Прокол шины низкого давления

Опубликовано: 26.04.2024

Такие колёса требуются не только владельцам рамных джипов. Они устанавливаются даже на легковые авто, ведь дают возможность значительно улучшить проходимость и предупреждают погружение в топях и грязи. Эти покрышки выпускаются в основном без камер, чтобы легче переносить тяжёлые условия и проще ремонтироваться. Данная резина больше напоминает какие-то подушки, но именно это и является их главным преимуществом — минимальное давление на грунт и превосходный внедорожный эффект.

Камерные шины с низким давлением выпускаются всё реже, так как они не так комфортабельны при езде и существенно тяжелее. Но при этом они меньше подвержены деформациям на скорости или во время маневра, прочнее на механические нагрузки.

Для чего нужны, и где используются

Покрышки этого типа имеют большую площадь контакта с землёй, что позволяет им преодолевать сложные участки. Их конструкция максимально полно подстраивается под форму препятствий, как бы «обволакивая» их. Это делает резину незаменимой в определённых сферах деятельности, например, сельскохозяйственной. Земля от неё не трамбуется при движении техники.

Им отдают предпочтение охотники, рыбаки и военные. Колёса с низким давлением применяются в геологоразведке. Они устанавливаются на технику, которая ездит по каменистым дорогам, болотам и грязи.

Конструкция и свойства

Напор воздуха в таких шинах зачастую составляет не больше 1 атмосферы. За счёт увеличения ширины контакта с дорогой, нагрузка равномерно распределяется между всеми колёсами, и машина свободно преодолевает мягкий снег, глину и песок.

Несмотря на универсальность этой резины, к ней могут быть предъявлены разные требования. К примеру, для тракторов и другой сельскохозяйственной техники должна быть обеспечена мизерная нагрузка на почву, а для военных машин большее значение имеет повышенная проходимость и лучшее преодоление сложных участков пути.

Основной принцип их конструкции основан на увеличении объёма и понижении давления. В результате улучшается плавучесть, амортизационные свойства резины, и появляется возможность легко проходить снег и грязевые грунты. Протектор такой покрышки имеет всего два рисунка: спортивные «шашечки» и грязевая «ёлочка».

Преимущества и недостатки

Преимущества бескамерных шин низкого давления:

поднимается клиренс автомобиля, ведь такие шины большого размера;
улучшается сцепление с дорогой, вес машины равномерно распределяется даже на бездорожье;
благодаря применению грузозацепов, улучшается качество сцепления при прохождении дорог с мягкой почвой.

К тому же использование колёс этого типа никак не нарушает экологию. При прохождении лесистой зоны на стандартных колёсах дороги постепенно разрушаются. Оснащённая же бескамерными аналогами самая тяжёлая техника практически не оставляет на земле следов.

Однако шины с низким давлением имеют минусы перед обычными покрышками:

кузов и подвеску автомобиля приходится конструктивно модернизировать;
они практически не подходят для эксплуатации по асфальту, так как резина без давления быстрее стирается;
склонны к деформациям из-за слабой боковины без твёрдого плеча;
из-за верхнего сдвига центра тяжести снижается показатель устойчивости авто, появляется риск опрокидывания;
эти шины опасны на высокой скорости, так как приводят к скорому износу всей подвески;
они хуже сцепляются с диском, требуют разработки добавочных крепежей, предупреждающих прокручивание резины.

Необходимо максимально грамотно подбирать к ним дисковый профиль, учитывать тип грунта, высоту протектора. Приходится уделять много времени подбору, который правильнее доверить специалистам, а это лишние затраты. Таким образом, без должных навыков и знаний всех тонкостей резины этого типа автомобиль будет сложно и дорого эксплуатировать.

Существующие виды

Колёса с низким давлением могут отличаться в зависимости от своего конкретного предназначения. Ниже приведены все типы данных покрышек.

Арочные

Они самые распространённые, имеют большую высоту профиля. Могут ставиться на ведущую ось и значительно улучшают проходимость ТС. Форма арочная, основное предназначение — тяжёлые дороги (рыхлый снег, болота). Монтируются только на задних осях грузовой техники, используются как сезонные покрышки.

Отличия этой шины — поперечное арочное сечение с переменной кривизной и низкими бортами. Каркас выполнен из прочного полиамидного корда, толстослойный, с низким сопротивлением на изгиб. Величина радиальной деформации у такой резины в два раза выше, чем у аналогов. Арочные шины редко оснащаются грунтозацепами на всю ширину профиля. Как правило, специальный пояс из одного или нескольких зацепов располагается посередине протектора. Благодаря этому уменьшается износ резины при движении по бездорожью. Преимуществами этого вида колёс являются большая ширина и малый показатель давления.

Торроидные

Бывают с камерой и без. Чаще всего ставятся на спортивные автомобили. Также эксплуатируются и повседневно. Ширина профиля средняя.

Торроидные разновидности в России делаются в основном самостоятельно. Они стоят дешевле остальных аналогов, поэтому наиболее применимы среди частных автолюбителей.

Широкопрофильная резина

Предназначена для машин с большой грузоподъёмностью, форма овальная. Преимущество — высокая сопротивляемость к качению. Устанавливается на транспортные средства, вынужденные ездить по тяжёлым дорогам. Из особенностей также можно выделить малый показатель давления на почву, что улучшает пружинистость и мягкость хода подвески даже на неровных покрытиях. Именно поэтому широкопрофильные разновидности покрышек популярны в сельском хозяйстве.

Минусом такой резины, как и всех колёс низкого давления, можно назвать чрезмерную восприимчивость к асфальту. Поэтому автовладельцу приходится возить с собой два типа шин и две запаски.

Пневмокатки

Это шины с грузозацепами, значительно улучшающие показатели проходимости. Самый прочный вариант среди аналогов, с высоким эксплуатационным ресурсом. Пневмокатки получены из высокоэластичной резины, отличаются низкой грузоподъёмностью и быстрым износом на обычных дорогах. Зато по эластичности превосходят все типы покрышек раза в четыре на бездорожье. Протектор в таких колёсах либо полностью отсутствует, либо имеет небольшую высоту грунтозацепа.

Рейтинг ТОП-3 лучших колес низкого давления для вездехода

Широко распространены три модели такой продукции. Стоят они около 20 тыс. рублей.

Трэкол

Даная фирма уже больше 10 лет занимается производством автомобилей и колёс. Хотя сам производитель указывает, что слабым местом внедорожников Трэкол являются шины, пользователи считают их лучшими в мире. Это благодаря универсальной системе крепления, предотвращающей перекручивание корда.

Трэкол — шины бескамерные. Рисунок протектора — комбинация поперечно-продольных впадин или просто «шашечка».

Авторос

Компания эта довольно молодая, существует на рынке около 5 лет. За это короткое время, благодаря качественной продукции, считается лидером по выпуску шин низкого давления. Устанавливаются колёса на вездеходы «Шаман», производимые фирмой Авторос.

Эксперты называют эти покрышки качественными ввиду нескольких преимуществ:

небольшая масса вкупе с надёжностью;
красота дизайна и улучшенные тягово-сцепные свойства;
простота установки и прочность крепления на диске;
совместимость с различными авто и хорошая сопротивляемость механическим повреждениям;
возможность работать без давления;
красивый и качественный рисунок протектора самоочищающегося типа.

Вектор 4х4

Данная фирма также занимается выпуском вездеходов, производя их на базе автомобилей УАЗ, «Нива», Mitsubishi. Специалисты компании ещё занимаются тюнингом и производством авто по частным проектам, без использования серийных разработок.

Выпуск колёс — отдельная производственная ниша Вектор 4х4. Продукция подходит как на свои автомобили, так и на любые другие внедорожники.

Как сделать ободрыши из покрышек своими руками

Главным фактором высокой проходимости машины являются покрышки. Качественные шины низкого давления стоят дорого, многим они не по карману. Нередко найти их бывает сложно, приходится ждать специального заказа. Всё это вынуждает автолюбителей самостоятельно изготавливать аналоги. Работа эта трудная, требует внимания и терпения, но результат невероятно обрадует. Ободрыши своими руками — один из готовых самодельных продуктов.

Помимо цены, они имеют и другие преимущества перед купленными колёсами:

прекрасно сцепляются с любой дорожной поверхностью, снижая вероятность аварий;
весят меньше, поэтому подходят и для двигателей легковых авто;
имеют большую площадь, за счёт чего обеспечивается низкое давление на поверхность, легко преодолеваются зыбучие пески, рыхлый снег.

Старые покрышки трактора или грузовика, а также вертолёта вполне подходят для этих целей. Их нужно ободрать от лишней резины ножом. Перед этим рекомендуется определиться, где будут применяться ободрыши:

на ухабах и деревенских дорогах потребуется протектор с самоочисткой;
в равнинных низинах, болотистых местностях — протектор с заниженными канавками;
на зимней дороге — рисунок с максимально близким расположением «шашечек» между собой.

Таким образом, чтобы получилась настоящая обдирка шин для вездехода, необходимо создать не только покрышку, но и прикрепить её на крепкое металлическое основание.

Ниже приведены основные материалы, которые понадобятся в работе.

Старые покрышки от ГАЗ-66, Краз 255, ЗИЛ 131, авиационной техники. Они не должны иметь испорченную внутреннюю часть, иначе при сдирании наружного слоя образуется дырка.
Технический нож с подменными лезвиями.
Лекало из плотного картона, а лучше из тонкого металлического листа.
Мел или маркер для обводки.
Прочные зажимы — можно использовать рихтовальные, по кузову. ручная или автоматическая. Она нужна для натягивания частей протектора, которые будут обрезаться.

Далее, нужно вырезать лишнюю резину сверху и на боках, убрать посадочные стержни и внутренний слой.

Вот как делается обдирка шин:

покрышка тщательно промывается от грязи, высушивается;
на лекале (шаблоне) создаётся будущий рисунок протектора и переносится на изделие;
делается надрез по внутренней части колеса и вырезается небольшой участок, чтобы вытащить проволоку;
через полученное «окошко» снимается проволока крюком от лебёдки — покрышку следует крепко зафиксировать зажимами;
после снятия проволоки нужно сделать надрезы по всей границе окружности, отмеченной маркером;
отслоенную резину вытянуть и ободрать с помощью лебёдки;
шаг за шагом сдирать другие лишние покровы корда;
почистить поверхность наждачкой, при необходимости предварительно отрихтовать молотком.

Камера шины низкого давления готова, теперь остаётся создать новый каркас:

сварить колёсный диск с пластинами;
отшлифовать;
надеть ободрыш на каркас.

Остаётся накачать покрышку и установить на машину. Нельзя забывать, что самодельные колеса низкого давления не рекомендуется эксплуатировать по асфальту и бетону, повышать скорость более 60 км/ч. Кроме того, ободрыши потребуют перестройки конструкции автомобиля.

Самодельные колеса низкого давления

Диски для покрышек-ободрышей несложно изготовить своими руками. Понадобятся средние навыки сварщика и аппарат. Некоторые умельцы используют обычный алюминиевый тазик и пожарный шланг.

Изготавливая диск из металлических дужек, нужно стараться максимально облегчить конструкцию. Чем меньше будет весить колесо, тем легче мотору автомобиля. По аналогии можно взять заводской автомобильный диск, но его нужно доработать — сварить в конструкцию с парой колец и 7-8 соединительных пластин. Острые края обязательно зачищаются, чтобы резина не повредилась во время эксплуатации. Затем заготовка грунтуется несколькими слоями защитной молотковой краски, надёжно уберегающей от коррозии.

В народе шины низкого давления, сделанные своими руками, принято называть болотоходами. Для улучшения вездеходных характеристик они могут дорабатываться зацепами, легко пробивающими верхний размытый дорожный слой и цепляющимися за почву.

Хочу поделиться тем, как я боролся с потерей давления в шинах.
Хотя в ободрышах особого давления и нет, но присутствие воздуха желательно. Собирая покрышки на диски я старался герметизировать привалочные плоскости максимально надежно, герметика не жалел. Колеса давление держали, но не долго. Накачанное с вечера колесо утром было спущено в ноль. Самое интересное, что травила только правая сторона.

Давления в ней хватало на час-полтора. Левая могла продержаться двое суток. Но и это не результат. Нужно исправлять.

Особенно бесила необходимость периодического подкачивания в поездках. Остановились, все пьют чай, наслаждаются пейзажем, а я достаю насос и накачиваю, накачиваю.

В итоге заказываю в конторе "Аквалонг" герметик "Лонгвей". На ютубе многие люди, собравшие машины на ободрышах, используют его для герметизации шин низкого давления и довольны результатом.

Машина дислоцируется на улице, гаража пока нет, тем более отапливаемого. Значит весь процесс герметизации будет на улице.

Решил не обращать на него внимания, одним больше — одним меньше, время уже позднее, высверлю завтра.

Затем откручиваю вентиль и через воронку заливаю эту жижу внутрь колеса. По рекомендациям производителя на мои колеса требуется около 4-5 литров на колесо. Тары такого объема я что-то не нашел, смешивал в трехлитровой банке. Если не хватит — долью еще.
Тем временем как-то похолодало. На панели в УАЗе установлен термометр, подошел посмотреть и охренел.

В ютубе мужики занимались этим действом в теплых гаражах, летом, а я на улице и зимой. Думаю, нихрена не выйдет, залипнет вся эта розовая хрень где-то сбоку, хотя и с тосолом. Короче, замерз я. Хватило меня на два колеса. Залил, закрутил вентиль на фум, накачал в оба по 0,7 и покатал по двору. И покатал, и попереворачивал. Чтобы герметик попал не только на поверхность резины, но и на места примыкания ее к диску и все сварные швы. Было подозрение, что травит через них.
После кувыркания закрепил колеса на свои места.

Утром, первым делом, к машине! И что вы думаете?! ДЕРЖАТ!ДЕРЖАТ, ТВОЮ МАТЬ!

Это очень воодушевило. Держало даже то колесо, в котором я отломил болт на бедлоке. Решил сразу же высверлить обломок и удалить его экстрактором, но тут еще одно приятное — обломок выкручивается!

В одном из походов, двигаясь вдоль заросшего берега озера в поисках потерявшейся дороги наткнулся на бетонную конструкцию, стал ее аккуратно объезжать и раньше необходимого стал поворачивать, заднее колесо при повороте прочертило о металлическую конструкцию, получив при этом поверхностный порез. Этой конструкцией оказался фундамент действовавшего когда-то парома. Осмотр пореза показал, что сквозного отверстия нет, воздух не травит, но нитки корда оголились.

Практически незаметный порез задней шины

Передвигаться с такой травмой шины можно, но не долго, поскольку управляется вездеход бортовым поворотом и на шины идет значительная изгибающая нагрузка. Я это понимал, но как покажет дальнейшая эксплуатация - полностью не оценил последствия такого пореза. Поскольку для качественного ремонта необходимо снимать бортовое кольцо, откручивать шину и разгерметизировать ее от диска, было решено осуществить ремонт малой "кровью" и наклеить латку снаружи колеса.

Самое интересное стало происходить с шиной уже в многодневном походе по онежскому озеру. Поход был очень живописным и водоплавающим, очень много пути преодолевали вплавь по онежскому озеру и через онежский канал.

Водная гладь Шимозера, для справки это карстовое озеро в Вытегорском районе, площадь поверхности — 7,9 км². Высота над уровнем моря в месте, где сделана фотография 218 м. Относится к группе периодически исчезающих карстовых озёр. Исчезает через карстовую воронку, называемую Чёрной ямой. Соединено протокой с Долгозером, впадает Векшручей, Сюрьга. На озере несколько островов, самый крупный — Неростров. По размерам озеро достаточно большое, на берегу есть очень древняя церковь, а точнее две: кирпичная и деревянная. Рядом старое кладбище. Окрестности озера населяли вепсы, сейчас все деревни вокруг озера нежилые.

Преодоление водной глади положительно сказывались на ресурсе травмированной шины и оттягивал все самое интересное, что часто запоминается в походе, а особенно в дали от цивилизации.

Фото онежского озера из салона вездехода.

Дикие пляжи онежского озера

После преодоления водных преград, было большой марш бросок по болоту, а вот в лесном буреломе на шину пошли увеличенные нагрузки и начали образовываться сквозные отверстия, через которые выходил воздух. Сначала проблема решалась установкой промазанных клеем жгутиков, но не надолго.

Большой порез пришлось зашивать проволокой диаметром 2 мм. В идеале необходима обожженая проволока диаметром 3 мм, она позволяет зашить порез и достаточно прочная, хорошо держит нагрузку от бортового поворота.

Тонкая двухмиллиметровая проволока в процессе движения перегибалась и приходилось зашивать шину заново и в новых местах дырявить шилом и расходовать в большом количестве жгутики. Подкачка конечно очень сильно спасала, поскольку при движении по поваленным деревьям и преодолении рек и ручьев шина пропускала воздух в большом обьеме. Не смотря на это, пробег отремонтированной шины проволокой и жгутиками позволили преодолеть около 60 км конкретного лесного бурелома и болот, без сторонней помощи и эвакуации вездехода. Весь путь финиша вездеход преодолел самостоятельно.

Заплыв по озеру с порезанной шиной.

Общий пробег с порезанной шиной составил порядка 400 - 500 км бездорожья.

Колесо было снято с вездехода и стоял вопрос, что лучше сделать купить новое или отремонтировать старое и посмотреть что из этого получиться. Новая шина на тот момент стоила 85 т.р.

Травмированное порезом колесо Шерп

Погрузка на прицеп.

В итоге решено было отремонтировать шину путем установки большой латки с внутренней стороны с вулканизацией травмированного места сырой резиной.

Шина после ремонта

После ремонта прошло 1,5 года эксплуатации и не один поход, нареканий по качеству ремонта нет.

>По статистике все больше автолюбителей покупают машины повышенной проходимости, к примеру, те же джипы или кроссоверы.

Но для поездок по серьезному бездорожью возможностей обычных авто слишком мало – необходим особый транспорт, где установлены шины низкого давления, обладающие лучшей проходимостью. Но что это за конструкция? Можно ли ее сделать своими руками?

Особенности и назначение

Отличительная особенность таких шин – низкий уровень давления. Это, в свою очередь, гарантирует большую площадь соприкосновения и лучшую проходимость.

Автомобиль как будто передвигается на четырех огромных подушках, которым не страшны никакие преграды и бездорожье на пути.

Грязь, болото, пересеченная местность – все это не проблема для колес с низким давлением, не зря многие их называют болотоходы. С момента появления такой резины было проведено множество исследований, и все они лишь подтверждали высокий уровень их КПД.

В среднем пятно контакта покрышек низкого давления с поверхностью составляет около 1/3-1/4 всего диаметра колеса, что гарантирует отличные вездеходные качества.

В качестве отдельных помощников могут выступать специальные зацепы на колесах, которые буквально «въедаются» в поверхность почвы.

Благодаря своим уникальным вездеходным свойствам шины низкого давления активно используются в сельском хозяйстве и при геологической разведке.

Кроме этого, они пользуются популярность у рыбаков, военных и путешественников.

Знают цену таких колес и охотники, тропы которых частенько пролегают по бездорожью. Устанавливаются шины низкого давления на болотоходах, тракторах, специальных вездеходах и авто с индивидуальной конструкцией.

Преимущества и недостатки

Как и все в нашем мире, шины низкого давления имеют ряд преимуществ и недостатков.

Имеют особую конструкцию, что обеспечивает большую площадь соприкосновения с дорогой. Это свойство придает автомобилю по-настоящему вездеходные качества;
Обладают низким удельным давлением и гарантируют минимальную нагрузку на землю. Следовательно, такие колеса можно устанавливать на с/х технику и вездеходы;
Увеличивают общий дорожный просвет автомобиля, что позволяет преодолевать даже самые сложные препятствия (в том числе и водные).

Нельзя не упомянуть и ряд недостатков колес с низким давлением:

Центр тяжести на таком авто находится очень высоко, что снижает устойчивость транспорта на поворотах;
Для установки таких покрышек необходимо быть готовым к ряду переделок в машине и определенным затратам;
С такими колесами на машине о быстрой езде можно забыть;
Чтобы управлять таким авто необходимо обладать особыми навыками;
Изнашивается такая резина на много быстрее, что неизбежно приводит к дополнительным затратам в будущем (уже через несколько лет понадобятся новые колеса).

Основные виды

Шины низкого давления по типу подразделяются на следующие виды.

Обладают повышенной прочностью, стойкостью к механическим нагрузкам, повреждениям и деформации. Их минус – больший вес и меньший комфорт во время движения.

Имеют меньший вес, могут похвастаться большей безопасностью и комфортом. Минус – повышенная опасность деформации во время маневров.

По конструкции бывают

Основное назначение – поездки по бездорожью. Установка производится на ведущую ось.

Диски должны иметь специальную боковую поддержку. Ширина резины до 70 см. Профиль превышает стандартную величину в 2-4 раза.

Такая резина отличается овальным профилем, может работать с различным давлением (чаще всего данный параметр в 1,5-2 раза ниже, чем в обычных колесах).

Их плюсы – низкое сопротивление качению и возможность применения на авто с повышенной грузоподъемностью.

Имеют бочкообразную форму и П-образный профиль. Протектор оборудован невысокими грунтозацепами по всему периметру покрышки, которые повышают проходимость и прочность колеса.

Особенность пневмокатки – отличная эластичность и уникальные внедорожные качества. Этот тип колес с низким давлением отлично подходит для работы в экстремальных и тяжелых условиях.

Минус – плохая стойкость к большой грузоподъемности.

Этот вид шины может выполняться как с камерой, так и без нее. Конструкция имеет усреднённый профиль. При этом диаметр окружности составляет в среднем от 0,95 до 1,15. Высота покрышки равна 70% от ее ширины.

Пользуются особой популярностью у автолюбителей в первую очередь благодаря доступной цене.

Самостоятельное изготовление шин с низким давлением

Многие автолюбители интересуются, бывают ли самодельные шины низкого давления. Как показывают практика, сделать такой тип шин реально. При этом работа выполняется в несколько этапов.

Для начала подготовьте исходный материал, из которого будут делаться покрышки. Лучший вариант – использовать шины от авиационного транспорта.

Их преимущества – повышенная прочность и отличные вездеходные качества. Можно использовать покрышки от вездеходных машин промышленного или сельскохозяйственного назначения.

Снимайте лишнюю резину с боковой части покрышки и непосредственно с протектора. С внутренней части шины убирайте так называемые посадочные сердечники (они будут мешать).

В идеале стоит избавиться и от прорезиненной части основания корда (но здесь главное – не повредить близлежащий слой). При этом чем легче станут покрышки после обработки, тем лучше.

Теперь можно приступать непосредственно к изготовлению шин с низким давлением. Делается это в следующем порядке:

1. Почистите, хорошо вымойте и просушите подготовленную покрышку. С помощью маркера наметьте места, где будут находиться новые надрезы.
2. Пройдите острым ножом по внутреннему периметру колеса. Это необходимо, чтобы убрать ненужную проволоку.
3. Сделайте небольшой «проем» в любом из мест только что прорезанной полосы.
4. Подцепите проволоку с помощью отвертки или любого другого подручного инструмента.
5. Надежно зафиксируйте покрышку таким образом, чтобы можно было подцепить лебедку за проволоку и выдернуть ее.
6. После удаления проволоки подрежьте покрышку по периметру на уровне немного ниже корда. Обязательно зафиксируйте проем (для этой цели можно использовать клещи).thumb]https://autotopik.ru/uploads/posts/2015-02/1422866833_15.jpg[/thumb]thumb]https://autotopik.ru/uploads/posts/2015-02/1422866914_16.jpg[/thumb]
7. Оторвите лишний кусок с помощью той же лебедки.
8. Острым ножом подрежьте оттянутую часть резины.
9. С внешней стороны боков и протекторов шины убирайте основную часть, пока от шины не останется только каркас.
10. Хорошо зачистите поверхность «наждачкой».
11. Теперь соберите сам каркас диска. Для этого приварите к нему пластины (можно использовать трубки) и сварите их между собой.
12. Отшлифуйте заготовку до блеска, чтобы исключить повреждение камеры от необработанных краев диска.
13. Сбортируйте колесо и накачайте покрышку. Перед вами – готовое для новых свершений колесо обладающее нузким давлением.
14. Устанавливайте его на автомобиль и испытывайте в свое удовольствие.

Вывод

Колеса с низким давлением, установленные на авто, открывают новые возможности для любителей бездорожья.

Конечно, на их изготовление придется потратить какое-то время, подыскать необходимые материалы и помучиться с переделкой авто. Но конечный результат обязательно приведет вас в восторг и подарит невероятные впечатления от поездки.

Исследование шин сверхнизкого давления для снегоболотоходов.

Шапиро В.Я. к.т.н..Дмитриев В.Н. инж. Ассоциация «Арктиктранс»
Годжаев З.А. д.т.н., Гончаренко СВ. инж. «Федеральный Исследовательский испытательный центр машиностроения»
(ФИИЦМ)

Повышение проходимости транспортных средств является одной из основных проблем современного транспортного машиностроения. Решение этой проблемы связано главным образом с уменьшением величины удельного давления в контакте движителя с грунтом.

Именно поэтому, в последние десятилетия двадцатого века возникли конструкции легких транспортных средств на базе мотоциклетной и легковой автомобильной техники, называемые вездеходами на пневматиках сверхнизкого давления (каракаты, тундролеты, дутики и т.д.). В качестве движителей, использовались камеры от грузовых автомобилей, самолетов и тракторов. Для увеличения сцепных свойств они оснащались поперечными ремнями с наклепанными грунтозацепами, а для повышения эксплутационной живучести, дополнительной оболочкой из разрезанной по образующей такой же камеры (использовалась как покрышка). Огромное количество таких машин создается и используется до сих пор на необъятных бездорожных просторах России.

Организация промышленного выпуска снегоболотоходов потребовала создания промышленного производства тонкостенных шин, имеющих большую нагрузочную способность, чем камеры. В настоящее время освоено производство различных тонкостенных шин, использующихся как в камерном так и бескамерном вариантах. Наиболее известны шины фирм ТРЭ-КОЛ, АВТОРОС и АРКТИКТРАНС, которые и были использованы для сравнительного анализа их свойств.

В таблице 1 приведены данные производителей трех близких по размерам шин сверхнизкого давления. Внешний вид шин показан на рисунке 1.

Исследования проводились по единым методикам, в сопоставимых условиях на аттестованном испытательном оборудовании «Федерального исследовательского испытательного центра машиностроения».

Лабораторные испытания проводились на универсальном функциональном стенде СИБ - Ш конструкции А.Р.Шабарова с дальнейшей модернизацией осуществленной С.В. Гончаренко (рис. 2). На стенде устанавливалась аппаратура высокой чувствительности с большими коэффициентами усиления. Подвижные части стенда уравновешивались противовесами, что позволило вести измерения параметров процесса от абсолютного «нуля».

Испытания на определение давлений шин на почву проводились в соответствии с ГОСТ 26953 - 86, раздел 3. На подвижный стол стенда устанавливались борта, и в полученную емкость засыпался грунт соответствующий по характеристики мягкому полю, подготовленному под посев. Грунт просеивался через сетку размером ячейки 1,5x1,5 мм, таким образом размер частиц грунта был от 0,06 до 1,5 мм и влажность его не превышала 3%. Это соответствовало утверждениям транспортников: «нога человека проваливается, а шина - едет». Твердость грунта составляла один удар по ударнику ДорНИИ. На глубину 21±1 см устанавливались протарированные мембранные датчики собственной конструкции лаборатории испытаний шин «ФИИЦ М». Датчики устанавливались вдоль продольной оси шины в плоскости ее качения и поперек ее движения. Таким образом снимались продольные и поперечные эпюры давления шин на почву при многократных проездах. Количество проездов устанавливались опытным путем до получения стабильных результатов, но не менее шести заездов в прямом и обратном направлениях.

Результаты испытаний шин на несущую способность на стенде были сведены в таблицу 2. Результаты испытаний шин на удельное давление на мягком грунте приведены на рис. 4. 5 и 6.

Как следует из данных таблицы 2, нагрузочная способность шин при внутреннем давлении воздуха 10 кПа (0,1 атм.), что рекомендуется фирмой ТРЭКОЛ для преодоления участков трассы с малой несущей способностью, не позволяет эксплуатировать эти шины в нормальном режиме (рис. 3).

Образование складок и переход боковины на беговую дорожку ведет к интенсивному износу. Как следует из таблицы 2 при давлении 20 кПа (0,2 атм.) несущая способность увеличивается в 2 раза, но еще не достаточна для нормальной эксплуатации. Только при внутреннем давлении 60 кПа (0,6 атм.) несущая способность вышеуказанной шины и шины 49x23,5-21 «Авторос» достигает 600 кг, которые необходимы для эксплуатации 4-х 6-и и 8-и колесных снегоболотоходов этих фирм в нормальном режиме.

По этому показателю несущая способность шины 1300x700-24" «АРКТИКТРАНС» превышает показатели двух других шин в 1.6-1,8 раза (имеет максимальную несущую способность) что делает возможным ее использование при более низком внутреннем давлении в шине.

Низкое внутреннее давление является определяющим для снижения давления шины на грунт. До проведения настоящего исследования предполагалось, что давление на грунт приблизительно равно давлению воздуха в шине. Однако было установлено, что это не соответствует действительному показателю.

Так при давлении воздуха в шине 10 кПа давление на почву составляет 15-20 кПа а при давлении воздуха 60 кПа давление на почву колеблется от 17 до 39 кПа для всех исследованных шин.

Численные значения удельных давлений шин в зависимости от давления воздуха и нагрузки приведены в таблице 3. На основании таблицы 3 построены графики зависимости давления на мягкий грунт от внутреннего давления воздуха в шине и от нагрузки, см. рис. 4, 5 и 6.

Как следует из этих графиков при повышении нагрузки возникает положение когда при недостаточном внутреннем давлении шина теряет несущую способность, происходит раздавливание шины (точнее потеря ее геометрии). По этому показателю шина 1300x600-21" и шина 49x23.5-21" весьма близки, хотя у последней они несколько лучше. Шина 1300x700-24" имеет значительно более высокую нагрузочную способность. Если у первых двух шин потеря несущей способности происходит при нагрузке 600 кг и внутреннем давлении в шине 15 кПа, то у последней шины это происходит при нагрузке 1000 кг и таком же внутреннем давлении. А при давлении 60 кПа шина выдерживает нагрузку 1200 кг, что в 1.5 раза больше чем заявлено по ТУ. Интересные данные были получены при изучении тягово-сцепных показателей как на твердом, так и на мягком грунте, Сводные данные для мягкого грунта представлены в таблице 4.

Как следует из этой таблицы шины 1 и шины 2 по первым трем показателям весьма близки и отличаются только разницей в предельном буксовании, что объясняется более высокими и более удачно расположенными грунтозацепами последней (рис. I). Максимальная сила тяги шины 1300x700-24" в 1,5 раза выше, а тяговый коэффициент полезного действия выше в 1,27-1,19 раза, что косвенно указывает на более высокий КПД работы шины.

Таким образом, проведенные исследования показали преимущество шины 1300x700-24" (52.2x25,5-24") во всем диапазоне исследований, что также подтверждается отзывами потребителей о практике использования этой шины. Она испытывалась на снегоболотоходах «ПЕТРОВИЧ» (Тюмень), «КЕРЖАК» (Н. Новгород), КБ Старатель (Самара), «ЛЕШИЙ» (Саратов), «ТРОМ» (Сургут) и показала высокие эксплутационные свойства.

В настоящее время результаты исследования используются авторами для создания новых типов тонкостенных шин сверхнизкого давления.

Читайте также: