузовые камерные шины монтируют на ободные ленты и плоские разборные обода. Обозначение ободных лент и камер должно соответствовать обозначению шин. Ободная лента выполнена в виде профилированного резинового кольца и располагается между бортами покрышки, камерой и ободом колеса. Она предохраняет камеру от защемления между бортом покрышки и ободом и от повреждения неровностями обода. Ездовая камера – это кольцевая резиновая трубка со специальным вентилем, заполняемая воздухом.

Бескамерная шина представляет собой усовершенствованную покрышку, которая одновременно выполняет функции обычной покрышки и камеры. Воздушная полость в бескамерной шине образуется покрышкой и ободом колеса. Упругая резинокордная оболочка пневматической шины и представляет собой покрышку в бескамерной шине. Она воспринимает тяговые и тормозные усилия, обеспечивает сцепление с дорогой. Основными элементами покрышки являются каркас, брекер, протектор, боковины и борта.

Каркас – резинокордная основа (силовая часть) покрышки. Он выполнен из одного или нескольких слоев прорезиненного корда с резиновыми прослойками, закрепленных на бортовых кольцах. Брекер состоит из одного и более слоев разреженного прорезиненного корда, разделенных резиновыми прослойками, и расположен между каркасом и протектором. В зависимости от материала корда в брекере шины подразделяются на шины с текстильным брекером (ТБ) и металлокордные (МК), а при использовании металлокорда и в каркасе, и в брекере – целиком металлокордные (ЦМК).

Основные параметры шин

Профиль шины – ее контур в радиальной плоскости колеса. Параметры профиля пневматической шины определяются по покрышке, смонтированной на ободе рекомендуемого размера, при отсутствии нагрузки и заданном внутреннем давлении.

Наружный диаметр D – диаметр наибольшего сечения шины в плоскости вращения колеса. Посадочный диаметр d – диаметр окружности, являющейся линией пересечения поверхности основания борта шины с его наружной поверхностью. Ширина профиля B – расстояние между двумя плоскостями вращения колеса, касающимися внешних поверхностей боковин шины. Высота профиля B – полуразность между наружным и посадочным диаметрами шины. Серия пневматических шин – номинальное отношение высоты профиля H к ширине профиля B – измеряется в процентах. Ширина профиля обода А – см. схему. Статический радиус R – расстояние от центра неподвижного нагруженного нормальной нагрузкой колеса с шиной до плоской опорной поверхности.

Большинство шинных заводов выпускают пневматические шины двух основных конструкций: диагональные и радиальные. Радиальная шина (шина типа R) имеет меридианное (от борта к борту) направление нитей в слоях каркаса, а направление нитей в слоях брекера близко к окружному. В диагональной шине каркас и брекер состоят из наложенных друг на друга слоев корда, нити которых перекрещиваются под заданным углом. Угол наклона нитей в каркасе и брекере по середине беговой дорожки составляет 45...60°. Радиальные шины имеют технико-экономические преимущества перед диагональными – это повышенная долговечность, высокое сцепление с дорогой, пониженное сопротивление качению, что обеспечивает пониженный расход топлива, снижает теплообразование и др. Тем не менее диагональные шины предпочтительны для некоторых условий эксплуатации, например, в условиях высоких ударных нагрузок на дорогах низкого качества и на бездорожье.

Классификация шин по профилю

По конфигурации профиля в зависимости от отношения высоты H к ширине B профиля шины и отношения ширин профилей B шины и обода А выделяют шины обычного профиля, низкопрофильные, сверхнизкопрофильные и широкопрофильные. Со снижением высоты профиля шин повышается устойчивость, управляемость и плавность хода автомобиля, а следовательно, безопасность и комфортность езды, увеличивается экономичность, пробег и грузоподъемность шин. Широкопрофильные шины обеспечивают повышенную проходимость по дорогам с мягким грунтом или плохим покрытием и несколько уменьшенный расход топлива.

Протектор – наружная часть покрышки, представляющая собой массивный слой резины с рельефным рисунком на внешней поверхности. Протектор обеспечивает сцепление с дорогой и предохраняет каркас шины от механических повреждений. Рельефная часть поверхности протектора, состоящая из совокупности выступов и выемок или канавок, называется рисунком протектора. По эксплуатационному назначению выделяют дорожный, универсальный, зимний и повышенной проходимости рисунки протектора. Шины с дорожным рисунком протектора используют на дорогах с твердым (асфальтовым и т. п.) покрытием. Универсальный рисунок протектора применяют для шин, эксплуатирующихся на дорогах с различным покрытием. Шины с протектором повышенной проходимости предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья. Шины с зимним рисунком протектора эксплуатируются на заснеженных и обледенелых дорогах.

Обозначение автомобильных шин

Условные обозначения пневматической шины, нанесенные на боковой поверхности, указывают ее основные размеры и тип конструкции. В условном обозначении автомобильных покрышек приводятся значения ширины профиля В и посадочного диаметра d обода. Эти параметры могут выражаться в миллиметрах, дюймах или иметь смешанную размерность: для некоторых шин разработчики делают это обозначение двойным – и в миллиметрах, и в дюймах. В обозначение может включаться индекс серии, выраженный отношением высоты профиля Н к его ширине В. Буквенный индекс R в условном обозначении поясняет, что покрышка имеет радиальный тип конструкции. Диагональные шины буквенного индекса в обозначении не имеют. Цифры индекса серии и буква типа конструкции в обозначении проставляют между параметрами ширины профиля шин и посадочного диаметра обода.

Индекс С (Commercial, для США и Канады – LT (Light Truck) – индекс, стоящий в конце условного обозначения, указывает, что покрышка предназначена для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Низкопрофильность некоторых шин подтверждается индексом L (Low Section Tyre).

Обозначение широкопрофильных шин проставляется тремя числами, первое из которых соответствует наружному диаметру D шины, второе – ширине профиля В, а третье – посадочному диаметру обода d.

Ниже приведены примеры условного обозначения для шин из раздела «Пневматические шины для грузовых автомобилей, автобусов, троллейбусов, строительных, дорожных, подъемно-транспортных и рудничных машин».

Примеры обозначения шин: 7,50R20 – шина радиальная обычного профиля; 315/80R22,5 – шина радиальная низкопрофильная; 7,50-20 – шина диагональная, где 7,50 и 315 – обозначение номинальной ширины профиля шины (в дюймах и миллиметрах соответственно); 20 и 22,5 – обозначение номинального посадочного диаметра обода (в дюймах); R – обозначение радиальной шины; 80 – серия (номинальное отношение высоты к ширине профиля в процентах).

Пример обозначения камеры: 7,50-20, где 7,50 – обозначение номинальной ширины профиля соответствующей шины в дюймах; 20 – обозначение номинального посадочного диаметра обода в дюймах. 

Пример обозначения ободной ленты: 6,7-20, где 6,7 – обозначение номинальной ширины ленты в дюймах; 20 – обозначение номинального посадочного диаметра обода в дюймах.

Направленный рисунок протектора (в соответствии с направлением вращения колеса) несимметричен относительно радиальной плоскости колеса. В некоторых моделях шин используется асимметричный рисунок протектора (относительно центральной плоскости вращения колеса). На боковых стенках покрышки протектор переходит в более тонкие резиновые слои – боковины, покрывающие боковые части каркаса. Борта состоят из одного и более проволочных колец, на которых закреплены слои каркаса, и обеспечивают крепление покрышки на ободе колеса.

Как известно, на всех четырех колесах легкового автомобиля рекомендуется применять одинаковые шины. С грузовиками картина иная. Например, на магистральном тягаче с полуприцепом «по науке» следует применять шины трех типов. Спереди, на управляемых колесах, – одни покрышки, на ведущей оси – другие, а на полуприцепе – третьи. Дело в том, что условия работы этих шин сильно различаются: передние воспринимают большие боковые нагрузки в поворотах и «высушивают» колею в дождь; основная задача шин ведущей оси – реализация крутящего и тормозного моментов, а у покрышек прицепа или полуприцепа задача проще – катиться с наименьшими потерями энергии, поддерживая тонны груза.

Требования к «обуви» современной грузовой техники очень высокие. Шины должны выдерживать большие нагрузки, иметь хорошее сцепление с поверхностью дороги и обеспечивать отличную управляемость автомобиля. Одновременно с этим они должны соответствовать требованиям экономичности, т. е. иметь высокую износостойкость, большой срок службы и низкое сопротивление качению.

Маркировка автомобильных шин

1. Обозначение шины (см. выше).

2. Модель шины – условное обозначение шины, присваиваемое ее разработчиком.

3. Торговая марка.

4. Товарный знак предприятия-изготовителя.

5. Название страны-изготовителя на английском языке.

6. Индекс нагрузки (иногда называют индексом несущей способности (ИНС) или индексом грузоподъемности) – цифровой код, обозначающий максимальную нагрузку на шину. Для грузовых шин индекс нагрузки указывается как для одинарных, так и для сдвоенных колес (через дробь).

7. Категория скорости – условное обозначение максимальной скорости качения шины.

8. Обозначение «TUBELESS» для бескамерных шин. Обозначение «TUBE TYRE» для камерных шин (может не указываться).

9. Обозначение «M+S» или «M&S» (грязь + снег) для шин с зимним рисунком протектора.

Обозначение «ALL SEASON» для шин с всесезонным рисунком протектора.

Обозначение «OUTSIDE» (наружная сторона) для шин с асимметричным рисунком протектора.

Обозначение «REINFORCED» для усиленных шин.

Обозначение «REGROOVABLE» для шин, имеющих углубления рисунка протектора нарезкой.

10. Обозначение «STEEL» для шин с металлокордным брекером.

Обозначение «ALL STEEL» для шин с металлокордным брекером и каркасом.

11. Обозначение «RADIAL» для шин радиальной конструкции (может не указываться).

12. С – индекс, означающий, что покрышка предназначена для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости и подлежит сертификации в соответствии с Правилом № 54 ЕЭК ООН.

13. Индекс испытательного давления Psi – индекс давления для проведения испытаний на прочность в зависимости от нагрузки и скорости (только для грузовых и легкогрузовых шин).

14. Знак Е официального утверждения с номером страны, выдавшей сертификат соответствия Правилам ЕЭК ООН.

15. Национальный знак соответствия шины, сертифицированной на соответствие требованиям данного стандарта.

16. Дата изготовления из четырех цифр, где две последние – год изготовления.

17. Знак направления вращения (в случае направленного рисунка протектора).

18. Символ «TWI» или другой символ, обозначающий место расположения индикаторов износа – указателей, являющихся сигналом к прекращению эксплуатации шины из-за износа протектора; выполняется в виде выступов по дну канавок протектора.

19. Обозначение номера стандарта технических условий для шин, выпускаемых по ТУ (без года утверждения).

20. Норма слойности HC или PR – условное обозначение прочности каркаса, определяющее максимально допустимую нагрузку.

21. Характеристика шины – сведения о конструкции шины.

22. Условия и рекомендации по эксплуатации шины.

На сегодняшний день самыми современными и лучшими шинами для грузовиков и автобусов считаются радиальные шины ЦМК, т. е. с металлокордом в каркасе и брекере. Они превосходят шины с другими материалами корда в каркасе по весовым параметрам, ресурсу, сопротивлению качения и тепловому нагреву.

Одним из важнейших показателей автомобиля является топливная экономичность, существенно улучшить которую позволяет применение шин с низким коэффициентом сопротивления качению. В последнее время для задних мостов автомобилей-тягачей стали использовать вместо сдвоенных колес одну широкую шину равной грузоподъемности. Это позволяет за счет снижения сопротивления качению улучшить топливную экономичность автопоезда на 1...2%, но зато возникают сложности при выходе такой шины из строя, так как запасным колесом из-за его габаритных размеров машины не оснащают.

Максимальная скорость качения шины является важной характеристикой, ее условное обозначение – индекс категории скорости. Ниже приводятся индексы скорости, используемые на шинах для грузовых автомобилей и автобусов.

Индекс несущей способности (ИНС) – цифровой код, обозначающий максимальную нагрузку на шину. Для грузовых и легкогрузовых шин индекс нагрузки указывается как для одинарных, так и для сдвоенных колес (через дробь).