ШИНА ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ ДЛЯ СНЕГОБОЛОТОХОДА
CROSS-COUNTRY TIRE FOR SNOW AND SWAMP-GOING VEHICLE

Изобретение относится к транспортным средствам, используемым в труднопроходимых наземных условиях, в частности болоте, глубоком снеге, рельефной местности, а именно к конструкции шины, предназначенной для снегоболотоходов.
Известна пневматическая шина, включающая в себя две первые основные канавки, множество боковых канавок и множество щелевидных дренажных прорезей в протекторной части. В пневматической шине поверхность стенки канавки у каждой первой основной канавки, расположенная ближе к экваториальной линии шины, образована так, что обеспечивается циклическое повторение - в направлении вдоль окружности шины - изменения угла наклона поверхности стенки канавки относительно направления, нормального к протектору, при этом изменение представляет собой постепенное увеличение от минимального значения, составляющего от 0° до 15°, до максимального значения, составляющего от 15° до 45°. В тех местах, где угол наклона той поверхности стенки канавки у первой основной канавки, которая находится ближе к экваториальной линии шины, находится на уровне его максимума, никакие боковые канавки не сообщаются с первой основной канавкой, и в данных местах поверхность стенки канавки у первой основной канавки, находящаяся ближе к соответствующему концу зоны контакта, проходит непрерывно (Патент № RU2427476. Опубл. 27.08.2011).
Однако известная пневматическая шина не позволяет ее использование в условиях болот, ввиду отсутствия соответствующих грунтозацепов.
Известна шина с абразивными элементами на протекторе, содержащая V-образные канавки протектора вершиной вперед с интервалом до 50 мм и более, шириной и глубиной до 20 мм в зависимости от грузовой массы транспортного средства (автобуса, грузового автомобиля, самолета), в которые внедрены V-образные абразивные элементы, изготовленные из абразивного материала (Патент № RU2266825. Опубл. 27.12.2005).
Однако, в известной шине V-образные элементы лишь повышают противоскользящие и износостойкие качества протектора шин, в условиях дорожного покрытия, и не повышают эффективности ее использование в условиях болот и рельефной местности.
Известен протектор шины повышенной проходимости, предназначенный преимущественно для строительно-дорожных машин, включающий грунтозацепы, разделенные выемками и расположенные по обеим сторонам от экваториальной плоскости со смещением в окружном направлении, при этом образующие грунтозацепов в плане описаны радиусами, центры которых расположены со стороны входа грунтозацепов в контакт с опорной поверхностью, в которых упомянутые радиусы равны 0,75-1,15 ширины беговой дорожки протектора, а расстояния от центров радиусов до линии пересечения беговой дорожки с поверхностью плечевой зоны относятся к ширине беговой дорожки протектора в пределах 0,115-0,190 для передней и 0,03-0,10 для задней образующих грунтозацепов (Патент №RU1372778. Опубл. 27.06.1995).
Однако известный протектор эффективно работает только при высоком давлении в шине, а при низком давлении в условиях болот и рельефной местности происходит ускоренный износ несущего грунтозацепы слоя, за счет порыва тела шины ввиду его пережевывания, благодаря наличию большого количества различных выемок и канавок.
Известна покрышка пневматической шины для снегоболотохода, состоит из протектора с грунтозацепами и каркаса, выполненного из обрезиненного корда, слоя которого завернуты на бортовые кольца. Количество слоев корда в каркасе покрышки от 1 до 4. Величина угла закроя нитей корда в каждом слое каркаса от 0° до 4° и/или от 15° до 44°. По внутренней поверхности каркаса имеются углубления, повторяющие конфигурацию и расположение элементов рисунка протектора. Толщина покрышки по протектору заявляемого технического решения не постоянна и меньше величины грунтозацепа на величину от 2 до 25 мм. Высота грунтозацепов покрышки составляет от 5 до 70 мм. Центральная часть беговой дорожки шины относительно оси вращения не является цилиндрической или приближенной к ней. Ширина профиля заявляемой шины для снегоболотохода равна или меньше высоты (Патент №RU50470. Опубл. 20.01.2006).
Однако известная пневматическая шина имеет существенный недостаток - низкую технологичность и существенную массу.
Исследование уровня техники показало, что имеющиеся технические решения не являются особо релевантными, и приводят лишь к пониманию принципов и технических подходов, на которых основано заявляемое изобретение.
Задачей изобретения является разработка пневматической шины сверхнизкого давления, имеющей низкий вес и улучшенные характеристики проходимости по слабонесущим грунтам, а также высокую эффективность при работе в качестве водного движителя снегоболотохода.
Технический результат проявляется в технологичности изготовления шины с малым числом грунтозацепов и слоев корда, повышении эффективности работы шины при использовании в условиях болот и рельефной местности, за счет специального профиля грунтозацепа.
Заявленный технический результат достигается тем, что в протекторе шины повышенной проходимости, трак выполнен в виде полого кольца, оснащенного цилиндрической поверхностью, боковиной и бортовым кольцом, грунтозацеп образован выступом на наружной цилиндрической поверхности полого кольца, расположенным в центральной части, выполненными с обеих сторон от него продольно-поперечными ребрами, связанными с боковыми наклонными ребрами, выполненными на части бортового кольца. Кроме того, на поперечном ребре выполнены канавки. Грунтозацепы выполнены параллельно, на равном расстоянии друг от друга. Улучшенные показатели проходимости на слабонесущих грунтах достигаются за счет большой площади контакта в радиальном и тангенциальном направлениях, ввиду высокой эластичности цилиндрической поверхности и большой суммарной площади грунтозацепа в тангенциальном направлении. Улучшенная эффективность при использовании шины в качестве водного движителя достигается за счет большой площади гребной поверхности, образованной поперечными, продольно-поперечными и боковыми наклонными ребрами Эффективное самоочищение шины достигается за счет большого расстояния между грунтозацепами в продольном направлении. Низкий вес шины достигается за счет малого количество слоев корда - не более двух, малой толщины боковин и цилиндрической поверхности, а также, за счет малого числа грунтозацепов.
Целесообразно, для предупреждения налипания грунта, выполнять расстояние между грунтозацепами в продольном направлении максимально допустимым. С этой же целью, канавки выполнять цилиндрической формы, в количестве 3 штук, равномерно располагать на поверхности поперечного ребра. Такие канавки целесообразно изготавливать также для увеличения эластичности грунтозацепа в радиальном направлении.
Целесообразно, для достижения плавности сочленения, каждое продольно-поперечное ребро выполнять под углом к вертикальной плоскости, каждое боковое наклонное ребро выполнять под углом по отношению к осевой вертикальной плоскости.
Целесообразно, для увеличения плавности хода, сниженного ввиду малого числа поперечных ребер изготавливать продольно-поперечные ребра, позволяющие разнести боковые и центральное ребра на определенное расстояние без разрыва поверхности ребра в тангенциальном направлении.
В варианте выполнения, для создания адекватного соотношения протектора и шасси наружный диаметр полого кольца с высотой продольно-поперечно ребра грунтозацепа выполнять не более 1420 мм, диаметр отверстия бортового кольца выполнять не более 610 мм, ширину протектора - не более 500 мм.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и схемами, на которых:
Фиг. 1 - главный вид и вид слева шины с протектором повышенной проходимости;
Фиг. 2 - разрез А-А вертикальной плоскостью.
Протектор шины повышенной проходимости имеет трак выполненный в виде основного полого кольца 1. Основное полое кольцо 1 оснащено цилиндрической поверхностью, боковиной 2 и бортовым кольцом 3. Грунтозацепы 4 реализованы из сопряженных выступов, расположенных на цилиндрической поверхности основного полого кольца 1 и боковине 2. На наружной цилиндрической поверхности полого кольца 1 выполнен выступ из поперечного ребра 5, расположенного в его центральной части. С обеих сторон от него выполнены продольно-поперечные ребра 6 и 7, связанные с боковыми наклонными ребрами 8, 9, выполненными на части бортового кольца 3. Кроме того на поперечном ребре 5 выполнены канавки 10, 11, 12. Грунтозацепы 4 выполнены параллельно и на равном расстоянии друг от друга.
Канавки 10, 11, 12 выполнены цилиндрической формы, в количестве 3 штук, равномерно расположены на поверхности поперечного ребра 5.
Каждое поперечно - продольное ребро 6, 7 выполнено под углом по отношению к горизонтальной плоскости. Каждое боковое наклонное ребро 8, 9 выполнено под углом по отношению к осевой вертикальной плоскости А-А.
Наружный диаметр полого кольца 1 трака с высотой продольно-поперечно ребра 6, 7 грунтозацепа выполнен не более 1420 мм, диаметр отверстия бортового кольца 3 выполнен не более 610 мм.
Протектор шины повышенной проходимости используются следующим образом.
Изготавливают шину используя литейные формы, формируя протектор заявленной формы.
Изготовленные шины в количестве 4 штук монтируют на шассе снегоболотохода. При этом шины устанавливают, располагая грузозацепы 4 в одном направлении или располагая, например на передних колесах в одном направлении, а на задних в противоположном направлении.
На слабонесущем грунте давление в шине стравливается до значения не более 0,1 кгс/см2, при этом эластичная цилиндрическая поверхность становится более плоской, что приводит к увеличению пятна контакта шины с поверхностью. Это в свою очередь снижает давление на опорную поверхность основного полого колеса 1 до минимальных 0,1 кгс/см2. При этом, наклонные боковые ребра 8, 9 продолжают эффективно захватывать грунт. При движении вплавь, боковые наклонные ребра 8, 9, соединенные с поперечным ребром 5 посредством продольно-поперечных ребер 6, 7 в единую поверхность, перпендикулярную вектору перемещения ребер, создают реактивную струю воды в противоположном, движению снегоболотохода, направлении. При движении по сложному рельефу почвы поперечное ребро 5 имеет возможность деформироваться, благодаря продольным канавкам 10, 11, 12. Складываясь таким образом, ребро 5 повторяет рельеф. При этом, минимизируется отсутствие контакта части ребра 5 протектора с поверхностью почвы.
Предлагаемое изобретение расширяет номенклатуру и арсенал имеющихся шин, используемых для установки на снегоболотоходы, при работе в труднопроходимых природных условиях (снег, болото и т.п.).
Предлагаемые шины технологичны в изготовлении, имеют повышенный ресурс протектора при использовании в условиях болот и рельефной местности, а также повышенные показатели проходимости.
При использовании заявленных шин, благодаря конструкции грунтозацепов с продольными канавками и высокой эластичности несущего слоя предупреждается их повышенный износ.