РИСУНОК ПРОТЕКТОРА ШИНЫ

Полезная модель относится к шинной промышленности, преимущественно к шинам сверхнизкого давления, применяемым на вездеходных транспортных средствах.
Известны шины сверхнизкого давления с рисунками протектора в виде отдельных фигурных выступов различной формы более менее равномерно распределенных по поверхности беговой дорожки (например: RU 45961, МКПО 12-15, опубл. 16.08.1999; RU 52774 U1, B60C 11/03, опубл. 27.04.2006). В этих шинах рисунки протектора обладают малой изгибной жесткостью и соответственно хорошей приспосабливаемостью к неровностям опорной поверхности при движении по бездорожью. Площадь выступов рисунка протектора, приходящаяся на единицу поверхности беговой дорожки (насыщенность рисунка), примерно одинакова по всей ее ширине и составляет 20-25%. Поэтому такие шины приспособлены для работы в основном на грунтах со слабой несущей способностью, где рисунок протектора с малой насыщенностью обеспечивает большую площадь срезаемого грунта и тем самым способствует повышению тягового усилия (Агейкин Я.С. «Вездеходные колесные и комбинированные движители.», М., «Машиностроение», 1972). При движении же по твердой опорной поверхности с номинальным внутренним давлением в шине зона контакта ограничена центральной частью беговой дорожки. При этом, чем меньше относительная площадь выступов протектора в этой зоне, тем больше давление в контакте и соответственно больше интенсивность износа протектора, которая при прочих равных условиях пропорциональна давлению в контакте (Бухин Б.Л. «Введение в механику пневматических шин», М. «Химия», 1988).
За наиболее близкий аналог заявленной полезной модели принята шина, известная из источника RU 79905 (МПКО 12-15, опубл. 16.10.2011), протектор которой содержит окружные ряды фигурных выступов в центральной зоне беговой дорожки и расходящиеся к ее краям грунтозацепы, отделенные друг от друга в окружном направлении широкими впадинами. При этом окружные ряды выступов в центральной зоне беговой дорожки отделены в поперечном направлении друг от друга и от грунтозацепов окружными канавками, а грунтозацепы выполнены из отдельных массивных выступов, разделенных между собой канавками.
Благодаря такой конструкции рисунка протектора при общей его насыщенности 25% насыщенность центральной зоны беговой дорожки составляет 30%, что способствует снижению интенсивности износа протектора в центральной зоне беговой дорожки при движении по дорогам с твердым покрытием и повышению общего ресурса шины.
Однако, дальнейшее повышение насыщенности рисунка протектора в центральной зоне беговой дорожки при данной его конструкции невозможно без увеличения общей насыщенности выше 27%, что отрицательно скажется на проходимости шины по грунтам со слабой несущей способностью.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в оптимальном распределении площади выступов рисунка протектора по ширине беговой дорожки, что обеспечивает технический результат, заключающийся в снижении интенсивности износа протектора в центральной зоне беговой дорожки на дорогах с твердым покрытием и повышением общего ресурса шины.
Заявленный рисунок протектора шины сверхнизкого давления содержит отдельные фигурные выступы, расположенные в центральной зоне беговой дорожки с образованием окружного ряда и отделенные друг от друга в окружном направлении поперечными канавками, и отдельные фигурные выступы, расходящиеся к краям беговой дорожки с образованием поперечных грунтозацепов, отделенные в окружном направлении друг от друга впадинами, а в поперечном направлении от центральных выступов и друг от друга наклонными канавками. Суммарная площадь всех фигурных выступов составляет 20-26% от общей поверхности беговой дорожки. При этом отношение ширины фигурных выступов, расположенных по краям беговой дорожки, к ширине впадин, измеренных в окружном направлении по краям беговой дорожки, составляет 0,3-0,45. Суммарная площадь всех фигурных выступов, расположенных в центральной зоне беговой дорожки, составляет 40-53% от общей поверхности центральной зоны. Суммарная площадь выступов, образующих грунтозацепы, составляет 17-22% от суммарной площади беговой дорожки, расположенной между ее центральной зоной и краями.
На чертеже показан заявляемый рисунок протектора.
Заявляемый рисунок протектора шины сверхнизкого давления, показанный на чертеже, может быть изготовлен на существующем в шинной промышленности оборудовании с использованием обычной технологической оснастки.
Рисунок протектора шины сверхнизкого давления состоит из отдельных фигурных выступов разной формы, образующих окружной ряд в центральной зоне беговой дорожки, и расходящихся к ее краям поперечных грунтозацепов, отделенных друг от друга в окружном направлении широкими впадинами 1, при этом выступы 2, 3, 4, 5, 6, образующие грунтозацепы, отделены в поперечном направлении от центральных выступов 7 и друг от друга наклонными канавками 8, центральные выступы 7 отделены друг от друга в окружном направлении поперечными канавками 9, а суммарная площадь всех выступов 2, 3, 4, 5, 6 и 7 составляет 20-26% от общей поверхности беговой дорожки. Причем отношение ширины выступов к ширине впадин, измеренных в окружном направлении по краям беговой дорожки, составляет 0,3-0,45, а суммарная площадь всех выступов 7 центрального окружного ряда составляет 40-53% от общей поверхности центральной зоны беговой дорожки, суммарная площадь всех выступов 2, 3, 4, 5, 6, образующих грунтозацепы, составляет 17-22% от суммы площадей беговой дорожки, расположенных между ее центральной зоной и краями.
При качении шины по твердой опорной поверхности с номинальным внутренним давлением, в зону контакта в основном попадает центральная часть беговой дорожки, относительная площадь выступов которой значительно больше, чем у прототипа и, соответственно меньше давление в контакте и интенсивность износа. При движении по грунтам с малой несущей способностью на пониженном до 0,005-0,01 МПа внутреннем давлении, центральная зона беговой дорожки прогибается внутрь шины, и тяговое усилие создается за счет срезания грунта, зажатого во впадинах между грунтозацепами, площадь которых достаточно большая, т.к. площадь выступов в этих зонах беговой дорожки относительно мала. Таким образом, увеличенная насыщенность центральной зоны беговой дорожки существенно не влияет на проходимость шины по грунтам с малой несущей способностью.
Совокупность существенных признаков полезной модели позволяет получить технический результат, выражающийся в снижении интенсивности износа протектора в центральной зоне беговой дорожки при движении шины по дорогам с твердым покрытием без ухудшения ее тягово-сцепных характеристик на грунтах с малой несущей способностью.
Указанные свойства шины обеспечиваются в заданных диапазонах значений существенных признаков.
Так при насыщенности рисунка протектора в центральной зоне беговой дорожки менее 40% не удается существенно снизить давление на выступы рисунка в контакте с твердой опорной поверхностью и интенсивность износа протектора в этой зоне. При насыщенности рисунка протектора в центральной зоне свыше 53% не обеспечивается заданный диапазон насыщенности 17-22% в зоне грунтозацепов, необходимый для обеспечения хороших тягово-сцепных свойств шины на грунтах с малой несущей способностью. При уменьшении насыщенности рисунка протектора в этой зоне менее 17% уменьшается прочность выступов грунтозацепов, что при передаче больших крутящих моментов, возникающих при движении по тяжелым вязким грунтам, может привести к их отрыву. При увеличении насыщенности рисунка в этой зоне свыше 22% уменьшается площадь срезаемого грунта, и соответственно снижаются тягово-сцепные свойства шины.
Отношение ширины грунтозацепов к ширине впадин по краям беговой дорожки в пределах 0,35-0,45 обеспечивает возможность при общей насыщенности рисунка протектора в пределах 20-26% получить заданные пределы насыщенности в центральной зоне беговой дорожки и в зоне грунтозацепов. Уменьшение этого отношения меньше 0,3 сильно снижает прочность грунтозацепов, а увеличение свыше 0,45 ухудшает очищаемость рисунка протектора.