Обозначения и маркировка шин

Устанавливаемая стандартами различных стран маркировка шин наносится на их боковины и включает следующие обозначения, надписи и знаки:

- обозначение шины и ее модели;

- наименование страны – изготовителя на английском языке;

- обозначение стандарта, которому соответствует шина;

- индекс скорости;

- индекс нагрузки (индекс несущей способности (ИНС) или индекс грузоподъемности) – для автомобильных шин или норму слойности – для шин для тракторов и прицепов к ним;

- товарный знак и (или) наименование предприятия – изготовителя;

- дату изготовления;

- порядковый номер шины;

- надпись «Radial» или буквенный индекс «R» для радиальных шин;

- знак «Е» в кружочке и число (условный номер европейской страны, выдавшей сертификат), и номер после кружочка – номер сертификата официального утверждения шины на соответствие Правилам № 30 ЕЭК ООН или знак «DOT» (знак соответствия шины американским стандартам безопасности);

- знак «]»направления вращения или надпись «Rotation» – для шин с направленным рисунком протектора;

- надписи «Tubeless»или «TL» – длябескамерных шин. Для камерных шин могут быть нанесены надписи «Tube Type»или «TT»;

- надпись «WINTER» – для зимних шин;

- надпись «Reinforced»(Усиленная) – для шин повышенной грузоподъемности;

- надпись «Regroovable»– для шин, у которых возможно углубление рисунка протектора методом нарезки;

- надпись «Retread»– для восстановленных шин;

- показатели максимальной нагрузки (Max Load) в фунтах (LBS) и килограммах (кг) и соответствующего этой нагрузке внутреннего давления воздуха в шине (Max Press) в фунтах на квадратный дюйм (PSI) и килопаскалях (кПа) для шины в «холодном» состоянии (1 LBS = 0,4536 кгс; 1 PSI = 6,94 кПа). Как правило, эксплуатационная нагрузка и внутреннее давление в шине несколько меньше, чем ее максимальные возможности, то есть шина подбирается на автомобиль как бы с «запасом»;

- количество слоев и тип корда каркаса и брекера;

- обозначения «M+S»(Mud+Snow - грязь+снег)или«M+S-Е» – длязимних шин без шипов или с шипами;

- обозначения «AS» (All-Seasons) или «AW» (Any Weather) – длявсесезонных или всепогодных шин;

- обозначение «R+W»(Road + Winter)–для универсальных шин;

- надписи «Side Facing Inwards»или«INSIDE»и «Side Facing Outwards»или «OUTSIDE» – для шин с асимметричным рисунком протектора, которые обозначают, соответственно, внутреннюю и наружную стороны шины при её монтаже на обод колеса;

- надпись «Steel»указывает на использование металлокорда в брекере радиальных шин;

- надписи «АТ»(«All-Terrain»)или «МТ»(«Mud-Terrain»), которые встречаютсяна шинах для внедорожных автомобилей. Первые называют вседорожными, вторые – грязевыми. Такие шины имеют более глубокий протектор, они более тяжелые, шумные и менее быстроходные;

- надпись «Север»– для морозостойких шин;

- знаки «TWI»(Tread Wear Indication) – места расположения индикаторов износа протектора (дляшин, снабженных индикаторами износа). Это выступы, которые размещаются на дне канавок протектора равномерно по окружности шины в 6...8-ми местах. Как только такой выступ появляется на наружной поверхности беговой дорожки шины, протектор считается изношенным, и шина подлежит замене;

- балансировочную метку.

Обозначения тороидных радиальных и диагональных шин состоят из числовых показателей в дюймах ширины профиля покрышки В и посадочного диаметра обода d. Между числами у радиальных шин ставится буквенный индекс «R», а у диагональных – черточка «-», например: 12.00R20; 12R22,5 или 12.00-20.

Широкопрофильные шины (в том числе, низкопрофильные и сверхнизкопрофильные) имеют обозначение с числовым индексом серии. Это отношение Н/В в процентах, например: 215/70R15С, 200/60R365, 11/70R22,5, где первые числа – ширина профиля в миллиметрах или дюймах, вторые – индекс серии, третьи – посадочный диаметр обода в дюймах или миллиметрах; буква «С» («Commercial») – указывает на повышенную слойность каркаса шины (шина для легких грузовых автомобилей). Если в обозначении нет буквенного индекса «R», то шина диагональной конструкции, например: 500/70-20 (прежнее обозначение шины 1200х500-508, где числа условно соответствовали наружному диаметру D, ширине профиля B и посадочному диаметру обода d в миллиметрах).

Широкопрофильные шины по стандарту США могут иметь обозначение 31х10,5R15LТ, состоящее из числовых показателей в дюймах: наружного диаметра (31), ширины профиля (10,5) и посадочного диаметра обода (15) и буквенного индекса «LТ» или «Р» (шины для легкого грузового или легкового автомобиля, соответственно)

Буквенный индекс «L» после первого числа в обозначениях шин для тракторов означает, что шина низкопрофильная, например: 6L-12 (Н/В ≈ 0,53).

Шины для легковых автомобилей, в обозначении которых отсутствует числовой индекс серии, имеют Н/В > 0,8 и смешанное обозначение, например: 175R13 или 175-13/6.95-13, где 175 и 6.95 – ширина профиля в миллиметрах и дюймах, соответственно, 13 – посадочный диаметр в дюймах.

Обозначение модели шины состоит из буквенного индекса предприятия – разработчика и порядкового номера разработки, например: КИ-113, где К – Кировский шинный завод, И – НИИШП, 113 – порядковый номер разработки.

Прочность каркаса шин для тракторов (если они не применяются на автомобилях) условно оценивается так называемой нормой слойности (числом PR – «PLY RATING»), величина которой, как правило, 6 PR – для управляемых и направляющих колес, 8 PR и 10 PR – для ведущих колес.

Ранее она аналогично оценивалась и у шин для автомобилей. Шины для легковых автомобилей имели норму слойности 4 PR, для легких грузовых автомобилей и микроавтобусов – 6 PR и 8 PR, для грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности – от 10 PR до 18 PR.

Влияние прочности каркаса на несущую способность шины с регулируемым давлением 390/95R20 показано в качестве примера в таблице 1.1.

Норма слойности шины – понятие условное. Её число, как правило, не соответствует ни числу слоев корда в каркасе, ни их числу в каркасе и брекере шины. Так, например, шины Кама-310 (11.00R20) и И-281 (10.00R20) при норме слойности 16 PR имеют в каркасе по 5 слоев нейлонового корда, а в брекере по 5 слоев нейлонового корда плюс 3 и 4 слоя металлокорда, соответственно.

В связи с этим в соответствии с Правилами № 30 ЕЭК ООН указание нормы слойности на шинах для автомобилей заменено указанием индекса нагрузки (индекса грузоподъемности для шин легковых автомобилей и индекса несущей способности для шин грузовых автомобилей). Эти индексы регламентируют максимальную нагрузку на колесо автомобиля и представляют собой числовой код. Например, для шины Кама-204 (135/80R12) индекс грузоподъемности 68 регламентирует максимальную нагрузку на колесо 315 кгс.

Таблица 1.1 – Влияние прочности каркаса на несущую способность шины 390/95R20 автомобиля Урал-4320

Соответствующие индексам нагрузки (ИН) значения максимальных нагрузок на колеса (Gк) приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Индексы нагрузки

Дробный индекс несущей способности шин для грузовых автомобилей (например, 146/143) регламентирует максимальную нагрузку на колесо как при односкатной, так и двускатной ошиновке колес оси (3000/2725 кгс, соответственно).

В обозначениях шин для грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности, у которых для одного размера регламентирована различная норма слойности (см. таблицу 1.1), указывается число PR. В этом случае полное обозначение шины будет: Кама-Урал 390/95R20 147 J 10PR.

Индекс скорости в обозначениях шин указывается после индекса грузоподъемности, а для шин легковых автомобилей скоростных категорий от S и выше может также указываться перед буквенным индексом «R» (например, 215/60VR15). Соответствующие индексам скорости значения максимальных скоростей движения (Vmax), определяемые конструкцией шин, приведены в таблице 1.3.Дата изготовления указывается в овале, например: 3903, где 39 – номер недели изготовления шины, 03 – год изготовления (2003 г.). Порядковый номер шины указывается отдельно от даты, например, 102412.

Обозначения камер идентичны обозначениям шин. Камеры тороидных шин имеют обозначение в дюймах, например, 12.00-20, где числа условно соответствуют ширине профиля покрышки и посадочному диаметру обода колеса. Камеры широкопрофильных шин имеют обозначение в миллиметрах, например, 1200х500-508, где числа условно соответствуют наружному диаметру и ширине профиля покрышки и посадочному диаметру обода колеса.

Таблица 1.3 – Индексы скорости шин

Обозначения ободных лент состоят из двух чисел в дюймах (7.7-20) или миллиметрах (340-533): первое – ширина ленты, второе – посадочный диаметр обода колеса.

Конструкция шин

Все основные типы современных шин для автомобилей и тракторов практически имеют сходную структуру конструкции.

На рисунке 1.5 показаны элементы конструкции шины, включающие:

Рисунок 1.5 – Элементы конструкции шины:

1 – каркас; 2 – брекер; 3 – протектор; 4 – боковина; 5 – бортовая лента; 6 – пятка борта; 7 – основание борта; 8 – носок борта; 9 – борт; 10 – бортовые кольца; 11 – усилительные ленты; а – ширина борта; б – корона; в – плечевая зона; г – зона боковины; д – зона усиления; В – ширина профиля; С – ширина раствора бортов; D – наружный диаметр; Н – высота профиля; R – радиус кривизны протектора; d – посадочный диаметр обода колеса; h_c – стрела дуги протектора

Каркас 1 –силовой элемент шины, воспринимающий действующиена нее нагрузки. Он состоит из нескольких слоев прорезиненного корда (минимум: из двух у диагональных шин, из одного (монослоя) – у радиальных шин), закрепленных на бортовых кольцах 10. С увеличением числа слоев корда повышается прочность каркаса и увеличивается грузоподъемность шины, но возрастают ее масса и сопротивление качению. Корд получают обрезиниванием специальных нитей, изготовленных из вискозы, нейлона, стекловолокна или стальной проволоки (металлокорд). Чем прочнее нити корда, тем выше долговечность шины. Резина предохраняет кордные нити от влаги, перетирания и способствует равномерному распределению нагрузок между ними. Концы слоев корда вместе с бортовыми кольцами 10 образуют борта 9, служащие для плотной посадки покрышки на ободе колеса. У бескамерной шины борта, кроме того, обеспечивают герметичность её посадки на ободе колеса.Брекер 2–резинокордный слой, расположенный между каркасом и протектором шины. Он служит для усиления каркаса и снижения (смягчения) ударных нагрузок, действующих на колесо (каркас шины) со стороны опорной поверхности, а также более равномерного распределения их по поверхности шины. Брекер, как правило, имеет более высокую температуру по сравнению с другими элементами шины, иногда достигающую 120⁰С. От конструкции брекера в значительной степени зависит форма пятна контакта шины с дорогой.

Протектор 3 – наружная часть шины, непосредственно контактирующая с опорной поверхностью. Протектор обеспечивает необходимый эксплуатационный ресурс работы шины, надлежащее сцепление шины с опорной поверхностью, сглаживание ударных нагрузок со стороны опорной поверхности, снижение крутильных колебаний в трансмиссии колесной машины, а также предохраняет (совместно с резиновым слоем плечевой зоны (в) и зоны (г) боковины) каркас шины от повреждений. Протекторная резина обладает высокой прочностью, эластичностью, износостойкостью, сопротивляемостью многократным деформациям и порезам, стойкостью к старению.

Протектор состоит из рельефного рисунка, разновидность которого зависит от типа и назначения шины, и подканавочного слоя, который обычно составляет 20…30 % от толщины протектора. Практически все важнейшие эксплуатационные свойства колесной машины зависят от рисунка протектора.

Элементами рельефного рисунка протектора являются беговые дорожки, грунтозацепы (блоки), продольные и поперечные (радиальные) канавки различной формы, длины и ширины и очень тонкие щелевидные прорези дорожек протектора и грунтозацепов – ламели [15].

Дорожки протектора – это непрерывные резиновые кольца (пояса), через которые шина взаимодействует с опорной поверхностью, или совокупность грунтозацепов, которые своим последовательным расположением по окружности шины образуют прерывистые кольца.

Грунтозацепы могут быть любой формы от простой (шашки, ëлочка) до многогранников сложной формы. Их края могут иметь острые ступенчатые кромки для обеспечения высокой проходимости или скругленные формы для улучшения характеристик качения шины.

Поперечные канавки предназначены для отвода загрязнений от центра к краям пятна контакта шины с опорной поверхностью. Чем канавки шире, тем лучше самоочищаемость протектора шины, но хуже характеристики ее качения. Кромки поперечных канавок улучшают сцепные свойства шин.

Продольные канавки собирают загрязнения от поперечных, повышают стойкость шины к аквапланированию на мокрой дороге. Их края повышают сопротивляемость шины боковому заносу, что улучшает управляемость автомобиля. Но чем больше продольных канавок, особенно прямолинейной формы, тем хуже сцепные свойства шины. Зигзагообразные канавки улучшают сцепные свойства шины, но ухудшают отвод воды и снежной взвеси.

Для зимних шин целесообразно сужение всех канавок вглубину, что улучшает самоочищаемость протектора шины от смеси воды, снега и грязи («шуги»).

Зигзагообразные ламели (рисунок 1.6) за счет «кромочного» эффекта улучшают сцепные свойства шины с дорогой в поворотах, при торможении и на участках дороги покрытых водой и укатанным снегом. Компания «Michelin» – создатель ламелей – разработала каплеобразную ламель, позволяющую сохранять сцепные свойства шины при частичном износе протектора.

Протектор имеет не одинаковую толщину у шин различных конструкций и назначения. Чем больше толщина протектора, тем больше срок службы (ресурс) шины, тем лучше он защищает каркас от повреждений. Однако, тем больше масса шины, склонность ее к перегреву и расслоению, выше момент инерции и коэффициент сопротивления качению колеса. Толщина протектора у шин для легковых автомобилей колеблется от 7 до 12 мм, у шин для грузовых автомобилей – от 14 до 22 мм, а у арочных шин – от 40 до 60 мм. Ширина протектора составляет примерно 70…80 % ширины профиля шины.

Рисунок 1.6 – Поверхность центральной беговой дорожки, шашек и блоков зимней шины насыщена большим количеством ламелей

Боковины 4 – слои резины, являющиеся продолжением протектора, покрывающие стенки каркаса и выполняющие защитные функции. Боковины должны быть достаточно эластичными и, следовательно, достаточно тонкими, чтобы длительное время выдерживать многократные изгибающие силы. Боковины изготавливают как одно целое с протектором и из протекторных резиновых смесей.

Борта9 – жесткие части шины, служащие для крепления ее на ободе колеса. Борта состоят из бортовых колец 10, выполненных из стальной проволоки, твердого резинового жгута, прорезиненной обертки бортовых колец и усилительных лент 11. Бортовые кольца необходимы для придания бортам требуемой прочности, а резиновый жгут способствует их монолитности.