"ПОЛОЗЬЕВЫЕ", "КОНЬКОВЫЕ" ШИНЫ
"SKID", "RIDGE" TYRES

1. Область применения
Нижеприведенную конструкцию зимних шин предлагается использовать в автомототехнике.
Возможно применение данных конструктивных узлов и в других отраслях транспорта, эксплуатирующегося в зимних условиях или на дорогах, аналогичных зимним.
2. Уровень техники по применению зимних шин
Основной трудностью в эксплуатации транспорта в зимних условиях является проскальзывание колес на обледенелой дороге (снижение «сцепления» шин с дорогой).
Для снижения негативного влияния обледенения дорог на эксплуатационные характеристики транспорта применяются в основном 2 способа:
2.1 применение реагентов, позволяющих увеличить силу трения колеса с дорогой,
2.2 оснащение транспорта шипованными шинами, позволяющими увеличить «зацепление» колес с обледенелой дорогой.
3. Описание предлагаемой конструкции
Предлагаемая конструкция зимних шин предусматривает наличие на наружной поверхности «полозьев», расположенных под углом 15-60 градусов к вертикальной оси наружной поверхности шины колеса (фигура №3 и №4 поз. №2).
Угол расположения «полозьев» (угол фигура №6) зависит от скоростных и весовых характеристик, требующихся для данного типа транспорта.
При малой весовой нагрузке и требующихся высоких скоростных характеристиках для данного типа транспорта угол - минимален;
При высокой весовой нагрузке на шину и не требующихся больших скоростях - угол максимален.
При движении транспорта, кроме силы трения в месте контакта шины с дорогой, возникает реактивная сила отталкивания (силы R1 и R2 фигура №6), действующая на (врезающиеся в ледяной покров дороги) установленные на шине «полозья» (фигура №6 поз.2).
Это позволит получить «коньковый» эффект (аналогичный бегу на коньках), что не только повысит «сцепление» шин с обледенелой дорогой, но и позволит выполнять движение транспорта с более высокой скоростью (по сравнению с обычными всесезонными и «шипованными» шинами).
Принципиальная схема сил, воздействующих на шину при движении транспорта, приведена в графической части (фигура №6, проекции сил R1 и R2 в осях X и Y).
4. Отличие предлагаемых шин от аналога
В качестве аналога взята зимняя шипованная шина Кама Euro-518 (фигура №1 и №2).
Технические данные шины приведены в графической части (фигура №1).
В отличие от аналога, у которого «шипы» служат в основном для увеличения «сцепления» (уменьшения проскальзывания колеса на дороге), предлагаемые в конструкции шины «полозья» не только повышают «сцепление» шины с полотном дороги, но и позволяют использовать скольжение полоза по обледенелой дороге («коньковый» эффект).
Принцип работы «полоза» аналогичен, как для спортивного конька:
4.1 полоз под действием силы тяжести, приходящейся на элемент колеса, врезается в лед, тем самым увеличивая «сцепление» шины с полотном обледенелой дороги,
4.2 при вращении колеса врезаемый в лед «полоз» движется прямолинейно по дороге (то есть скользит),
4.3 наличие ряда «полозьев» на поверхности шины, расположенных в виде «елочки», позволяет сделать процесс «конькового» скольжения непрерывным,
4.4 при торможении колеса на врезаемом в лед «полозе» создается постоянная «реактивная» сила, направленная против силы тяги, действующей на колесо, которая вместе с силой трения резины шины, контактирующей с полотном дороги, позволяет выполнить торможение транспорта.
Тем самым остановка транспорта происходит быстрее.
У аналога при торможении на шину действуют постоянная сила трения резины контактирующего с полотном дороги участка ее и периодически возникающая реактивная сила (направленная против силы тяги, действующей на колесо) от вступающих в контакт с поверхностью дороги шипов.
Количество «полозьев», устанавливаемых на шину, зависит от скоростных и весовых характеристик данного вида транспорта. Минимальное число «полозьев» определяется исходя из следующих параметров:
1. Контакт с поверхностью дороги осуществляется одним «полозом».
2. Весовая нагрузка на шину должна быть такой, чтобы «полоз» позволял выполнять скольжение по дороге без лишнего углубления «полоза» в полотно дороги (отсутствие эффекта «завязывания» конька на рыхлом льду).
3. Максимальное количество устанавливаемых «полозьев» и ширина «полоза» должна обеспечивать выполнение следующих условий:
3.1 расстояние между «полозьями» и глубина заделки их в шины (исходя из прочностных и пластических свойств резины) должны обеспечивать работу их без «вылетания» «полоза» из шины, в том числе и при наезде на неровности дороги,
3.2 суммарная ширина «полозьев», контактирующих с дорогой в данный момент, не дает проваливаться им в полотно дороги до эффекта «завязывания» конька на рыхлом льду.
5. Диапазон применения предлагаемых шин
Зимние «коньковые» шины предлагается использовать для любого вида транспорта, работающего в условиях обледенелого полотна дороги
Краткое описание чертежей
Графическая часть представлена на 7 листах:
1. Фигура №1 и №2 - технические параметры аналога (шипованная зимняя шина Кама EURO-518), взятые из интернета.
2. Фигура №3 - общий вид «полозьевой» («коньковой») шины представлен в виде схематичной аксонометрической фигуры.
3. Фигура №4 - вид сверху на «коньковую» шину.
4. Фигура №5 - принципиальная схема установки стальных «полозьев» в резинокорд шины.
5. Фигура №6 - схема действия сил на «полоз», установленный в шине, Приведена принципиальная схема основных сил, действующих на «полоз» во время движения транспорта, отображенная с применением принципов кинетостатики.
Расшифровка условных обозначений, используемых в чертежах:
α - угол установки «полоза» относительно оси симметрии шины (по ширине ее);
R1 - реактивная сила, действующая на «полоз» №1;
R2 - реактивная сила, действующая на «полоз» №2;
Fт - сила тяги двигателя;
Rx; Ry - проекция реактивных сил на оси X и Y;
Fx; Fy - проекции суммарной силы, действующей на колесо при движении транспорта, на оси X и Y;
1 - резинокорд шины;
2 - стальной «полоз»;
3 - V-образные канавки протектора;
4 - стальной шип.
Fx=R1x+R2x+Fт
Fy=R1y+R2y