ПОКРЫШКА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ
PNEUMATIC TIRE CASE

Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно к пневматическим легковым шинам радиальной конструкции с однослойным или двухслойным каркасом из обрезиненного текстильного корда.
Известны конструкции легковых радиальных шин с одно или двухслойным каркасом из обрезиненного текстильного корда различной структуры и металлокордным брокером. В каркасах шин широко применяются текстильные полиэфирные корды структуры 110, 144, 167, 220 текс с удельной прочностью нитей 56-66 сН/текс. Диаметр нитей корда в непропитанном состоянии составляет 0,5-0,75 мм, разрывная прочность нити 130-265 Н.
Известны традиционные конструкции каркаса шин, которые включают предварительно обрезиненную (каландрированную) текстильную кордную ткань, состоящую из нарезанных поперек полотна полос, состыкованных между собой с поворотом на 90 градусов. При этом стыковка осуществлена за счет клейкости невулканизованной резины. Полосы закатываются в рулоны и оборачивают (наматывают) на цилиндрический (как минимум в центральной части) барабан, на котором формируется заготовка каркаса шины на сборочном станке (см. В.В. Рагулин. Технология шинного производства. М.: Химия, 1970).
Недостатком известных конструкций пневматических шин является существенная (10% и более) массовая доля слоя каркаса в общей массе шины, что ограничивает максимальную скорость таких конструкций шин из-за высокой рабочей температуры.
Технической задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является снижение массовой доли каркаса в общей массе шины при снижении максимальной температуры в рабочей зоне катящейся шины. Снижение максимальной температуры катящейся шины в свою очередь позволяет повысить максимальную скорость шины.
Поставленная техническая задача решается тем, что в покрышке пневматической шины радиальной конструкции, включающей каркас, выполненный из, по меньшей мере, одного слоя обрезиненного текстильного корда, согласно предложенному изобретению, текстильный корд выполнен из полиэфирного текстильного материала структуры 110, 144, 167, 220 текс с удельной прочностью нити 67-77 сН/текс, диаметром нити суровья 0,48-0,65 мм с разрывной прочностью нити 155-300 Н/нить, частотой нити не менее 90 и не более 180 штук на длине 100 мм.
Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупностью признаков, является снижение массовой доли каркаса в общей массе шины, что обеспечивает возможность снижения толщины обрезиненного кордного полотна каркаса шины и уменьшения толщины профиля шины. Данное решение позволяет снизить величины амплитуд деформации в деталях шины, что в свою очередь снижает рабочую температуру в данной зоне. Это в совокупности позволяет повысить работоспособность зоны кромок брекера шины и ее максимальную скорость. Снижение массы резины также приводит с уменьшению рассеивания энергии ввиду гистерезисных потерь в резине при деформировании и соответственно к снижению сопротивления качению, то есть повышает топливную экономичность конструкции.
Чтобы избежать концентрации напряжений между нитями корда частота нитей не должна превышать величины, определяемой формулой (2):
<mrow><mi>n</mi><mo>></mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>r</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>*</mo><mn>1</mn><mn>0</mn><mn>0</mn><mo>/</mo><mi>d</mi><mo>,</mo><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mi></mi><mo stretchy="false">(</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
пр
где r - предельная величина резиносодержания в слое каркаса на сборочном барабане, равная 0,22 (резиносодержание r в слое корда определяет относительное объемное содержание резины в слое и равно r=(t-d) /t; t - расстояние между нитями кода, d - диаметр нити корда).
В таблице 1 приведены возможные варианты частот нитей предлагаемых технических решений
Сопоставительные характеристики шин - прототипов и с применением предлагаемых технических решений на примере однослойных легковых радиальных шин размеров 195/55R15 и 205/55R15 приведены в таблице 2.
Таблица 2
Характеристики шин 195/55R15, 205/55R15 - прототипов и с применением предлагаемых технических решений
Шина
Наименование
195/55R15
205/55R15
показателя
Тип корда каркаса
1
2
3
4
5
Структура кордной нити, текс
144 (прототип)
110 (пример предлагаемого технического решения)
220 (прототип)
167 (пример предлагаемого технического решения)
Разрывная прочность нити корда, Н
180
155
265
240
Удельная прочность нити корда, сН/текс
62
71
60
71
Диаметр нити корда (суровье), мм
0,57
0,48
0,75
0,60
Частота нитей в полотне, штук/100 мм
110
125
92
100
Удельная прочность кордной ткани, кН/100 мм
19,8
19,4
24,4
24,0
Ширина профиля шины при действии внутреннего давления, мм
201
201
210
210
Прогиб шины под нагрузкой, %
100
100
100
101
Боковая жесткость шины, %
100
100
100
98
Статический запас прочности каркаса, %
100
98
100
99
Размах интенсивности деформаций в зоне кромок брекера, %
100
97
100
99
Максимальная расчетная температура шины, С°
109
100
101
100
Расчетная долговечность зоны кромок брекера шины, %
100
117
100
105
Максимальная скорость шины, км/ч
240
270
240
250
Потери на качение, %
100
97
100
99
Массовая доля каркаса шины, %
9,5
8,0
10,2
8,7
Предлагаемое техническое решение позволяет сохранить габариты шины при действии внутреннего давления в пределах допустимых норм, а также прогиб шины при действии нормальной нагрузки, сохранить жесткость шины при действии внешних воздействий и статический запас прочности каркаса.
Предложенное конструктивное выполнение слоя каркаса пневматической шины позволяет осуществить серийное производство без изменения существующей технологии; и достигнуть получения экономического эффекта, обеспеченного выигрышем в массе шины (меньше вес кордного материала и меньше толщина резины, идущая на обрезинивание корда), повышением долговечности шин и максимальной скорости шины.