Устройство автомобильных колес и шин крепление колес маркировка шин и дисков

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

В статье расскажу, как устроено колесо автомобиля, про требования, предъявляемые к колесам, маркировку колесных шин и расшифровку их обозначений. Знать устройство колеса и обозначение шин автомобиля, необходимо для правильной подборки необходимых покрышек под личные запросы и стиль вождения.

При выборе новых шин необходимо знать их конструкцию и параметры, которые должны подходить к условиям их эксплуатации, кроме того, знание и понимание влияния силы, воздействующей на автомобиль, при различных условиях движения поможет принять правильное решение в критической дорожной ситуации и избежать повышенного износа покрышек.

Разный рисунок протектора шин ставит владельца транспортного средства перед задачей в правильности выбора, да и как правильно накачать колеса автомобиля, не многие знают. Еще необходимо знать устройство диска колеса автомобиля при использовании бескамерных шин.

Устройство колеса автомобиля: назначение и требования

Устройство колеса и шины автомобиля должны отвечать требованиям, которые обеспечивают безопасность движения. Шины движущегося автомобиля должны преодолевать трение качения. Величина трения качения, которую они должны преодолевать, составляет примерно одну десятую от соответствующего трения скольжения.

Колесо установлено на ступицу с помощью роликовых подшипников, которые дополнительно снижают трение качения. Значительно большее сопротивление, которое можно изменить, это сопротивление качению, оно зависит от типа дорожного покрытия, а не только от покрышки.

Для обеспечения максимальной эффективности работы специально настроенных систем подвески в современных автомобилях необходим хороший контакт с дорожной поверхностью. Покрышки выполняют эту функцию, причем первоочередную роль здесь играет обеспечение безопасности и комфорта. Колесо должно:

поддерживать автомобиль и демпфировать толчки при движении;
передавать движущие силы, силы ускорения, силы торможения и поперечные силы;
отводить тепло, в случае бескамерных шин – выделяющееся в шинах;
обеспечивать герметичность посадки обода.

В свою очередь шина движущегося на любой скорости и при любых погодных условиях транспортного средства должна:

поддерживать массу автомобиля;
обеспечивать хорошее сцепление с дорогой;
передавать движущие силы, силы ускорения, силы торможения и реактивные силы при повороте;
улучшать ходовые характеристики и повышать комфорт за счет демпфирования толчков при движении;
быть достаточно прочной, поддерживать надлежащее давление воздуха и противостоять возможным повреждениям;
иметь высокую износостойкость.

Устройство колеса

Колесо автомобиля состоит из обода и шины. Чтобы понимать, как устроено колесо автомобиля, необходимо знать, какие бывают типы ободов и их различия.

Типы автомобильных колес классифицируются по конструкции и по типоразмеру: колеса с литыми дисками; колеса со штампованными стальными дисками; колеса со спицами.

Кроме этого, колеса различают по типу обода: обод с углубленной центральной частью (глубокий обод); плоский обод; обод с наклонной полкой.

Колеса с литыми дисками

Имеется существенное различие между колесами с легко сплавными (алюминиевыми) дисками и со стальными дисками. Колеса с литыми дисками характеризуются высокой прочностью и точно обработанным седлом обода.

Благодаря небольшой массе, колеса с легко сплавными дисками подходят для спортивных автомобилей. Диски колес могут быть литыми или коваными. Колеса с литыми дисками, вследствие их высокой прочности, применяют на грузовиках большой грузоподъемности и на автобусах.

Колеса с литыми дисками для коммерческих автомобилей имеют плоский обод или обод с наклонной полкой. Для обеспечения возможности установки покрышек, эти колеса снабжены составными ободами.

Колеса со штампованными стальными дисками

Колеса со штампованными стальными дисками используют на легковых автомобилях и на коммерческих автомобилях малой грузоподъемности. Секции обода приварены одна к другой. Предусмотренные отверстия снижают его массу и обеспечивают более эффективное охлаждение тормозов.

Эти колеса имеют простую конструкцию и невысокую себестоимость, в них обеспечена герметичность посадочной полки обода.

Как правило, они имеют обод с углубленной центральной частью, что облегчает установку покрышек.

Ободья с углубленной центральной частью, размеры

Выемка в основании обода обеспечивает возможность установки покрышки и увеличивает объем воздуха. Для обеспечения хорошей посадки покрышки на посадочной полке (это особенно важно при использовании бескамерных шин) на седле обода предусмотрена канавка.

К размерам, определяющим тип колеса, относятся: внутренний поперечный размер шины определяет ширину необходимого обода, а посадочный диаметр борта – его диаметр. Осевая линия колеса может не совпадать с фланцем крепления.

Расстояние смещения осевой линии обода относительно фланца крепления называется офсет.

Осевая линия может проходить через точку поворота фланца и улучшать характеристики передней подвески.

Конструкция шины

Внешняя поверхность шины, находящаяся в контакте с дорожным покрытием, имеет рисунок в форме канавок, которые помогают обеспечить хорошее сцепление с мокрым дорожным покрытием, называется протектором.

Именно эта поверхность передает усилия водителя, прикладываемые к рулевому колесу и педали тормоза, на дорогу и обеспечивает тяговое усилие.

Боковина покрышки обладает гибкостью, но при этом требуется, чтобы она выдерживала определенные ударные воздействия.

Шина имеет многослойную конструкцию – до 8 слоев, от которых зависят прочность, управляемость, ходовые качества и способность выдерживать тепловые воздействия.

Кольца бортов покрышки – это прочные замкнутые кольца, изготовленные из стальной проволоки и впаянные в борт покрышки для создания герметичного уплотнения с ободом.

Слои корда обеспечивают более устойчивое поведение автомобиля на дороге и более эффективное рассеивание теплоты при высоких скоростях движения.

Обозначение колесных шин

Маркировка автомобильных шин на боковине содержит информацию о характеристиках шины, помогает правильно подобрать и эксплуатировать покрышку.

Например, маркировка 195/65 R 15 91T расшифровывается так: 195 = ширина протектора 195 мм. 65 = высота боковины, измеренная в процентах от ширины протектора (в примере – 126 мм). R = шина радиального типа. 15 = диаметр обода 15 дюймов. 91 = максимальная грузоподъемность (в примере – 600 кг). T = максимальный класс скорости (в примере – 190 км/ч).

Профиль шины это величина относительная, поэтому, при подборе шин необходимо учитывать, что если вы вместо типоразмера 195/65 R15 захотите поставить покрышки с размером 205/65 R15, то увеличится не только ширина покрышки, но и высота.

Рисунок протектора

Протектор шины, контактируя с дорожным покрытием, должен выдерживать очень большую нагрузку и гарантировать надежное сцепление с любыми поверхностями, иметь высокую износоустойчивость к абразивным воздействиям и не перегреваться при нормальном режиме работы.

При направленном рисунке протектора шины достигается лучшее сцепление с влажной поверхностью, курсовая устойчивость и управляемость.

Разный рисунок протектора на внутренней и на внешней стороне имеют шины с асимметричным протектором, они имеют более высокие динамические характеристики по сравнению с обычными или шинами с протектором, которые имеют направленный рисунок.

Как правило, конструкция внутренней стороны протектора ориентирована на обеспечение наилучшего сцепления с влажной поверхностью, а внешней стороны – на эффективное преодоление поворотов.

Шины этого типа можно устанавливать с любой стороны, они не являются направленными. Важную роль играет правильность посадки покрышки и правильная ориентация рисунка протектора.

Глубина протектора шин

Глубина протектора, в первую очередь, обеспечивает каналы для прохождения воды. На рисунке показана шина в разрезе и глубина протектора.

Когда вследствие износа глубина протектора уменьшается до такой степени, при которой не обеспечивается удовлетворительное вытеснение воды и снега, шина теряет сцепление из-за недостаточного контакта с дорогой.

Возникает так называемый эффект Аква планирования, который очень опасен. Для точного измерения глубины износа протектора следует использовать глубиномер и произвести замеры в нескольких точках по окружности.

Между выступающими частями протектора находятся индикаторы износа шины. Эти индикаторы указывают на достижение минимальной глубины протектора. Визуальный осмотр показывает, что протектор изношен до уровня, на котором располагается индикатор износа.

Накачивание шин

Правильное накачивание шин автомобилей играет очень важную роль, избыточное или недостаточное давление воздуха влияет на эффективность рулевого управления, торможения и на тяговое усилие, кроме этого, существенно возрастает износ покрышек. Правильно накачанная шина обеспечивает оптимальный контакт с дорожной поверхностью.

Как правильно накачивать шины указано в инструкции по эксплуатации автомобиля. У многих автомобилей имеется табличка на центральной стойке кузова со стороны передней левой или правой двери, где есть параметры давления в шинах при различной нагрузке на автомобиль.

Если шины недостаточно накачаны, снижается эффективность управления, возникает тенденция к уводу в сторону и появляется повышенный износ кромок протектора. Если шины перекачаны, рулевое управление становится легче, и наблюдается быстрый износ центральной части протектора.

Силы, воздействующие на автомобиль

Когда сила, например, движущая сила, передается в контактной зоне катящегося колеса, между шиной и поверхностью дороги возникает относительное движение или проскальзывание. Наличие проскальзывания означает, что расстояние, преодолеваемое автомобилем, меньше расстояния, соответствующего окружности качения шины.

Скольжение выражается в процентах. Это разница между расстоянием, которое прошло бы катящееся колесо без передачи усилия, и фактическим пройденным расстоянием с передачей усилия. При торможении с заблокированными колесами скольжение составляет 100%. Скольжение изменяется под влиянием следующих факторов, перечисленных ниже.

Движущая сила или сила торможения.
Боковая реактивная сила при повороте.
Статический коэффициент трения шины и дорожного покрытия.

Статический коэффициент трения зависит от характера дорожного покрытия (бетон, асфальт или булыжная мостовая), от состояния дороги (сухая или влажная) и от характеристик покрышки.

На рисунке ниже показаны силы, передаваемые шинами к дорожному полотну. Эти силы воздействуют на автомобиль в большей или меньшей степени, которая зависит и от характера дороги, и от мастерства водителя.

Центр тяжести транспортного средства – это непостоянный фактор, зависящий от нагрузки на автомобиль и от сложности рельефа местности (угла наклона).

На безопасность движения и комфорт влияет балансировка колеса. Правильно от балансированное, оно нормально работает и не оказывает негативного влияния на работу рулевого управления, подвески и тормозов.

Не от балансированное колесо вызывает его вибрацию при вращении. По мере увеличения скорости вибрация возрастает и может превратиться в колебание колеса в вертикальной плоскости.

Силы, которые заставляют вращающееся колесо перемещаться вверх и вниз, – это силы статического дисбаланса. Силы, которые заставляют вращающееся колесо перемещаться из стороны в сторону, – это силы динамического дисбаланса.

Неприемлемо большие силы дисбаланса могут вызывать преждевременный износ покрышек, элементов рулевого управления и подвески. Балансировку колес проверяют на специальных стендах, для устранения дисбаланса на обод устанавливают балансировочные грузики.

Износ протектора зависит от целого ряда причин, однако есть два типичных фактора, связанных с системой рулевого управления. Неправильно отрегулированное схождение или расхождение приводит к быстрому и интенсивному износу протектора, одинаковому на двух передних колесах. Износ этого типа называют “пилообразным”.

Если острые края секций проектора обращены внутрь, к центру автомобиля, – это указывает на повышенное схождение колес. Если острые кромки обращены наружу, – это указывает на повышенное отрицательное схождение (расхождение).

Если неправильно отрегулирован развал, возникает угловой износ протектора. Например, при наличии повышенного отрицательного развала шины изнашиваются на внутренней стороне.

Если развал на двух сторонах автомобиля неодинаков, возникает боковой увод к той стороне, на которой положительный развал больше. В большинстве передне-приводных автомобилей развал не регулируется, и неисправные (изношенные или поврежденные) элементы следует заменять.

Выводы

Теперь Вы знаете, как устроено колесо автомобиля и из чего оно состоит, что поможет в правильном выборе и эксплуатации шин, сделает передвижение на автомобиле комфортным и продлит срок службы покрышек. Своевременное обслуживание ходовой части автомобиля и контроль минимально допустимой глубины протектора обеспечат безопасное дорожное движение.

Правильное накачивание шин автомобилей продлит срок их службы и снизит расход топлива. Колеса – это то, что соединяет нас с этим миром на дороге, и от их надежности зависит не только Ваша продолжительность жизни, но и окружающих.

Не забывайте про важность периодической проверки колес, и удачи Вам на дорогах. Подписывайтесь на рассылку и поделитесь в комментариях, какими критериями Вы руководствуетесь при выборе новых шин и как потом меняется поведение автомобиля при различных условиях движения.

Обычно автомобильное колесо состоит из шины, обода, ступицы.

Классификация колес производится в зависимости от их назначения и конструкции:

дисковые
бездисковые (со спицевыми или барабанными ступицами)

Классификация шин производится по следующим основным параметрам:

по способу герметизации:

по форме профиля:

обычного — Н/В = 1,0…0,9
широкопрофильные (низкопрофильные) — Н/В = 0,6…0,8
арочные — Н/В = 0,4…0,5
пневмокатки — Н/В = 0,25…0,4

по возможности изменения внутреннего давления:

с нерегулируемым давлением
с регулируемым давлением

по конструкции каркаса:

с диагональными нитями
с радиальными нитями

Основные требования к колесам следующие:

полное соответствие применяемой шине по размерам, жесткости и конструкции обода;
надежное крепление к ступице, обеспечивающее легкость монтажа и демонтажа колеса;
высокие прочность, долговечность и коррозионная стойкость;
минимальные биение и дисбаланс.

Основные требования к шинам следующие:

хорошее сцепление с дорогой;
малое сопротивление качению;
соответствие упругих свойств параметрам автомобиля и условиям движения;
низкий уровень шума при движении автомобиля;
высокие прочность и долговечность;
малое давление на грунт (для автомобилей повышенной и высокой проходимости).

Кроме того, к автомобильным шинам и колесам, как и к остальным механизмам и системам автомобиля, предъявляют также общие требования:

обеспечение минимальной массы (масса колеса легкового автомобиля из стального листа составляет около 6,5 кг, литое алюминиевое колесо на 1 кг легче, а штампованное — на 1,5 кг)
высокая надежность
минимальное обслуживание
технологичность

Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к шинам.

Хорошее сцепление с дорогой обеспечивается в основном подбором состава резины в шине, оптимальным для данных условий эксплуатации рисунком протектора, поддержанием требуемого давления в шине. Однако увеличение коэффициента сцепления шины с дорогой за счет изменения состава резины в некоторых случаях может привести к значительному сокращению срока службы шины из-за ее быстрого износа.

Малое сопротивление качению обеспечивается в основном теми же мероприятиями, что и хорошее сцепление с дорогой, но уменьшение сопротивления качению может в некоторых случаях сопровождаться уменьшением коэффициента сцепления шины с дорогой.

Высокие прочность и долговечность включают в себя и требования безопасности, а именно:

исключение разрыва шины от повышения давления свыше заданного (обычно гарантируется сохранение прочности при повышении давления в шинах легковых автомобилей на 0,2 МПа) — обеспечивается в основном конструкцией каркаса шины;
исключение разрыва шины от центробежных сил, возникающих при высоких скоростях движения — обеспечивается в основном конструкцией каркаса шины; при этом на шинах проставляется маркировка, соответствующая максимальной скорости, при которой может применяться данная шина;
надежность герметичного и прочного прилегания бортов шины к бортам обода — обеспечивается в основном высоким качеством изготовления обода и отсутствием на нем дефектов, возникающих в процессе эксплуатации;
замедление или предотвращение резкого падения давления при проколе шины — наиболее безопасна бескамерная шина, так как герметизирующий слой заполняет прокол, для легковых автомобилей некоторые фирмы предлагают шины с внутренней торовой вставкой, опираясь на которую при полном падении давления в шине автомобиль может проехать несколько десятков километров.

Малое давление на грунт обеспечивается увеличением поверхности контакта за счет увеличения ширины, диаметра шины и снижения в ней давления.

Последнее наиболее эффективно и применяется в виде системы регулирования давления в шинах.

Остальные свойства обеспечиваются в основном подбором состава резины в шине.

Автомобильное колесо выполняет многообразные функции:

это опора, через которую передается вес автомобиля на дорогу
это движитель, который, взаимодействуя с дорогой, передает тяговую и тормозную силы, противодействует боковым силам, обеспечивает изменение направления движения.

Автомобильные шины обладают значительной эластичностью, и их деформации в радиальном, продольном и поперечном направлениях оказывают значительное влияние на эксплуатационные свойства автомобиля.

Автомобильные шины выпускаются в России в соответствии со стандартами и подразделяются на легковые, грузовые (включая прицепы, полуприцепы и автобусы); с регулируемым давлением: для большегрузных автомобилей, строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин.

Шины изготавливают с различными рисунками протектора:

дорожным (Д)
универсальным (У)
повышенной проходимости (ПП)
зимним (З)
карьерным (Кар)

Шины выпускаются в обычном, тропическом и северном исполнении.

Рис. Схема колес:
а — велосипеда; б — мотоцикла; г — легконого автомобиля

Максимальная нагрузка на шину определяется в основном объемом и давлением воздуха, находящегося в шине, а также числом слоев корда. На рисунке показаны при гсв = 0,3 м приблизительные соотношения размеров В и гсв (b = B/гсв) шин велосипеда (b = 0,1), мотоцикла (b = 0,3), легкового автомобиля (b = 0,5). В стандартах указаны основные параметры автомобильных шин, в том числе максимальная допустимая нагрузка и давление, соответствующее этой нагрузке, а также максимальная допустимая скорость автомобиля с этими шинами.

Дисковые колеса автомобиля состоят из стального штампованного диска 2 и приваренного или приклепанного к нему обода 1. Для уменьшения веса диски делаются не сплошными, а с отверстиями. Диск колеса крепится к ступице, а его обод служит для установки шины.

Рис. Колеса: а — колесо с глубоким неразборным ободом; б — колесо с плоским разборным ободом; 1 — обод; 2 — диск; 3 — съемное бортовое кольцо; 4 — замочное кольцо; 5 — канавка; 6 — несъемное бортовое кольцо; 7 — отверстие для вентиля камеры

Наиболее распространены ободы колес двух типов: глубокие неразборные и плоские разборные. Глубокие неразборные ободы применяются для колес легковых автомобилей, плоские разборные ободы — для грузовых. У разборных ободов одно бортовое кольцо 3 делается съемным, что необходимо для монтажа шин. Это кольцо свободно надевается на обод 1 и крепится замочным кольцом 4, заправленным в канавку 5 на ободе.

Ободы колес некоторых грузовых автомобилей имеют оба бортовые кольца съемные. Обод такого колеса вместо бортового кольца 6 имеет с одной стороны небольшой буртик, который удерживает съемное бортовое кольцо. Другое бортовое кольцо крепится, как обычно, замочным кольцом.

Диски колес крепятся к шпилькам ступиц гайками с конусной фаской. Вследствие совпадения конусных фасок гаек с конусными отверстиями дисков достигается томная установка колес на ступице. Чтобы при движении автомобиля гайки крепления колес самопроизвольно не отвертывались, гайки правых колес имеют правую резьбу, гайки левых колес — левую. Гайки с левой резьбой отмечаются специальной проточкой на гранях.

Если на задние оси автомобиля устанавливается по два колеса с каждой стороны, то внутреннее колесо крепится колпачковыми гайками, имеющими внутреннюю и наружную резьбу, а наружное колесо надевается на колпачковую гайку и затягивается гайкой с конусной фаской.

На ободе диска колеса монтируется шина, которая служит для смягчения и частичного поглощения толчков и ударов при движении автомобиля по неровной дороге. Она состоит из камеры 1 и покрышки. В камеру накачивается воздух, а покрышка удерживает камеру на ободе 22 колеса, защищает ее от повреждений и обеспечивает хорошее сцепление колес автомобиля с дорогой.

Рис. Шина: 1 — камера; 2 — каркас покрышки; 3 — соединительная прослойка; 4 — протектор; 5 — боковина; 6 — диск колеса; 7 — замочное кольцо; 8 — вентиль камеры; 9 — съемное бортовое кольцо обода; 10 — колпачок вентиля; 11 — золотник; 12 — резиновый уплотнитель; 13 — клапан; 14 — шпилька; 15 — пружина; 16 — опорная скоба; 17 — корпус; 18 — гайка; 19 — шайба; 20 — фланец корпуса вентиля; 21 — борт покрышки; 22 — обод; 23 — ободная лента; 24 — сердечник

Камера представляет собой замкнутую кольцевую трубу, изготовленную из резины, с вентилем 8 для наполнения камеры воздухом. Вентиль представляет собой клапан, пропускающий воздух только в одном направлении. Состоит вентиль из металлического корпуса 17, золотника 11, клапана 13, пружины 15 и колпачка 10. Корпус вентиля представляет собой прямую или изогнутую латунную трубку, внутри которой нарезана резьба.

Внутрь корпуса на резьбе ввернут золотник. Золотник имеет клапан с резиновым уплотнителем 12. При помощи спиральной пружины клапан 13 плотно закрывает внутренний канал золотника и предотвращает выход воздуха из камеры. При накачивании камеры клапан перемещается вниз, сжимает пружину и пропускает воздух в камеру. Для облегчения накачивания камеры золотник рекомендуется немного вывернуть, чтобы ослабить затяжку пружины клапана. Корпус вентиля при помощи имеющегося в нижней части фланца 20 крепится гайкой 18 с шайбой 19 к камере. Помимо вентилей с металлическим корпусом, применяются также вентили, корпус которых изготовлен из резины и имеет внутри металлическую трубку.

Покрышка состоит из каркаса 2, бортов 21 с сердечником 24, соединительной прослойки 3 и протектора 4 с боковинами 5. Каркас покрышки изготовляется из нескольких слоев прочной прорезиненной ткани (корда), между которыми расположены слои резины. Каркас является основанием покрышки; чем больше слоев корда, тем большую жесткость имеет это основание, а значит, покрышка может выдержать большую нагрузку.

Борта 21 присоединены к каркасу и служат для установки покрышки на ободе колеса. Сердечник 24 борта представляет собой кольца, состоящие из пучков тонкой стальной проволоки, обернутых прорезиненной тканью. Сердечник предохраняет борта от растягивания при монтаже и демонтаже шины и предотвращает соскакивание ее с обода.

Рис. Правильная установка шины с направленным рисунком протектора

Правильная установка шин способствует самоочищению рисунка протектора от грязи и снега и улучшает сцепление шин с грунтом.

Соединительная прослойка 3 соединяет протектор с каркасом и в то же время является подушкой, поглощающей удары, воспринимаемые протектором покрышки.

Для защиты камеры от истирания об обод колеса на грузовых автомобилях между камерой и ободом колеса устанавливается резиновая ободиая лента 23.

На покрышках ставятся размер шины, маркировка завода-изготовителя, дата выпуска и порядковый номер покрышки. Размер шин обозначается в дюймах, а для новых типов шин — в миллиметрах. Размер шины обычно указывается двумя числами, например 6,50—16. Первое число (с десятичной дробью или с двумя нулями) обозначает ширину А профиля в дюймах, а второе (через тире) — внутренний диаметр Б шины также в дюймах, равный диаметру обода.

Рис. Размеры шины: А — ширина профиля; Б — внутренний диаметр; В — наружный диаметр

Специальные шины используются для повышения проходимости автомобилей по бездорожью. К ним относятся шины арочного типа, а также эластичные шины большого профиля, конструкция которых допускает работу с внутренним давлением воздуха в них до 0,5 кг/см2.

Шины арочного типа устанавливаются на специальные колеса.

Таблица. Краткая характеристика шин

Показатели шины	Марка автомобиля
Показатели шины	ГАЗ-69, ГАЗ-69А	ГАЗ-63	ГАЗ-51А	ЗАЛ-157К, ЗИЛ-157	ЗИЛ-151	ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164, ЗИЛ-150	Урал-375	КрАЗ-214	КрАЗ-219
Обозначе-ние	6,5-15	10-18 (9,75-18)	7,5-20	12-18	8,25-20	9,0-20	14-20	15-20	12-20
Количество слоев корда	6	12	8	10	10	10	10	18	14
Внутреннее давление воздуха в шинах , кг/см2
передних колес	2	3	3	В передних и задних колесах пере-менное — от 3,5 до 0,5; нормаль-ное давление на твердом грунте — 3-3,5	4	3,5	В передних и задних колесах пере-менное — от 3,2 до 0,5; нормаль-ное давление на твердом грунте — 3,2	2,8	5
задних колес	2,2	4	3,5		3	4,2		3,2	5,5

Колесо, на которое монтируется шина арочного типа, состоит из внутреннего и наружного дисков 7 обода 8 и четырех прижимных колец: двух внутренних 3 и 9 и двух наружных 2 и 10. Наружные кольца съемные, а внутренние приварены к ободу колеса.

Рис. Колесо с арочной шиной: а — общий вид колеса; б — крепление обода с шиной; 1 — шина; 2 и 10 — наружные прижимные кольца; 3 и 9 — внутренние кольца; 4 — шпилька; 5 — вентиль; 6 — болт крепления колеса к ступице; 7 — диск колеса; 8 — обод колеса

Сборка колеса осуществляется при помощи шпилек 4. Плотность посадки шины обеспечивается натягиванием бортов шины на конические полки внутренних прижимных колец при завертывании гаек шпилек, т.е. зажимом бортов покрышки между внутренними и наружными кольцами. Воздух в полость шины накачивается через вентиль 5, который устанавливается в отверстии обода и уплотняется резиновой шайбой.

Низкое давление воздуха в арочных шинах обеспечивает увеличенную опорную поверхность шины с грунтом и, следовательно, снижает удельное давление шины на грунт, что повышает проходимость автомобиля. Этому способствует также хорошо развитый рисунок протектора шин с большими груитозацепами.

Эластичные шины отличаются от обычных шин тем, что их каркас выполнен менее жестким: ои имеет меньше слоев корда. Такие шины допускают непродолжительное движение автомобиля с внутренним давлением воздуха 0,5 кг/см2. Автомобили, оборудованные эластичными шинами, снабжаются специальной системой регулирования давления воздуха в шинах, которая дает возможность в зависимости от дорожных условий снижать или повышать давление в шинах на ходу автомобиля.

Управление подкачкой и выпуском воздуха из шин осуществляется из кабины водитёля с помощью специального крана управления давлением и блока шинных кранов; создаваемое давление контролируется по манометру.

Подводится воздух к шине через цапфу 10 поворотного кулака, канал 1, головку 2 подвода воздуха, штуцер 3, трубку 5, запорный кран 6 воздухопровода и вентиль 7.

Рис. Подвод воздуха к шинам колес автомобиля ЗИЛ-157К: 1 — канал подвода воздуха, 2 — головка подвода воздуха; 3 — штуцер головки; 4 — крышка ступицы колеса; 5 — трубка подвода воздуха; 6 — запорный кран; 7 — вентиль; 8 — распорное кольцо; 9 — шланг подвода воздуха к цапфе; 10 — цапфа

Чтобы шина не соскакивала с обода колеса во время движения автомобиля при пониженном давлении воздуха в ней, на ободах колес между бортовыми кольцами устанавливается распорное кольцо 8. Борта покрышки при монтаже зажимаются между бортовыми и распорным кольцами, в результате чего покрышка прочно удерживается на ободе колеса. Воздух для подкачки шин подается компрессором пневматической системы тормозов.

На некоторых легковых и грузовых автомобилях применяются бескамерные шины. Эти шины не имеют камеры и монтируются на специальный обод 4, на котором укреплен вентиль 2 для накачки воздуха. Установленная на обод и накачанная воздухом шина бортами 5 плотно прижимается к бортам обода колеса, что препятствует выходу воздуха из шины.

Рис. Бескамерная шина: 1 — герметизирующий слой; 2 — вентиль; 3 — резиновые втулки; 4 — обод колеса; 5 — борт

С внутренней стороны шина, а также ее борта покрыты герметизирующим слоем 1, изготовленным из самозатягивающейся резины. Вследствие такого устройства бескамерные шины продолжительное время удерживают воздух при проколах и даже при пулевых повреждениях.

Протектор - это массивный слой высокопрочной резины, соприкасающийся с дорогой. По наружной поверхности он имеет рельефный рисунок в виде выступов и канавок между ними. Протектор определяет износостойкость шины, качество сцепления колеса с дорогой, а также уровень шума и вибраций. Протектор определяет приспособленность шины для работы в различных дорожных условиях. По типу рисунка протектора шины делятся на четыре основные группы: летние (дорожные),зимние (шипованные и фрикционные) всесезонные (универсальные), и карьерные (повышенной проходимости).

Устройство шины

Протектор - сделан из синтетического и природного каучука. Он обеспечивает надёжное сцепление шины с дорожным полотном.
Каркас (Бандаж) - сделан из покрытого каучуком нейлона и улучшает способность шины выдерживать высокие скорости, а так же способствует точности изготовления шины.
Брекер (Слои стального корда) - изготовлены из высокопрочной стали. Предназначены для улучшения сохранения формы шины, а так же для повышения устойчивости автомобиля.
Прокладки из текстильного корда - сделаны из полиэстера и оказывают сопротивление избыточному давлению в шине.
Внутренний слой - сделан из бутилкаучука. Служит препятствием для выхода воздуха из внутреннего пространства шины.
Бортовые полосы - изготовлены из природного каучука и предназначены для защиты шины от боковых повреждений и внешних воздействий.
Крыльевая лента - изготовлена из синтетического каучука. Повышает комфорт езды, улучшает точность управления автомобилем.
Кольцевой стержень - сделан из стальной проволоки покрытой каучуком. Служит для надёжного закрепления шины на колёсном диске.
Бортовая защитная лента - изготовлена из нейлона. Улучшает стабильность и точность управления.

Шины бывают:
зимние , всесезонные и карьерные. Шины для различных условий отличаются рисунком протектора, химическим составом резины, конструкцией и другими элементами. На зимних шинах не стоит ездить летом. Они работают при температурах меньших +9 ° С, а после этого становятся мягкими, как пластилин, быстро изнашиваются и не "держат" дорогу. Летние шины зимой "дубеют" и скользят, как пластмасса.
камерные и бескамерные . Камерные шины состоят из покрышки и камеры с вентилем. Бескамерные шины имеют воздухонепроницаемый резиновый слой (вместо камеры). Герметичность в них достигается плотной посадкой покрышки на обод. Вентиль для нагнетания воздуха в шину размещается и герметизируется в отверстии обода колеса.
Будьте внимательны! Не рекомендуется установка камер в шины бескамерной конструкции. Это приводит не только к существенному изменению поведения шины на дороге, но и к опасности перегрева и разрушения шины при движении с высокой скоростью.

Маркировка шин:

Система условной классификации качества шин
Помимо описанных выше характеристик, на боковину шины могут быть нанесены условные показатели качества шин, относящиеся к так называемой Системе условной классификации качества шин.

Показатель износа
Показатель износа является важнейшей характеристикой, показывающей, как долго шина останется работоспособной. Протектор каждой шины подвержен износу и очень важно не пропустить тот момент, когда он достиг критического уровня и шина уже не может обеспечить должное сцепление с дорожным покрытием.
Каждая новая модель шины проходит тестирование по официально установленной методике, и ей присваивается показатель износа протектора, который теоретически соответствует продолжительности "жизни" шины. ВАЖНО ПОМНИТЬ, что показатель износа является теоретической величиной и не может быть напрямую связан с практическим сроком эксплуатации шины, на который значительное влияние оказывают дорожные условия, стиль вождения, соблюдение рекомендаций по давлению, регулировка углов схода-развала автомобиля и ротация колес. Показатель износа представлен в виде числа от 60 до 620 с интервалом в 20 единиц. Чем выше его значение, тем дольше выдерживает протектор при испытаниях по установленной методике.

Показатель сцепления
Показатель сцепления определяет тормозные свойства шины. Они измеряются путем тестирования при прямолинейном движении на мокрой поверхности. Для обозначения показателя сцепления используются буквы от "А" до "С", при этом "А" соответствует максимальному его значению.

Температурная характеристика
Температурная характеристика показывает способность шины выдерживать температурный режим, который позволяет сохранять характеристики шин, заложенные заводом-изготовителем, в зависимости от климатических условий эксплуатации. Этот показатель является одним из важных вследствие того, что шины, изготовленные из резины и других материалов, меняют свойства под воздействием высоких температур. В случае с температурной характеристикой также используют буквенный индекс от "Л" до "С", где "А" соответствует максимальному сопротивлению к нагреву. Поэтому, зимние шины, как правило, мягче летних и не "дубеют" с понижением температуры, летом же они, наоборот, начинают "таять". Рисунок протектора зимних шин намного грубее, со множеством специальных углублений - ламелей, на боковине обычно имеется маркировка M+S (Mud + Snow) - грязь и снег и/или Winter - зима. Таким образом, на данный момент разделение шин на летние и зимние носит ярко выраженный характер. Хотя некоторые производители применяют технологии выпуска шин, пригодных для любых климатических условий, но такие шины пока далеки от совершенства.

Маркировка DOT
Маркировка DOT является чем-то вроде "отпечатка пальцев" шины. Ее наличие говорит о том, что данная шина соответствует нормам безопасности шин Транспортного Департамента США (Department of Transportation) и допущена к эксплуатации. DOT - это Американская система сертификации. На покрышках, поставляемых на российский рынок, чаще всего встречается метка Е, которая свидетельствует о соответствии европейским стандартам. Такие метки могут встречаться как вместе, так и по отдельности, все зависит от страны-изготовителя. Для примера рассмотрим следующую маркировку: DOT M5H3 459Х 064. Первые буквы и цифры, следующие за аббревиатурой DOT, служат для обозначения фирмы-производителя и заводского кода. Третья, четвертая и пятая буквы, 59Х, обозначают код типоразмера, которым по выбору специфицируют шины их производители для указания их размера и некоторых характеристик. Последние три цифры указывают на дату изготовления: первые две относятся к неделе, а последняя к году производства. Так, 064 значит, что шина была изготовлена в шестую неделю 1994 года. Все шины должны соответствовать как международным, так и российским стандартам.

Индекс давления
Уровень внутреннего давления в шине оказывает влияние на эксплуатационные характеристики Вашего автомобиля. Даже самые качественные шины не справятся со своей задачей, если будут работать при неправильно установленном давлении. Его точное значение зависит от типа автомобиля и, в определенной степени, от выбора водителя. Рекомендованное для данного типа автомобиля давление обычно указано в наклейке на торцевой части двери или стойки салона, или на внутренней поверхности перчаточного ящика и крышки топливного бака.

Одним из основных элементов автомобильного колеса является шина. Она устанавливается на диск и обеспечивает стабильный контакт автомобиля с дорожным покрытием. В процессе движения автомобиля шины поглощают возникающие вибрации и колебания, вызванные неровностями дороги, что обеспечивает комфорт и безопасность пассажиров. В зависимости от условий эксплуатации шины могут изготавливаться из различных материалов со сложным химическим составом и определенными физическими свойствами. Шины могут также отличаться рисунком протектора, обеспечивающего надежное сцепление с поверхностями с различным коэффициентом трения. Зная устройство шин, правила их эксплуатации и причины преждевременного износа, вы сможете обеспечить долгий срок службы резины и безопасность вождения в целом.

Функции шины

К основным функциям автомобильной шины относятся:

гашение вибраций колес от неровностей дорожного покрытия;
обеспечение постоянного сцепления колес с дорогой;
снижение расхода топлива и уровня шума;
обеспечение проходимости автомобиля в сложных дорожных условиях.

Устройство автомобильной шины

Конструкция шины достаточно сложная и состоит из множества элементов: корда, протектора, брекера, плечевой зоны, боковины и борта. Поговорим о них подробнее.

Основой шины является каркас, состоящий из нескольких слоев корда. Корд – прорезиненный слой ткани из текстильных, полимерных или металлических нитей.

Корд натянут по всей площади шины, т.е. радиально. Существуют радиальные и диагональные шины. Наибольшее распространение получила радиальная шина, т.к. она характеризуется наиболее долгим сроком эксплуатации. Каркас в ней более эластичный, за счет чего уменьшается теплообразование и сопротивление качению.

Диагональные шины имеют каркас из нескольких слоев корда, расположенных перекрестно. Эти покрышки отличаются невысокой ценой и имеют более прочную боковину.

Протектор

Наружная часть покрышки, непосредственно контактирующая с дорожной поверхностью, называется “протектор”. Главным его предназначением является обеспечение сцепления колеса с дорогой и защита его от повреждений. Протектор влияет на уровень шумности и вибрации, а также определяет степень износа шины.

Конструктивно протектор представляет собой массивный слой резины, имеющий рельефный рисунок. Рисунок протектора в виде канавок, борозд и выступов обуславливает способность шины работать в определенных дорожных условиях.

Брекер

Слои корда, расположенные между протектором и каркасом, называются “брекер”. Он необходим для улучшения взаимосвязи между этими двумя элементами, а также для предотвращения отслоения протектора под действием внешних сил.

Плечевая зона

Часть протектора, находящаяся между беговой дорожкой и боковиной, называется “плечевая зона”. Она усиливает боковую жесткость шины, улучшает синтез каркаса с протектором, берет на себя часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой.

Боковины

Боковина – прослойка резины, являющаяся продолжением протектора на боковых стенках каркаса. Она ограждает каркас от влаги и механических повреждений. На нее наносится маркировка шин.

Боковина заканчивается бортом, служащим для ее крепления и герметизации на ободе колеса. В основе борта находится нерастяжимое колесо из стальной обрезиненной проволоки, придающее прочность и жесткость.

Виды шин

Шины можно классифицировать по нескольким параметрам.

Сезонный фактор

По сезонному фактору различают летние, зимние и всесезонные шины. Сезонность шины определяется по рисунку протектора. На летней резине отсутствует микрорисунок, зато присутствуют ярко выраженные бороздки для стока воды. Это обеспечивает максимальное сцепление колес с асфальтом.

Зимние шины от летних можно отличить по узким канавкам протектора, которые позволяют резине не терять свою эластичность и хорошо держать машину даже на обледенелой дороге.

Существуют и так называемые “всесезонные шины”, о плюсах и минусах которых можно сказать следующее: они одинаково хорошо показывают себя как в жару, так и в холод, однако обладают весьма средними эксплуатационными характеристиками.

Способ герметизации внутреннего объема

По этому показателю различают “камерные” и “бескамерные шины”. Бескамерные шины – это шины, имеющие только покрышку. В них герметичность достигается за счет устройства последней.

Внедорожные шины

Этот класс шин отличается повышенной проходимостью. Резина характеризуется высоким профилем и глубокими канавками протектора. Подходит для езды по глинистым и грязевым участкам, крутым склонам и прочему бездорожью. Но на этой резине не получится развить достаточную скорость на ровной дороге. В обычных условиях эта шина плохо “держит дорогу”, в следствие чего снижается безопасность движения, а протектор быстро изнашивается.

Рисунок протектора шин

По рисунку протектора различают шины с ассиметричным, симметричным и направленным рисунками.

Симметричный рисунок наиболее распространен. Параметры шины с таким протектором наиболее сбалансированы, а сама шина в большей степени приспособлена для эксплуатации на сухой дороге.

Наивысшие эксплуатационные свойства имеют шины с направленным рисунком, который придает покрышке устойчивость к аквапланированию.

Шины с ассиметричным рисунком реализуют в одной покрышке двойную функцию: управляемость на сухой дороге и надежность сцепления на мокром дорожном покрытии.

Низкопрофильные шины

Этот класс шин разработан специально для скоростного движения. Они обеспечивают быстрый разгон и уменьшают тормозной путь. Но, с другой стороны, эти шины не отличаются плавностью хода и характеризуются шумностью при движении.

Слики

Слики – еще один класс шин, который можно выделить отдельной. Чем отличаются слики от остальных шин? Абсолютной гладкостью! Протектор не имеет ни канавок, ни бороздок. Слики хорошо себя показывают только на сухой дороге. Используются в основном в автоспорте.

Износ автомобильных шин

В процессе движения автомобиля шина подвергается постоянному износу. Износ шины сказывается ее эксплуатационных показателях, в том числе и на длине тормозного пути. Каждый дополнительный миллиметр износа протектора увеличивает длину тормозного пути на 10-15%.

Важно! Допустимая глубина протектора для зимних шин составляет 4 мм, а для летних – 1,6 мм.

Виды износа шин и их причины

Для наглядности виды и причины износа шин представим в виде таблицы.

Вид износа шины	Причина
Износ протектора посередине покрышки	Неправильное давление воздуха в шине
Трещины и выпуклости на боковой стенке шины	Удар шины о бордюр или яму
Износ протектора по краям покрышки	Недостаточное давление в шинах
Плоские пятна износа	Особенности вождения: резкое торможение, занос или ускорение
Односторонний износ	Неправильный сход-развал

Проверить износ шин можно визуально при помощи индикатора уровня износа шин, представляющего собой участок протектора, отличающийся от его основы размерами и формой.

Индикатор износа шин может быть:

классическим – в виде сепаратного протекторного блока высотой 1,6 мм, расположенного в продольной канавке шины;
цифровым – в виде выдавленных в протекторе цифр, соответствующих определенной глубине протектора;
электронным – одна из функций системы контроля давления в шинах.

Читайте также: