АВТОМОБИЛЬНАЯ ШИНА
CAR TYRE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к автомобильной шине и способу производства шины.
Уровень техники
В финской системе обучения вождению процесс обучения включает обязательные тренировки по вождению в зимних условиях как на первой ступени, так и на второй ступени обучения вождению. Тренировка по вождению в зимних условиях обычно осуществляется на специальных дорогах, предназначенных для отработки вождения в зимних условиях. Зимой поверхность скользкой дороги для движения состоит изо льда и уплотненного снега, что дает возможность проводить тренировки по зимнему вождению, но в других случаях скользкую поверхность для движения необходимо подготавливать искусственно. Тренировочная дорога может быть покрыта пластиком или листом металла, на которые нанесена вода или различные масла с целью уменьшения трения.
Недостатком тренировки по вождению в зимних условиях при искусственном смазывании поверхности дороги являются высокие затраты на строительство и техническое обслуживание. Более того, поверхность пластика или листа металла, смазанная маслами или водой, может быть слишком скользкой с точки зрения реальности отработки зимнего вождения. Также надо заметить, что масла вредят окружающей среде и после тренировки по вождению в зимних условиях автомобильные шины могут все еще содержать масло, что не только отрицательно влияет на ездовые свойства, но также увеличивает риск несчастного случая на асфальте.
В патенте US 4700798 описана четырехколесная конструкция, которая прикрепляется к раме автомобиля и которая ослабляет контакт с поверхностью для движения благодаря подниманию автомобиля от поверхности для движения. Недостаток конструкции, описанной в упомянутой публикации, состоит в том, что автомобиль необходимо снабжать дополнительными узлами, предназначенными для крепления этой конструкции к автомобилю. Еще один недостаток этой конструкции заключается в нереалистических ездовых свойствах, так как вес автомобиля не полностью опирается на четыре колеса автомобиля, а частично опирается на конструкцию, прикрепленную к раме.
В патенте US 4335899 описан автомобиль с педалями, у которого задние шины содержат ролики, которые вращаются в поперечном направлении относительно направления вращения шин, цель указанных роликов состоит в ослаблении сцепления задних шин на кривой. В этой публикации описано сложное решение, направленное на уменьшение сцепления шин. Более того, шины, соответствующие этому решению, обладают уменьшенным сцеплением только на кривых участках, что обеспечивается посредством вращения роликов. Также в этой публикации не обсуждаются ездовые свойства роликов, функционирующих в качестве поверхности контакта по сравнению с поверхностью для движения шин, когда автомобиль движется прямо. Рассматриваемая публикация не упоминает, например, материал для изготовления роликов, то есть поверхности контакта, или другие вопросы, влияющие на сцепление.
В патенте JP 10-81112 описана автомобильная шина, в которой поверхность контакта с поверхностью для движения покрыта материалом, предотвращающим прилипание грязи к поверхности шины. Таким образом, грязь не может блокировать протектор шины и уменьшить сцепление. Для шины с покрытием из такого материала улучшается контакт между шиной и поверхностью для движения, и, таким образом, также улучшаются ездовые свойства.
В патенте GB 2351691 описано решение, в котором материал, предотвращающий налипание грязи в канавки протектора шины или докатки, наносится на поверхность шины, докатки или подобного (на нижнюю часть докатки). В решении, описанном в этой публикации, только канавки шины или докатки покрываются подобным материалом. Таким образом, для шины или докатки, покрытой таким материалом, характерен улучшенный контакт между шиной или докаткой и поверхностью для движения, и, следовательно, также улучшаются свойства сцепления.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в создании тренировочной шины, которая предназначена для тренировки вождению в зимних условиях и в которой отсутствуют проблемы, имеющиеся в существующих решениях.
Эта задача решена посредством автомобильной шины, которая соответствует настоящему изобретению, содержит каркасную конструкцию и поверхность контакта и характеризуется тем, что поверхность контакта представляет собой поверхность контакта с низким коэффициентом трения, содержащую уменьшающий сцепление материал, который позволяет проводить тренировки по вождению в зимних условиях.
Настоящее изобретение относится к способу изготовления автомобильной шины, характеризующемуся формированием поверхности контакта с низким коэффициентом трения на каркасной конструкции шины, причем поверхность контакта с низким коэффициентом трения содержит материал, уменьшающий трение и позволяющий проводить тренировки по вождению в зимних условиях.
Тренировочная шина, соответствующая изобретению, имеет несколько достоинств. Тренировочная шина с низким коэффициентом трения позволяет проводить тренировки по вождению в зимних условиях простым с технической точки зрения образом на обычных дорогах, покрытых асфальтом, или бетоном, или другим соответствующим обычным материалом. Таким образом, вождению в зимних условиях можно обучать также на замкнутых площадях, отличных от тренировочных дорог, снабженных устройствами смазывания. Такими площадями являются парковки и редко использующиеся посадочные площадки. Также вождению в зимних условиях можно обучать на шинах с различными сцепными свойствами с использованием серий различных шин, содержащих различные уменьшающие сцепление материалы. Это соответствует тренировкам по вождению в зимних условиях на различных дорожных покрытиях, таких как дорожное покрытие, покрытое льдом, снегом и влажное дорожное покрытие. Более того, тренировки по вождению в зимних условиях становятся экономичными благодаря тому, что дорожные условия на скользких дорогах можно обеспечивать простой сменой автомобильных шин. Тренировочные шины, соответствующие изобретению, не требуют наличия на автомобиле специальных приспособлений, они могут быть установлены на автомобиль аналогично обычным шинам, предназначенным для обычного вождения.
Краткое описание чертежей
Далее будет подробно описана конструкция шин, соответствующих уровню техники, и конструкция тренировочных шин и способ производства шин, которые соответствуют изобретению. Описание поясняется чертежами, на которых представлено:
фиг.1 - поперечный разрез автомобильной шины, соответствующей уровню техники;
фиг.2 - поперечный разрез автомобильной шины с низким коэффициентом трения, при этом поверхность контакта содержит уменьшающий сцепление материал;
фиг.3 - поперечный разрез автомобильной шины с низким коэффициентом трения, при этом поверхность контакта содержит уменьшающий сцепление материал и содержит канавки.
Осуществление изобретения
Далее будет описана общая конструкция автомобильной шины, при этом будем ссылаться на фиг.1. В качестве поддерживающей конструкции, шина 100 содержит каркас 108, который придает шине ее упругие свойства и форму. Каркас 108 может быть изготовлен, например, из нейлонового плетения, армированного сталью. Самый верхний слой каркаса 108 может представлять собой ленточную конструкцию 102, которая окружает шину 100. Ленточная конструкция 102 может быть изготовлена, например, из нейлонового плетения. Тем не менее, не обязательно, чтобы ленточная конструкция являлась частью шины 100. Более того, шина 100 содержит боковые поверхности 104, 106 по обе стороны каркаса 108, которые обычно изготовлены из резиновой смеси и защищают каркас 108 шины. Шина 100 дополнительно содержит поверхность 112 контакта, которая влияет на свойства сцепления шины 100. Поверхность 112 контакта представляет собой часть шины 100, которая контактирует с поверхностью для движения, и, следовательно, материал и протектор поверхности 112 контакта значительно влияют на свойства управляемости автомобилем. Обычно поверхность 112 контакта изготовлена из резиновой смеси. Поверхность 112 контакта шины 100 может быть отлита из того же материала и вместе с боковыми поверхностями 104, 106 шины, или они могут быть изготовлены из разных материалов. Обычно шина устанавливается на колесный диск 110. Колесный диск 110 обычно изготовлен из металла или металлического сплава.
Далее со ссылками на фиг.2 и 3 будет описана конструкция тренировочной шины с низким коэффициентом трения.
При тренировочном вождении в зимних условиях, например, на асфальтовой поверхности коэффициент трения между поверхностью контакта шины и поверхностью для движения уменьшен. В предпочтительном варианте выполнения такой шины с низким коэффициентом трения поверхность 202 контакта состоит из уменьшающего сцепление материала, который определяет коэффициент трения между поверхностью 202 контакта и поверхностью для движения, указанный коэффициент в лучшем случае составляет 50% от коэффициента трения резинового материала автомобильной шины с большим коэффициентом трения, которая предназначена для использования в дорожном движении. Коэффициент трения между резиновым материалом с большим коэффициентом трения и поверхностью для движения, покрытой асфальтом, примерно равен 1, а коэффициент трения между поверхностью контакта шины с низким коэффициентом трения и поверхностью для движения, покрытой асфальтом, меньше 0,5. Шина с низким коэффициентом трения может быть использована для моделирования скользких условий вождения, таких как условия для вождения в зимних условиях, так как в зимних условиях с хорошим сцеплением коэффициент трения равен примерно 0,35, тогда как для очень скользких зимних условий коэффициент трения может равняться примерно 0,1.
Уменьшающий сцепление материал шины с низким коэффициентом трения может представлять собой, например, полиуретан. Другими подходящими материалами, уменьшающими сцепление, являются полиэтилен, полиамид, политетрафторэтилен (тефлон), различные кремневодороды, эпоксидные смолы и эластомеры на основе каучука, которые не пригодны для использования на дорогах из-за их низкого коэффициента трения. Уменьшающий сцепление материал также может быть смесью, содержащей в дополнение, по меньшей мере, к одному из упомянутых выше материалов другие компоненты, уменьшающие сцепные свойства. Даже несмотря на то что выше описано небольшое количество примеров уменьшающих сцепление материалов, придающих шинам низкий коэффициент трения, ясно, что поверхность контакта шины также может содержать другие уменьшающие сцепление материалы. Шины с низким коэффициентом трения с различными свойствами сцепления могут быть получены с использованием на поверхности контакта шины различных смесей материалов, уменьшающих сцепление. Это позволяет моделировать различные условия вождения, такие как зимние условия с хорошим сцеплением или очень скользкие условия, при этом скользкие условия вызваны наличием воды на поверхности для вождения или другими факторами.
Как ясно из фиг.2, шины с низким коэффициентом трения содержат каркасную конструкцию 208, которая может быть аналогична каркасной конструкции автомобильной шины, соответствующей существующему уровню техники. Поверхность 202 контакта шины 200 с низким коэффициентом трения («поверхность контакта с низким коэффициентом трения») содержит уменьшающий сцепление материал. Поверхность 202 контакта может быть полностью выполнена из уменьшающего сцепление материала. Также поверхность 202 контакта может быть выполнена из смеси резинового материала с большим коэффициентом трения и уменьшающего сцепление материала, где отношение концентраций резинового материала с большим коэффициентом трения и уменьшающего сцепление материала определяет свойства сцепления шины 200 с низким коэффициентом трения. Уменьшающий сцепление материал и резиновый материал также могут представлять собой отдельные слои на поверхности 202 контакта шины 200 с низким коэффициентом трения. Уменьшающий сцепление материал также может представлять собой покрытие, выполненное вокруг шины 200 с низким коэффициентом трения, параллельно окружности шины и располагаться вокруг шины, указанное покрытие, по существу, может быть настолько же широким, как и поверхность 202 контакта шины 200 с низким коэффициентом трения.
В предпочтительном варианте выполнения шины 200 с низким коэффициентом трения уменьшающий сцепление материал также, по меньшей мере, частично заходит на одну из боковых поверхностей 204, 206 шины 200 или заходит на обе поверхности. Боковая поверхность или боковые поверхности 204, 206 могут быть полностью изготовлены из уменьшающего сцепление материала. Боковая поверхность или боковые поверхности 204, 206 также могут быть изготовлены из смеси, содержащей резиновый материал с большим коэффициентом трения и уменьшающий сцепление материал. Уменьшающий сцепление материал и резиновый материал с большим коэффициентом трения также могут представлять собой отдельные слои на боковой поверхности или боковых поверхностях 204, 206 шины.
Согласно фиг.2 поверхность 202 контакта шины 200 с низким коэффициентом трения является гладкой. Для воздействия на свойства сцепления шины 200 поверхность 202 контакта также может иметь протектор. Для уменьшения свойств сцепления в протекторе поверхности контакта могут быть выполнены продольные канавки. Согласно фиг.3 поверхность 302 контакта шины 300 с низким коэффициентом трения может содержать поперечные канавки 304, которые в зависимости от плотности размещения поперечных канавок вызывают вибрацию шины при движении (вибрирующая шина). Таким образом, шина 300 при движении издает ясно различимый звук. Когда шина блокируется из-за торможения, звук изменяется, что облегчает распознавание блокирования шин.
Шина с низким коэффициентом трения может быть изготовлена производителями шин известными способами. При изготовлении шины с низким коэффициентом трения важно сформировать поверхность контакта с низким коэффициентом трения, которая содержит уменьшающий сцепление материал, так чтобы она опиралась на каркасную конструкцию шины. Или одна из боковых поверхностей, или обе боковые поверхности шины с низким коэффициентом трения могут быть выполнены из уменьшающего сцепление материала. Шина с низким коэффициентом трения также может быть изготовлена с использованием имеющейся шины, содержащей, по меньшей мере, каркасную конструкцию. На существующей поверхности контакта может быть сформирована новая поверхность контакта, содержащая уменьшающий сцепление материал. Первоначальная поверхность контакта существующей шины также может быть удалена, в этом случае формируется новая поверхность контакта. Также шина с низким коэффициентом трения может быть произведена посредством изготовления каркасной конструкции и формирования поверхности контакта, которая опирается на каркасную конструкцию и которая содержит уменьшающий сцепление материал.
Для того чтобы легче замечать шину с низким коэффициентом трения в предпочтительном варианте выполнения шина 200, 300 с низким коэффициентом трения содержит зону обозначения отличия. Цель этого состоит в том, чтобы уменьшить риск случайного использования шины с низким коэффициентом трения в дорожном движении. Зона обозначения отличия может содержаться, например, на уменьшающем сцепление материале шины 200, 300 с низким коэффициентом трения. Зона обозначения отличия может содержать поверхность 202 контакта шины, обе боковые конструкции 204, 206 шины или одну из них или несколько упомянутых выше компонентов шины. Зона обозначения отличия также может представлять собой отдельное средство обозначения отличия, добавляемое на шину. Таким средством обозначения отличия может быть, например, полоска липкой бумаги, штамп или выделение краской.
Зона обозначения отличия может реализовываться, например, посредством раскрашивания 306, так чтобы можно было бы ясно определить, является ли эта шина шиной с низким коэффициентом трения. Также зона обозначения отличия может быть реализована посредством протектора. Если зона обозначения отличия реализована посредством протектора и поверхность 302 контакта является частью зоны обозначения отличия, то поверхность 302 контакта может иметь протектор, так чтобы при движении шина порождала ясно различимый звук. Протектор, например, может быть аналогичен поперечным канавкам 304 в шине 300, показанной на фиг.3. Также протектор может быть выполнен на боковых поверхностях 204, 206 шины с целью обозначения того, что шина является шиной с низким коэффициентом трения.
Хотя изобретение было описано выше со ссылкой на примеры, которые соответствуют прилагаемым чертежам, очевидно, что изобретение не ограничивается ими и может быть изменено несколькими способами в рамках принципа, описанного в прилагаемой формуле изобретения.