ТЕХНОЛОГИЯ РЕЗИНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫМ БЛОК ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ

Компания ' Лип lop" изготовила новую радиальную шину - сверхлегкую шин>, в каркасе которой использовано арамидное волокно "кевлар" а не привычная сталь. Шина размерности 225/45 ZR 17 весит 8 1 кг, что на 2.5 кг меньше, чем обычная. Шина с кевларовым каркасом получила обозначение SP Sport 800 ULW (Ultra I. ighl Weight - сверхлегкая). Основные достоинства шины с кевларовым каркасом связаны с меньшей массой шины:

• улучшенная управляемость и устойчивость автомобиля на дороге;

• повышение экономичности автомобиля из-за общего снижения веса. Выпускаются для колес 17" и 18". Категория скорости шины с кевларовым каркасом Z - свыше 240 км/ч.

Кевлар. По прочности не уступает стали, но намного легче. Используется в стратегических цепях - для изготовления обтекателей ракет и др.; при производстве бронежилетов и противоосколочных матов. Кевлар высокопрочное арамидное волокно, обычно применяется в виде ткани. Сама гкань при всей прочности составляющих ее волокон защиту от пули не обеспечивает, поскольку пуля легко раздвигает нити. Поэтому нити располагают определенным способом, друг относительно друта, чтобы пуля запутывалась в них и постепенно теряла энергию. Для применения кевлара, как защитного слоя автомобиля с внутренней стороны брони (в бронированном автомобиле), волокна уплотняют и фиксируют прессованием, простегиванием, проклеиванием слоев ткани. Получается достаточно прочная броня, но очень легкая. Для высокой степени защиты требуется больше слоев ткани. Кевлар очень мало веси г, однако, добавка связующего материала, необходимого для изготовления бронемата, увеличивает его общий вес в 10 - 15 раз. Кевларовые маты укладывают, как правило, на пол автомобиля для задержки взрывной волны и осколков. Изготовление бронемата: слои ткани пропитывают смолой, далее выдерживают под прессом при высокой температуре.

''Зеленая" шина. Создание "Зеленой" шины началось в 70-х годах, когда было предложено использование в Протекторе в качестве активного наполнителя кремнезема в сочетании с силановым агентом вместо техуглерода.

Существе![нм преимуществом "Зеленой" шины было связано с улучшенными сопротивлением качению и сцеплению с мокрой дорогой. Однако резиновая смесь очень трудно перерабатывалась и потому идея создания такой шины не нашла применение.

В начале 90-х юдов фирма "Мишлен" реанимировала идею создания "Зеленой" шины. Эю было связано, как с экологическими требованиями к шинам, Так и появлением новых полимеров - растворный бутадиен - стирольный каучук и полибутадиен с высоким содержанием цис-звепьев. Однако и сегодня перерабатываемоегь резиновых смесей с кремнеземом остается проблемой для шинной промышленное! и.

5.2. РЕЗЮ. ЛК ПО МОДУЛЮ

Усвоив эти материалы студент ориентируется в прогнозах развития шинной промышленности

5.3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. С чем связаны популярность высокоскоростных шин и увеличение количества типоразмеров шин?

2. С чем связано улучшение таких свойств шины, как износостойкость протектора, сцепление шин, влияние на расход топлива?

3. Преимущество «зеленой шины?

В5 - КОМПЛЕКСНЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ С ЭТАЛОННЫМИ ОТВЕТАМИ. КОТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ №1. ДИАГОНАЛЬНЫЕ И РАДИАЛЬНЫЕ ШИНЫ. КАМЕРНЫЕ И БЕСКАМЕРНЫЕ ШИНЫ.

Шины влияют на важные характеристики автомобиля:

- устойчивость и управляемость езды,

- надежность торможения,

- расход топлива,

- уровень шума,

- общая комфортабельность,

- долговечность узлов подвески.

На движение автомобиля влияют сила сопротивления качению (Рк), тяговое усилие (Р,), сила сцепления шины с дорогой (Рса). Условие движения автомобиля:

РЛ,>Р^РК; Р,=СГ5 Рсц=осц ф,

Где С - масса автомобиля; Сс„ - сцепная масса: f - коэффициент сопротивления качению, ф - коэффициент сцепления.

Повышая коэффициент сцепления, увеличивается сила сцепления и, следовательно, тяговое или тормозное усилия. Сцепление шины с дорогой определяют устойчивость и управляемость автомобиля, повышает проходимость автомобиля.

Радиальные шипи почти полностью вытеснили с рынка диагональные. В комплектацию современных европейских и американских автомобилей входят радиальные шины. В странах СНГ, Кубы, Индии выпускают радиальные и диагональные шины.

Диагональная шина. Имеет каркас из одной или нескольких пар кордных слоев, расположенных так, что нити соседних слоев перекрещиваются (рис1.1). Она дешевле, жестче, радиальной, легче восстанавливается. Надежность связана с тем, что у нее труднее пробить боковину

Радиальная шина. Сейчас радиальная шина завоевала рынок. А от момента изобретения (1913 г.) до выпуска на рынок (1948 г.) прошло 35 лет.

Корд каркаса натянут о г одного борта к другому без перехлеста нитей. Тонкая, мягкая оболочка каркаса по наружной поверхности обтянута мощным гибким брексром - поясом из высокопрочного нерастяжимого корда, как правило стального. Поэтому к надписи Radial (радиальная) па боковинах шин часто добавляют Belted ^опоясанная^ или Steel belted (опоясанная сталью) (Рис1.2).

Рис I 2. Радиальная шина.

Устройство диагональной и радиальной камерной шины.

Сохранение шиной заданной формы при действии внутреннего давления обеспечивается покрышкой, состоящей из каркаса, брекера, протектора с боковинами, дьух бортов.

1-каркас: 2-брекер: 3-протскіор: 4-боковина; 5-борі; 6.7,8-соответственно носок, пятка и основание борта. 9-наполнигсльный шнур; 10-крыльсвая леїгга:! I-обертка: 12-бортовая проволока- 13- бортовая лента: 14-,завороты слоев. 11-высота профиля покышки; Ні-расстояние от основания борта покрышки до горизонтальной осевой линии профиля покрышки; I Ь-расстояние от горизонтальной осевой линии профиля ю короны; В-ширина профиля покрышки; Ь-ширина беговой дорожки протектора по хорде: С'-ширина раствора бортов; О-наружный диаметр покрышки; (З-внутренний (посадочный) диаметр покрышки; Іі-стрейа дуги протектора: Я-раяиус протек юра.

Диагональная покрышка

Каркас. Ото основа покрышки, придает прочность и эластичность.

Изготавливается из нескольких слоев обрезингнного корда из полиэфирных,

Полиамидных и др. синтетических волокон, стальной латунированной проволоки (металлокорд). Число слоев корда определяется расчетом и зависит от назначения шины, заданной нагрузки, внутреннего давления и размера покрышки.

Ьрекер. Эго резиновые или резинотканевые полосы, расположенные между каркасом и протектором. Предназначен для: 1) амортизации усилий, возникающих при качении шины в результате действия ударных нагрузок; 2) повышения

Прочности связи протектора с каркасом. Изготавливается из нескольких слоев обрезиненного корда.

Брекерные резины занимают по жесткости промежуточное положение между каркасными (мягкими) и протекторными (жесткими) резинами.

Протектор. Защищает каркас от механических повреждений (проколов,

Пробоев), преждевременного износа и проникновения влаги, а также для увеличения сиеплепия покрышки с поверхностью дороги и др.. Часть протектора, соприкасаемая с поверхностью дороги, называют беговой дорожкой. Рельефная часть поверхности протектора называется протекторным рисунком. Рисунок беговой дорожки протектора определяет:

• сцепление с дорогой;

• сопротивление качения;

• удобство управления машиной;

• шум при езде;

• износостойкость покрышки и др.

Основание протектора - подканавочный слой — амортизирует толчки и удары.

Резина беговой части протектора должна обладать высокой износоустойчивостью, подкачавочного слоя — высокой эластичностью.

Рисунок протектора влияет на работу шины и динамические свойства автомобиля и поэтому во многом определяет качество будущей шины.

Динамические свойства автомобиля:

• сцепление шины с дорогой;

• сопротивление качению:

• удобство управления машиной;

• шум;

• истираемость протектора и др

Дорожные протекторные рисунки: сумарная площадь выступов (ребер) у этих рисунков составляет 60 - 80% от общей площади беговой дорожки протектора. Требования к дорожным рисункам: 1) хорошее сцепление с дорогой в продольном и боковом направлениях; 2) бесшумность; 3) высокое сопротивление износу.

Бесшумность езды зависит от характера рисунка. Шум при качении шины образуется при ударе рельефных выступов протектора о дорогу и движения Еоздуха в углублениях рисунка. Чем тверже протектор, тем сильнее звук. Покрышки с ребристым рисунком протектора, несмотря на бесшумность, хорошую износостойкость и др., вытеснены рисунками, имеющее повышенное сцепление с дорогой. Улучшение сцепления покрышки с дорогой достигается с применением протекторного рисунка извилистой или зигзагообразной формы и др.

Боковины покрышки. Это наружное резиновое покрытие, накладываемое на боковые стенки каркаса для предохранения его от механических повреждений и различных внешних воздействий - влага и др. Боковина, в основном, работает на изгиб и поэтому резина должна хорошо переносить многократные напряжения изгиба и иметь хорошее сопротивление свеговому и озонному старению.

Одним из основных параметров, определяющих ездовые качества шины, является отношение высоты профиля шины (Н) к его ширине (В) = Н/В, в % (Рис.1.4).

Рис 1.4. Размеры шины, определяющие ее серию (Н/В) и параметру колесного диска.

Диагональные шины. Обычно Н/В = 0.9- 1.1. Меньше 0.9 - очень редки поэтому "низкопрофильная" шина практически всегда радиазьная.

Радиальные шины. Изготавливаются с различным соотношением Н/В:

• высокие и узкие (высокопрофильные).

• низкие и широкие (низкопрофильные).

11римерно до 1975 г. низкоирофидьпой считалась шина с Н/В = 0.8 (серия 80), а шины 70-ой серий назывались сверхнизкопрофильными. Сейчас к низкопрофильным относят шины любых серий ниже 75 : 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45 - стандартный ряд серий.

На что влияет Н/В. На сухой или слегка мокрой дороге:

Ншкопрофильные шины прочно "стоят" на дороге, в том числе при крутых поворотах. На очень мокрой дороге, на дорогах со снежногрязевой кашей: велика опасность "поскользнуться" на низких шинах - виной этому очень большая площадь пятпа контакта широкой шины с дорогой (т. е. именно то, что "держит" шину на сухом покрытии) при высокой скорости машины вода не успевает выдавливаться

Из пол протектора, а образующаяся под шиной жидкая пленка создает условия "потери" автомобильной дороги - аьгомобиль скользит по этой пленке и нельзя говорить об управляемости.

Это явление при толстом слое воды, при высоких скоростях относится к шинам любых серий Однако, чем шире шипа, тем больше опасность.

Что же сделано для улучшения устойчивости низкопрофильных ШИН при езде по очень мокрой дороге? Создана так называемая "дождевая" шина: по периметру шины прорезан кольцевой водоэвакуационный канал, глубина которого примерно раьна глубине канавок протектора. Веда, зажатая в пятне контакта, по поперечным канавкам протектора выбрасывается в этот канал и по нему удаляется из под шины. При этом возрастает устойчивость шины.

Модели "дождевых" шин: Aq Hatred (Goodyear), Aqua Contact (Continental) и др. Некоторые фирмы делают даже два эвакуационных канала, как в низко-, так и в высокопрофильчых шинах.

Говоря «широкие шины», автоматически подразумевают «низкопрофильные» и наоборот. Возникает вопрос: можно ли изготавливать»широме шины высокого профиля, т. е. увеличить ширину и наружный диаметр? Делать это нецелесообразно по нескольким причинам:

• увеличиваются нагрузки на трансмиссию;

• снижается устойчивость;

• появляется опасность задевания шины за крыло, что обычно проявляется при сильном крене машины при повороте на высокой скорости.