Конструкция шин

Широко используемыми являются два основных типа шин - радиальные (radial-ply) и диагональные (bias-ply). Оба этих типа показаны на Рисунке 10.1. Диагональные шины были стандартными в первые годы американской автомобильной промышленности, примерно до 1960-х годов, когда стали понятны преимущества радиальных шин (разработанных в Европе). Радиальные шины постепенно, в течение нескольких десятилетий, замещали диагональные шины на легковых автомобилях, так что сегодня они являются стандартом. Принятие их к использованию на грузовиках отстаёт от легковых автомобилей, так что сегодня радиальные и диагональные шины используются примерно в равной степени. Диагонально-опоясанные (bias-belted) шины имели короткую жизнь во время переходного периода между радиальными и диагональными шинами, и сегодня встречаются очень редко.

Рис. 10.1. Иллюстрации конструкций диагональных и радиальных шин. (Предоставлено Goodyear Tire & Rubber Co.)

Радиальная конструкция характеризуется параллельными слоями (прорезиненная ткань усиливается кордовыми нитями нейлона, вискозы, полиэстера или стекловолокна), идущими непосредственно через шину от одного края к другому при номинальном угле к ​​окружности в 90 градусов. Эти слои называются "каркасом" ("carcass"). Этот тип конструкции способствует чрезвычайно гибкой боковой стенке и мягкой езде, но обеспечивает малую или вообще не обеспечивает курсовую устойчивость. Курсовая стабильность обеспечивается жёсткой лентой из ткани или из стальной проволоки, которая идёт по всей окружности шины между каркасом и протектором. Как правило, угол кордовых нитей в этих лентах находится в пределах 20 градусов к протектору. В поворотах эти ленты помогают "стабилизировать" протектор, держа его на дороге плашмя, несмотря на боковое отклонение шины. Большинство радиальных шин легковых автомобилей имеют двухслойную тканевую боковину, и одну или две стальные ленты, или от двух до шести лент из ткани.

Конструкция каркаса диагональной шины состоит из двух или более слоёв, идущих от края к краю, с кордовыми нитями под большими углами (от 35 до 40 градусов к окружности), и меняющими направление от слоя к слою. Большие углы приводят к тому, что шины становятся мягкими для комфортной езды, но для курсовой устойчивости лучше подходят малые углы. Хотя каркас с перекрещивающимися слоями гораздо жёстче, чем у радиальной шины, в поворотах перекрещивающиеся слои позволяют протектору катиться, передавая большую нагрузку на внешние рёбра. Конструкция с перекрещиванием также вызывает больше искажений в пятне контакта, как как тороид деформируется в плоскую форму, в результате чего при качении протектор изгибается в пятне контакта [4], как показано на Рисунке 10.2.

Рис. 10.2. Изгибание в пятне контакта диагональной шины.