ШИНА КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ СЦЕПЛЕНИЯ
VEHICLE WHEEL TIRE WITH ADJUSTABLE ROAD-HOLDING

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при проектировании новых и при модернизации традиционных транспортных средств.
Известна шина колеса транспортного средства (патент РФ №94031733, МПК В60С 3/00, 1996 г.), имеющая покрышку, выполненную из резины, в которую заармирован несущий нагрузку корд, камеру с воздушным клапаном и шипы, закрепленные в глухих отверстиях покрышки по краям протектора и выступающие из нее на 1-1,5 мм, шипы имеют сердечники, выполненные из износостойкого материала. Отверстия в покрышке для установки шипов сделаны сквозными и расположены по всей поверхности протектора, корд заармирован по радиальным и/или диагональным направлениям по серединам расстояний между центрами, упорядоченных в радиальные и диагональные ряды отверстий. В состав шины введены две кольцевые прокладки, причем наружный диаметр первой соответствует внутреннему диаметру покрышки, измеренному по протектору, первая прокладка имеет отверстия, совпадающие своими центрами и диаметром с отверстиями в протекторе покрышки, и выполнена из мягкого материала, например из пористой резины, вторая прокладка выполнена сплошной и изготовлена из твердой резины, шипы выполнены в виде гладких цилиндров с диаметром, соответствующим диаметру отверстий в протекторе покрышки, и имеющих шляпку в виде диска или пластины, причем сердечник шипа выполнен в виде конуса, который запрессован со стороны шляпки в центральное отверстие в теле шипа и зафиксирован в этом положении со стороны шляпки, например путем сварки, первая прокладка установлена с внутренней стороны покрышки с совпадением центров их отверстий, шипы установлены изнутри покрышки через отверстия в первой прокладке в соответствующие отверстия протектора, вторая прокладка установлена изнутри покрышки и прилегает к шляпкам шипов, затем покрышка в сборе установлена на обод колеса одним своим краем, после чего между ободом и покрышкой вставлена камера и покрышка вторым краем заведена на обод.
Недостатками данного технического решения является повышенный износ шипов и самой покрышки, снижение управляемости транспортного средства на твердом дорожном покрытии, а также повышенный шум, так как изменение температуры приводит к изменению свойств кольцевой прокладки, что не будет позволять полностью скрывать торцы шипов за пределы внешней поверхности протектора покрышки.
Техническое результат направлен на создание шины колеса транспортного средства, пригодной для различных дорожных условий, на регулирование высоты остаточного протектора при его износе, на устранение необходимости использования шипов, на увеличение надежности функционирования системы человек-машина (за счет возможности более полной адаптации к быстро меняющимся погодным и дорожным условиям), на увеличение безопасности движения (за счет улучшения управляемости и малой вероятности прокола шины, а также на сохранение управления в случае ее прокола).
Технический результат достигается тем, что пневматическая шина колеса транспортного средства с регулируемым коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, включающая покрышку, выполненную из резины, в которую заармирован несущий нагрузку корд, камеру с воздушным клапаном, при этом в корде выполнены сквозные отверстия, имеющие трапецеидальную форму, корд, в свою очередь, заармирован по радиальным и/или диагональным направлениям в состав шины и дополнительно введена камера, имеющая радиально направленные трапецеидальные сквозные отверстия, в которые вставляются протекторные выступы дополнительного кордного слоя, который устанавливается между основной и дополнительной камерами и имеет свободное перемещение в зависимости от разности давления в камерах, подводящие трубопроводы выполнены отдельно для каждой камеры и герметично соединяются с воздушным клапаном, причем изменение давления воздуха в камерах одной шины осуществляется отдельным краном управления, взаимосвязанным с системой регулирования давления воздуха в шинах.
Отличительными признаками является то, что в корде выполнены сквозные отверстия, имеющие трапецеидальную форму, корд, в свою очередь, заармирован по радиальным и/или диагональным направлениям в состав шины и дополнительно введена камера, имеющая радиально направленные трапецеидальные сквозные отверстия, в которые вставляются протекторные выступы дополнительного кордного слоя, который устанавливается между основной и дополнительной камерами и имеет свободное перемещение в зависимости от разности давления в камерах, подводящие трубопроводы выполнены отдельно для каждой камеры и герметично соединяются с воздушным клапаном, причем изменение давления воздуха в камерах одной шины осуществляется отдельным краном управления, взаимосвязанным с системой регулирования давления воздуха в шинах.
На фиг.1 показана шина транспортного средства с регулируемым коэффициентом сцепления при увеличении давления в основной камере. На фиг.2 показана шина транспортного средства с регулируемым коэффициентом сцепления при увеличении давления в дополнительной камере. На фиг.3 показана развертка поверхностного слоя шины и протекторных выступов. На фиг.4 показана дополнительная камера.
Шина транспортного средства, имеющая регулируемый коэффициент сцепления с покрытием (Фиг.1), состоит из установленной на диске 1 колеса транспортного средства покрышки 2, выполненной из резины или каучука, в которую заармирован несущий нагрузку корд 9 с отверстиями трапецеидальной формы (Фиг.3), в которые протекторными выступами 10 устанавливается дополнительный кордный слой 4, основной 3 (Фиг.2) и дополнительной 5 камер (Фиг.4), которые имеют индивидуальные подводящие патрубки 7 и 8 (Фиг.1), соединенные через воздушный клапан 6.
Шина (в составе колеса) работает следующим образом. При равных рабочих давлениях в основной 3 (Фиг.1) и дополнительной 5 камерах дополнительный кордный слой 4 занимает такое положение в радиальном направлении, что опорные поверхности 11 протекторных выступов 10 находятся на одном уровне с опорной поверхностью 12 протектора шины 2. Такое положение протекторных выступов 10 наиболее подходит при обеспечении оптимального движения по твердой и сухой опорной поверхности.
При уменьшении давления в дополнительной камере 5 и пропорциональном увеличении давления в основной камере 3 (Фиг.1) дополнительный кордный слой 4 радиально перемещается в сторону увеличения высоты уровня опорной поверхности 11 протекторных выступов относительно уровня опорной поверхности 12 протектора шины 2. В данном случае протекторные выступы играют роль грунтозацепов, что позволяет значительно увеличить проходимость транспортного средства в условиях влажного грунта и снежной целины.
При увеличении давления в дополнительной камере 5 (Фиг.2) и пропорциональном уменьшении давления в основной камере 3 дополнительный слой 4 перемещается в радиальном направлении таким образом, что уровень опорной поверхности 11 протекторных выступов 10 находится ниже уровня опорной поверхности 12 протектора шины, тем самым в пятне контакта шины с дорожным покрытием создается эффект "присоски". Это позволяет значительно повысить управляемость транспортного средства на мокрой дороге и гололеде, а также при резко меняющихся дорожных покрытиях, например лужи (замерзшие лужи) на асфальте и т.п.
При износе поверхностного слоя 11 протекторных выступов 10 их остаточная высота восстанавливается до первоначального уровня за счет соответствующего уменьшения давления воздуха в дополнительной камере 5 и пропорционального увеличения давления в основной камере 3. В случае критического износа поверхностного слоя 11 протекторных выступов 10, восстановить работоспособность шины можно путем замены только дополнительного слоя 4, а не всей шины в целом, что приносит значительный положительный экономический эффект.
Подача воздуха в шину происходит из системы регулирования воздуха в шинах и может управляться как вручную, так и автоматически при помощи микропроцессора в зависимости от дорожных условий. Работа микропроцессора может базироваться на основе данных измерения линейных и угловых скоростей кузова автомобиля и каждого из колес.
При проколе одной из камер транспортное средство не теряет свою управляемость за счет давления во второй камере, а также возможно за короткое время восстановить общее давление в шине, как в ручную, так и автоматически при использовании микропроцессорной системы, что значительно влияет на безопасность движения.