Конструкции, обеспечивающие длительное движение на поврежденной шине

Для обеспечения длительного движения автомобиля на поврежденной шине или на всех поврежденных шинах к тем характеристикам, о которых говорилось ранее, необходимо добавить новые требования. В части безопасной эксплуатации важно обеспечить безопасность в отношении разрыва шины или выхода из строя колеса, иметь надежное прилегание бортов шины к закраинам обода, шина должна быть бескамерного типа. Нужно, чтобы движение автомобиля происходило без разрушения шины, при отсутствии в ней давления воздуха, на расстояние до 200 км со скоростью не менее 80 км/ч, а для специальной техники при повреждении 100% шин – подвижность техники, пробег до 50 км при скорости до 50 км/ч, с возможностью последующего ремонта шин и колес (при этом размер сквозных отверстий не должен быть более 8 мм, а число таких пробоев – не более 10). Также важно иметь надежную передачу тормозных и тяговых сил; обеспечивать надежное управление автомобилем на сухой, мокрой, обледеневшей и заснеженной дорогах; обладать низким теплообразованием; иметь достаточную сопротивляемость повреждениям боковин и низкую чувствительность к переезду через препятствия (рельсы и т.д.); обладать хорошей ремонтопригодностью и монтажно-демонтажными качествами, особенно в полевых условиях; а также противоминной стойкостью для специальной техники.

Относительно экономичности шина должна иметь низкую себестоимость изготовления, большой срок службы и ходимость, возможность восстановления и малое сопротивление качению. Обеспечить высокую комфортабельность могут надлежащие характеристики упругости и поглощающей способности, оптимальное сопротивление повороту, а также минимальное боковое и радиальное биение. При создании новых конструкций шин и колес, для снижения себестоимости производства и эксплуатации, необходимо применять опережающие технические решения, обеспечивающие снижение массы колеса и теплообразования; новые технологии изготовления и материалы.

Конструкции колес с жесткими опорами

Жесткие опоры могут быть вращающимися и невращающимися. Колесо с вращающейся жесткой опорой состоит, например, из бескамерной шины и секторов, вставленных по отдельности внутрь шины и скрепленных между собой болтами. Герметизация обода осуществляется кольцевым резиновым шнуром, расположенным во впадине между половинками обода. Распорное кольцо удерживает борт шины на полках обода при падении давления воздуха в шине. При падении давления шина садится внутренней поверхностью на опору, которая ограничивает радиальный прогиб шины и воспринимает основную часть нагрузки, действующей на колесо. Для того чтобы уменьшить силы трения между внутренней поверхностью шины и опорой, последняя может вращаться относительно обода на подшипнике скольжения по наружной поверхности распорного кольца.

Для проверки работоспособности такой конструкции были проведены испытания на «нулевом давлении» при полностью отключенной системе регулирования. Испытания проводились по дорогам с асфальтированным покрытием и по грунтовой танковой трассе при скоростях движения от 20 до 40 км/ч. После 30-минутного движения со скоростью 40 км/ч температура в шине достигла 180 ºС. При полном разрушении шины колесо с вращающейся опорой не обеспечивает передачи крутящего момента и возможности движения автомобиля. Кроме того, при подрыве на мине жесткая опора так деформировалась, что колесо не могло вращаться.

Современным зарубежным примером жесткой вставки является металлическое опорное кольцо CSR фирмы «Континенталь», которое монтируется вместе со стандартной шиной на обычный обод. При нормальном движении вставка CSR не оказывает влияния на эксплуатационные свойства автомобиля. В случае потери давления в шине, возможно дальнейшее движение автомобиля с максимальной скоростью 80 км/ч на расстояние до 200 км.

Современные отечественные жёсткие опоры представляют собой металлическую жесткую несущую систему, состоящую из нескольких одинаковых сегментов, расположенных и жестко закрепленных внутри бескамерной шины на ободе. Опорная поверхность сегментов снабжена фиксатором борта шины. Такая система разработана специалистами НИИШП и обладает хорошими монтажными свойствами, а именно – монтаж/демонтаж безопасной системы не требует применения специального оборудования, непродолжителен во времени и лишь незначительно более трудоемок, чем монтаж обычной шины.

Институтом были проведены дорожные испытания безопасной шины для легкового транспорта. Некоторые результаты их представлены в таблице 1. В ходе дорожных испытаний опробовались следующие скоростные режимы: 40, 60, 80, 100 км/ч и более. Максимальная скорость движения испытательного автомобиля составила 120–125 км/ч. Общий пробег в ходе испытаний – более 65 км. Испытания не проводились до разрушения безопасной системы. После 65-ти километров пробега испытания были прекращены. Температура в шашках протектора составила 90 ºС. Это весьма хорошие показатели.