БРЕКЕР ПОКРЫШКИ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, а именно к пневматическим грузовым шинам радиальной конструкции.
Брекер шины состоит из слоев прорезиненного корда, разделенных резиновыми прослойками, и расположен между каркасом и протектором.
Протектор - наружная часть покрышки, представляющая собой массивный слой резины с рельефным рисунком на внешней поверхности. Он обеспечивает сцепление с дорогой и предохраняет каркас и брекер шины от механических повреждений.
Известны конструкции грузовых радиальных шин с металлокордным брекером различной конструкции. Конструкция брекера грузовых радиальных шин может состоять из 2-х, 3-х, 4-х и более слоев металлокодрда различной структуры. Для уменьшения числа отказов шин в эксплуатации в связи с пробоями и порезами беговой дорожки шины в конструкции брекера применяются защитные (экранирующие) слои из металлокорда с повышенным удлинением. Металлокорд с повышенным удлинением характеризуется значительным диаметром нити корда (1,2-1,53 мм и более), что приводит к необходимости применения обкладочных слоев резины большой толщины (2.7-3,3 мм и более).
Известны также конструкции пневматической шины радиального построения с металлокордным каркасом и брекером, а также комбинированные с текстильным каркасом и металлокордным брекером. Все эти конструкции пневматических шин содержат два и более слоев металлокорда в брекере.
Известна покрышка пневматической шины, содержащая брекер, состоящий из металлокордных и текстильных слоев, каркаса, боковины, бортовых колец. Диаметр металлокорда составляет 0,77-0,85 мм. Сам металлокорд выполнен из металлических нитей одинакового диаметра, причем отношение диаметра металлической нити к диаметру металлокорда составляет 0,330-0,410. (Патент РФ №2422291, МПК В60С 9/20, опубл. 27.06.2011).
Недостатком известной покрышки является применение в качестве экранирующего слоя брекера текстильного корда с разрывной прочностью 130 Н, что существенно снижает работоспособность брекера в сравнении с полностью металлокордной конструкцией особенно для шин больших размеров. Также в описании конструкции прототипа речь идет овух металлокордных слоях брекера, в предлагаемой конструкции число слоев брекера составляет два, три, четыре и более.
Известен брекер покрышки радиального построения, содержащий слои вискозы и металлокорда. Слои брекера выполнены из среднего металлокордного слоя и верхнего и нижнего вискозных слоев, при этом нити вискозных и металлокордного слоя имеют одинаковые углы наклона, направленные в противоположные стороны, ширина каждого вискозного слоя превышают ширину металлокордного слоя, а отношение прочности металлокордной нити к прочности вискозной нити в слоях брекера находится в пределах 3-12. (Патент РФ №2013216, МПК В60С 9/20, опубл. 30.05.1994 г. - прототип).
Недостатком прототипа является замена одного рабочего слоя металлокорда брекера двумя текстильными слоями. Это приводит к снижению суммарной жесткости конструкции брекера в плоскости его слоев, что вызывает увеличение износа шины в эксплуатации. Также увеличивается толщина конструкции брекера и общая толщина покрышки взоне беговой дорожки, что может привести к повышенному теплообразованию шины и преждевременному разрушению. По сути, предлагается альтернатива трехслойной конструкции брекера за счет замены одного слоя металлокорда двумя слоями вискозного корда. Защитный (экранирующий) слой отсутствует.
Статистика отбора шин при восстановлении рисунка протектора показывает, что уровень отбора шин, которые эксплуатировались в Европе, составляет 70-80%, уровень отбора шин тех же марок, но эксплуатировавшихся в России составляет 20-35%, причем основная причина отбраковки в процессе шерехования (удаления) протектора - пробои с повреждением и последующей коррозией металлокордного слоя брекера.
Технической задачей, на решение которой направлена предложенная полезная модель, является увеличение коррозионной стойкости металлокордного брекера при механических повреждениях шины, а также снижение массовой доли экранирующего слоя брекера в общей массе шины, снижение максимальной температуры катящейся шины и повышение долговечности шины за счет конструкции защитного (экранирующего) слоя из текстильных кордных тканей.
Поставленная техническая задача решается тем, что в брекере покрышки пневматической шины, включающем внешний защитный слой и слои металлокорда, согласно предложенной полезной модели, внешний защитный слой брекера выполнен из анидных текстильных нитей с удельной прочностью 55-95 сН/текс и с разрывной прочностью нити 200-800 Н/нить.
Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупностью признаков, состоит в повышении коррозионной стойкости конструкции, в снижении массы шины и уменьшении толщины зоны беговой дорожки шины за счет выполнения внешнего защитного (экранирующего) слоя из анидных текстильных нитей вместо металлокорда.
Кроме того, предложенное выполнение внешнего защитного слоя из анидных текстильных нитей 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.
Сопоставительные характеристики шин - прототипа и с применением предлагаемого технического решения на примере грузовой радиальной шины с металлокордным каркасом и брекером размера 11,00R20 приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Характеристики шины 11,00R20 - прототипа и с применением предлагаемых технических решений
Наименование показателя
Прототип
Предлагаемое техническое решение
Тип корда экранирующего слоя брекера
21Л22НЕ (металлокорд)
280*1*2 (45А)
Диаметр нити корда, мм
1,53
0,87
Толщина обрезиненного экранирующего слоя брекера, мм
3,3
1,45
Масса экранирующего слоя брекера, кг
1,51
0,55
Статический запас прочности брекера, ед.
13,7
11,7
Размах амплитуды цикла интенсивности деформаций за оборот колеса в зоне кромок брекера, ед.
0,325
0,324
Максимальная расчетная температура в зоне кромок брекера, °С
123
114
Расчетная долговечность брекера, тыс. км
29
33
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 брекера в пределах нормативных значений. Кроме того, обеспечивается возможность восстановления рисунка протектора, снижается толщина обрезинки защитного (экранирующего) слоя, доля массы брекера в массе шины и максимальную рабочую температуру при повышении долговечности шины.
Предложенное конструктивное выполнение защитного (экранирующего) слоя брекера 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, идущей на обрезинивание корда), повышением долговечности шин.