"упругие" ("клиновые") шины

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шинам для транспортных средств. Шина включает резино-кордовое основание с рисунком наружной поверхности, контактирующей с полотном дороги, и содержащим на своей наружной поверхности сжимающиеся и распрямляющиеся при вращении колеса площадки. Рисунок наружной поверхности шины выполнен в виде клиньев. Достигается повышение эксплуатационных и скоростных характеристик за счет нагрузки на шину в месте контакта и направления транспорта в сторону прямолинейного движения. 15 ил., 1 табл.

 

1. Область техники, к которой относится изобретение

Нижеприведенную конструкцию предлагается использовать для экипировки резино-кордовых шин, применяющихся в автомототехнике, авиации и других отраслях транспорта.

2. Технические характеристики применяемых в настоящее время резино-кордовых шин

В применяемых в настоящее время резино-кордовых шинах, независимо от наружного рисунка протектора, контакт внешней поверхности шины с дорогой ведется в виде линии (если нет деформации колеса от нагрузки) или площадки незначительной длины, зависящей от величины давления в шинах и общей массы транспорта, давящей на шину (если есть деформации колеса от нагрузки).

При этом место контакта располагается на одинаковом расстоянии от оси вращения колеса (для контакта в виде линии оно равно наружному радиусу шины; при деформированности шины оно равно следующей величине: наружный радиус шины минус высота деформированного участка).

Для повышения силы сцепления (уменьшения проскальзывание шины на дороге) с полотном дороги применяются усовершенствования рисунков протекторов, позволяющие увеличить силу трения в месте контакта резины шины с покрытием дороги.

Упругие свойства резины (при многообразии рисунков протекторов) для повышения сцепления шин с дорогой и улучшения эксплуатационных и скоростных характеристик транспорта практически не используются.

3. Описание работы предлагаемого варианта наружной поверхности шины

Предлагаемый внешний вид наружной поверхности шины позволяет обеспечить более длительный контакт ее с дорогой, так как этот контакт осуществляется плоской площадкой, специально примененной на наружной поверхности шины («клин»).

Принципиальное изображение наружной поверхности шины с некоторыми математическими пояснениями приведено на фигурах №2-15.

В предлагаемом варианте рисунок наружной поверхности шины состоит из последовательно чередующихся элементов: криволинейных (с кривизной, равной внешнему радиусу колеса) и прямолинейных (определенной длины), которые расположены (в месте контакта с дорогой недеформированной шины) по касательной к радиусу в точке контакта.

Во время движения транспорта при вращении колеса (в месте контакта примененных плоских площадок с дорогой) происходит сжатие резины этих площадок («клиньев») с последующим выпрямлении их в начальное положение.

При этом достигается следующий технический эффект:

3.1 увеличивается «сцепление» шин с дорогой по сравнению с обычными шинами, так как площадь контакта шины с дорогой увеличивается на площадь «клина»;

3.2 обеспечивается более надежный контакт наружной поверхности шины с дорогой в дождливую погоду и при обледенении дороги, так как в процесс увеличения «сцепления» шины с дорогой включаются силы упругости, выпрямляющие резину шины в сторону дороги;

3.3 при выпрямлении сжатого участка шины («клина») вращающегося колеса создается «реактивная» сила, разгружающая нагрузку на шину в месте контакта и направленная в сторону прямолинейного движения транспорта, что повышает эксплуатационные (грузоподъемность) и скоростные характеристики его;

3.4 вследствие уменьшения давления на единицу площади контакта шины снижается нагрузка на шину, что увеличивает срок службы шины;

3.5 уменьшается тормозной путь ввиду увеличения площади участка шины, контактирующей с дорогой при торможении;

3.6 при стирании «клина» шины во время эксплуатации ее рисунок протектора становится идентичным аналогу, то есть технические характеристики шины получаются одинаковыми с аналогом.

4. Отличие предлагаемых шин от аналога

В качестве аналога взята грузовая шина модель 10.00/R20 И-281, У4, выпускаемая ОАО «Нижнекамскшина».

Краткие технические характеристики аналога приведены на фигуре №1.

Сравнение характеристик аналога и предлагаемого варианта приведено в сравнительной таблице.

5. Диапазон применения предлагаемых шин

Предлагаемый принцип изменения наружной контактирующей поверхности с радиально расположенного относительно оси вращения колеса участка контакта на дополнительный контакт плоскостного участка наружной поверхности шины, специально введенный в конструкцию шины («клин») с целью использования упругих сил резины для повышения эксплуатационных характеристик шин, может быть применен на резино-кордовых шинах с любым рисунком протектора.

При этом максимальный эффект достигается при наибольших размерах высоты «клина» и длины его (фигура №6).

Размеры клина ограничиваются лишь физическими свойствами резины (максимальная величина смятия клина без ухудшения параметров резины) и расстояния от поверхности (наивысшей точки «клина») рисунка шины до крыла кузовной части транспорта.

Сравнительная таблица параметров аналога и предлагаемого варианта шины
№ п/п Наименование характеристики Аналог Предлагаемый вариант
1 Расстояние от оси вращения колеса до места контакта протектора с полотном дороги
1.1 Без учета деформации шины от нагрузки (контакт шины с дорогой в виде линии) Радиус шины (лист 5; 8 графической части) Радиус шины плюс высота «клина» в месте контакта шины с дорогой (лист 6 графической части)
1.2 С учетом деформации шины от нагрузки (контакт шины с дорогой осуществляется в виде площадки) Радиус шины минус высота деформированного участка (лист 9; 10 графической части) Радиус шины минус высота деформированного участка плюс высота клина» (лист 11 графической части)
2 Площадь контакта шины с дорогой
2.1 Без учета деформации шины от нагрузки Линейный контакт по ширине шины (лист 5; 8 графической части) Линейный контакт по ширине шины (в местах, где нет «клина») плюс площадь контактирующих участков «клиньев» (лист 6 графической части)
2.2 С учетом деформации шины от нагрузки Площадь деформированного участка (лист 10 графической части) Площадь деформированного участка плюс площадь контактирующих участков «клиньев» (лист 11 граф. части)
3 Давление на элемент шины, контактирующий с дорогой
3.1 Без учета деформации шины от нагрузки Полная масса транспорта, приходящаяся на ось, деленная на количество шин и ширину их (лист 12; 13 графической части) Полная масса транспорта, приходящаяся на ось, деленная на количество шин, ширину их и площадь контактирующих участков «клиньев» (лист 14; 15 графической части)
3.2 С учетом деформации шины от нагрузки Полная масса транспорта приходящаяся на ось деленная на количество шин, ширину их и площадь деформированного участка Полная масса транспорта, приходящаяся на ось, деленная на количество шин, ширину их и площадь деформированного участка плюс площадь контактирующих участков «клиньев»
4 Сила движущая транспорт Сила тяги двигателя (лист 13 графической части) Сила тяги двигателя плюс реактивная сила от распрямляющихся «клиньев» (лист 15 графической части)
5 Использование упругих свойств резины для повышения эксплуатационных характеристик шин
5.1 Износ шины Практически нет Износ уменьшается ввиду снижения нагрузки на элемент шины
5.2 Эксплуатационные характеристики транспорта (грузоподъемность и скорость движения транспорта) Практически нет Повышаются, так как в работу по обеспечению движения включаются реактивные силы сжатых участков «клиньев» (лист 15 графической части)

Краткое описание чертежей

Фигура №1 - общий вид шины аналога. Обозначения на фигуре:

1 - резино-корд шины;

2 - диск колеса;

3 - рисунок наружной поверхности шины, контактирующей с дорогой;

4 - отдельный элемент наружной поверхности шины, контактирующей с дорогой;

Фигура №2 - общий вид шины с «клиновыми» площадками;

Фигура №3 - поверхность шины с «клиновыми» площадками и без них;

заштрихованный - участок с «клиновыми» площадками;

незаштрихованный - участок без «клиновых» площадок;

Фигура №4 - расположение «клиновых» площадок по окружности шины;

Фигура №5 - схема контакта шины с дорогой у аналога (деформация шины от нагрузки отсутствует);

Фигура №6 - схема контакта шины с дорогой при наличии «клиновых» участков на поверхности шины (деформация шины от нагрузки отсутствует);

Фигура №7 - конструктивные варианты острых углов «клиновых» участков;

Фигура №8 - вариант бездеформационного контакта шины с дорогой у аналога;

Фигура №9 - вариант контакта шины с дорогой при наличии деформации от действующей на шину нагрузки у аналога;

Фигура №10 - схема контакта шины с дорогой у аналога (при наличии деформации от действующей на шину нагрузки);

Фигура №11 - схема контакта шины с дорогой при наличии «клиновых» участков на поверхности шины (в случае деформации шины от действующей на нее нагрузки);

Фигура №12 - принципиальная схема основных сил, действующих на участок шины, контактирующий с дорогой у аналога (трением качения пренебрегаем) при отсутствии деформации шины от нагрузки;

Фигура №13 - принципиальная схема основных сил, действующих на участок шины, контактирующий с дорогой у аналога (трением качения пренебрегаем) в осях координат:

ось z - вертикальная;

ось x - горизонтальная;

Фигура №14 - принципиальная схема основных сил, действующих на участок шины, контактирующий с дорогой при наличии специальных участков «клиньев» на поверхности шины (трением качения пренебрегаем) при отсутствии деформации шины от нагрузки;

Фигура №15 - принципиальная схема основных сил, действующих на участок шины, контактирующий с дорогой при наличии специальных участков «клиньев» на поверхности шины (трением качения пренебрегаем) в осях координат:

ось z - вертикальная;

ось x - горизонтальная.

Шина, включающая резино-кордовое основание с рисунком наружной поверхности, контактирующей с полотном дороги, и содержащим на своей наружной поверхности сжимающиеся и распрямляющиеся при вращении колеса площадки, позволяющие вовлечь в механику прямолинейного движения транспорта силы упругости резины шины, при этом рисунок наружной поверхности выполнен в виде клиньев, образующих площадки, изменяющие наружную контактирующую поверхность относительно оси вращения колеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шип содержит корпус с центральным отверстием, в котором с одной его стороны закреплена износостойкая вставка в форме усеченного конуса или пирамиды, а на другом конце он выполнен с фланцем.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шип содержит корпус в виде полой тонкостенной втулки, выполненной из листового металла методом глубокой вытяжки и имеющей фланец в нижней ее части с центральным отверстием с диаметром, меньшим диаметра износостойкой вставки, которая выполнена в форме усеченного конуса и размещена во втулке со стороны, противоположной фланцу.

Изобретение относится к пневматической шине, снабженной отверстиями под шип, более конкретно к сочетанию рисунка протектора и расположения отверстий под шип. Пневматическая шина снабжена рисунком проектора, в котором каждая половина протектора, представляющая собой одну из половин рисунка протектора с каждой стороны экватора шины, состоит из повторяющихся элементов рисунка, расположенных в продольном направлении шины.
Изобретение относится к зимней шине для легкового автомобиля, снабженной шипами. Количество шипов в шине превышает величину, указанную в изменении от 1 июня 2009 года к Приказу 408/2003 Министерства транспорта и коммуникаций Финляндии о шипах для шин транспортных средств, так, что зимняя шина содержит более 50 шипов на один метр окружности качения шины.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шип шины содержит корпус, стержень, выступающий из корпуса, и по меньшей мере одно отверстие, образованное на верхней поверхности стержня, проходящее в осевом направлении стержня.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. По меньшей мере, часть элементов рисунка протектора шины выполнена из войлока, волокна которого выбраны из группы, состоящей из текстильных волокон, минеральных волокон и их смесей.

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к конструкции пневматических шипованных шин автомобильных колес, предназначенных для эксплуатации в различных погодных и/или дорожных условиях.

Изобретение относится к зимней шине транспортного средства, снабженной шипами. Количество шипов в шине превышает величину, установленную в изменении от 1 июня 2009 года к Приказу 408/2003 Министерства транспорта и коммуникаций Финляндии о шипах для шин транспортных средств.

Изобретение относится к рисунку протектора автомобильной шины. Рисунок протектора включает первые канавки грунтозацепа, которые проходят от соответствующих концов на внешней стороне в поперечном направлении шины первых наклонных канавок в первом направлении в продольном направлении шины, а также под наклоном в направлении внешней стороны в поперечном направлении шины вплоть до краев площади зацепления с дорожным покрытием и имеют угол, образованный с поперечным направлением шины, который меньше угла, образованного с поперечным направлением шины первыми наклонными канавками.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шип включает в себя колоннообразный корпус (2), предназначенный для крепления к поверхности протектора шины, и штифт (3), выступающий в направлении вдоль центральной оси (X) колоннообразного корпуса (2) из его другой торцевой грани (20).

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Форма контура протектора образована одной дугой в условиях, при которых степень уплощения составляет более 55% и менее 70% и внутреннее давление составляет 5%.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шинам для эксплуатации на снегу и льду. Шина содержит поверхность протектора, частично выполненную с множеством выступов.

Группа изобретений относится к шине и пресс-форме для формования шины. Шина содержит участок протектора, имеющего поверхность протектора.

Группа изобретений относится к шине и к пресс-форме для формования шины. Шина содержит участок протектора, имеющий поверхность контакта с грунтом, и множество выступов, сформированных, по меньшей мере, на участке поверхности контакта с грунтом, каждый из которых имеет полусферическую форму, выступающую на внешней стороне в радиальном направлении шины.

Группа изобретений относится к шине и пресс-форме для формования шины. Шина содержит участок протектора, имеющий поверхность протектора, в котором по меньшей мере часть поверхности участка протектора имеет полусферические выступы так, что поверхность имеет неровность с максимальной длиной А мотива неровности от 5 мкм до 100 мкм.

Группа изобретений относится к области производства шин, в частности к шинам и пресс-формам для их формирования. Шина содержит участок протектора в котором поверхность протектора имеет неровность поверхности.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к пневматической радиальной шине большой грузоподъемности. Пневматическая шина содержит протекторную резину, имеющую многослойную конструкцию.

Группа изобретений относится к шине с улучшенными рабочими характеристиками при езде на льду и по снегу и к пресс-форме для формования шины. Шина имеет большое количество выступов, которые имеют полусферическую форму на, по меньшей мере, части поверхности протектора шины, в которой каждая из выемок шины имеет ширину выемки от 0,22 мкм до 50 мкм, в которой выступы имеют разную высоту Н и внешние диаметры D.

Шина // 2575532
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина (1) включает в себя канавку, на дне (50 В2) которой расположено множество выступов (500).

Шина // 2573190
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина (1) имеет канавку, на дне (50В2) которой расположено множество выступов (500).

Изобретение относится к содержащим функциональные концевые группы полимерам. Полимер, функционализированный концевыми группами, представляет собой диеновый полимер или получаемый путем сополимеризации диенов с винилароматическими мономерами диеновый сополимер.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шинам для транспортных средств. Шина включает резино-кордовое основание с рисунком наружной поверхности, контактирующей с полотном дороги, и содержащим на своей наружной поверхности сжимающиеся и распрямляющиеся при вращении колеса площадки. Рисунок наружной поверхности шины выполнен в виде клиньев. Достигается повышение эксплуатационных и скоростных характеристик за счет нагрузки на шину в месте контакта и направления транспорта в сторону прямолинейного движения. 15 ил., 1 табл.

Наверх