Auto >> машина >  >> Двигатель
  1. Авто ремонт
  2. Уход за автомобилем
  3. Двигатель
  4. Электромобиль
  5. Автопилот
  6. Автомобиль Фото

Как работают шины

Далее
  • 5 признаков того, что вам нужны новые шины
  • Как работает безвоздушная шина Tweel
  • Как работает резина
  • Являются ли одни шины более безопасными, чем другие?

Знаете ли вы, что означают маркировки на ваших шинах?

Если вы находитесь на рынке новых шин, все переменные в спецификациях шин и запутанный жаргон, который вы можете услышать от продавцов шин или «экспертов», могут сделать вашу покупку довольно напряженной. Или, может быть, вы просто хотите полностью понять шины, которые у вас уже есть, принципы работы, значение всех этих маркировок на боковинах. Что все это означает в обычных условиях?

В этой статье мы рассмотрим, как устроены шины, и посмотрим, что в них содержится. Мы узнаем, что означают все цифры и маркировки на боковине шины, и расшифруем некоторые из этих шинных жаргонизмов. К концу этой статьи вы поймете, как шина поддерживает ваш автомобиль, и узнаете, почему в шинах может накапливаться тепло, особенно при низком давлении. Вы также сможете правильно отрегулировать давление в шинах и диагностировать некоторые распространенные проблемы с шинами!

В

Содержание
  1. Как делают шины
  2. Что означают все цифры
  3. Сцепление шин
  4. Как шины поддерживают автомобиль
  5. Проблемы с шинами

>Как делают шины


Как показано ниже, шина состоит из нескольких различных компонентов.

  • Бусинка представляет собой петлю из высокопрочного стального троса, покрытого резиной. Это придает шине прочность, необходимую для того, чтобы оставаться на ободе колеса и выдерживать нагрузки, прилагаемые шиномонтажными станками, когда шины устанавливаются на ободья.
  • тело состоит из нескольких слоев различных тканей, называемых слоями. . Наиболее распространенной тканью является полиэстеровый шнур. . Корд в радиальной шине проходит перпендикулярно протектору. В некоторых старых шинах использовались шины с диагональным смещением. , шины, в которых ткань располагалась под углом к ​​протектору. Слои покрыты резиной, чтобы помочь им сцепиться с другими компонентами и герметизировать воздух.

    Прочность шины часто описывается количеством слоев, которые она имеет. Большинство автомобильных шин имеют два основных слоя. Для сравнения, на больших коммерческих авиалайнерах часто используются шины с 30 и более слоями.
  • В радиальных шинах со стальным брекером ремни изготовленные из стали используются для усиления области под протектором. Эти ремни обеспечивают защиту от проколов и помогают шине оставаться плоской, обеспечивая наилучший контакт с дорогой.
  • Некоторые шины имеют верхний слой. , дополнительный слой или два из полиэфирной ткани, чтобы удерживать все на месте. Эти слои покрытия есть не на всех шинах; они в основном используются на шинах с более высокими скоростными индексами, чтобы все компоненты оставались на месте на высоких скоростях.
  • Боковая стенка обеспечивает боковую устойчивость шины, защищает слои кузова и предотвращает утечку воздуха. Он может содержать дополнительные компоненты для повышения боковой устойчивости.
  • протектор изготавливается из смеси различных видов натурального и синтетического каучука. Протектор и боковины экструдированы и обрезаны по длине. На данный момент протектор представляет собой просто гладкую резину; у него нет рисунка протектора, который придает шине сцепление .

Все эти компоненты собираются на шиномонтажном станке. Этот станок гарантирует, что все компоненты находятся в правильном месте, а затем придает шине форму и размер, достаточно близкие к ее окончательным размерам.

На данный момент шина состоит из всех частей, но она не скреплена очень плотно, и на ней нет маркировки или рисунка протектора. Это называется зеленая шина. . Следующим шагом будет помещение шины в машину для полимеризации. , который действует как вафельница, формируя все маркировки и рисунки тяги. Тепло также связывает все компоненты шины вместе. Это называется вулканизацией. . После нескольких отделочных и инспекционных процедур шина готова.

>Что означают все цифры

Каждая часть мелкого шрифта на боковине шины что-то означает:

Тип шины
П означает, что шина предназначена для легковых автомобилей. Некоторые другие обозначения - LT. для легких грузовиков и T для временных или запасных шин.

Ширина шины
235 это ширина шины в миллиметрах (мм), измеренная от боковины до боковины. Поскольку на этот показатель влияет ширина обода, он измеряется для шины, когда она находится на своем предполагаемом размере обода.

Соотношение сторон
Это число показывает высоту шины от борта до верха протектора. Это описывается в процентах от ширины шины. В нашем примере соотношение сторон равно 75, поэтому высота шины составляет 75 процентов от ее ширины, или 176,25 мм (0,75 x 235 =176,25 мм, или 6,94 дюйма). Чем меньше соотношение сторон, тем шире шина по отношению к ее высоте.

Высокопроизводительные шины обычно имеют более низкое соотношение сторон, чем другие шины. Это связано с тем, что шины с более низким соотношением сторон обеспечивают лучшую боковую устойчивость. Когда автомобиль проходит поворот, возникают боковые силы, и шина должна сопротивляться этим силам. Шины с более низким профилем имеют более короткие и жесткие боковины, поэтому они лучше противостоят силам на поворотах.

Конструкция шин
R означает, что шина изготовлена ​​с использованием радиальной конструкции. Это самый распространенный тип конструкции шин. Старые шины изготавливались с диагональным смещением (D ) или с косым ремнем (B ) строительство. В отдельном примечании указано, сколько слоев составляют боковина шины и протектор.

Диаметр обода
Это число указывает в дюймах диаметр обода колеса, на который рассчитана шина.

Единая оценка качества шин
Шины для легковых автомобилей также имеют оценку в рамках единой классификации качества шин. (UTQG). Вы можете проверить рейтинг UTQG для ваших шин на этой странице, поддерживаемой Национальным управлением безопасности дорожного движения США (NHTSA). UTQGrating вашей шины говорит вам о трех вещах:

  • Износ протектора :Это число получено в результате испытаний шины в контролируемых условиях на государственной испытательной трассе. Чем выше число, тем дольше вы можете ожидать, что протектор прослужит. Поскольку никто не будет ездить на своей машине точно по тому же покрытию и с той же скоростью, что и государственная испытательная трасса, это число не является точным показателем того, как долго прослужит ваш протектор. Однако это хороший относительный показатель:можно ожидать, что шина с большим номером прослужит дольше, чем шина с меньшим номером.
  • Тяга :сцепление шин соответствует рейтингу AA. , А , Б или С , с AA в верхней части шкалы. Этот рейтинг основан на способности шины останавливать автомобиль на мокром бетоне и асфальте. Это не указывает на способность шины проходить повороты. Согласно этой странице NHTSA, шины Firestone Wilderness AT и Radial ATX II, о которых сообщалось в новостях, имеют рейтинг сцепления B.
  • Температура :Температурный класс шин A , Б или С . Рейтинг является мерой того, насколько хорошо шина рассеивает тепло и насколько хорошо она справляется с накоплением тепла. Температурный класс относится к правильно накачанной шине, которая не перегружена. Недостаточное давление, перегрузка или чрезмерная скорость могут привести к большему накоплению тепла. Чрезмерное накопление тепла может привести к более быстрому износу шин или даже к их выходу из строя. Согласно этой странице NHTSA, шины Firestone Wilderness AT и Radial ATX II имеют температурный рейтинг C.

Описание службы
Описание услуги состоит из двух частей:

  • Рейтинги нагрузки :Грузоподъемность — это число, которое соответствует максимальной номинальной нагрузке для данной шины. Более высокое число указывает на то, что шина имеет более высокую грузоподъемность. Например, рейтинг «105» соответствует грузоподъемности 2039 фунтов (924,87 кг). В отдельном примечании на шине указана номинальная нагрузка при заданном давлении накачки.
  • Рейтинг скорости :Буква, следующая за номинальной нагрузкой, указывает на максимально допустимую скорость для этой шины (при условии, что вес соответствует или ниже номинальной нагрузки). Например, S означает, что шина может выдерживать скорость до 112 миль в час (180,246 км/ч). Все рейтинги смотрите в таблице на этой странице.

Расчет диаметра шины
Теперь, когда мы знаем, что означают эти цифры, мы можем рассчитать общий диаметр шины. Мы умножаем ширину шины на соотношение сторон, чтобы получить высоту шины.

Высота шины =235 x 75 процентов =176,25 мм (6,94 дюйма)

Затем мы прибавляем удвоенную высоту шины к диаметру обода.

2 x 6,94 дюйма + 15 дюймов =28,9 дюйма (733,8 мм)

Это ненагруженный диаметр; как только на шину будет наложен какой-либо вес, диаметр уменьшится.

>Сцепление шин

Сегодня в шинной промышленности используется множество различных терминов. Некоторые из них действительно что-то значат, а некоторые нет. В этом разделе мы попытаемся объяснить, что означают некоторые термины.

Всесезонные шины с обозначением для грязи и снега
Если у шины MS , М+С , М/С или M&S на нем, то он соответствует рекомендациям Ассоциации производителей резины (RMA) для грязевых и зимних шин. Чтобы шина получила обозначение Mud and Snow, она должна соответствовать следующим геометрическим требованиям (взятым из бюллетеня «Определения зимних шин RMA для легковых и легких грузовиков (LT)»):

1. Протектор новых шин должен иметь несколько карманов или прорезей по крайней мере на одной кромке протектора, отвечающих следующим требованиям к размерам, основанным на размерах пресс-формы:

  • Расширяйтесь к центру протектора не менее чем на 1/2 дюйма от края пятна контакта, измеренного перпендикулярно осевой линии протектора.
  • Минимальная ширина поперечного сечения 1/16 дюйма.
  • Края карманов или прорезей под углом от 35 до 90 градусов от направления движения.

2. Площадь пустот контактной поверхности протектора новой шины будет составлять не менее 25 процентов в зависимости от размеров пресс-формы.

    Грубый перевод этой спецификации состоит в том, что шина должна иметь ряд довольно больших канавок, которые начинаются от края протектора и проходят к центру шины. Кроме того, не менее 25 процентов площади поверхности должны занимать канавки.

    <центр>
    Значок тяги в суровые зимы

    Идея состоит в том, чтобы дать рисунку протектора достаточно свободного пространства, чтобы он мог цепляться за снег и обеспечивать сцепление с дорогой. Однако, как видно из спецификации, никаких испытаний не требуется.

    Чтобы устранить этот недостаток, Ассоциация производителей резины и шинная промышленность договорились о стандарте, предусматривающем проведение испытаний. Обозначение называется Severe Snow Use. и имеет специальный значок (см. изображение справа), который идет рядом с обозначением M/S.

    Чтобы соответствовать этому стандарту, шины должны быть испытаны с использованием процедуры испытаний Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), описанной в «Определении RMA для шин для легковых автомобилей и легких грузовиков, предназначенных для использования в тяжелых снежных условиях»:

    <цитата>

    Производители признают, что шины, предназначенные для использования в тяжелых снежных условиях, достигают индекса сцепления, равного или превышающего 110, по сравнению со стандартной эталонной испытательной шиной ASTM E-1136 при проведении испытания ASTM F-1805 на сцепление на снегу с эквивалентными процентными нагрузками.

      Эти шины, помимо соответствия геометрическим требованиям для обозначения M/S, испытываются на снегу с использованием стандартизированной процедуры испытаний. Они должны работать лучше, чем стандартная эталонная шина, чтобы соответствовать требованиям для эксплуатации в условиях сильного снега.
      <центр>
      Фото предоставлено Goodyear
      Шина, разработанная для предотвращения аквапланирования.

      Аквапланирование
      Аквапланирование может произойти, когда автомобиль проезжает по лужам со стоячей водой. Если вода не может вытечь из-под шины достаточно быстро, шина оторвется от земли и будет поддерживаться только водой. Поскольку поврежденная шина почти не будет иметь сцепления с дорогой, автомобиль может легко выйти из-под контроля при аквапланировании.

      Некоторые шины предназначены для снижения вероятности аквапланирования. Эти шины имеют глубокие канавки, идущие в том же направлении, что и протектор, что дает воде дополнительный канал для выхода из-под шины.

      >Как шины поддерживают автомобиль

      Вы, возможно, задавались вопросом, как автомобильная шина с давлением 30 фунтов на квадратный дюйм (psi) может выдержать автомобиль. Это интересный вопрос, и он связан с несколькими другими вопросами, такими как сила, необходимая для толкания шины по дороге, и почему шины нагреваются во время вождения (и как это может привести к проблемам).

      В следующий раз, когда вы сядете в машину, внимательно посмотрите на шины. Вы заметите, что они не совсем круглые. Внизу, где шина соприкасается с дорогой, есть плоское пятно. Это плоское пятно называется участком контакта. , как показано здесь.

      Если бы вы смотрели на машину через стеклянную дорогу, вы могли бы измерить размер пятна контакта. Вы также можете довольно точно оценить вес своего автомобиля, если измерите площадь пятен контакта каждой шины, сложите их вместе, а затем умножите полученную сумму на давление в шинах.

      Поскольку в шине существует определенное давление на квадратный дюйм, скажем, 30 фунтов на квадратный дюйм, вам потребуется довольно много квадратных дюймов пятна контакта, чтобы выдержать вес автомобиля. Если вы добавите больше веса или уменьшите давление, вам потребуется еще больше квадратных дюймов пятна контакта, поэтому плоское пятно станет больше.


      Правильно накачанная шина и недостаточно накачанная или перегруженная шина

      Вы можете видеть, что недокачанная/перегруженная шина менее круглая, чем правильно накачанная и правильно нагруженная шина. Когда шина вращается, пятно контакта должно двигаться вокруг шины, чтобы оставаться в контакте с дорогой. В месте, где шина соприкасается с дорогой, резина выгибается. Чтобы согнуть эту шину, требуется сила, и чем больше она должна сгибаться, тем больше силы требуется. Шина не является идеально эластичной, поэтому, когда она возвращается к своей первоначальной форме, она не возвращает всей силы, которая потребовалась, чтобы ее согнуть. Часть этой силы преобразуется в тепло в шине за счет трения и работы по изгибу всей резины и стали в шине. Поскольку недостаточно накачанная или перегруженная шина должна изгибаться сильнее, для толкания ее по дороге требуется больше усилий, поэтому она выделяет больше тепла.

      Производители шин иногда публикуют коэффициент трения качения. (CRF) для своих шин. Вы можете использовать это число, чтобы рассчитать, какая сила требуется, чтобы толкнуть шину по дороге. CRF не имеет ничего общего с тем, какое сцепление имеет шина; он используется для расчета величины лобового сопротивления или сопротивления качению, вызванного шинами. CRF такой же, как и любой другой коэффициент трения:сила, необходимая для преодоления трения, равна CRF, умноженной на вес шины. В этой таблице перечислены типичные CRF для нескольких различных типов колес.

      Тип шины Коэффициент трения качения Автомобильная шина с низким сопротивлением качению0,006–0,01Обычная легковая шина0,015Грузовая шина0,006–0,01Поездное колесо0,001


      Давайте подсчитаем, какое усилие может приложить типичный автомобиль, чтобы протолкнуть свои шины по дороге. Допустим, наша машина весит 4000 фунтов (1814,369 кг), а CRF шин равен 0,015. Сила равна 4000 x 0,015, что равно 60 фунтам (27,215 кг). Теперь давайте разберемся, какая это мощность. Если вы читали статью HowStuffWorks «Как работают сила, крутящий момент, мощность и энергия», вы знаете, что мощность равна произведению силы на скорость. Таким образом, количество энергии, используемой шинами, зависит от того, насколько быстро движется автомобиль. На скорости 75 миль в час (120,7 км/ч) шины потребляют 12 лошадиных сил, а на скорости 55 миль в час (88,513 км/ч) — 8,8 лошадиных сил. Вся эта энергия превращается в тепло. Большая часть его уходит на шины, но часть уходит на дорогу (дорога на самом деле немного изгибается, когда по ней проезжает машина).

      Из этих расчетов видно, что три фактора, влияющие на то, сколько силы требуется, чтобы толкнуть шину по дороге (и, следовательно, на то, сколько тепла накапливается в шинах), — это вес на шинах, скорость, с которой вы едете, и CRF. (которое увеличивается, если давление уменьшается).

      Если вы едете по более мягкому покрытию, например по песку, больше тепла уходит в землю, а меньше — в шины, но CRF значительно возрастает.

      >Проблемы с шинами


      Характеристики износа недокачанной, правильно накачанной и перекачанной шины

      Недоинфляция может привести к большему износу шин снаружи, чем внутри. Это также приводит к снижению эффективности использования топлива и повышенному накоплению тепла в шинах. Важно проверять давление в шинах с помощью манометра не реже одного раза в месяц.

      Гиперинфляция приводит к большему износу шины в центре протектора. Давление в шинах никогда не должно превышать максимальное значение, указанное на боковой стороне шины. Производители автомобилей часто предлагают более низкое давление, чем максимальное, потому что шины обеспечивают более мягкую езду. Но использование шин при более высоком давлении улучшит пробег.

      Несоответствие колес приводит либо к неравномерному износу внутренней или внешней стороны, либо к шероховатому, слегка порванному виду.

      Для получения дополнительной информации о шинах и смежных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

      Первоначально опубликовано:19 сентября 2000 г.

      Часто задаваемые вопросы о шинах

      Из чего сделаны шины?
      Шина состоит из нескольких различных материалов, включая сталь, полиэстер и резину.
      Что означает мелкий шрифт на шине?
      Участки, напечатанные мелким шрифтом на боковине шины, означают тип шины, ширину шины, соотношение сторон, конструкцию шины, диаметр обода, единую классификацию качества шины и описание обслуживания.
      Какие распространенные проблемы с шинами?
      Общие проблемы, с которыми люди сталкиваются с шинами, включают недостаточное давление, чрезмерное давление и несоосность.
      Как долго можно хранить шину?
      Car and Driver рекомендует менять шины через 6-10 лет после покупки.
      Что такое аквапланирование?
      Аквапланирование может произойти, когда автомобиль едет по лужам со стоячей водой. Если вода не может вытечь из-под шины достаточно быстро, шина оторвется от земли и будет поддерживаться только водой. Поскольку поврежденная шина почти не будет иметь сцепления с дорогой, автомобили могут легко выйти из-под контроля при аквапланировании.

      >Дополнительная информация

      Похожие статьи

      • Как работают гоночные автомобили NASCAR
      • Как работают машины чемпионов
      • Как работают дифференциалы
      • Как работают датчики давления в шинах
      • Как работает полный привод
      • Как работают сила, мощность, крутящий момент и энергия
      • Может ли антиблокировочная система тормозов обнаружить прокол?
      • Почему в шинах гоночных автомобилей не используется обычный воздух?
      • Как 30 фунтов воздуха в ваших шинах выдерживают 2 тонны автомобиля?
      • С какой скоростью следует двигаться, чтобы добиться максимальной топливной экономичности?

      Больше отличных ссылок

      • Единая оценка качества шин NHTSA
      • Информационное бюро по восстановлению шин
      • Система Hummer Runflat
      • Обработка шин – специальные химикаты (запрещены в Кубке Уинстона NASCAR)