ДИАГОНАЛЬНАЯ ШИРОКОПРОФИЛЬНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА СВЕРХНИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к шинной промышленности и касается конструкции пневматической шины низкого и сверхнизкого давления, которая предназначена для применения на транспортных средствах высокой проходимости, предназначенных для движения по слабо несущим грунтам.
Известна низкопрофильная сверхнизкого давления диагональная пневматическая шина, отношение ширины профиля которой к его высоте равно 0,596 при номинальном внутреннем давлении 0,5-0,6 МПа, состоящая из протектора с грунтозацепами и каркаса, выполненного из обрезиненного корда из двух слоев, боковины, слои корда в которых завернуты на бортовые кольца, для кордов каркаса и кордов боковин использован капроновый корд структуры 144 текс х1х2 при толщине нити 0,61 мм и плотностью нитей на 10 см основы для каждого корда каркаса равной 105 и для каждого корда боковины равной 84, между слоями каркаса размещена резиновая прослойка, угол закроя корда для слоев каркаса равен 27,5°±1, каждое бортовое кольцо выполнено прямоугольного сечения из одиночной проволоки из 6 витков и 5 прядей, коэффициент насыщенности рисунка протектора равен 0,2 при высоте грунтозацепа по центру протектора равной 20 мм, а рисунок протектора включает шашечные элементы образующие центральное ребро, два боковых и три плечевых ребра, отделенных друг от друга продольными канавками и расположенных симметрично относительно центра беговой дорожки, при этом боковые ребра составлены из ромбовидных шашек, расположенных в шахматном порядке относительно центрального ребра. Верхние и нижние грани шашек повернуты относительно оси вращения на угол 45°, а плечевые ребра образованы шашками соответственно Г-образной, квадратно и прямоугольной формы, боковые грани которых параллельны (RU №74857, В60С 5/00, опубл. 20.07.2008).
Особенностью такой шины является низкое давление на грунт, что позволяет передвигаться по слабонесущим грунтам. Однако, из-за веса транспортного средства и слабой несущей способности грунта часто образуется колея, в которую колесо с такой шиной погружается на достаточную глубину, при которой стенки колеи уже становятся препятствием для поворота колес шин. При повороте колес взаимодействие шины со стенкой происходит по боковой поверхности шины, эта поверхность не имеет средств сцепления с грунтом: она, как правило, гладкая и достаточно упругая для обеспечения плавности хода и компенсации весовой нагрузки при формировании контактной зоны (пятна контакта). В этом случае приходится расширять колею перемещением управляемых колес или иными средствами.
Кроме того, разреженный рисунок протекторной зоны хорошо себя зарекомендовал на слабых грунтах для средств, передвигающихся на низких скоростях. В то же время при движении по твердой поверхности имеется качание и низкая плавность хода при ограничении скорости передвижения. Это создает определенные трудности при перегоне своим ходом транспортного средства. При этом наблюдается повышенный износ грунтозацепов. В то же время требуется, чтобы на твердых покрытиях такое транспортное средство имело ходовые качества на уровне участника дорожного движения (с максимальной скоростью 80 км/час) при сохранении возможности, как главное свойство, перемещаться с достаточной эффективностью по грунтовым дорогам, песку, пахоте, снежной целине и заболоченным участкам местности.
Настоящая полезная модель направлена на создание пневмоколесного движителя, способного без разрушения поверхностного слоя двигаться по грунтам с очень низкой несущей способностью, болотам и снегам тундры при низких и сверхнизких давлениях и при повышении давления - как участник дорожного движения по твердым опорным поверхностям.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик пневматической шины сверхнизкого давления при ее использовании как на слабонесущих поверхностях, так и на поверхностях с твердым покрытием в режиме эксплуатации транспортного средства в качестве участника дорожного движения.
Указанный технический результат достигается тем, что в диагональной широкопрофильной пневматической шине сверхнизкого давления, состоящей из протектора с грунтозацепами высотой не более 20 мм, расположенными по рисунку симметричной «елки» и каркаса, выполненного из двух слоев корда и боковины, при этом протектор включает грунтозпцепы, образующие центральное ребро, два боковых и плечевые ребра, отделенных друг от друга продольными канавками и расположенных симметрично относительно центра беговой дорожки, центральное ребро составлено из дистантно расположенных относительно друг друга грунтозацепов в виде шашек стреловидной формы с углом наклона 45°, боковые ребра по бокам центрального ребра составлены из грунтозацепов в виде ромбовидных шашек, расположенных в шахматном порядке относительно центрального ребра, а плечевые ребра образованы грунтозпцепами в виде шашек прямоугольной формы, в каркасе использован полиамидный корд, в боковинах поверхности бортовых колец и поверхности, прилегающие к посадочным полкам обода выполнены из мягкой прослоечной резины, шаг грунтозацепов боковых и плечевые ребер выполнен в диапазоне 67-80 мм при шаге грунтозацепов центрального ребра не более 135 мм, а количество грунтозацепов в каждом плечевом ребре в два раза больше количества грунтозацепов в центральном ребре, при этом краевые грунтозацепы плечевых ребер выведены размещены на части поверхности боковин.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - общий вид шины;
фиг.2 - рисунок беговой части протектора.
2
Согласно настоящей полезной модели предлагается широкопрофильная сверхнизкого давления диагональная пневматическая шина с отношением ширины профиля к его высоте равным 0,5-0,596 при номинальном внутреннем давлении 0,5-0,15 кг/см (фиг.1) при нагрузке 500 кг и 350 кг на шину соответственно. При этом обеспечивается максимально допустимый скоростной режим до 80 км/час при использовании на прицепах и внедорожных транспортных средствах при максимальном внутреннем давлении в шине.
Шина состоит из протектора 1 с грунтозацепами высотой не более 20 мм (min 15 мм, max 20 мм), расположенными по рисунку симметричной «елки», каркаса в протекторной зоне, выполненного из двух слоев полиамидного корда, и боковин 2, в которых поверхности бортовых колец и поверхности, прилегающие к посадочным полкам обода выполнены из мягкой прослоечной резины.
1
Протектор включает грунтозпцепы, образующие центральное ребро 3, два боковых 4 и плечевые ребра 5, отделенных друг от друга продольными канавками и расположенных симметрично относительно центра беговой дорожки, центральное ребро составлено из дистантно расположенных относительно друг друга грунтозацепов в виде шашек 6 стреловидной формы с утлом наклона 45°, боковые ребра по бокам центрального ребра составлены из грунтозацепов в виде ромбовидных шашек 7, расположенных в шахматном порядке относительно центрального ребра, а плечевые ребра образованы грунтозпцепами 8 в виде шашек прямоугольной формы. Шаг h грунтозацепов боковых и плечевые ребер выполнен в диапазоне 67-80 мм при шаге h грунтозацепов центрального ребра не более 135 мм, а количество грунтозацепов в каждом плечевом ребре в два раза больше количества грунтозацепов в центральном ребре, при этом краевые грунтозацепы 9 плечевых ребер выведены размещены на части поверхности боковин.
Настоящая полезная модель рассматривается на примере конкретной опытной шины 500/65-18LT категории скорости F (максимальная скорость 80 км/час), изготовленной для внедорожных транспортных средств и прицепов, эксплуатируемых на дорогах с твердым покрытием, грунтовых дорогах, по песку, пахоте, снежной целине и заболоченным участкам местности при температуре от минус 60°С до плюс 55°С. Эта шина бескамерная диагональной конструкции с наружным диаметром 1000±30 мм и шириной профиля 500 мм. Индекс грузоподъемности шины - 84 и имеет следующие парна метры грузоподъемности при внутреннем давлении:
- максимально допустимая нагрузка, Н (кгс)
4905 (500)
при внутреннем давлении, кПа (кгс/см)
49 (0,50)
- максимально допустимая нагрузка, Н (кгс)
3434 (350)
при внутреннем давлении, кПа (кгс/см")
14,7 (0,15).
Максимальное давление шины на почву не должно превышать 80 кПа. При этом шина может претендовать на разрешение движения по ранневесенним всходам и весеннему ягелю.
В такой бескамерной шине поверхности бортовых колец и поверхности, прилегающие к посадочным полкам обода, в целях обеспечения герметичности посадки на обод изготавливаются из мягкой прослоечной резины, аналогичной легковым автомобильным шинам. Поверхность герметизации не должна содержать радиальных и продольных рисок пресс-формы, должна быть гладкой и не содержать посторонних включений, раковин и вздутий.
В связи с установкой шин на управляемые и ведущие колеса вездеходов, рисунок протектора состоит из трех беговых дорожек. В центре дорожка выполняется из расчлененной симметричной или «косой елки» с грунтозацепами разного радиуса кривизны. По краям беговой дорожки должны быть шашки. Шаг грунтозацепов косой или симметричной елки должен быть не более 135 мм. Количество шашек по краям беговой дорожки может быть в 2 раза больше и их минимальный шаг может быть 67,5-80 мм. По центру беговой дорожки угол наклона грунтозацепов 45°. Высота рисунка протектора находится в пределах min 15 мм - max 20 мм. Применяются шашки стреловидной формы, как на шине «ЛВТОРОС» 49х23,5-21LT, но меньшей толщины - 25-30 мм. При проектировании протектора предпочтение следует отдавать вариантам с «открытым центром» (без утолщения грунтозацепов в центре беговой дорожки).
Для защиты боковин при работе шипы с минимальными давлениями воздуха - 15-20 кПа, предусмотрен «заход» шашек протектора на боковину (аналогично шине модели ВИ-3). Это мероприятие хотя и сделает шину более жесткой, но в то же время предохранит деформацию боковин от складок, как это происходит на шинах «ТРЭКОЛ».
Требования к конфигурации профиля шипы: при проектировании и разработке профиля шипы 500/65-1 8LT используется соотношение размеров профиля шины 49х23,5-21 LT «АВТОРОС» №2522, как наиболее прогрессивную по состоянию на 2010 год.
При таком исполнении рисунка существенно уменьшается залипание грунта в зонах между грунтазацепами, так как площади грунетозацепов стали практически равны площадям выемок и/или канавок. При этом шина сохраняет высокую проходимость не только за счет большой площади пятна контакта, но и за счет расположения грунтозацепов одного ребра напротив впадин между грунтозацепами смежно расположенных ребер. Выбор расположения ребер типа «косая елочка» обусловлен тем, что при движении происходит перемещение срываемого грунта по впадинам в направлении от экваториальной плоскости в краю беговой дорожки вследствие не только деформации протектора в зоне контакта, но и за счет разложения сил на составляющие по боковым стенкам грунтозацепов. Особенно это сильно проявляется при расположении канавок и/или впадин в экваториальной зоне под углом 45°.
Выполнение краевых шашек заходящими на поверхность боковин шины позволяет повысить сцепляемость шины с грунтом при нахождении в колее или при движении в режиме заглублении колес в грунт. Увеличение площади поверхности сцепления шины с опорной поверхностью (по сравнению с прототипом) позволило увеличить скорость движения транспортного средства по твердым грунтам, обеспечивая при этом курсовую устойчивость и исключение бокового рыскания (боковых смещений корпуса относительно пятна контакта шин за счет деформации боковин шин).
Настоящая полезная модель промышленно применима, изготовлены опытные образцы и проведены полевые испытания. Результаты испытаний полностью подтверждают способность такой шины к формоудержанию даже при внутреннем давлении ниже номинального.