Шина – это эластичная резинокордная оболоч­ка сложной конструкции, монтируемая на обод колеса и наполняе­мая сжатым воздухом.

Пневматическая шина является самым важным элементом в конструкции колеса. Если представить себе колесо без пневматической шины – жестким, например, деревянным, то нетрудно предположить, что при качении такого колеса по твердой дороге траектория перемещения оси будет копировать профиль дороги. Удары колеса о неровности дороги в этом случае будут полностью передаваться на подвеску. И все выглядит совсем иначе, когда на колесо смонтирована пневматическая шина. В месте контакта эластичная шина (обычно выполненная на основе каучука и различных добавок – от сажи до оксида кремния) деформируется. При этом небольшие неровности, деформируя шину, не влияют на положение оси колеса.

Если же колесо наезжает на более значительные препятствия, то сильные толчки вызывают увеличенную деформацию шины и плавное перемещение оси колеса. Способность пневматической шины плавно изменять отрицательное влияние дефектов дорожного покрытия на ось колеса называется сглаживающей. Эффект сглаживания обеспечивается упругими свойствами сжатого воздуха, находящегося в шине.

Когда часть шины при качении выходит из контакта с дорожной поверхностью, доля энергии, затраченная на деформацию шины, тратится на внутреннее трение в резине, превращаясь в теплоту. Нагрев отрицательно влияет на свойства шин, как результат — ускорение износа.

Потери энергии зависят от конструкции шины, внутреннего давления воздуха в ней, нагрузки, скорости движения и передаваемого крутящего момента. С увеличением деформации шины растут и потери на внутреннее трение, следствием этого является увеличение затрачиваемой мощности на движение автомобиля.

Для уменьшения деформации и необратимых потерь давление воздуха в шине надо увеличивать. Однако для удовлетворения требований по обеспечению высокой сглаживающей способности шины, с одной стороны, и по уменьшению необратимых потерь на внутреннее трение, с другой стороны, давление воздуха в шинах каждого типа устанавливают с учетом их конструктивных особенностей и условий эксплуатации.

Давление воздуха в шине колеса является важнейшим эксплуатационным показателем и каждым производителем устанавливается в соответствии с конструкцией и прямым назначением шины.

Шина задает направление движения автомобиля с точностью, не зависящей от состояния дорожного покрытия и климатических условий. Устойчивость траектории автомобиля зависит от способности шин держать дорогу. Шина должна выдерживать действие поперечных сил, не отклоняясь от заданной траектории.

Шина воспринимает вес автомобиля во время стоянки и во время движения, но также шины должны выдерживать значительные дополнительные нагрузки при перераспределении веса автомобиля по осям в случае ускорения или торможения автомобиля.

Шина амортизирует удары и гасит неровности дороги, обеспечивая комфорт, а также долговечность узлов автомобиля. Главной характеристикой шины является ее высокая эластичность. Благодаря высокой упругости воздуха, шина абсорбирует деформации, вызываемые неровностями дороги.

Перечисленные качества шин зависят от особенностей их конструкции, свойств материалов, применяемых для их изготовления и технологии производства.

Пневматическая шина представляет собой упругую заполненную воздухом под давлением оболочку, предназначенную для установки на обод колеса.

В зависимости от способа герметиза­ции пневматические шины делятся на ка­мерные и бескамерные.

Камерная шина состоит из покрышки и ездовой камеры с вентилем (рис. 12.67).

image_eab9f97f42024c099fbc86e694463690

Рис. 12.67. Конструкция камерной пневматической шины:
1 – борт; 2 – каркас; 3 – брекер; 4 – протектор; 5 – вентиль; 6 – камера; 7 – ободная лента; 8 – обод

Грузовые камерные шины, которые монтируются на плоские разборные обо­дья, имеют ободные ленты. Обозначение камер и ободных лент должно соответст­вовать обозначению шин.

Ободная лента выполняется 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.

Покрышка — упругая резинокордная оболочка пневматической шины, воспринимающая тяговые и тормозные усилия и обеспечивающая сцепление шины с доро­гой. Основными элементами покрышки являются: каркас, брекер, протектор, бо­ковины и борта.

Ездовая камера — кольцевая резиновая трубка со специальным вентилем, которая заполняется воздухом.

Каркас — резинокордная основа (сило­вая часть) покрышки, выполненная 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 рас­полагается между каркасом и протектором.

Протектор — наружная часть покрыш­ки, представляющая собой массивный рельефный слой резины на внешней по­верхности, который 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.

Борта состоят из одного и более прово­лочных колец, на которых закреплены слои каркаса, обеспечивающие крепление покрышки на ободе колеса.

Вентиль. Для накачивания воздухом камера снабжена вентилем (рис. 12.68) который либо привулканизирован к камере, либо крепится с помощью зажима. Основными элементами вентиля являются ключ-колпа­чок 1, золотник 2, уплотнительная манжета 3 на втулке золотника, клапан с на­правляющим стержнем 4, корпус 8, пружина клапана 6, направляющая чашечка стержня клапана 7. Устройство золотников всех типов вентилей одинаково. Клапан золотника может открываться нажатием на его стержень. Детали вентиля имеют специальную вентильную резьбу, которая обеспечивает лег­кое свинчивание деталей вручную и одновременно обладает достаточных сопротивлением самоотворачиванию при работе в условиях вибрации и ударных нагрузок. Втулка имеет внутреннюю резьбу для ввертывания стандартно­го золотника и наружную — для навертывания колпачка-ключа. Нижняя часть корпуса имеет резиновую пятку, с помощью кото­рой вентиль привулканизовывают к камере. Резинометаллические вентили по сравнению с прямыми металлическими более просты по конструкции, имеют меньшую массу и более низкую стоимость, обеспечивают лучшую герметичность.

image_10fd405b7c644076af60ff4ef6716157

Рис. 12.68. Вентили шин: а, б — металлические; в — металлический с обрезиненной пяткой;
1 — колпачок; 2 — золотник; 3 — уплотнительная манжета; 4 — клапан; 5— стержень;
6 — пружина; 7— направляющая чашечка стержня; 8 — корпус; 9 — гайка; 10 — камера

Конструкция бескамерной шины легкового автомобиля показана на рис. 12.69.

image_f79676767d3449adb36010a7a9847696

Рис. 12.69. Конструкция бескамерной шины:
1 – протектор; 2 – ребро; 3 – поперечная канавка; 4 – продольная канавка; 5 – ламель; 6 – плечо; 7 – нейлоновый брекер; 8 – стальной брекер; 9 – слой каркаса; 10 – наполнительный слой; 11 – металлокродное кольцо; 12 – слой герметичного синтетического каучука; 13 – нижняя часть боковины; 14 – боковина

Слой герметичного синтетического каучука 12. Этот слой находиться внутри шины и выполняет функции воздушной камеры.

Слой каркаса 9. Каркас состоит из тонких текстильных, плетеных нитей корда, формирующих открытый тор и скрепленных между собой резиновой смесью. Благодаря этим ключевым элементам шина способна выдерживать нагрузки.

Нижняя часть боковины 13. Ее ролью является передача крутящего и тормозного момента с обода к пятну контакта с дорогой.

Бортовые кольца 11 обеспечивают крепление шины на ободе. Они могут вынести нагрузку до 1800 кгс без риска разрушения.

Боковины 14, покрытые эластичным слоем резиновой смеси, служат для защиты шины от ударов, которые могут повредить каркас, например, удары при заезде на бордюр. Слой жесткой резиновой смеси в нижней зоне шины обеспечивает надежную связь шины с ободом.

Ленты корда в брекерном слое 7, 8. Ленты состоят из корда и скрепляются с ним резиновой смесью. Ленты корда «наклеиваются» одна на другую, таким образом, что происходит перекрещивание направлений корда по цилиндрической поверхности. В сочетании с кордом каркаса это формирует жесткие треугольники в «сотовой» структуре, это обеспечивает жесткость брекерного слоя.

Корд представляет собой специальную ткань, состоящую, в основном, из продольных нитей диаметром 0,6…0,8 мм с очень редкими поперечными нитями. В зависимости от типа и назначения шины корд может быть хлопчатобумажным, вискозным, капроновым, перлоновым, нейлоновым и металлическим. Самым дешевым из всех является хлопчатобумажный корд, но он имеет наименьшую прочность, которая, к тому же, существенно уменьшается при нагреве шины. Прочность капронового корда приблизительно в 2 раза выше, чем хлопчатобумажного, а перлонового и нейлонового кордов — еще выше. Наиболее прочным является металлический корд, нити которого скручены из высококачественной стальной проволоки диаметром 0,15 мм. Прочность металлического корда выше хлопчатобумажного более чем в 10 раз, и она не снижается при нагреве шины. Шины из такого корда имеют небольшое число слоев (1—4), меньшие массу и потери на качение, они более долговечны.

Кордные ленты в брекерном слое выполняют многофункциональную роль: они должны быть достаточно жесткими по окружности шины для сопротивления их растяжению под действием центробежных сил с целью стабилизации диаметра шины при любых условиях эксплуатации. Также они должны быть достаточно жесткими в поперечном направлении для сопротивления боковым усилиям увода. Но они должны обладать достаточной упругостью в вертикальном направлении, для того чтобы «гасить» (огибать) неровности дороги.

Для формирования кордных лент необходимо обеспечить хорошую связь между сталью и резиновой смесью, что является чрезвычайно трудной задачей для этих двух разнородных материалов.

Протектор 1 накладывается поверх брекерного слоя. Именно на этой части шины, находящейся в постоянном контакте с дорогой, формируется рисунок. В зоне пятна контакта протекторная лента должна выдерживать значительные усилия. Резиновая смесь протектора должна обеспечивать сцепление на всех типах дорожного покрытия, обладать устойчивостью к трению, абразивному трению и нагреву.

В протекторе различают ребро 2 дорожку, грунтозацепы, поперечные (радиальные) канавки 3, продольные канавки 4, щелевые прорези 5 (ламели).

Дорожка протектора – это непрерывное резиновое кольцо (пояс), через которое шина взаимодействует с дорогой, или совокупность грунтозацепов, которые своим последовательным расположением по окружности шины образуют прерывистое кольцо.

Грунтозацепы – отдельные фрагменты протектора (комбинации канавок). Они могут быть любой формы от ромбов и прямоугольников до различных многогранников с острыми ступенчатыми кромками. Ровные края грунтозацепов увеличивают шум при движении, вызывают в шине вибрацию. Грунтозацепы сложной формы каждым своим уголком улучшают сцепление с дорогой, но ухудшают характеристики качения. Если от шины не требуется особых свойств по проходимости, то предпочтительнее протекторы с грунтозацепами скругленных форм, частично перекрывающие себя при образовании беговой дорожки. При движении нагрузка от одного грунтозацепа плавно передается другому.

Поперечные канавки 3 предназначены для отвода загрязнений от центра к краям пятна контакта. Чем канавки шире, тем лучше отвод, но характеристики качения ухудшаются. Лучше, когда эти канавки расширяются от центра протектора к плечевой зоне. Кромки поперечных канавок улучшают сцепные характеристики.

Продольные канавки 4 собирают загрязнения от поперечных, повышают стойкость шины к аквапланированию на мокрой дороге. Их края повышают сопротивляемость шины боковому заносу, что наиболее ценно для управляемых колес автомобиля. Но чем больше продольных канавок, особенно прямолинейной формы, тем больше сокращаются сцепные характеристики шины. У зигзагообразных продольных канавок эти свойства проявляются в меньшей степени, но отвод воды будет меньше из-за повышенного гидравлического сопротивления. Для зимних шин желательно, чтобы все канавки немного сужались книзу. Это облегчает самоочищение протектора от снега и грязи.

Ламели 5 своими краями улучшают сцепление шины с дорогой. Большое количество ламелей позволяет улучшить сцепление шин на участках дороги, покрытых водой, в поворотах.

По сравнению с камерными шинами бескамерные шины имеют следующие основные преимущества:

— повышенную безопасность в результате отсутствия мгновенной разгерметизации воздушной полости;

— меньшее время простоя автомобиля в пути при ремонте шин из-за их проколов;

— более низкий нагрев шин во время движения;

— пониженное сопротивление качению;

— меньшую массу шины.

По конструкции шины делятся на:

— диагональные;

— радиальные.

В зависимости от материала корда в брекере шины делятся на шины с текс­тильным брекером (ТБ) и металлокордные МК). При использовании металлокорда и в каркасе, и в брекере шины называются целиком металлокордными (ЦМК).

Классификация шин. Автомобильные шины делятся по назначению, способу герметизации, конструкции, форме профиля, рисунку протектора, габаритам.

По назначению автомобильные шины различают:

— шины пневматические для легковых автомобилей, которые применяются на легковых автомобилях, легких грузовых автомобилях, автобусах особо малой вместимости и прицепах к ним;

— шины пневматические для грузовых автомобилей, которые применяются на грузовых автомобилях, автобусах, троллейбусах, прицепах и полуприцепах;

— шины для грузовых автомобилей с регулируемым давлением воздуха, которые используются на грузовых полноприводных автомобилях, работающих на мягких грунтах, в условиях бездорожья;

Радиальная шина (шина типа R) имеет меридианное (от борта к борту) направле­ние нитей в слоях каркаса, а направление нитей в слоях брекера близ ко к окружному.

Различают диагональные и радиальные шины. В диагональной шине каркас и брекер состоят из наложенных друг на друга слоев корда, нити которых перекрещиваются под заданным углом (рис. 12.70, а). Угол наклона нитей в каркасе и брекере по середине беговой дорожки составляет 45…60°.

image_600b9a3584a1490d97169531a2c7aabd

Рис. 12.70. Расположение нитей корда в зоне беговой дорожки диагональной (о) и радиальной (б) шины

Кар­кас диагональной шины всегда имеет четное число слоев кор­да, послойно имеющих зеркальное направление нитей. Нало­женные друг на друга нити корда в просвете образуют ромбы. Ромб является легкодеформируемой фигурой, что обеспечивает высокую эластичность шины. Однако пере­секающиеся нити могут перетирать друг друга, и для повышения прочности приходится в каркас вводить много слоев корда. Это утяжеляет шину, увеличивает гистерезисные потери при дефор­мации шины при ее качении, вызывает нагрев шины и увеличе­ние коэффициента сопротивления качению.

В радиальной шине нити каркаса не пересекаются друг с дру­гом, поэтому боковина может быть тоньше. В коронной части шины (в зоне беговой дорожки) имеются пояса корда, нити ко­торых расположены под углами, противоположными друг другу. При этом, как видно на рис 12.70, б, склеенные нити корда обра­зуют в просвете треугольник. В отличие от ромба, треугольник является «жесткой» фигурой, поэтому радиальная шина, оста­ваясь легкодеформируемой в радиальном направлении, имеет плохо деформируемую беговую дорожку под действием боко­вых сил. В силу всего этого, радиальная шина имеет гораздо больший коэффициент сопротивления боковому уводу, меньше нагревается при движении, имеет меньший коэффициент сопротивления качения. Однако технология изготовления ради­альной шины существенно сложнее технологии изготовления шины диагональной.

Однако диагональные шины предпоч­тительны для некоторых условий эксплу­атации, например, в условиях высоких ударных нагрузок на дорогах низкого ка­чества и бездорожья.

По форме профиля поперечного сечения (рис. 12.71) шины различают:

    • — обычного профиля;
    • — широкопрофильные;
    • — низкопрофильные;
    • — сверхнизкопрофильные;
    • — арочные;
    • — пневмокатки.

image_15ba2591f0fe4f09b70dc8748c4488f7

Рис. 12.71. Пример классификации шин по профилю:
а — шины обычного профиля; б — широкопрофильные; в — арочная; г — пневмокаток

Низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины выпускаются для легковых, грузовых автомобилей, троллейбусов и автобусов. Со снижением высоты профиля шин повышаются устойчивость, управляемость и плавность хода автомобиля, а, следова­тельно, безопасность и комфортность ав­тотранспортного средства, увеличиваются экономичность, пробег и грузоподъем­ность шин.

Широкопрофильные шины применяются на автомобилях большой грузоподъемности, полноприводных автомобилях и прицепах. Широкопрофильные шины обеспечи­вают повышенную проходимость автомо­биля по дорогам с мягким грунтом или плохим покрытием и уменьшают расход топлива.

По габаритам шины разделяют на:

— крупногабаритные с шириной профиля 350 мм (14 дюймов) и более независимо от посадочного диаметра;

— среднегабаритные с шириной профиля от 200 до 350 мм (от 7 до 14 дюймов) и посадочным диаметром не менее 457 мм (18 дюймов);

— малогабаритные с шириной профиля менее 200 мм (менее 7 дюймов).

В зависимости от эксплуатационного назначения шины имеют следующие типы рисунков протектора (рис. 12.72):

— дорожный направленный или ассиметричный рисунок – шашки или ребра, разделенные канавками. Шины с дорожным рисунком протектора предназначены для эксплуатации преимущественно на дорогах с усовершенствованным капитальным покрытием;

— универсальный рисунок – шашки или ребра в центральной зоне беговой дорожки и грунтозацепы по ее краям. Шины с таким рисунком предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным облегченным покрытием;

— рисунок повышенной проходимости – высокие грунтозацепы, разделенные выемками. Шины с таким рисунком предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах;

— зимний рисунок — это рисунок, где выступы имеют острые кромки. Шины с зимним рисунком предназначены для эксплуатации на заснеженных и обледенелых дорогах и могут быть оснащены шипами противоскольжения;

— зимний рисунок, предназначенный для ошиповки;

— направленный рисунок не симметричен относительно радиальной плоскости колеса. Шины с направленным рисунком применяются для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах;

— всесезонный рисунок.

image_dd6a3287ce944486a2cc966bdab3dad3

Рис. 12.72. Типы рисунков протектора

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).

Минимально допустимая высота протектора:

  • для легковых автомобилей – 1,6 мм;
  • для грузовых автомобилей грузоподъемностью свыше 3,5 тонн – 1,0 мм;
  • для автобусов – 2,0 мм;
  • для мотоциклов – 0,8 мм;
  • зимних шин – 4,0 мм.

Шипы противоскольжения. При движении автомобиля его шины нагреваются в связи с трением о поверхность дороги, деформации протектора и каркаса. В зоне контакта шины с дорогой всегда присутствует тонкий слой влаги вплоть до температуры окружающего воздуха минус 10°С и даже ниже. Поэтому на заснеженной дороге желательны шипы противоскольжения, задача которых — продавливать влажную пленку, играющую роль «смазки» между шиной и дорогой, и обеспечить стабильный контакт колеса с дорогой.

Одним из показателей работы шипа зимней шины является так называемая сила прокола шипа — усилие, которое необходимо приложить к стержню шипа, чтобы он вместо установочных 1,5 мм выступал над поверхностью протектора на 0,5 мм, являющейся оптимальной высотой работы шипа в реальных условиях деформации шины под нагрузкой.

Основные параметры шин. Профиль шины — контур шины в ради­альной плоскости колеса.

Параметры профиля пневматической шины определяются по покрышке, смон­тированной на ободе рекомендуемого раз­мера при отсутствии нагрузки и заданном внутреннем давлении (рис. 12.73).

image_c052d023138e46e5a51b096ad9598890

Рис. 12.73. Параметры профиля пневматиче­ской шины 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 (В) — расстояние между двумя плоскостями вращения колеса, касающимися внешних поверхностей бо­ковин шины.

Высота профиля (Н) — полуразность между наружным и посадочным диаметра­ми шины.

Серия пневматических шин — номи­нальное отношение высоты профиля Н к ширине профиля В в процентах.

Ширина профиля обода — размер шины по размеру А по которому она устанавливается на обод.

Статический радиус (Rc) — расстояние от центра, неподвижного нагруженного ко­леса с шиной до плоской опорной поверх­ности.

Обозначение шин. От условий взаимодействия шины и дороги зависит управляемость автомобиля и безопасность дорожного движения в целом. Поэтому в настоящее время вопро­сы состояния и безопасной эксплуатации автомобильных шин дос­таточно подробно регламентированы действующей нормативной и технологической документацией.

Каждая шина имеет собственную маркировку, необходимую для правильного выбора шины. Примеры маркировок шин легкового и грузового автомобилей представлены ниже (рис. 12.74).

image_6acef582ee9d4d3881d108aca1e8c22d

Рис. 12.74. Обозначение шины легкового автомомбиля:
1 – максимально допустимая нагрузка (для США); 2 – внутреннее давление в шине; 3 – слои; 4 – боковая стенка, SIDEWALL 2 RAYON означает, что стенка состоит из двух слоев искусственных нитей; 5 – количество слоев : (TREAD 2 RAVON+2 STEEL+2 NYLON) – 6 слоев (2 слоя каркаса, 2 слоя сальной проволоки, 2 слоя нейлона); 6 – шина соответствует специальному контролю DOT (Departament of Tranportation); 7 – код изготовтиеля; 8 – код размера покрышки; 9 – код типа покрышки (устанавливается изготовителем); 10 – порядковый номер недели изготовления; 11 – год изготовления; 12 – RADIAL (радиальная шина); 13 – tubeless (бескамерая шина); 14 – номинальная ширина покрышки в мм; 15 – отношение высоты к ширине (55%); 16 – R (радиальный тип каркаса шины); 17 – диаметр обода в дюймах; 18 – 88, условное обозначение допустимой нагрузки на шину. Допустимая нагрузка зависит от давления воздуха в шине и определяется по специальной таблице. Например, число 88 при давлении в шине 2,0 кгс/см2 соответствует максимально допустимой нагрузке 470 кг; 19 – Q, индекс максимально допустимой скорости, км/ч. Значения скоростей и символов: F– 80; M – 130, P – 150; Q – 160; R – 170; S – 180; T – 190; H – 210; V – 240; W – 270; Y – 300; 20 – ЕСЕ (Economic-Commisson for Europa) знак технического контроля (отметка о допуске с кодом страны, выдавшей допуск, например Е3 – Италия, Е4 – Нидерланды); 21 – регистрационный номер допуска; 22 – M+S (Matsh+Scnee), шина предназначена для зимней эксплуатации

Кроме этих обозначений на шине могут наноситься:

  • фирменный знак завода-изготовителя;
  • срок службы;
  • возможность применения шины при торможении на мокрой поверхности;
  • температурная устойчивость шины;
  • код изготовителя;
  • балансировочная метка, обозначающая самое легкое место покрышки или бескамерной шины в виде круга диаметром 5…10 мм над закраиной обода. При монтаже шины на обод колеса балансировочная метка должна совмещаться с вентилем;
  • специальные обозначения, например, “XL” (XL равнозначно EL (extra load) усиленные).

Обозначение шины грузовых автомобилей постоянного давления:

11/70R22, 5 И-305 156/153 F 115-PSI ГОСТ 5513 497 80376 Made in Russia, где:

11/70R22,5 — условное обозначение шины, где 11 — обозначе­ние номинальной ширины профиля шины в дюймах, R — буквен­ный индекс радиальной шины, 22,5 — обозначение номинального диаметра обода в дюймах; ранее выпускаемые шины имели двой­ное обозначение 11/70R22,5 (280/70R572), где параметры шины 280 и 572 даны в мм;

И-305 — торговая марка (модель шины), где И — условное обо­значение разработчика шины, 305 — порядковый номер разработки;

156/153 — индексы несущей способности нагрузок для оди­нарных и сдвоенных колес (определяются по специальным таблицам). Эти шины могут эксплуатироваться в одинарном колесе при мак­симально допустимой нагрузке, равной 40 000 Н, в сдвоенном ко­лесе — 36 500 Н;

F — индекс категории скорости. В соответствии с данными специальной таблицы максимально допустимая скорость составляет 80 км/ч;

115PSI — индекс давления. Индекс давления – указание испытательного давления для шин грузовых автомобилей, если имеется индекс «С», это означает, что шины предназначены для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Определяется по специальным таблицам, в конкретном случае индекс указывает, что давление воздуха в шине должно быть 795 кПа;

ГОСТ 5513 — обозначение стандарта, по которому выпускает­ся шина;

497 — дата изготовления (49 — порядковый номер недели с на­чала года, 7 — последняя цифра года изготовления 1997 г.);

80376 — порядковый номер шины;

Made in Russia — страна, где изготовлена шина (Россия).

Система контроля давления в шинах. Такие системы могут быть с использованием датчиков и радиосигнала, по определению изменения радиуса колес и др.

Система контроля давления воздуха в шинах с использованием специального контрольного устройства (колпачков Easy Control). Наиболее простым и дешевым способом постоянного контроля давления в шинах является установка на колесе вместо штатного колпачка ниппеля специального контрольного устройства (рис. 12.75). Так, например, применение колпачков Easy Control бельгийской компании Environix позволяет быстро узнать, не упало ли давление в колесе: достаточно просто взглянуть на цвет колпачка. Если он остается зеленым — то давление в норме, станет желтым — необходима более точная проверка, а если покраснеет, то шины необходимо срочно подкачать.

image_198af971ce3b4cd9bfa97e91a3a9e9ee

Рис. 12.75. Колпачки Easy Control для контроля давления воздуха в шине

Система контроля давления воздуха в шинах с использованием радиосигнала позволяет во время движения контролировать давление воздуха в шинах и предупреждает водителя в случае потери давления соответствующей индикацией на комбинации приборов. Она является системой прямого измерения, то есть регистрирует давление и температуру внутри шины, а также ускорения шины непосредственно с помощью установленного на шине датчика давления в шине.

Система (рис. 12.76) состоит из датчиков давления воздуха навинченных на металлические корпуса вентилей (рис. 12.77), от которых передается радиосигнал на приемную антенну, передатчиков, устанавливаемых обычно в арках колес, электронного блока управления. Приемная антенна системы контроля давления может находится на крыше (рис. 12.76, а). Некоторые производители вместо передатчиков устанавливают антенны в арках колес (рис. 12.76, б). В качестве антенны могут использоваться вентили. Антенны системы контроля за давлением воздуха в шинах служат для локализации и инициализации датчиков низкого давления в шинах.

image_72bac8c0386c4575a86043d77d637c23

Рис. 12.76. Система контроля давления воздуха в шинах:
1 – датчик давления воздуха в шине; 2 – электронный блок управления давления воздуха в шинах; 3 – передатчики системы контроля давления воздуха в шинах; 4 – приемная система контроля давления воздуха в шинах; а – расположение антенны на крыше; б – антенна, устанавливаемая в арках колес

image_da35c484a60a478a925609873ee55370

Рис. 12.77. Датчик давления воздуха в шине:
1 – вентиль колеса в качестве антенны; 2 – индикация диапазона частот; 3 – идентификационный номер; 4 – подключение антенны к модулю электроники; 5 – открытие датчика давления; 6 – датчик давления; а – датчик; б – место установки датчика

Датчик давления измеряет текущее (абсолютное) давление в шине. Чувствительные элементы датчиков давления и температуры, а также электронные элементы измерения и управления объединены в общем корпусе.

Датчики низкого давления в шинах находятся в колесах и содержат вентиль шины. Датчики передают сигнал на радиочастоте в РЧ-приемник следующие данные: идентификационный номер датчика (ID); давление в шине; температуру воздуха; ускорение. Идентификационный номер (ID) датчика служит для идентификации сигнала давления воздуха в шине. В датчике содержится аккумуляторная батарея с расчетным сроком службы 10 лет.

Датчики давления могут быть многократно использованы при замене шин или дисков колес.

Принцип действия. Контроль давления в шинах осуществляется постоянно как при движении автомобиля, так и при остановке. При открывании двери водителя или включении замка зажигания начинается процесс инициализации системы. При этом блок управления с небольшой разницей по времени присваивает каждому передатчику системы контроля давления в шинах и приемной антенне специальный адрес. По окончании инициализации каждый передатчик последовательно друг за другом получает сообщение от блока управления. Затем передатчик с присвоенным ему адресом однократно посылает радиосигнал с определенной частотой. Этот радиосигнал из-за его малого радиуса распространения может принять только соответствующий датчик системы контроля давления в шинах. Датчик по команде сигнала передает текущие измеренные значения давления и температуры. Антенна принимает этот сигнал и по LIN-шине передает его на блок управления. После этого связь прекращается до момента начала движения автомобиля. Температурный сигнал используется для введения поправки к величине давления, связанной с изменениями температуры воздуха в шине, а также в качестве диагностируемого параметра. Температурная поправка производится блоком управления системой контроля давления в шинах. При этом измеренные значения давления приводятся к температуре 20 °C.

Для определения движения датчики системы контроля давления в шинах снабжены центробежными датчиками для распознавания вращения колес. При начале движения привязка датчиков к положению колес проходит в течение 2 минут. При достижении скорости 20 км/ч и выше каждый датчик автоматически и без сигнала от соответствующего передатчика передает измеренные им значения. Посланный радиосигнал содержит информацию о соответствующем датчике. Благодаря этому блок управления может различать отдельные датчики и их местоположение в автомобиле. В нормальном режиме эксплуатации каждый передатчик посылает сигнал каждые 30 сек.

Если датчик распознает быстрое изменение давления (>0,2 кгс/см2), то он автоматически переключается в режим учащенного измерения и передачи данных и передает текущие измеренные значения каждую секунду.

Управление и индикация. Управление системой осуществляется через мультимедийный интерфейс и отображается на специальном дисплее информационной системы водителя (рис. 12.78).

Система может распознавать следующие состояния давления воздуха в шинах: медленное падение давления, о чем этом водителю заблаговременно сообщается о необходимости подкачки шины; резкое падение давления, о чем водителю сообщается при движении автомобиля; чрезмерное падение давления при стоянке, о чем водителю сообщается сразу после включения зажигания.

Если в шинах изменялось давление, например, в случае подкачки, или в случае перестановки колес, необходимо вводить параметры номинального давления.

image_ef240cd93ded478ab3fee78c357abca0

Рис. 12.78. Индикация показателей давления воздуха и температуры в шинах

Если давление в шинах снижается более чем на 0,5 кгс/см2 (бар) на дисплее загорается информация, подсвечиваемая красным светом. При снижении давления на 0,3 кгс/см2, информация подсвечивается желтым светом.

Информация о снижении давления может оповещаться контрольной лампой в комбинации приборов и однократным акустическим сигналом при каждом включении зажигания.

Принцип работы косвенной системы контроля давления воздуха в шинах по определению изменения радиуса колес (RKA) состоит в следующем.

Если из шины выходит воздух, участок пути, проходимый шиной за один оборот, становится меньше (рис. 12.79). Из-за этого для прохождения определенного расстояния шине с уменьшенным давлением придется совершить большее число оборотов по сравнению с шиной с нормальным давлением. Число оборотов регистрируется датчиком и оценивается блоком управления системы курсовой устойчивости ESP. Благодаря этому блок управления распознает уменьшение давления в шине. Недостатком такой системы является то, что при определенных режимах движения, например, при быстром прохождении поворотов, движении по плохой дороге, начале движения и торможении оценка измеряемых величин давления является неточной.

image_62cfcccbeebb4cde819c3763349bce95

Рис. 12.79. Изменения радиуса колеса при изменении давления воздуха в шине:
R1 – радиус колеса при нормальном давлении воздуха в шине; R2 – радиус колеса при пониженном давлении; а – пониженное давление в шине; б – нормальное давление в шине

При использовании систем контроля давления воздуха в шинах, после каждой подкачке воздуха или после замены шин должна производиться калибровка системы. При последующей поездке блок управления оценивает сигналы от датчиков числа оборотов колес с учетом различных режимов и скоростей движения. Для первой предварительной калибровки достаточно нескольких минут поездки. После окончания калибровки блок управления определяет контрольные данные для оборотов колес в зависимости от различных скоростей и режимов движения. При уменьшении давления в шине водитель узнает об этом при включении зажигания по загоранию контрольной лампы неисправностей и в некоторых моделях по однократному сигналу зуммера. При проведении новой калибровки предупреждение не происходит.

Регулирование давления воздуха в шинах. На грузовых автомобилях повышенной и высокой проходимо­сти применяют централизованное регулирование давления воздуха в шинах колес, что существенно повышает проходимость автомо­билей (рис. 12.80).

Система регулирования позволяет изменять (в зависимости от состояния дороги) давление воздуха в шинах от 0,05 до 0,35 МПа как при движении, так и при стоянках; осуществлять непрерыв­ную подкачку воздуха в шины при их проколах и мелких повреждениях, обеспечивая без­остановочное движение автомо­биля; контролировать давление воздуха в шинах.

На автомобилях с пневмати­ческими или пневмогидравлическими тормозными приводами система регулирования давления воздуха в шинах подключается параллельно к этим приводам.

image_bc677b9eb8d942a6bf9f560cc4496284

Рис. 12.80 . Система регулирования давления воздуха в шинах:
а — схема; б — поперечный разрез ко­леса с подкачкой воздуха;
1 — мано­метр; 2 — кран управления; 3 — воздухопровод; 4 – клапан; 5 – запорный кран; б — воздухоподводяшее устрой­ство; 7— воздушный баллон; 8— ком­прессор; 9— блок кранов; 10— широкопрофильная шина