Пневматическая шина транспортного средства со стабилизацией температуры

Пневматическая шина транспортного средства со стабилизацией температуры

Реферат

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности может использоваться в конструкции шин транспортных средств.

Известно колесо транспортного средства, содержащее установленную на ободе колеса пневматическую шину, имеющую протектор и силовые элементы в виде брекера и/или каркаса (авторское свидетельство СССР №1055659, МПК В60С 11/00, 1983).

Недостатком данной конструкции, несмотря на относительную простоту, является её малая эффективность использования при повышенных деформационных нагрузках, например на тяжело нагруженных автосамосвалах. Это объясняется тем, что постоянные знакопеременные нагрузки, действующие в элементах шины, вызывают ее нагрев, что при отсутствии принудительного отвода тепла приводит к преждевременному выходу колеса из строя и снижению срока его службы.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является колесо транспортного средства, содержащее обод, установленную на нем пневматическую шину, имеющую протектор на наружной поверхности, силовые элементы в виде брекеров и/или каркаса, образующие с внутренней поверхностью шины полость под жидкий теплоноситель, и сообщенные с полостью одними концами гибкие шланги, при этом с целью повышения надежности и долговечности за счет стабилизации температуры шины, упрощения конструкции и эксплуатации в центральной части обода выполнена кольцевая полость, с которой сообщены другие концы гибких шлангов, при этом внутренняя поверхность стенок полости, заполненной частично жидким теплоносителем, внутренняя поверхность стенки кольцевой полости, противолежащей дну, и внутренняя поверхность стенок гибких шлангов выполнены пористыми, кроме того, внутренняя поверхность боковой стенки по меньшей мере одного из концов обода выполнена в виде кольцевых ребер (патент РФ №2015034, МПК В60С 23/18,1994).

Недостатком данной конструкции является то, что известное устройство позволяет только снижать температуру шин, а согласно [1] оптимальная температура шин по сопротивлению движению и сроку службы составляет 70-75°С, что вызывает необходимость не только снижения, но и поддержания температуры в указанных пределах. Кроме того, при эксплуатации данной конструкции возникает движение жидкого теплоносителя и вязкостное трение, что в свою очередь вызывает увеличение сопротивления качению колеса и повышение температуры шин, что снижает долговечность шин, кроме того, при высоких скоростях движения температура шин увеличивается вплоть до их теплового разрушения [2].

Технический результат направлен на предотвращение теплового разрушения шин при движении на высоких скоростях, повышение долговечности шин, безопасности движения, снижение расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что пневматическая шина транспортного средства со стабилизацией температуры, содержащая протектор, силовые элементы в виде брекеров и/или каркаса, при этом полости, образованные силовыми элементами в виде брекеров и/или каркаса с упругими резиновыми оболочками, заполнены теплоаккумулирующим материалом с температурой плавления, равной 70-75°С, например, сплавом Вуда, температура плавления которого около 70°С.

Отличительными признаками от прототипа является то, что полости, образованные силовыми элементами в виде брекеров и/или каркаса с упругими резиновыми оболочками, заполнены теплоаккумулирующим материалом с температурой плавления, равной 70-75°С, например, сплавом Вуда, температура плавления которого около 70°С.

Сопоставительный анализ заявляемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что предлагаемая пневматическая шина транспортного средства со стабилизацией температуры позволяет предотвратить тепловое разрушение при движении на высоких скоростях, повысить надежность и долговечность шин, безопасность движения и снизить расход топлива.

На чертеже показана пневматическая шина транспортного средства со стабилизацией температуры. Пневматическая шина 1 состоит из протектора 2, силовых элементов 3 в виде брекеров и/или каркаса, полостей 4, образованных силовыми элементами 3 в виде брекеров и/или каркаса с упругими резиновыми оболочками 5, полости 4 заполнены теплоаккумулирующим материалом с температурой плавления, равной 70-75°С, например, сплавом Вуда, температура плавления которого около 70°С.

Пневматическая шина транспортного средства со стабилизацией температуры работает следующим образом.

При движении транспортного средства тепло, выделяющееся в пневматической шине 1 при ее деформации, передается теплоаккумулирующему материалу в полостях 4. Теплоаккумулирующий материал, нагреваясь до 70-75° - оптимальная температура шин с точки зрения долговечности и сопротивления качению (температура выбрана согласно [1]) плавится, и, оставаясь при постоянной температуре, продолжает накапливать тепловую энергию. Упругие резиновые оболочки 5 позволяют компенсировать тепловое расширение теплоаккумулирующего материала - тем самым не создается дополнительных напряжений в каркасе 3, а полости 4, находясь на внутренней стороне каркаса 3, не воспринимают силовое взаимодействие между пневматической шиной 1 и дорогой - тем самым не создавая дополнительного сопротивления качению колеса.

Благодаря строго фиксированной температуре перехода теплоаккумулирующего материала из твердого агрегатного состояния в жидкое, температура шины, в пределах полостей, поддерживается на необходимом уровне. После остановки транспортного средства тепло в пневматической шине 1 перестает выделяться, и температура пневматической шины 1 за счет теплообмена с окружающим воздухом становится меньше, чем у теплоаккумулирующего материала. В этом случае теплоаккумулирующий материал отдает накопленную тепловую энергию пневматической шине 1, поддерживая ее температурный режим. При начале движения транспортного средства, после остановки, температура пневматической шины 1 быстрее достигает 70-75°С - оптимального режима с точки зрения долговечности и сопротивления качению колеса.

Организация рабочего процесса пневматической шины транспортного средства со стабилизацией температуры приводит к улучшению тепловых условий их работы, и, как следствие, к повышению долговечности шин и снижению расхода топлива.

Источники информации

1. В.И.Кнороз. Работа автомобильной шины. - М.: Транспорт, 1976 г. - 114 с.

2. Отчет о НИР «Разработка типажа шин для серийных и перспективных образцов ВАТ» итоговый отчет по этапу 8. ФГУП 21 НИИИ АТ МО РФ, г.Бронницы. Инв. №8560 2002 г. - 139 с.

Пневматическая шина транспортного средства со стабилизацией температуры, содержащая протектор, силовые элементы в виде брокеров и/или каркаса, отличающаяся тем, что полости, образованные силовыми элементами в виде брокеров и/или каркаса с упругими резиновыми оболочками, заполнены теплоаккумулирующим материалом с температурой плавления равной 70-75°С, например сплавом Вуда, температура плавления которого около 70°С.