CAR TYRE OF ELASTIC POLYURETHANE WITH ELASTIC DEFORMABLE SPOKES
АВТОМОБИЛЬНАЯ ШИНА ИЗ ЭЛАСТИЧНОГО ПОЛИУРЕТАНА С УПРУГИМИ ДЕФОРМИРУЕМЫМИ СПИЦАМИ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструкции полиуретановых автомобильных шин с упругими деформируемыми спицами.
В настоящее время известны конструкции автомобильных шин из эластичного полиуретана с упругими деформируемыми спицами [1, 2, 3].
В известных конструкциях автомобильных полиуретановых шин фирм Michelin и Amerityre равномерность радиальной жесткости по периметру беговой дорожки обеспечивается большим числом упругих деформируемых спиц, которое составляет, соответственно, сорок и сорок восемь штук. Также известно, что масса полиуретановой шины с упругими деформируемыми спицами намного меньше массы резиновой пневматической. Тем не менее, масса полиуретановой шины зависит от числа упругих спиц, и уменьшение этого числа является одним из способов уменьшения массы автомобильного колеса.
Равномерность радиальной жесткости по периметру беговой дорожки также можно обеспечить особой формой конструктивных элементов колеса с упругими спицами. Например, гибкий обод металлоупругого колеса [1] состоит из деформируемых элементов переменной толщины, которая уменьшается от середины к точкам крепления этих элементов к упругим спицам.
Известно, что эластичный полиуретан, применяемый для изготовления автомобильных шин, при всех своих достоинствах в сравнении с резиной имеет существенный недостаток - низкий коэффициент сцепления с дорожной поверхностью, в том числе и с асфальтобетоном.
Высокий коэффициент сцепления автомобильной шины Tweel фирмы Michelin обеспечивается протектором из пористой резины, приклеиваемым к шине. Такой способ крепления снижает надежность конструкции шины и сужает область ее применения.
В настоящее время при производстве резинотехнических изделий широко используется резиновый порошок, получаемый при переработке изношенных старых покрышек. Существуют различные способы измельчения, в том числе механическое, криогенное и озонное, отличающиеся друг от друга качеством резинового порошка. Добавление 5…20% резинового порошка с высокоразвитой удельной поверхностью частиц при изготовлении автомобильных шин повышает их стойкость к изгибающим воздействиям и ударным нагрузкам, что увеличивает срок эксплуатации. Также известно, что добавление в эластичные полиуретаны даже малого количества резинового порошка существенно повышает сцепление получаемого при этом композиционного материала. Полиуретаны также не теряют своих литьевых свойств при содержании в композиции до 80% резинового порошка.
Технический результат заключается в уменьшении массы и обеспечении равномерности радиальной жесткости по периметру беговой дорожки автомобильной шины с упругими деформируемыми спицами из эластичного полиуретана, а также в увеличении коэффициента ее сцепления с дорожной поверхностью.
Технический результат достигается тем, что наружное кольцо автомобильной шины из эластичного полиуретана выполнено переменным по толщине с увеличением этой толщины от спиц к серединам частей кольца, расположенным в промежутках между спицами, при этом каждая из упругих спиц в профиль разделяется фигурным отверстием в области крепления к наружному кольцу на две части, а протектор изготовлен из эластичного полиуретана с добавлением порошка материала, повышающего сцепление с дорожной поверхностью.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображено автомобильное колесо в сборе с шиной с упругими деформируемыми спицами из полиуретана, на фиг.2 - профиль поперечного сечения автомобильной шины.
Автомобильная шина крепится к металлическому ободу колеса 1 за счет высоких адгезионных свойств эластичного полиуретана и представляет собой наружное 2 и внутреннее 4 кольца, которые связаны между собой упругими деформируемыми спицами 3. Наружное кольцо 2 имеет переменную толщину, которая плавно увеличивается в направлении от спиц к серединам частей этого кольца, расположенным в промежутках между спицами. Каждая упругая спица 3 в профиль имеет сквозное отверстие, разделяющее спицу в области крепления к наружному кольцу на две части. Закономерность изменения толщины наружного кольца, форма и размеры отверстий в спицах подбираются исходя из условия обеспечения равномерности радиальной жесткости по периметру шины в пределах ее деформации при качении нагруженного вертикальной силой колеса по ровной дорожной поверхности. Учитывая, что в сравнении с резиной полиуретан имеет низкие сцепные свойства, повышение коэффициента сцепления полиуретанового протектора 5 автомобильной шины, в том числе и с асфальтобетоном, обеспечивается добавлением в материал протектора порошка с высокими сцепными свойствами, например резинового.
Источники информации
1. Патент №2184658 РФ Колесо транспортного средства / Братский государственный университет, А.А.Енаев, В.В.Мазур, Н.Н.Яценко - Приоритет от 19.05.1999.
2. Патент №2335409 РФ. Упругое колесо транспортного средства / Братский государственный университет, А.А.Енаев, В.В.Мазур - Приоритет от 27.12.2006.
3. Патент №2336178 РФ. Колесо транспортного средства с упругими спицами / Братский государственный университет, В.В.Мазур - Приоритет от 27.02.2007.