Покрышка пневматической шины

Покрышка пневматической шины

Реферат

Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности к пневматическим грузовым и легкогрузовым шинам радиальной и диагональной конструкции с каркасом из обрезиненного текстильного корда.

Известны покрышки пневматических грузовых легкогрузовых шин, содержащих в каркасе один или два текстильных корда со структурой 144 текс ×1×2 или 188 (187) текс ×1×2 с числом кручений в пределах 300-380 или структуру 210 текс ×1×2 с числом кручений в пределах 260-360, имеющие разрывную нагрузку не менее 210Н-300Н (21/212 КНТС, или 22/222 КНТС, или 23/232 КНТС, или 25/252 КНТС, или 28/282 КНТС, или 29/292 КНТС, или 30/302 КНТС или 25/252 А, или 30/302 А) [1-3].

Недостатком известных конструкций покрышки являются большое число слоев каркаса, необходимое для обеспечения требуемых запасов прочности. Это приводит к существенному повышению толщины каркаса, значительному усложнению конструкции борта, включая необходимость использования двух и более колец в одном борте. Изготовление таких шин имеет значительные трудоемкость и энергоемкость, в эксплуатации таких шин существенным становится вопрос недостаточной долговечности.

Известны покрышки пневматической радиальной конструкции с каркасом из одного слоя обрезиненного металлического корда (металлокорд) [4,5]. Преимуществом этих шин является большая долговечность при меньшей массе и уменьшенном расходе топлива автомобилем, обусловленным шинами.

Недостатком известных решений является полное изменение существующей технологии изготовления шин и повышенные отказы шин в условиях смешанной дорожной эксплуатации.

Наиболее близким является техническое решение покрышки пневматической шины радиальной конструкции, которая включает в себя каркас из полиамидного корда. Нити полиамидного корда имеют структуру 187 текс ×1×2, или 165 текс ×1×2, или 144 текс ×1×2 с числом кручений в пределах 210-260 на погонный метр [6].

Недостатком известного решения является большое число слоев каркаса, необходимое для обеспечения требуемых запасов прочности грузовых и легкогрузовых комбинированных шин радиальной или диагональной конструкции. Это приводит к значительному усложнению конструкции борта, увеличению числа заворотов, необходимости использования двух и более колец в одном борте. Кроме этого, приходится вводить дополнительные конструктивные детали в борт, такие как резиновые и (или) кордные бортовые ленты, призванные предотвратить расслоение изделия из элементов с разными жесткостными параметрами. Другой опасной зоной таких шин становится стык протектора и боковины. Высокий рисунок протектора, необходимый для обеспечения эксплуатационных свойств грузовых и легкогрузовых шин, дополняется многослойным пакетом слоев каркаса. При изготовлении таких шин имеются существенные затраты материалов, труда и энергии. Эксплуатация таких шин характеризуется пробегом, существенно уступающим пробегу целиком металлокордных шин на дорогах группы А, и невозможностью создания шин с повышенными требованиями по нагрузке и скорости эксплуатации.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в повышении надежности и долговечности шин путем создания, опробования и практического применения текстильных кордов с повышенной разрывной прочностью материала каркаса без существенного увеличения диаметра нити корда.

Поставленная техническая задача решается тем, что в покрышке пневматической грузовой или легкогрузовой шины, согласно предложенному изобретению, в каркасе применяются нити текстильного корда, имеющие структуру 144 текс ×1×3, или 188 (187) текс ×1×3, или 188 (187) текс ×2×2, или 210 текс ×1×3, или 210 текс ×2×2, или 280 текс ×1×3 с числом кручений в пределах 180-240 на погонный метр.

Технический результат, обеспечиваемый заявляемой совокупностью существенных признаков, состоит

- в повышении разрывной прочности материала корда без существенного увеличения диаметра нити;

- в повышении прочности связи корд каркаса - резина;

- в разработке конструкций шин с применением корда с повышенной разрывной прочностью материала каркаса;

- в повышении или неухудшении выходных показателей шин в эксплуатации;

- создание шин с повышенными показателями нагрузки и категории скорости.

Выполнение корда из текстильного материала предложенной структуры и кручений позволяет осуществлять серийное производство текстильных кордов, которые найдут практическое применение в производстве шин без изменения существующей технологии. При этом обеспечивается получение экономического эффекта за счет существенного выигрыша в массе шины, снижение трудоемкости и энергоемкости производства, увеличение скоростных характеристик, снижение расхода топлива автомобилем, обусловленных шинами.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлены профили меридионального сечения покрышки 12.00R20 существующей конструкции и предлагаемого варианта с использованием высокопрочных кордов.

Предложенная покрышка пневматической шины включает протектор 1, брекер 2, каркас 3, боковины 4, борта 5 с бортовыми кольцами 6.

Каркас 3 выполнен из текстильного корда на основе современных полимерных материалов, например нейлон 6,6, с линейной плотностью нити 144, 188 (187), 210 и 280 текс, структурой кордной ткани ×1×3 и ×2×2 и числом кручений в пределах 180-240 на погонный метр, нити которого имеют структуру 144 текс ×1×3, или 188 (187) текс ×1×3, или 188 (187) текс ×2×2, или 210 текс ×1×3, или 210 текс ×2×2, или 280 текс ×1×3 с числом кручений в пределах 180-240 на погонный метр.

Свойства текстильного корда зависят от материала полимера, из которого он выполнен, линейной плотности кордной нити, структуры кордной нити, числа круток, толщина кордной нити, пропиточного состава. Основные проблемы применения высокопрочных кордов в шинной промышленности связаны с удельным снижением адгезионных свойств и большой толщиной обрезинки корда. Предложенное выполнение структуры кордной ткани, а именно увеличение числа единичных нитей в структуре кордной нити и уменьшение числа круток по сравнению с известными решениями, позволило оптимизировать площадь поверхности соприкосновения с резиной. За счет этого кордное полотно обладает увеличенными по сравнению с обычными текстильными кордами адгезионными свойствами и практически той же толщиной. Современные линии пропитки и термообработки позволяют реализовать заложенные в кордной ткани возможности для использования в каркасе пневматических шин. Предложенное выполнение структуры нити текстильного корда позволяет использовать такие корда для производства покрышек пневматических грузовых шин радиальной и диагональной конструкций.

Примеры конкретного выполнения пневматических шин с использованием предложенных высокопрочных кордов приведены в табл.1.

Таблица 1
Размер и модель шины	Прототип	Пример выполнения
12.00К20 мод.У-4	5 слоев 30КНТС +	3 слоя 65А
	1 слой 302 КНТС	структура 210 текс ×2×2
структура 188 текс ×1×2	число кручений 180-220
число кручений 315-355
		3 слоя 70Аструктура 280 текс ×1×3число кручений 180-220
		4 слоя 45Аструктура 188 текс ×1×3число кручений 200-240
11.00К20 мод.И-111А	4 слоя 25КНТС +	3 слоя 45А +
	1 слой 252 КНТС	1 слой 452А +
структура 187 текс ×1×2	структура 188 текс ×1×3
число кручений 316-356	число кручений 200-240
10.00R20 мод. У-4	4 слоя 25КНТС +	3 слоя 45А +
	1 слой 252 КНТС	структура 188 текс ×1×3
структура 187 текс ×1×2	число кручений 200-240
число кручений 316-356
9.00R20 мод. И-Н142БМ-1	2 слоя 30КНТС +	2 слоя 60А
	1 слой 302 КНТС	структура 188 текс ×2×2
структура 188 текс ×1×2	число кручений 180-220
число кручений 315-355
425/85R21 мод. К-1260	5 слоев 30КНТС +	3 слоя 45А +
	1 слой 302 КНТС	структура 188 текс ×1×3
структура 188 текс ×1×2	число кручений 200-240
число кручений 315-355
500/70-20 мод. ИД-П284	6 слоев 30КНТС +	4 слоев 70А +
	2 слоя 302 КНТС	структура 280 текс ×1×3
структура 188 текс ×1×2	число кручений 180-220
число кручений 315-355
530/70-21 мод. К-410	4 слоя 30КНТС +	4 слоя 45А +
	2 слоя 302 КНТС	структура 188 текс ×1×3
структура 188 текс ×1×2	число кручений 200-240
число кручений 315-355

При производстве шин с текстильным каркасом в грузовых и легкогрузовых шинах применение предложенных высокопрочных кордов позволяет создавать конструкцию с меньшим числом слоев. Такая конструкция обеспечивает меньшую толщину покрышки во всех сечениях при сохранении или даже увеличении запасов прочности каркаса. Кроме этого, все грузовые шины можно выполнить с одним кольцом из стальной проволоки в борте. Каждый слой каркаса закрепляется вокруг бортового кольца методом заворота. Каждое окончание слоя каркаса представляет собой очаг напряженно-деформированного состояния, опасный с точки зрения расслоения. Поэтому снижение числа слоев каркаса позволяет снизить трудоемкость производства и повысить надежность шин в эксплуатации.

В табл.2 приведены результаты испытаний грузовых шин с высокопрочными кордами в каркасе.

Таблица 2
Результаты стендовых испытаний грузовых шин с применением в каркасе высокопрочных кордных тканей
	Норматив	Средняя величина по различным моделям предложенных шин
Энергия разрушения шины продавливанием, Дж	2823	2916	2877	4179
Прочность шины при разрушении внутренним давлением, МПа	3,48	3,5	5,5	5,8
Максимальная скорость, км/ч	100	110	110	110
Общая работоспособность шин, км	3000	3980	7507	9175
Толщина нити, мм	0,85-0,95		0,92
Прочность связи кордной нити с резиной, кгс	160		259*
Масса шины, кг	72	62	67	69
* - на эталонной резине

Источники информации:

1. Отчет по результатам анализа шин. Грузовые радиальные шины. Бюллетень «Информ-Простор» №4. 0094-ИП. М., 2000 г.

2. Отчет по результатам анализа шин. Грузовые радиальные шины. Бюллетень «Информ-Простор». №4 0095-ИП. М., 2000 г.

3. Отчет по результатам анализа шин. Грузовые радиальные шины. Бюллетень «Информ-Простор». №4 0097-ИП. М., 2000 г.

4. Отчет по результатам анализа шин. Грузовые радиальные ЦМК шины. Бюллетень «Информ-Простор». №3 0092-ИП. М., 2000 г.

5. Отчет по результатам анализа шин. Грузовые радиальные ЦМК шины. Бюллетень «Информ-Простор». ». №3 0093-ИП. М., 2000 г.

6. Патент РФ №2262453, МПК 7 В60С 9/07, опубл. 20.10.2005 г. (прототип).

Покрышка пневматической шины, включающая каркас из текстильного корда, отличающаяся тем, что нити текстильного корда имеют структуру 144 текс ×1×3, 188 (187) текс ×1×3, или 188 (187) текс ×2×2, или 210 текс ×1×3, или 210 текс ×2×2, или 280 текс ×1×3 с числом кручений в пределах 180-240 на погонный метр.