Результат интеллектуальной деятельности: Пневматическая шина для мобильного энергетического средства

Изобретение относится к пневматическим шинам колесных транспортных средств, в частности к шинам для ведущих колес энергонасыщенных тракторов.

Известна резинокордная оболочка /1/, включающая каркас, состоящий из радиальных и диагональных слоев корда, из которых оба края по меньшей мере одного радиального слоя закреплены вокруг нерастяжимых элементов, выполненных в виде бортовых колец, до которых не доходит хотя бы один из краев каждого диагонального слоя, кромки аксиально-смежных диагональных слоев соединены внахлестку по всему окружному периметру оболочки.

Недостатки резинокордной оболочки в том, что она имеет сложную конструкцию, не являющуюся оптимальной с точки зрения технологичности производства, и очень трудоемка в изготовлении.

Наиболее близкой по конструктивному решению является пневматическая шина для сельскохозяйственного транспортного средства /21, включающая боковины, протектор и борта, каркас с несколькими слоями параллельных кордных нитей, составленными из двух полуслоев, при этом нити упомянутых полуслоев расположены с перекрещиванием в подпротекторной зоне и направлены в сторону, противоположную преимущественному направлению вращения шины.

Недостатком данной конструкции является неравномерное распределение нагрузки по ширине рабочей поверхности шины.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение срока службы шины за счет снижения разности давлений между экваториальной и плечевыми зонами шины.

Поставленная задача решается тем, что одна кромка каждого из полуслоев расположена в зоне бортов, а другая - в противоположной части коронной зоны, причем, для каждого слоя, по мере приближения к протектору, эта кромка приближается к экватору шины. Расстояние между окончаниями полу слоев, наиболее удаленных от протектора, составляет 90-95% от ширины шины. Для последующих слоев это расстояние уменьшается на 5-7%.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 изображена пневматическая шина, меридиональное сечение; на фиг. 2 - каркас шины.

Пневматическая шина состоит из каркаса 1, бортов 2 с бортовыми кольцами 3, боковин 4, брекера 5 и расположенного за ним протектора 6, имеющего плечевые зоны 7. Каркас 1 выполнен из полуслоев 8 и 9, причем один из краев каждого полу слоя 8 и 9 завернут вокруг бортовых колец 3. Каждый полуслой 8 и 9 выполнен непрерывно продолжающимся от борта 2 к протектору 6 и оканчивается у противоположной плечевой зоны 7. По мере приближения к протектору окончание каждого полуслоя приближается к экватору шины.

Полуслои 8 и 9 представляют собой резинокордную композицию, нити 10 которых, по обе стороны от экваториальной плоскости в окружном направлении (от борта 2 к протектору 6) расположены с наклоном в одну и ту же сторону.

Для шин с направленным рисунком протектора 6 типа повышенной проходимости наклон всех нитей 10 корда полу слоев 8 и 9 в окружном направлении противоположен направлению элементов рисунка протектора 6.

Нити 10 корда полу слоев 8 и 9 в коронной зоне 11 взаимно перекрещиваются, образуя брекер 5.

Наклон нитей 10 корда полуслоев 8 и 9 от бортов 2 до коронной зоны составляет угол с меридианом от 25 до 45°.

Для слоя корда, наиболее удаленного от протектора, расстояние между окончаниями полуслоев, или их взаимное перекрытие, составляет 90-95%) от ширины шины. Дальнейшее увеличение этого расстояния нецелесообразно, так как это не оказывает влияния на жесткость шины в районе плечевых зон, так как жесткость здесь обеспечивается, главным образом, боковинами шины. Для слоя, находящегося непосредственно перед протектором, перекрытие должно быть не менее 30%, иначе, не будет достигнута необходимая прочность в соединении нитей полу слоев между собой. Чтобы обеспечить требуемый ресурс шины, необходимо соблюдение определенной нормы слойности корда, которая для данного типа шин равна 12. Таким образом, исходя из условия равномерного уменьшения перекрытия полуслоев по мере приближения к протектору шины и нормы слойности, равной 12, для каждого слоя расстояние между кромками нитей полу слоев должно уменьшаться на 5-7% по мере приближения слоев корда к протектору.

Пневматическая шина работает следующим образом.

Пневматическая шина на транспортном средстве монтируется с направлением наклона нитей 10 корда в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Для этого желательно для шин всех рисунков протектора на боковине обозначить направление вращения.

В случае расположения всех нитей слоев каркаса под положительными (или отрицательными) углами наклона к меридиану покрышки радиальная жесткость боковых стенок уменьшается, так как нити уже не лежат в плоскости изгиба сечений, как это имеет место в радиальной шине. Поэтому нагрузка на нити уменьшается, а на резину боковины возрастает. Вследствие этого изгибная жесткость резины, армированной наклонными нитями, существенно меньше резины, армированной нитями в плоскости изгиба.

Меньшая изгибная жесткость боковых стенок предлагаемой шины (все нити слоев наклонены в одну сторону от меридиана) по сравнению с радиальным расположением нитей обеспечивает снижение радиальной жесткости и, как следствие, тягово-сцепные свойства шины возрастают.

Кроме того, наклон нитей каркаса в одну сторону от меридиана приводит к неравнозначности крутильной жесткости в противоположных направлениях вращения. В отличие от диагональной и радиальной шин, в которых крутильная жесткость практически одинакова при закрутке шины положительным и отрицательным крутящим моментом, в предлагаемой конструкции крутильная жесткость неодинакова. Она больше в случае, когда направления крутящего момента, приложенного к бортам шины, составляет острый угол с направлением нитей в каркасе (направление крутящего момента совпадает с направлением вращения шины), и меньше, когда угол тупой (направления противоположные). В первом случае крутильная жесткость определяется жесткостью нитей каркаса на растяжение, во втором - жесткостью резины боковой стенки на сжатие (жесткость нитей каркаса на сжатие близка к нулю). Поэтому внутренние потери в первом случае будут существенно меньше внутренних потерь во втором случае.

Вместе с этим предлагаемая конструкция кордных нитей позволяет существенно снизить перепад давлений по ширине рабочей поверхности шины, характерный и для радиальных и для диагональных шин. В связи с тем, что по мере приближения к протектору длина нитей последующих слоев меньше длины предыдущих, жесткость шины по мере удаления от плечевых зон к экватору постепенно возрастает, таким образом, падение давления в экваториальной зоне шины уменьшается, что позволяет сделать износ шины более равномерным и, как следствие, продлить ее срок службы, повысить КПД и другие характеристики трактора.

Источники информации.

1. Патент №2092325, В60С 9/09 (аналог).

2. Авторское свидетельство №1706896, В60С 9/07 (прототип).