ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

3
Настоящее изобретение относится к шине автомобиля, в частности к шине, предназначенной для автомобилей с литражом двигателя от малого до среднего, например 1000-1400 см.
Автомобиль данного типа используется для коротких поездок по городу, а также для коротких поездок за городом.
Обычно шины для автомобилей данного класса, помимо хорошего сцепления с дорогой и тормозных свойств на сухих и мокрых поверхностях дорог, должны обладать способностью обеспечивать плавное управление на городских маршрутах, большой пробег автомобиля, уменьшенный расход бензина и комфорт с точки зрения акустики и пластичности.
Известны автомобильные шины с протектором, который имеет блоки, ограниченные окружными канавками, проходящими, по существу, в продольном направлении, и поперечными канавками, проходящими, по существу, в аксиальном направлении. Блоки, возникающие в результате пересечения канавок, имеют соответственно спроектированные различные формы и расположены в виде соседних окружных рядов, каждый из которых расположен между двумя следующими друг за другом окружными канавками.
Окружные канавки могут оказывать влияние на характеристики шины, связанные с устойчивостью управления и движения, при боковых усилиях (усилиях бокового отклонения), направленных параллельно оси вращения шины.
Поперечные канавки, в свою очередь, могут влиять на свойства шины, связанные со сцеплением с дорогой, а именно на ее способность передавать на поверхность дороги тангенциальные усилия, параллельные направлению движения, во время ускорения и торможения автомобиля.
Окружные и поперечные канавки также могут влиять на отвод воды в зоне контакта с поверхностью дороги (зоне контакта) во время движения по мокрой поверхности дороги.
В документе JP 10-278512 описана шина для транспортных средств высокого класса, выполненная с окружным центральным ребром, окружными центральными канавками, рядами центральных блоков и рядами блоков на обеих боковых частях. Ряды центральных блоков образованы с блоками, которые имеют размер в направлении вдоль окружности, составляющий от 2 до 4% от полной длины окружности шины, и ряды блоков на обеих боковых частях образованы с блоками, которые имеют размер в направлении вдоль окружности, составляющий от 1 до 2% от длины окружности.
Ряды блоков на обеих боковых частях выполнены с канавками, которые наклонены относительно направления вдоль окружности. Наклонные канавки образуют тупые углы с окружными канавками с обеих сторон блоков.
В документе JP 2004-155416 раскрыта автомобильная шина и, в частности, шина для легкового автомобиля, которая имеет разные участки рисунка протектора: в частности, внутреннюю половину протекторного браслета, направленную внутрь по отношению к автомобилю, и половину протекторного браслета, направленную наружу по отношению к автомобилю, когда шина смонтирована на автомобиле. Общая площадь углубленной части внутренней половины протекторного браслета задана такой, чтобы она превышала общую площадь углубленной части наружной половины протекторного браслета. Внутренняя половина протекторного браслета выполнена, по меньшей мере, с одной окружной канавкой, которая проходит, по существу, в направлении вдоль окружности. Наружная половина протекторного браслета выполнена с двумя окружными канавками, которые проходят, по существу, в направлении вдоль окружности.
Было выявлено то, что большое число поперечных канавок с большей шириной обеспечивает улучшение сцепления с дорогой в особенности на мокрых поверхностях и обеспечивает хорошую гибкость самого блока, но чрезмерное использование может отрицательно повлиять на эксплуатационные характеристики и сухих поверхностях и вызвать повышение уровня шума от качения шины. Действительно, одной из основных причин шумности являются непрерывные последовательные удары краев блоков по поверхности дороги.
Также было выявлено то, что поперечные канавки с большей шириной обуславливают тенденцию структурного ослабления протекторного браслета, что отрицательно влияет на свойства шины, связанные с управлением и пробегом автомобиля, и способствует эффекту «пилообразного» износа.
Очевидно, что структура рисунка протектора также влияет на пробег шины.
Действительно, уменьшение общего количества резины, подвергаемой износу, приводит к существенному снижению эксплуатационной долговечности шины.
Кроме того, для обеспечения поддержания высокого уровня безопасности при всех условиях использования шина должна иметь отличные тормозные свойства (как на сухих, так и на мокрых поверхностях), а также оптимальную устойчивость к аквапланированию: это две противоречащие друг другу характеристики, поскольку для торможения требуется малый коэффициент пустотности, но также соответствующее число и, в частности, соответствующая ширина канавок требуются для обеспечения хорошего отвода воды.
Кроме того, обычно глубина поперечных канавок в шинах согласно известному уровню техники, как правило, меньше в случае летних шин, например, по сравнению с зимней шиной. С другой стороны, в случае шин данного типа глубина поперечных углублений не может быть слишком уменьшена, поскольку она непосредственно связана со свойствами шины, связанными с устойчивостью к аквапланированию и пробегом.
Проблемы, связанные с противоречащими друг другу требованиями и упомянутые выше, решаются посредством рисунка протектора с меньшим коэффициентом пустотности, при этом рисунок протектора содержит поперечные канавки с меньшей шириной и с такой траекторией, чтобы обеспечить отличные свойства сцепления с дорогой/торможения при движении как по прямой, так и на поворотах. Кроме того, рисунок может содержать канавки в промежуточной и/или внутренней в аксиальном направлении зонах шины, которые помимо того, что они предназначены для отвода воды из зоны контакта, специально предназначены для обеспечения большего сцепления с дорогой в особенности на мокрых поверхностях, а также для одновременного уменьшения эффекта аквапланирования на поворотах дорог.
Более точно, в соответствии с одним аспектом настоящее изобретение относится к автомобильной шине, имеющей протектор, содержащий центральную часть, расположенную с обеих сторон от экваториальной плоскости, и части в двух плечевых зонах, при этом центральная часть отделена от частей в плечевых зонах протектора двумя окружными канавками; причем центральная часть имеет, по меньшей мере, одно окружное ребро, расположенное между двумя окружными канавками, характеризующейся тем, что протектор имеет коэффициент пустотности, составляющий менее 0,30; окружное ребро проходит с обеих сторон экваториальной плоскости и содержит поперечные канавки, которые проходят на расстоянии, составляющем, по меньшей мере, 50% от ширины окружного ребра; поперечные канавки содержат, по меньшей мере, один криволинейный участок; поперечные канавки имеют ширину, которая меньше ширины окружных канавок; и окружное ребро имеет, по меньшей мере, одну боковую стенку с волнистым профилем.
В настоящем описании и в нижеприведенной формуле изобретения выражение «протяженность поперечных канавок» понимается как означающее длину проекции вышеупомянутой канавки вдоль прямой линии, перпендикулярной к экваториальной плоскости.
Настоящее изобретение в соответствии с вышеупомянутым аспектом может иметь, по меньшей мере, один из предпочтительных отличительных признаков, которые описаны ниже.
Боковая стенка предпочтительно может образовывать на окружном ребре волнистый профиль, содержащий множество точек острого перегиба, чередующихся с криволинейными частями.
Поперечные канавки могут быть расположены в направлении вдоль окружности у точек острого перегиба.
Поперечные канавки могут иметь переменную ширину вдоль их протяженности.
Окружное ребро может содержать две части (Z1, Z2) с различным коэффициентом пустотности.
Более точно, часть (Z1) проходит с обеих сторон экваториальной плоскости и имеет меньший коэффициент пустотности, который меньше, чем в части (Z2), которая проходит в самом дальнем от середины в аксиальном направлении месте окружного ребра.
Меньший коэффициент пустотности в части (Z1) приводит к большей прочности и жесткости в центральной зоне шины, в результате чего обеспечивается большая зона контакта и, следовательно, улучшенные эксплуатационные характеристики при движении по прямой и на сухих поверхностях, а также более равномерный износ и уменьшение шумности.
Для повышения жесткости части окружного ребра, самой близкой к середине в аксиальном направлении, окружное ребро имеет только множество первых, по существу, поперечных щелевидных дренажных канавок.
В данном случае и ниже термин «щелевидные дренажные канавки» понимается как означающий «узкие» канавки, которые являются не очень широкими и которые также могут быть не очень глубокими.
Первые, по существу, поперечные щелевидные дренажные канавки предпочтительно проходят от поперечной канавки по направлению к окружной канавке.
Окружное ребро также может иметь множество вторых поперечных щелевидных дренажных канавок.
Вторые поперечные щелевидные дренажные канавки проходят от самой дальней от середины в аксиальном направлении окружной канавки.
В соответствии с предпочтительной конструкцией центральная часть L1 имеет второе окружное ребро, расположенное между двумя окружными канавками.
Вышеупомянутое второе окружное ребро может иметь боковую стенку с волнистым профилем.
В данном случае волнистый профиль боковой стенки окружного ребра также обеспечивает увеличение зоны прохождения части боковой стенки, расположенной между двумя поперечными канавками, что обеспечивает большее сцепление с дорогой в особенности на мокрых поверхностях и в то же время уменьшение эффекта аквапланирования при движении на поворотах.
Ребро может содержать множество щелевидных дренажных канавок, которые проходят на расстоянии, составляющем, по меньшей мере, 50% от ширины второго ребра.
Щелевидные дренажные канавки из упомянутого множества предпочтительно проходят от окружной канавки по направлению к соседней в аксиальном направлении канавке.
В соответствии с особо предпочтительной конструкцией щелевидные дренажные канавки могут иметь переменную глубину вдоль их протяженности.
В частности, щелевидные дренажные канавки имеют максимальную глубину в части окружного ребра, самой центральной в аксиальном направлении.
Щелевидные дренажные канавки первого и/или второго ребра могут иметь максимальную глубину, составляющую менее 8 мм.
Определенный размер щелевидных дренажных канавок обеспечивает большое количество «резины, контактирующей с грунтом» вдоль окружного ребра и, следовательно, малый коэффициент пустотности и, следовательно, оптимальные свойства, обеспечивающие плавность при управлении, и низкие уровни шума.
Целесообразно, чтобы часть в, по меньшей мере, одной плечевой зоне имела множество, по существу, поперечных канавок, обеспечивающих возможность образования окружного ряда блоков.
Поперечные канавки предпочтительно имеют переменную глубину вдоль их протяженности.
Поперечные канавки предпочтительно имеют меньшую глубину вдоль их края, внутреннего в аксиальном направлении.
Данное постепенное изменение поперечных канавок плечевой зоны обеспечивает придание блоку жесткости в аксиальном направлении и уменьшение возникновения возможных проблем, связанных с неравномерным износом вдоль краев блока.
В соответствии с предпочтительной конструкцией часть в, по меньшей мере, одной плечевой зоне имеет множество, по существу, продольных канавок.
По существу, продольные канавки проходят между двумя следующими друг за другом в направлении вдоль окружности поперечными канавками.
Подобная протяженность и расположение, по существу, продольных канавок придают блокам подвижность в поперечном направлении, что обеспечивает повышение комфортности.
Часть в, по меньшей мере, одной плечевой зоне имеет множество щелевидных дренажных канавок.
Щелевидная дренажная канавка из упомянутого множества предпочтительно имеет, по меньшей мере, один первый и один второй прямолинейные участки и, по меньшей мере, один криволинейный соединительный участок.
Первый прямолинейный участок предпочтительно, по существу, перпендикулярен экваториальной плоскости.
Второй прямолинейный участок имеет заранее выбранный наклон относительно экваториальной плоскости.
Для обеспечения оптимального отвода воды окружные канавки имеют ширину в пределах от 5 до 16 мм, включая концы, и глубину в пределах от 5 до 11 мм, включая концы.
Шина в соответствии с изобретением имеет оптимальное сцепление с дорогой на мокрой поверхности дороги, очень низкие уровни шума, обеспечивает высокий уровень комфорта и оптимальные характеристики при движении по сухой поверхности дороги.
Отличительные признаки и преимущества изобретения будут описаны далее со ссылкой на варианты осуществления, показанные исключительно в качестве неограничивающего примера на прилагаемых чертежах, на которых:
фиг.1 - вид в перспективе шины с протектором, образованным в соответствии с примером изобретения;
фиг.2 - вид в плане протектора шины согласно фиг.1;
фиг.3 - вид в сечении протектора согласно фиг.2 ломаной пунктирной линии с фиг.2;
фиг.4 - вид в плане варианта протектора согласно фиг.2;
фиг.5 - вид в плане дополнительного варианта протектора согласно фиг.2;
фиг.6 - вид в плане дополнительного варианта протектора согласно фиг.2; и
фиг.7 - график, показывающий уровень шума от качения шины согласно фиг.1 в сравнении с контрольной шиной.
Фиг.1, 2 и 3 показывают шину 1, снабженную протектором 2 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Конструкция шины 1 сама по себе представляет собой конструкцию обычного типа и содержит каркас, протекторный браслет, расположенный на коронной зоне каркаса, две противоположные в аксиальном направлении боковины, заканчивающиеся бортами, которые усилены бортовыми проволоками и соответствующими наполнительными шнурами. Шина также предпочтительно содержит брекерный конструктивный элемент, расположенный между каркасом и протекторным браслетом.
Каркас усилен одним или несколькими слоями каркаса, прикрепленными к бортовым проволокам, в то время как брекерный конструктивный элемент содержит две брекерные ленты, наложенные в радиальном направлении друг на друга. Брекерные ленты образованы из частей из прорезиненной ткани, в которую заделаны металлические корды, которые параллельны друг другу в каждой ленте и перекрещиваются с кордами соседних лент, при этом корды наклонены предпочтительно симметрично относительно экваториальной плоскости.
Брекерный конструктивный элемент также предпочтительно содержит третью брекерную ленту с углом наклона, равным нулю, расположенную в радиальном направлении дальше всего от центра и предусмотренную с кордами, направленными, по существу, параллельно экваториальной плоскости. Корды в брекере с нулевым углом наклона предпочтительно образованы из текстильных материалов или в даже более предпочтительном случае изготовлены из материала, способного подвергаться термоусадке. Шина 1 предпочтительно имеет отношение Н/С высоты прямоугольного сечения и максимальной ширины наибольшего поперечного сечения, превышающее 0,40 и предпочтительно составляющее менее 0,80.
Протектор 2 имеет конструкцию асимметричного типа, а именно функционирует более эффективным образом, когда шина 1 смонтирована на автомобиле в заданном направлении, чем при установке ее в противоположном направлении. Другими словами, шина предпочтительно имеет внутреннюю сторону (обращенную к автомобилю сторону) и наружную сторону.
Для обеспечения большого пробега при движении и в то же время оптимальных эксплуатационных характеристик, в частности, с точки зрения управления, в течение всего эксплуатационного срока службы шины, протектор 2 предпочтительно имеет коэффициент пустотности, который мал, то есть составляет менее 0,30 и, например, равен приблизительно 0,25.
Протектор 2 выполнен с окружными канавками 3, 4 и 5 (фиг.2), которые проходят в продольном направлении и параллельны экваториальной плоскости 7 шины.
Протектор 2 включает в себя центральную часть L1 и части 8, 12 в двух плечевых зонах. Центральная часть L1 имеет два окружных ребра 9, 10. Часть 8 в плечевой зоне отделена от ребра 9 посредством окружной канавки 9. Ребро 9 расположено между окружными канавками 3 и 4. Ребро 10 расположено между окружными канавками 4 и 5. Часть 12 в плечевой зоне отделена от ребра 10 посредством канавки 5.
Окружные канавки 3, 4 и 5 имеют ширину, которая находится в пределах от приблизительно 5 мм до приблизительно 16 мм. Окружные канавки 3, 4 и 5 имеют глубину от приблизительно 5 мм до приблизительно 11 мм.
Самая дальняя от середины в аксиальном направлении окружная канавка 3 протектора предпочтительно имеет ширину, которая больше ширины канавок 4, 5.
Более точно, ширина окружной канавки 3 может находиться в пределах от 6 до 13 мм, в то время как окружные канавки 4 и 5 представляют собой канавки, которые имеют ширину от 5 до 12 мм. Окружная канавка 3 может иметь глубину, составляющую менее 10 мм, предпочтительно более 5 мм и, например, равную 7,7 мм.
В альтернативном варианте все окружные канавки могут иметь одинаковую ширину и/или глубину без отхода от объема защиты настоящего изобретения.
Как можно видеть на фиг.3, наружная в аксиальном направлении боковая стенка 308 окружной канавки 3 имеет угол наклона относительно центральной оси указанной канавки 3, превышающий угол наклона стенки 312, которая является внутренней в аксиальном направлении.
В качестве примера боковая стенка 308 может иметь угол наклона, составляющий приблизительно 15° относительно центральной оси канавки, в то время как противоположная стенка 312 может иметь угол наклона, составляющий приблизительно 5° относительно центральной оси той же самой канавки 3.
Окружная канавка 4 имеет глубину, составляющую менее 10 мм, предпочтительно более 5 мм и даже более предпочтительно равную 7,7 мм. Наружная в аксиальном направлении боковая стенка 408 окружной канавки 4 имеет угол наклона относительно центральной оси указанной канавки 4, приблизительно равный углу наклона противоположной стенки 412, внутренней в аксиальном направлении.
В качестве примера боковая стенка 408 окружной канавки 4 может иметь угол наклона, составляющий приблизительно 5° относительно центральной оси данной канавки, в то время как противоположная боковая стенка 412 может иметь угол наклона, составляющий приблизительно 5° относительно центральной оси.
Окружная канавка 5 может иметь такую же глубину, что и канавка 4, и боковые стенки 508, 512 с симметричным, зеркально отраженным наклоном.
Более точно, боковая стенка 508, а также боковая стенка 512 окружной канавки 5 могут иметь угол наклона, составляющий приблизительно 5° относительно центральной оси канавки 5.
Как было упомянуто выше, окружные канавки 3, 5 отделяют центральную часть L1 протектора от частей 8, 12 в плечевых зонах, в то время как окружная канавка 4 разделяет центральную часть L1 протектора на окружные ребра 9, 10.
Экваториальная плоскость 7 разделяет протектор 2 на две половинные зоны, а именно внутреннюю в аксиальном направлении половинную зону L2 и наружную в аксиальном направлении половинную зону L3, расположенную с наружной стороны автомобиля, когда шина 1 смонтирована на указанном автомобиле. Наружная в аксиальном направлении половинная зона L3 имеет коэффициент пустотности, который меньше коэффициента пустотности внутренней в аксиальном направлении, половинной зоны L2. Коэффициент пустотности половинной зоны L2 меньше или равен 0,16.
Окружное ребро 9 содержит поперечные канавки 16, которые проходят от окружной канавки 3 на расстоянии, составляющем, по меньшей мере, 50% от ширины окружного ребра. Поперечные канавки 16 предпочтительно проходят не на всей ширине ребра, а только на приблизительно 70-80% от ширины. Узкая щелевидная окружная канавка, состоящая из щелевидных дренажных канавок 23, может быть предусмотрена на остальной части протяженности ребра.
Поперечные канавки 16 имеют ширину, которая меньше ширины окружных канавок 3, 4, 5. Более точно, поперечные канавки 16 имеют максимальную ширину, которая меньше или равна 6 мм, предпочтительно составляет менее 5 мм и, например, равна приблизительно 4 мм.
Более точно, поперечные канавки 16 имеют переменную ширину вдоль их протяженности. Поперечные канавки 16 предпочтительно имеют ширину, уменьшающуюся от окружной канавки 3 в аксиальном направлении по направлению к окружной канавке 4.
Поперечные канавки 16 расположены вдоль криволинейного участка с заданным радиусом кривизны.
Радиус кривизны предпочтительно находится в пределах от 50 мм до 85 мм и, например, равен 63 мм.
Окружное ребро 9 ограничено в аксиальном направлении канавкой 4, которая имеет боковую стенку, которая образует волнистый профиль на указанном ребре 9. Волнистый профиль имеет множество криволинейных частей 40, соединенных точками 39 острого перегиба.
Волнистый профиль боковой стенки 408 окружного ребра 9 простым образом увеличивает величину протяженности части боковой стенки 408 между двумя следующими друг за другом поперечными канавками 16, что обеспечивает большее сцепление с дорогой в особенности на мокрых поверхностях и одновременно уменьшение эффекта аквапланирования при движении на поворотах.
Число точек 39 острого перегиба предпочтительно равно числу поперечных канавок 16, и точки 39 острого перегиба соединены с поперечными канавками 16 посредством первых щелевидных дренажных канавок 23.
Первые щелевидные дренажные канавки 23 расположены вдоль криволинейного участка с заданным радиусом кривизны. В частности, радиус кривизны первых щелевидных дренажных канавок 23 такой же, как радиус кривизны поперечных канавок 16.
Канавки 16 и щелевидные дренажные канавки 23 вместе с участком окружной канавки 3 и криволинейной частью 40 канавки 4 могут образовывать нечто вроде акульего плавника или зубца на ребре 9.
Следовательно, ребро 9 может иметь вид последовательности «акульих плавников», верхние вершины которых, образованные точками 39 острого перегиба, направлены все в одном и том же направлении.
Первые щелевидные дренажные канавки 23 предпочтительно имеют ширину, которая меньше или равна 2 мм, например равна 1,5 мм.
Первые щелевидные дренажные канавки 23 целесообразно имеют глубину, которая составляет менее 5 мм, предпочтительно менее 3 мм и, например, равна 2 мм.
Подобная протяженность или расположение первых щелевидных дренажных канавок 23 не вызывает чрезмерного уменьшения жесткости части, представляющей собой окружное ребро 9, в котором образованы данные щелевидные дренажные канавки.
Окружное ребро 9 также имеет множество вторых, по существу, поперечных щелевидных дренажных канавок 24.
Вторые поперечные щелевидные дренажные канавки 24 проходят на расстоянии, составляющем приблизительно 30% от ширины окружного ребра 9, от окружной канавки 3.
Вторые щелевидные дренажные канавки 24 проходят в промежуточном месте в направлении вдоль окружности между двумя поперечными канавками 16.
Вторые щелевидные дренажные канавки 24 целесообразно имеют ширину, составляющую менее 2 мм, более предпочтительно - менее 1,5 мм и, например, равную 0,4 мм.
Вторые щелевидные дренажные канавки 24 предпочтительно имеют переменную глубину вдоль их протяженности.
Вторые щелевидные дренажные канавки 24 предпочтительно имеют максимальную глубину, составляющую менее 7 мм.
В частности, вторые щелевидные дренажные канавки 24 имеют меньшую глубину в зоне окружной канавки 3, при этом указанная глубина уменьшается, например, от 6 мм до приблизительно 2 мм.
Окружное ребро 9 также имеет множество третьих, по существу, продольных щелевидных дренажных канавок 25.
Третьи щелевидные дренажные канавки 25 проходят в продольном направлении между двумя поперечными канавками 16. Каждая, по существу, продольная щелевидная дренажная канавка 25 предпочтительно проходит от поперечной канавки 16 до следующей в направлении вдоль окружности поперечной канавки 16.
Третьи щелевидные дренажные канавки 25 проходят в направлении вдоль окружности в месте, промежуточном в аксиальном направлении между окружной канавкой 3 и окружной канавкой 4.
Третьи, по существу, продольные щелевидные дренажные канавки 25 обеспечивают образование двух частей Z1, Z2 с разным коэффициентом пустотности на ребре 9. Для обеспечения большей жесткости и прочности в центральной зоне шины, в результате чего обеспечивается большая площадь контакта, внутренняя в аксиальном направлении часть Z1 имеет больший коэффициент пустотности, в то время как часть Z2 имеет меньший коэффициент пустотности.
В частности, зона Z1 имеет коэффициент пустотности, который меньше 6%, например равен приблизительно 4,2%.
Большая площадь контакта в данной зоне приводит к улучшенным характеристикам при движении по прямой на сухих поверхностях, большему комфорту, более равномерному износу и уменьшению шума, создаваемого при качении данной зоны.
Вместо этого часть Z2 имеет коэффициент пустотности, составляющий менее 8% и равный, например, приблизительно 6,4%. Больший коэффициент пустотности части Z2 по сравнению с частью Z1 приводит к увеличению числа имеющихся бороздок (канавок/щелевидных дренажных канавок) и, следовательно, к большему эффекту дренирования в данной зоне и к оптимальному сцеплению с дорогой на мокрых поверхностях и большему комфорту.
Третьи поперечные щелевидные дренажные канавки 25 проходят криволинейно. Другими словами, каждая, по существу, поперечная щелевидная дренажная канавка 25 расположена вдоль криволинейного участка, по существу, соответствующего криволинейному участку 40 канавки 4, но с противоположной вогнутостью относительно экваториальной плоскости 7.
Третьи, по существу, продольные щелевидные дренажные канавки 25 имеют ширину, которая меньше 2 мм, более предпочтительно - меньше 1,5 мм и, например, равна 0,4 мм. Третьи щелевидные дренажные канавки 25 предпочтительно имеют максимальную глубину, составляющую менее 5 мм.
В частности, третьи щелевидные дренажные канавки 25 имеют постоянную глубину вдоль их протяженности, которая предпочтительно составляет менее 3 мм и равна, например, приблизительно 2 мм.
Однако щелевидные дренажные канавки 25 могут быть исключены или заменены щелевидными дренажными канавками с разным «ходом», при этом разные коэффициенты пустотности частей Z1 и Z2 остаются, по существу, не измененными.
Как было упомянуто ранее, центральная часть L1 содержит второе окружное ребро 10.
Окружное ребро 10 расположено между окружной канавкой 4, которая отделяет его от окружного ребра 9, и окружной канавкой 5, которая отделяет его от части 12 в плечевой зоне.
Окружное ребро 10 содержит множество поперечных щелевидных дренажных канавок 17, которые проходят от окружной канавки 5 на расстоянии, составляющем, по меньшей мере, 50% от ширины окружного ребра 10. Поперечные щелевидные дренажные канавки 17 предпочтительно проходят по всей ширине ребра 10.
Поперечные щелевидные дренажные канавки 17 расположены вдоль криволинейного участка с заданным радиусом кривизны.
Радиус кривизны поперечных щелевидных дренажных канавок 17 предпочтительно составляет от 35 мм до 65 мм и равен, например, 50 мм.
Подобные расположение и протяженность поперечных щелевидных дренажных канавок 17 обеспечивают придание жесткости окружному ребру 10 для улучшения его функционирования при сцеплении с дорогой/торможении во время движения по прямой при одновременном обеспечении хорошей гибкости, которая способствует сцеплению с дорогой при движении на поворотах.
Поперечные щелевидные дренажные канавки 17 также имеют постоянную ширину вдоль их протяженности. Поперечные щелевидные дренажные канавки 17 целесообразно имеют ширину, которая составляет менее 3 мм, предпочтительно менее 1,5 мм и, например, равна 0,4 мм.
Поперечные щелевидные дренажные канавки 17 имеют переменную глубину вдоль их протяженности. В частности, поперечные щелевидные дренажные канавки 17 имеют «двухступенчатую» глубину с меньшей глубиной для образования двух выступающих участков вблизи окружных канавок 4 и 5.
Более точно, глубина поперечных щелевидных дренажных канавок 17 уменьшается от, например, приблизительно 6 мм в центре окружного ребра до приблизительно 2 мм в зоне выступающих частей.
Подобный малый размер щелевидных дренажных канавок 17 обеспечивает наличие большого количества «резины, контактирующей с грунтом» вдоль окружного ребра 10 и, следовательно, малый коэффициент пустотности и, таким образом, отличные свойства, связанные с плавным управлением, и низкие уровни шума.
Большое количество «резины, контактирующей с грунтом» также приводит к тому, что большее количество резиновой смеси будет подвергаться износу, и, следовательно, к улучшенным характеристикам шины при торможении и большему пробегу шины.
Окружное ребро 10 ограничено в аксиальном направлении канавкой 4, которая имеет боковую стенку, обеспечивающую возможность образования волнистого профиля на том же ребре 10. Волнистый профиль имеет множество криволинейных частей 50, соединенных точками 49 острого перегиба.
Точки 49 острого перегиба предпочтительно расположены напротив поперечных щелевидных дренажных канавок 17 и соединены с ними.
Волнистый профиль боковой стенки окружного ребра 10 целесообразно обеспечивает увеличение площади поверхности контакта во время движения на поворотах, что обеспечивает улучшение сцепления с дорогой, в особенности на мокрых поверхностях, и одновременно уменьшение эффекта аквапланирования.
Криволинейные части 50 боковой стенки криволинейного ребра 10 не расположены точно напротив криволинейных частей 40 боковой стенки ребра 9, а немного смещены в направлении вдоль окружности.
Таким же образом, как в окружном ребре 9, две следующие друг за другом в направлении вдоль окружности щелевидные дренажные канавки 17, участок окружной канавки 5 и криволинейная часть 50 канавки 4 образуют что-то вроде акульего плавника или зубца на ребре 10.
Следовательно, ребро 10 может иметь вид последовательности «акульих плавников», вершины которых, образованные точками 49 острого перегиба, направлены все в направлении, противоположном по отношению к направлению вершин 39 ребра 9.
Противоположное направление точек 39 острого перегиба на окружном ребре 9 относительно точек 49 острого перегиба на окружном ребре 10 целесообразно обеспечивает улучшение функционирования при сцеплении с дорогой/торможении во время движения на поворотах.
Как упомянуто выше, части 8 и 12 в двух плечевых зонах ограничены в аксиальном направлении относительно центральной части L1 протектора 2 соответственно канавками 3 и 5.
Каждая часть 8 и 12 в плечевой зоне содержит соответствующие поперечные канавки 56, 66.
Поперечные канавки 56 и 66 повторяются вдоль протяженности шины в направлении вдоль окружности.
Поперечные канавки 56 и 66 имеют среднюю линию, которая наклонена относительно экваториальной плоскости 7. Средняя линия поперечных канавок 56 и 66 образует угол наклона относительно экваториальной плоскости 7, составляющий от 70° до 120°.
Канавки 56 плечевой зоны 8, наружной в аксиальном направлении, проходят от наружного в аксиальном направлении края протекторного браслета 2 до канавки 3 для образования ряда блоков 15.
Аналогичным образом, канавки 66 плечевой зоны 12, внутренней в аксиальном направлении, проходят от внутреннего в аксиальном направлении края протекторного браслета 2 до канавки 5 для образования ряда блоков 25.
Поперечные канавки 56, 66 имеют постоянную ширину вдоль их протяженности, и, в частности, поперечные канавки 56, 66 имеют ширину, составляющую менее 7 мм, предпочтительно менее 6 мм и, например, равную 5 мм.
Для повышения конструкционной жесткости частей в плечевых зонах, в результате чего улучшаются эксплуатационные характеристики при управлении, обеспечивается бесшумный ход и равномерный износ, блоки 15, 25 могут быть соединены вместе усиливающими элементами 31, расположенными внутри канавок 56, 66. Более точно, при рассмотрении продольного сечения канавки 56, 66, подобного показанному на фиг.3, можно видеть, что каждый усиливающий элемент 31 может быть образован частью с меньшей глубиной, выполненной в той зоне поперечной канавки 56, 66, которая является наиболее близкой к соответствующей окружной канавке 3, 5. Глубина поперечных канавок 56, 66 в зоне элемента 31 может находиться, например, в пределах от 1,5 мм до 6 мм и предпочтительно равна 3 мм.
В остальной части канавка 56, 66 имеет переменную глубину, которая уменьшается в направлении к наружному в аксиальном направлении краю протекторного браслета 2, что касается окружной канавки 56, и к внутреннему в аксиальном направлении краю протекторного браслета 2, что касается окружной канавки 66.
Канавки 56, 66 имеют максимальную глубину в части, наиболее близкой к усиливающему элементу 31.
Канавки 56, 66 имеют максимальную глубину, превышающую 5 мм, предпочтительно составляющую менее 10 мм и, например, равную 7,5 мм.
Для придания блокам 15, 25 подвижности в поперечном направлении, в результате чего повышается комфорт, части 8, 12 в плечевых зонах также имеют продольные канавки 57, 67.
Продольные канавки 57, 67 проходят соответственно между двумя поперечными канавками 56, 66.
Продольные канавки 57, 67 имеют постоянную ширину вдоль их протяженности. Более точно, продольные канавки имеют ширину, которая составляет менее 3 мм, предпочтительно менее 2 мм и, например, равна 1,5 мм.
Продольные канавки 57, 67 имеют постоянную глубину вдоль их протяженности. В частности, поперечные канавки 57, 67 имеют глубину, составляющую менее 3 мм, предпочтительно менее 2 мм и, например, равную 1 мм.
Часть 8 в плечевой зоне также имеет в ее части, самой близкой к середине в аксиальном направлении, множество щелевидных дренажных канавок 30. Щелевидные дренажные канавки 30 имеют два прямолинейных участка 32, 33 и криволинейный участок 34.
Каждый криволинейный участок 34 выполнен так, что он соединяет вместе два прямолинейных участка 32, 33.
В частности, щелевидные дренажные канавки 30 имеют прямолинейный участок 32, по существу, параллельный канавке 56, и второй прямолинейный участок 33, наклонный относительно экваториальной плоскости 7. Второй прямолинейный участок 33 имеет угол наклона относительно экваториальной плоскости, составляющий от 15° до 60°. Второй прямолинейный участок 33 имеет длину, которая меньше или равна одной трети длины первого участка 32.
Каждая щелевидная дренажная канавка 30 проходит, по существу, от поперечной канавки 56 по направлению к соседней в аксиальном направлении окружной канавке 3.
Для повышения конструкционной жесткости блоков плечевой зоны щелевидные дренажные канавки 30 имеют переменную глубину, которая уменьшается на концах данных канавок, образуя ступеньки или части с меньшей глубиной.
В частности, каждая щелевидная дренажная канавка 30 вдоль прямолинейного участка, по существу, перпендикулярного экваториальной плоскости 7, имеет, по существу, постоянную глубину, которая больше 3 мм и меньше 8 мм и предпочтительно равна 7,5 мм.
Вдоль криволинейного соединительного участка 34 и вдоль оставшегося прямолинейного участка 33, наклонного по отношению к экваториальной плоскости 7, щелевидная дренажная канавка 30 имеет меньшую глубину; действительно, вдоль данного участка щелевидная дренажная канавка 30 имеет глубину, составляющую от 1 мм до 5 мм и предпочтительно равную 1,5 мм.
Однако щелевидные дренажные канавки 30 могут иметь другую глубину без отхода от объема защиты настоящего изобретения.
Взамен часть 12 в плечевой зоне имеет множество щелевидных дренажных канавок 41. Щелевидные дренажные канавки 41 имеют три прямолинейных участка 42, 43, 44 и два криволинейных участка 45, 46.
Каждый криволинейный участок 45, 46 расположен так, что он соединяет вместе два прямолинейных участка.
В частности, каждая щелевидная дренажная канавка 41 имеет первый прямолинейный участок 42, по существу, параллельный канавкам 66, второй прямолинейный участок 43 и третий прямолинейный участок 44, наклонные относительно экваториальной плоскости 7. Второй прямолинейный участок 43 и третий прямолинейный участок 44 имеют угол наклона относительно экваториальной плоскости, составляющий от 15° до 60°.
Второй прямолинейный участок 43 и третий прямолинейный участок 44 имеют длину, которая меньше или равна длине первого участка 42.
Каждая щелевидная дренажная канавка 41 проходит, по существу, от поперечной канавки 66 по направлению к следующей в направлении вдоль окружности, поперечной канавке 66.
Для повышения конструкционной жесткости блоков плечевой зоны щелевидные дренажные канавки 41 имеют переменную глубину, которая уменьшается на их концах, образуя ступеньки.
В частности, каждая щелевидная дренажная канавка 41 имеет, по существу, постоянную глубину, которая больше 3 мм и меньше 8 мм и предпочтительно равна 7,5 мм, вдоль прямолинейного участка, по существу, перпендикулярного экваториальной плоскости 7.
Вдоль криволинейных соединительных участков 45, 46 и на остальных прямолинейных участках 43, 44, наклонных относительно экваториальной плоскости, щелевидная дренажная канавка 41 имеет уменьшение по глубине; действительно, вдоль данных участков щелевидная дренажная канавка 41 имеет глубину, составляющую от 1 мм до 5 мм и предпочтительно от 1,3 мм до 2,3 мм.
Однако щелевидные дренажные канавки 41 могут иметь другие значения глубины без отхода от объема защиты настоящего изобретения.
Протектор 2 (фиг.2) имеет коэффициент пустотности, составляющий приблизительно 0,16 в части 8 в плечевой зоне; коэффициент пустотности, составляющий приблизительно 0,01 в окружном ребре 9; коэффициент пустотности, составляющий приблизительно 0,04 в окружном ребре 10, и коэффициент пустотности, составляющий приблизительно 0,17 в части 12 в плечевой зоне.
Разные коэффициенты пустотности на двух сторонах, то есть меньший коэффициент пустотности на наружной стороне и больший коэффициент пустотности на внутренней стороне шины, обеспечивают улучшение поведения автомобиля при движении по сухой поверхности дороги.
На фиг.4 показан протектор 102, который представляет собой вариант протектора, показанного на фиг.2, и в котором идентичные компоненты обозначены теми же ссылочными позициями. Протектор 102 полностью аналогичен протектору 2 за исключением места расположения окружных ребер 9 и 10 и направления «акульих плавников».
В данном случае часть L1 получена посредством поворота части L1, показанной на фиг.2, на 180°.
На фиг.5 показан протектор 202, который представляет собой вариант протектора, показанного на фиг.2, и в котором идентичные компоненты обозначены теми же ссылочными позициями. Протектор 202 полностью аналогичен протектору 2 за исключением окружного ребра 10.
Окружное ребро 10 в данном случае полностью аналогично ребру 9 согласно фиг.2 за исключением направления «акульих плавников». В данном случае ребро 10 получено посредством поворота окружного ребра 9 согласно фиг.2 на 180° относительно центральной оси канавки 4.
На фиг.6 показан протектор 302, который представляет собой дополнительный вариант протектора согласно фиг.2 и в котором идентичные компоненты обозначены теми же ссылочными позициями. Протектор 302 полностью аналогичен протектору 2 за исключением окружного ребра 10.
Окружное ребро 10 в данном случае полностью аналогично ребру 9 согласно фиг.2 за исключением направления «акульих плавников». В данном случае ребро 10 получено посредством поворота окружного ребра 9 согласно фиг.2 на 180° относительно центральной оси канавки 4.
Был изготовлен пример шины согласно изобретению с протектором 2 согласно фиг.1 и 2, и были выполнены сравнительные испытания со сравнительной шиной Р, которая имеет протектор с центральной частью, отделенной двумя окружными канавками от частей в двух плечевых зонах.
Вышеупомянутая центральная часть имеет два ряда центральных блоков, выполненных с поперечными канавками с криволинейной траекторией.
Сравнительная шина Р была выбрана вследствие того, что она имеет отличные характеристики и представляет собой шину такого типа, которая разрешена к применению для автомобилей с таким же литражом двигателя и такого же типа.
Размер шины в соответствии с изобретением был следующим: 175/65 R 14 с ободом 6 × 14J и внутренним давлением в накачанной шине, составляющим 2,2 бар. Размер сравнительной шины был таким же.
На автомобиле Skoda Fabia 1400 сначала были смонтированы четыре шины в соответствии с изобретением, а затем - четыре сравнительные шины.
Были проведены испытания на аквапланирование при движении по прямой и на поворотах, испытания при торможении на сухой и мокрой поверхностях дороги, испытания для определения характеристик по время движения на сухой и мокрой поверхностях дороги, испытания на шум внутри и снаружи автомобиля и испытания для определения комфортности.
Испытание на аквапланирование при движении по прямой было проведено при движении на прямолинейном участке ровного асфальта с заданной длиной (100 мм), покрытого слоем воды с заданной постоянной глубиной (7 мм), который автоматически восстанавливался после каждого пробега испытываемого транспортного средства. Испытание было проведено при исходной постоянной скорости (приблизительно 70 км/ч) при условиях максимального сцепления с дорогой и с ускорением до тех пор, пока не происходила полная потеря сцепления с дорогой.
Испытание на аквапланирование при движении на поворотах было проведено при движении вдоль участка движения с ровным и сухим асфальтом на повороте с постоянным радиусом (100 м), имеющего заданную длину и содержащего зону с заданной длиной (20 м) вдоль конечного участка, затопленную слоем воды, имеющим заданную глубину (6 мм). Испытание было проведено при постоянной скорости для разных значений скорости.
Во время испытания были зарегистрированы максимальное центробежное ускорение и максимальная скорость автомобиля, соответствующие полному аквапланированию. Испытание при торможении было проведено на прямолинейном участке асфальта как в условиях сухой дороги, так и в условиях мокрой дороги, при этом регистрировался тормозной путь при заданной начальной скорости, как правило, составляющей 100 км/ч в условиях сухой дороги и 80 км/ч в условиях мокрой дороги. Тормозной путь был определен как математическое среднее из ряда последовательных зарегистрированных значений.
Испытание для определения характеристик при движении в условиях сухой и мокрой поверхностей было выполнено вдоль заданных траекторий движения, как правило, вдоль круговых траекторий, которые были приближены к движению транспорта. Посредством моделирования нескольких характерных маневров (таких как изменение полосы, обгон, «змейка» вокруг дорожных конусов, движение при въезде на поворот и выезде из поворота), выполняемых с постоянной скоростью, а также с ускорением и замедлением, водитель-испытатель оценивал эксплуатационные характеристики шины в виде числовой оценки поведения шины при выполнении упомянутых маневров.
Шкала оценки базируется на субъективном мнении, выраженном водителем-испытателем, проводящим испытание и последовательно сравнивающим смонтированные шины.
Оценка комфортности базировалась на общих ощущениях водителя-испытателя в отношении способности шины демпфировать неровности поверхности дороги.
Результаты испытаний показаны в Таблице 1, в которых оценки выражены в виде процента, при этом значения для сравнительной шины были равны 100.
Таблица 1
Сравнительная шина
Шина согласно изобретению
Аквапланирование при движении на повороте
100
103
Аквапланирование при движении по прямой
100
100
Торможение на сухой поверхности
100
103
Торможение на мокрой поверхности
100
100
Поведение/характеристики на сухой поверхности
100
101
Поведение/характеристики на мокрой поверхности
100
104
В Таблице 1 значения, превышающие 100, указывают на улучшение по сравнению со сравнительной шиной.
Результаты испытаний показывают, что шина согласно изобретению имеет лучшие характеристики, чем сравнительная шина, в частности, во время испытаний на аквапланирование при движении на повороте и испытаний для определения характеристик при движении на мокрой поверхности.
На фиг.7 показаны графики, иллюстрирующие значения уровня внутреннего шума в дБ(А) (измеренного с весовой функцией А) в зависимости от частоты для шины в соответствии с изобретением (график В) и для сравнительной шины (график А). Как известно, базовая скорость во время данных испытаний составляет 80 км/ч.
Графики на фиг.7 показывают, что шина в соответствии с изобретением показала уровень шума, который в среднем был приблизительно на 2 дБ(А) меньше, чем у сравнительной шины.