Шины

При высоких скоростях движения шины являются наиболее ответственной частью автомобиля. От надежности шин зависит безопасность движения; внезапный разрыв камеры и покрышки при движении автомобиля может быть причиной тяжелой аварии.

При вращении колес с большим числом оборотов все части шины, а особенно протектор, расположенный на периферии покрышки, получают очень большую нагрузку от центробежной силы.

При большой скорости движения нагрузка от центробежной силы вызывает усиленное истирание шины о поверхность дороги. Это истирание происходит наиболее интенсивно при пробуксовке и торможении колес автомобиля.

Кроме того, шины подвергаются во время работы сильному нагреву, что также уменьшает их стойкость.

Вследствие этого шины, применяемые для скоростных автомобилей, должны быть очень высокого качества.

Требования к качеству шин увеличиваются по мере возрастания скорости автомобилей, ввиду этого ниже отдельно рассматриваются вопросы, связанные с использованием шин для серийных и гоночных автомобилей.

Шины для серийных автомобилей

Для серийных легковых автомобилей, принимающих участие в спортивных соревнованиях, применяют обычные стандартные шины, а также специальные шины улучшенного качества.

Обычные стандартные шины, применяемые для автомобилей «М-20», размером 6,00—16 (модель И-77) показали достаточную стойкость лишь при скоростях 115— 120 км/час. При более высоких скоростях движения были случаи разрыва покрышек и происходил значительный износ протектора.

На автомобилях ЗИМ со стандартными шинами размером 7,00—15 при скорости движения порядка 135 км/час происходило отслаивание протектора от подушечного слоя. То же явление наблюдалось и на автомобилях ЗИС-110 со стандартными шинами при скорости порядка 140 км/час.

Основной недостаток стандартных шин заключается в том, что при толстом слое протектора на него действуют большие центробежные силы, а также происходит сильный нагрев. Нагрев протектора способствует его отслаиванию и приводит к увеличению температуры воздуха, заключенного в камере. В результате внутреннее давление в шине значительно повышается и вследствие недостаточной прочности происходит разрыв камеры и покрышки.

Применение шин обычной конструкции с протектором из натурального каучука не дает хороших результатов, что подтверждается примером автомобиля ЗИС-110, имеющего покрышки из натурального каучука.

При уменьшении толщины протектора по беговой дорожке до 4—5 мм значительно улучшается стойкость шин.

Для выяснения стойкости шин при больших скоростях движения во Всесоюзных автомобильных соревнованиях 1952 г. были произведены наблюдения за состоянием шин. Эти наблюдения производились технической комиссией с участием представителей Научно-исследовательского института шинной промышленности. При этом учитывались радиальная нагрузка на шину, пробег шины до начала соревнований, внутреннее давление в шине и обработка протектора.

Согласно существующим правилам, на автомобилях, принимающих участие в скоростных соревнованиях, должны ставиться новые шины (не подвергавшиеся ремонту) с пробегом не более 5000 км. Шины должны быть выпущены не более чем за год до начала соревнований.

Перед стартом все шины подвергались наружному осмотру и производился замер внутреннего давления; немедленно после финиша производился вторичный осмотр с замером внутреннего давления в шине и температуры покрышки. Температура измерялась в зоне подпротекторного слоя посередине беговой дорожки специальным пирометром.

В табл. 21 приведены средние значения радиальной нагрузки на шины.

При дистанции соревнований в 500 км и высоких средних скоростях движения автомобилей результаты полученных наблюдений являются весьма показательными для оценки качества шин.

В табл. 22 приведены данные о шинах 5,00—16, установленных на автомобилях «Москвич», а в табл. 23 — о шинах 6,00—16, установленных на автомобилях М-20.

На основании данных соревнований можно сделать ряд выводов по применению различных типов шин для серийных автомобилей и спортивных автомобилей типа ЗИС-112.

1. Максимальная средняя скорость движения автомобилей «Москвич» (табл. 22) колебалась в пределах 110— 113 км/час. При такой скорости, так же как и при более низких скоростях (100—110 км/час), все шины с указанными выше данными прошли дистанцию 500 км без повреждений (одна покрышка вышла из строя из-за пореза боковины глушителем). Температура покрышек составляла 40—45° С, что является допустимым для пневматических шин. Повышение внутреннего давления в среднем составляло 0,2—0,3 кг/см². Заметного износа протектора шин по беговой дорожке не наблюдалось.

Таким образом, шины 5,00—16 модели И-88 можно применять на автомобилях «Москвич», участвующих в длительных скоростных соревнованиях.

Низкие температуры покрышек и незначительное повышение 'внутреннего давления указывают на возможность использования шин 5,00—16 модели И-88 на автомобилях «Москвич» при более высоких скоростях, чем 113 км/час.

2. Из 26 автомобилей М-20 (табл. 23), участвовавших в гонках на дистанцию 500 км, 15 автомобилей были снабжены специальными шинами 6,00—16 маркировки А-3, три автомобиля имели на передних колесах специальные шины маркировки А-3, а на задних колесах стандартные шины 6,00—16 и, наконец, 8 автомобилей имели на передних и задних колесах стандартные шины 6,00—16.

Специальные шины маркировки А-3 имели начальное внутреннее давление от 3 до 4 кг/см². В стандартных шинах начальное внутреннее давление было 2,5—3,5 кг/см².

Максимальная (средняя) скорость движения автомобилей М-20, достигнутая на дистанции 500 км, составила 130—143 км/час.

Из 66 специальных шин маркировки А-3 только одна шина имела повреждение (отслоение протектора на длине 300—350 мм). У остальных шин повреждений не наблюдалось. Покрышка, на которой произошло отслоение протектора (автомобиль № 24), использовалась ранее в скоростных соревнованиях и имела перед стартом приблизительно 700 км пробега; эта покрышка была изготовлена в апреле 1951 г.

Температура покрышек А-3 была 65—70° Ц. Такая температура допустима при эксплуатации пневматической шины. Повышение внутреннего давления шин А-3 составляло в среднем 0,3—0,4 кг/см². Заметного износа протектора шин А-3 по беговой дорожке не наблюдалось.

Таким образом, специальные шины 6,00—16 маркировки А-3 соответствуют требованиям, предъявляемым к шинам автомобилей М-20, участвующих в скоростных соревнованиях.

Один из автомобилей (№ 13) сошел с дистанции из-за разрыва камеры шины переднего колеса. Камера вышла из строя в месте ремонтной заплатки. Это подтверждает необходимость строгого соблюдения технических правил, запрещающих применение на гоночных автомобилях камер, подвергавшихся ремонту.

Из 30 стандартных шин размером 6,00—16 за время соревнований 6 полностью вышли из строя, четыре имели разрыв каркаса и две — отслоение протектора.

Серьезные повреждения стандартных шин показывают, что их не следует использовать для соревнований, в которых скорость движения автомобилей может превышать 115—120 км/час.

3. Средняя скорость автомобиля ЗИС-112 составляет 156,5 км/час. При такой скорости, указанной выше радиальной нагрузке на колесо и начальном внутреннем давлением, равном 4,0 кг/см², все шины размера 7,50—16 модели М-24 маркировки Т-30 прошли дистанцию 500 км без повреждений. Износ (истирание) протектора также составил сравнительно небольшую величину — беговая дорожка1 оказалась изношенной по высоте протектора в среднем на 1,5—2 мм.

Температура покрышки 7,50—16 в центре массива беговой дорожки была 55° Ц. Указанная температура значительно ниже опасного предела температур пневматической шины (100—120° Ц).

Внутреннее давление шины после прохождения всей дистанции увеличилось на 0,3—0,6 кг/см².

Таким образом, шины 7,50—16 маркировки Т-30 (обточенные) полностью удовлетворяют требованиям движения автомобиля ЗИС-112 при эксплуатационном режиме гонок на дистанции 500 км. Низкая температура покрышки и незначительное повышение внутреннего давления дают возможность предполагать, что шины 7,50—16 маркировки Т-30 должны устойчиво работать продолжительное время и при скоростях выше 150—160 км/час.