Выпуск за июнь 2010 г.

Назад к сводке

Мы можем начать с утверждения «Все шины круглые и (обычно) черные». После этого все усложняется. Постоянный прогресс в разработке и производстве шин напрямую влияет на требования к обслуживанию шин.

Что касается мест крепления шин на транспортном средстве, мы в основном рассмотрим три типа конструкций шин: симметричные, асимметричные и направленные. Симметричные шины имеют зеркальный рисунок протектора (одинаковый рисунок протектора с каждой стороны от центра шины); асимметричные шины имеют различный рисунок протектора на внутреннем и внешнем протекторах; Направленные шины имеют рисунок протектора, который предназначен для работы только в одном направлении качения. Симметричные шины могут быть установлены в любом месте транспортного средства, в то время как как асимметричные, так и направленные шины требуют определенных мест установки. Эта статья объяснит все это.

В отношении шин термин «вращение» используется по-разному. Направление вращения относится к направлению качения шины, при котором шина предназначена для вращения (качения) только в одном направлении. Под вращением шин понимается изменение их положения на транспортном средстве для продления срока службы протектора. Чтобы избежать путаницы, я буду использовать термин «вращение при качении» применительно к направлению движения направленной шины.

Если шина предназначена для качения только в одном направлении, шина является называется направленным или однонаправленным (два термина обычно используются для описания одной и той же функции). Это будет отмечено на боковой стенке стрелкой или словом «вращение» или «привод» в сочетании со стрелкой, чтобы четко указать правильное направление качения шины. Символ промышленного стандарта отсутствует; производители шин могут использовать любой термин или символ. Всегда обращайте внимание на эту индикацию, устанавливайте и располагайте шину соответствующим образом.

При вращении шин (изменении их положения на транспортном средстве) направленная шина может перемещаться спереди назад на той же стороне автомобиль без демонтажа/повторной установки на колесо (при условии, что передние и задние шины и колеса одинакового размера). Однако, если шины должны быть переставлены из стороны в сторону, они должны быть демонтированы и повторно установлены, чтобы поддерживать правильное направление вращения шин.

Независимо от того, направлено ли оно или нет, асимметричная шина предназначена для использования одной определенной стороны в качестве внешней стороны. Эта сторона всегда должна быть обращена наружу, независимо от любых других ограничений позиционирования. В этом случае внутренняя или внешняя боковина будет помечена термином, обозначающим это требование, например «эта сторона наружу», «эта сторона внутрь», «сторона, обращенная наружу» или «внешняя» и т. Д. На внешней или внутренней боковине будет нанесено обозначение, указывающее, где должна быть обращена эта сторона.

Асимметричные шины имеют другой рисунок протектора на внешнем протекторе и плечевой зоне, чем на внутреннем протекторе и плече.. Например, внешняя плечевая зона может иметь большие и меньшие блоки протектора, предназначенные для лучшего восприятия поперечных нагрузок, и может быть настроена для оптимального сцепления с сухой дорогой, в то время как центральная и внутренняя области протектора могут иметь большее количество меньших блоков протектора, больше канавок. и ламели для лучшего сцепления с мокрой дорогой.

В дополнение к дизайну протектора (и ориентации верхнего ремня) некоторые асимметричные шины также имеют различный состав на поверхности протектора. Создание различных путей из резиновой смеси протектора — это еще один способ, которым некоторые производители шин могут улучшить сцепление на сухой и мокрой дороге.

Асимметричная шина может двигаться в любом направлении вращения качения, пока сторона шины шина, предназначенная для подвесного двигателя, всегда находится в этом положении. Когда асимметричные шины поворачиваются (перемещаются из одного положения в другое), их не нужно снимать и повторно устанавливать. Регулярное вращение шины/колеса помогает продлить срок службы протектора.

Симметричные шины имеют одинаковый рисунок протектора как на внутренней, так и на внешней стороне шины. В результате нет необходимости беспокоиться о месте установки на транспортном средстве, если предположить, что рассматриваемое транспортное средство требует шины одинакового размера на всех четырех углах.

Многие высокопроизводительные шины теперь оснащены «протектором обода» нервюры на внешней боковине. Это узкое выступающее ребро, расположенное рядом с бортовой частью, предназначено для усиления и защиты боковой стенки, особенно во время монтажа и демонтажа. Это особенно полезно для многих современных низкопрофильных шин с короткими жесткими боковинами. Эти шины иногда сложнее установить из-за плотной посадки. Эти выступающие ребра обеспечивают дополнительное усиление, поскольку боковина изгибается и «натягивается» на обод. Эти ребра также обеспечивают некоторую защиту обода колеса от возможных задиров. Защитные ребра можно найти как на асимметричных, так и на направленных шинах. Это еще один показатель ориентации боковины; ребра защиты всегда обращены наружу.

Диагностика вытягивания шин

Шины производятся с использованием комбинации гибких материалов, включая резиновые изделия и эластомеры, ткань и стальную проволоку, которая собираются и отверждаются под действием тепла и давления внутри формы. Во время этого процесса резина достигает почти жидкого состояния для вулканизации, а затем охлаждается. Как вы понимаете, производители шин сталкиваются с серьезной проблемой — добиться идеального размера, структуры и формы. Если внутренние компоненты шины слегка смещены во время изготовления и вулканизации, это может привести к тяговому усилию транспортного средства.

Растягивание — одна из наиболее частых жалоб клиентов в отношении обращения с транспортным средством. Это может быть вызвано множеством потенциальных переменных (тормозное сопротивление, неправильная накачка шин, геометрия установки колес и т. Д.). Другой потенциальной причиной направленного натяжения может быть конструкция шины, поэтому важно, чтобы шины не были упущены из виду во время диагностики..

Радиальные шины создают боковые силы при качении в результате их конструкции, и эти силы могут вызывать или способствовать направленному натяжению. Эта динамическая сила называется остаточной силой поворота (RCF). В этом RCF участвуют два независимых фактора — поворот слоя и конусность.

Поворот слоя — это поперечная сила, развиваемая радиальными шинами, когда конструкция протектора и/или расположение ремня создают угол относительно направления качения. шины. Правильная комбинация угла протектора и установленного угла конечного ремня (ближайшего к протектору) предназначена для компенсации гребня дороги. В США и других странах, где транспортные средства движутся по левой стороне дороги, эти углы ремня и протектора предназначены для создания небольшой боковой силы, направленной влево, чтобы транспортным средствам было легче двигаться прямо по покрытой вершиной дороге.

С точки зрения проблемы с управляемостью слоев, размещение внешнего ремня под неправильным углом во время сборки шины является потенциальной причиной тяги шины. Эта проблема возникает довольно редко, учитывая жестко контролируемую точность, которую сегодня используют основные производители шин.

Конусность — это состояние, при котором шина имеет разницу в высоте и жесткости между левой и правой боковинами/плечами. В очень общих чертах это означает, что одна сторона шины короче другой. Если шина действительно имеет конусность, так как у нее два разных диаметра качения, она, естественно, хочет катиться по кругу, как конус.

Конусность вызвана отклонениями в процессе изготовления протектора и/или ремня размещение и в процессе отверждения. Все шины имеют некоторую конусность (в конце концов, при изготовлении шины используется ряд гибких компонентов, поэтому небольшие отклонения неизбежны). Как отметил Франк Secondary из Kumho Tyres, производители шин сегодня хорошо осведомлены об этом и прилагают огромные усилия, чтобы контролировать это в процессе производства. Марки и модели шин имеют максимально допустимые значения конусности (тысячные доли дюйма); любая шина, выходящая за пределы максимально допустимого диапазона — и каким-либо образом прошедшая производственный процесс — скорее всего, вызовет жалобу на тягу.

Согласно Tire Rack, шина, имеющая конусность из-за производственной ошибки, будет быть очевидным сразу после установки или сразу после первого поворота шин. По этой причине гарантии производителей покрышек покрывают это состояние только на раннем этапе их эксплуатации.

Если тяга шины впервые становится заметной после многих миль езды, это обычно связано с дорожными условиями или несоосностью автомобиля, которая приводил к износу протектора шины под углом (одна сторона изнашивалась быстрее, чем другая) или позволяла шине на одной стороне оси изнашиваться быстрее, чем шина на другой стороне той же оси.

Если у транспортного средства есть проблема с буксировкой, необходимо проверить выравнивание, включая настройки поперечного развала, поперечного каста и угла тяги.. Если выравнивание находится в соответствии с настройками производителя или надлежащим образом в пределах диапазона, процедура, описанная во врезке «Этапы диагностики растяжения шин» на стр. 34, может использоваться для подтверждения того, какая шина вызывает растяжение.

Часто простое вращение шин позволяет выявить или даже устранить жалобу на тягу, вызванную конусностью. Чтобы проиллюстрировать это, представьте, что у нас есть две передние шины, каждая с небольшой конусностью. Если короткая (или более гибкая боковина) сторона каждой шины обращена к правой стороне транспортного средства, транспортное средство будет тянуть вправо. Если обе короткие стороны обращены к левой стороне транспортного средства, транспортное средство будет тянуть влево. Однако, если шины расположены на транспортном средстве так, чтобы короткая сторона каждой шины была обращена наружу на той же оси, это отменяет тенденцию каждой шины тянуть.

Если транспортное средство в настоящее время движется вправо ( и если проблема заключается в конусности), вращение шин из стороны в сторону будет передавать поперечную силу, и теперь тяга будет направлена ​​влево. Если направление тяги не изменилось при повороте шин из стороны в сторону, вы можете исключить конусность как причину проблемы.

Направленные шины ограничивают легкость вращения шины на этот тест. Если вы решите попробовать поперечную замену шин, шины необходимо снять и снова установить, чтобы сохранить правильное направление качения.

Асимметричные шины (шины, отмеченные для определенной боковой стенки внутрь или наружу) можно просто повернуть на транспортном средстве, оставаясь при этом закрепленным на колесах.

Вращение шины из стороны в сторону — единственный метод изолирования шины с чрезмерной конусностью. Если направление тяги меняется, проблема в конусности; если тяга не меняется, проблема не в конусности. Если вы определили, что конусность является причиной тяги передней шины, переверните шину на колесе или переместите тянущую шину на заднюю ось.

Неправильная установка направленных или асимметричных шин

Если направленная или асимметричная шина установлена ​​на транспортном средстве неправильно (направленная шина, установленная назад, или асимметричная шина, установленная наружной боковой стенкой, обращенной внутрь), это не обязательно повредит целостность шины; вы просто не сможете в полной мере воспользоваться характеристиками, которые предлагает шина.

Однако, хотя вы не можете повредить шину, вы рискуете создать небезопасное управление и/или сцепление с дорогой, особенно на мокром дорожном покрытии. Направленный рисунок протектора разработан для эффективного отвода воды при движении только в одном направлении. При установке задним ходом аквапланирование становится реальной угрозой. Неправильно установленная асимметричная шина снизит ее способность выдерживать поперечные нагрузки (прохождение поворотов) на сухой дороге и ухудшит сцепление с мокрой дорогой. При установке любой шины обращайте особое внимание на требования к ее положению или ориентации!

Регулярно вращайте шины

Всегда рекомендуется вращение шины, независимо от типа или конструкции шины ( за исключением шин, ориентированных на положение). Регулярный график ротации поможет равномерно распределить износ протектора между шинами для увеличения срока службы. В случае с направленными шинами (где направление качения должно оставаться неизменным), поворот спереди назад с одной и той же стороны транспортного средства выполняется просто, поскольку демонтаж не требуется. Но для перекрестного вращения их необходимо демонтировать и повторно установить.

Если шина уже имеет чрезмерную конусность, имейте в виду, что состояние будет ухудшаться по мере износа протектора. Важно диагностировать и лечить растяжение, вызванное конусностью, на раннем этапе эксплуатации шины. На иллюстрациях A-F на странице 30 и выше показаны принятые образцы вращения.

Дизайн протектора

Создание рисунка протектора связано с рядом критериев. Поступь должна радовать глаз. Коэффициент шума протектора должен быть как можно ниже. Протектор должен обеспечивать сцепление с сухой дорогой и отводить воду во влажных условиях, а также должен обеспечивать приемлемую реакцию на рулевое управление и предсказуемый контроль. В зависимости от целевого использования шины одна или несколько из этих целей будут иметь приоритет.

Что касается сверхвысокой производительности шины, одно основное направление обычно имеет приоритет над всем остальным: это должны маневрировать и обеспечивать максимальное сцепление с дорогой в сухих условиях.

Почему у шины есть рисунок протектора? Разве не лучше было бы просто сделать шину гладкой без каких-либо конструктивных канавок? Если бы единственной директивой было производство шины, обеспечивающей максимальное сцепление с дорогой на сухой дороге, при абсолютном исключении всего остального, тогда да, «слик» обеспечил бы самый большой след. Тем не менее, это не обеспечит способность рассеивать воду.

Даже если высокопроизводительная шина может быть предназначена как сверхзахватывающее устройство на сухой дороге, уличное применение, тем не менее, требует, чтобы она могла безопасно перемещаться по мокрому дорожному покрытию. Шина также должна обеспечивать приемлемый уровень шума.

Таким образом, хотя производители шин в полной мере способны производить мега-липкие гладкие шины, реальность уличного применения требует, чтобы инженеры использовали канавки, ламели и др. каналы и проходы для достижения желаемой производительности внутри корпуса, который также соответствует приемлемым стандартам в различных режимах, включая комфорт, шум, торможение, реакцию и сцепление на сухой и мокрой дороге.

Форма, количество и размер канавок протектора выбирается не случайно. Скорее, они тщательно спланированы путем сочетания инженерного опыта, компьютерного построения графиков и испытаний на автомобиле.

Расположение канавок шины и количество этих канавок изменяется в зависимости от предназначения шины использовать. Это летняя шина? Всесезонная шина? Хотим ли мы, чтобы эта шина была отличной на сухой или мокрой дороге? Вся тема рассматривается на основе предполагаемого использования. Желаемая цель определяет форму, ширину и количество канавок.

Кроме того, форму и ориентацию блока протектора можно изменить, чтобы управлять динамическими силами.. Стенки блока протектора могут наклоняться вперед или назад, и эта ориентация может меняться от внешней стороны плеча к центру протектора. Углы стенок блоков протектора (боковые стенки канавок) создают дополнительные возможности для распределения сил.

В сверхвысокопроизводительной шине часто используется минимальное количество широких канавок, чтобы сохранить Максимально большие блоки протектора для большей резины на дороге и, как следствие, лучшего сцепления на сухой дороге. Путем расположения канавок для отвода воды в желаемом направлении блоки протектора могут быть большими. Популярная сегодня тенденция заключается в использовании канавок с большим углом, предназначенных для сохранения сцепления на мокрой дороге, при этом блоки протектора должны быть как можно большими.

Для точной настройки рисунка протектора используются небольшие хитрости. Например, конкретная шина может иметь промежуточные блоки протектора, расположенные по обе стороны от центральной области протектора, которые имеют небольшие скосы на передней и задней кромках каждого блока. Эти небольшие фаски предназначены для снятия напряжения, чтобы свести к минимуму возможность появления трещин (отрыв) протектора при использовании с высокими нагрузками. «Покачивание» блока протектора (когда блоки протектора отклоняются во время контакта с дорогой) генерирует дополнительное тепло и увеличивает вероятность отрыва блоков протектора во время крутых поворотов. Эти небольшие фаски уменьшают степень деформации блока протектора при контакте протектора с поверхностью дороги. Они также помогают снизить уровень дорожного шума, создаваемого протектором.

Элементы конструкции шины

Современные радиальные шины (или любые радиальные шины в этом отношении) имеют характеристики ряд деталей. Шина конструируется не путем однократного литья под давлением, а по частям для создания многослойного каркаса, который впоследствии покрывается резиновой смесью в форме для создания внешней боковой стенки и внешнего корпуса протектора.

Элементы каркаса шины включают бортовую сборку (сюда входит «пучок бортов» из стальных проволок, которые заключены в наполнитель борта и заключены внутри борта). Слои корпуса оборачиваются вокруг борта и проходят по корпусу шины к противоположному борту. Внутренний слой резины покрывает внутреннюю часть воздушной камеры шины, служа уплотнением от воздуха и влаги. Ремни и слои колпаков расположены под протектором, чтобы обеспечить усиление протектора и помочь обеспечить особые характеристики плавности хода и управляемости, заданные инженерами-конструкторами.

Материал резиновой смеси, который покрывает каркас и обеспечивает боковины и Материал протектора укладывается на каркас, и ему придается определенная форма и контур в пресс-форме для шины. За этим следуют запатентованные процедуры отделки и отверждения, которые тщательно контролируются производителями шин.

Составы шин

Чтобы получить базовое представление о составах протекторов шин, мы должны сначала оцените сложность конструкции шины в целом. Любая шина представляет собой сбалансированный компромисс между множеством факторов производительности.. Реализация эксплуатационных характеристик шины достигается за счет согласованных усилий различных элементов, включая состав протектора, дизайн протектора, рисунок протектора, дизайн боковины и борта, арматуру и т. Д. Варианты и возможности ошеломляют.

Компаундирование протектора — это лишь одна грань общего потенциала и характера шины. Если вы хотите, чтобы шина лучше управлялась с точки зрения отклика и бокового сцепления, составление смеси протектора, безусловно, является одной из областей, которую следует учитывать, но конечный результат включает рабочую взаимосвязь между всеми элементами дизайна. Повышенное сцепление может потребовать переосмысления конструкции боковины, протектора, обертывания борта, используемых материалов и процесса отверждения, чтобы назвать несколько ингредиентов. Точно так же, если одна из этих областей изменяется, может потребоваться изменение состава для компенсации.

По мере повышения производительности в одной области некоторые из них могут неизменно теряться в другой. Например, если изменение сделано для увеличения тяги, это может отрицательно повлиять на сопротивление качению и износ протектора. Состав протектора разработан для достижения оптимального баланса сопротивления качению, износа и сцепления. В связи с этим рассматриваются три основные категории материалов: эластомеры, наполнители и технологические масла.

Эластомеры включают каучуки и полимеры, которые придают смеси ее эластичные свойства. Существуют сотни полимеров, которые можно использовать в невероятно широком диапазоне комбинаций, так что это совсем не просто. Хотя большинство непрофессионалов и даже энтузиастов производительности имеют обыкновение называть «резину», на самом деле общее использование этого термина не совсем корректно.

при создании используются различные типы технического углерода и/или кремнезема. Работа наполнителя заключается в усилении эластомеров с динамической точки зрения. Говоря техническим языком, наполнитель помогает обеспечить уровень гистерезиса протектора.

Гистерезис — это мера поглощения энергии протектора. Состав с высоким гистерезисом указывает на то, что протектор поглощает больше энергии (проще говоря, его легче деформировать), что приводит к увеличению сопротивления качению, а это означает, что для катания по дороге требуется больше энергии. Состав с низким содержанием истерика более эластичен, поглощает меньше динамической энергии и, следовательно, имеет меньшее сопротивление качению. В результате автомобиль потребляет меньше энергии, что приводит к более эффективному использованию мощности двигателя и, по крайней мере, теоретически, к снижению расхода топлива.

Во время эксплуатации можно использовать широкий спектр масел. производство резиновых смесей, которые служат для регулирования как упругости протектора в готовом продукте, так и легкости экструзии в форме. Часто эти две директивы противоречат друг другу: самый простой для экструзии материал может не дать наилучших характеристик, в то время как протектор с лучшими характеристиками может оказаться сложнее в производстве.. Выбор технологических масел помогает конструкторам достичь оптимальных результатов как с точки зрения характеристик протектора, так и с точки зрения простоты и качества изготовления.

Хотя состав протектора создается за счет баланса полимеров, наполнителей и технологических масел, работа не выполняется. не останавливаться на достигнутом. Другие переменные входят в картину во время самого производственного процесса. Система отверждения (включающая серу, активаторы и т. Д.), А также температуры и циклы отверждения регулируются для дальнейшего определения характеристик протектора.

Доступные переменные состава (типы эластомеров, типы и концентрация наполнителей) , типы масел и процессы отверждения) позволяют адаптировать состав для удовлетворения желаемых требований. Некоторые атрибуты являются взаимоисключающими, а другие — взаимодополняющими.

Поскольку составы материалов меняются для улучшения, скажем, мокрой адгезии, можно ожидать потери в износостойкости; или по мере внесения изменений, направленных на улучшение управляемости на сухой дороге, некоторые характеристики могут быть принесены в жертву с точки зрения сцепления на снегу и т. д. Точно так же изменения, внесенные для повышения комфорта езды, также могут помочь улучшить сцепление с мокрой дорогой. Это проблема, с которой решается творческое использование синтетических материалов, пытаясь свести к минимуму компромисс производительности.

Этот компромисс (улучшение в одной области и потеря позиций в другой) всегда был основной проблемой дизайнерам. Хотя компромисс в параметрах производительности, вероятно, всегда будет, он уменьшается благодаря постоянным усилиям по развитию технологий. Однако, несмотря на технологические усовершенствования, практически невозможно создать единую шину, которая бы все работала на оптимальном уровне.

Несмотря на то, что всегда задействовано множество переменных конструкции и конструкции шины, система компаундирования остается основной фактор в управлении и достижении желаемого сопротивления качению, сцепления на сухой и мокрой дороге, сцепления со снегом и характеристик износа. Комбинации кажутся почти безграничными, что делает науку о компаундировании поистине одним из самых увлекательных аспектов дизайна шин.

Скачать PDF

Оцените статью
motary.ru
Добавить комментарий