"полозьевые", "коньковые" шины
Классы МПК: | B60C11/18 в форме ленты, например металлические гребни, резиновые полоски повышенной сопротивляемости к износу B60C11/00 Протекторы шин; рисунок протектора; вставки, предотвращающие проскальзывание (буксование) |
Патентообладатель(и): | Сизин Святослав Прокопьевич (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2013-09-20 публикация патента:
27.07.2016 |
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к зимним шинам для транспортных средств. Основным элементом конструкции является резинокорд с V-образными канавками наружной поверхности, контактирующей с дорогой. Шина содержит на наружной поверхности протектора стальные полозья, расположенные под углом к вертикальной оси шины. Достигается повышение сцепления шин с обледенелой дорогой за счет сил трения, возникающих в области контакта стальных полозьев с дорожным полотном. 6 ил.
Формула изобретения
Зимняя шина для транспорта, основным элементом конструкции которой является резинокорд с V-образными канавками наружной поверхности, контактирующей с дорогой, отличающаяся тем, что содержит на наружной поверхности протектора, контактирующего с дорогой, стальные полозья, расположенные под углом к вертикальной оси шины, позволяющие включить в механику прямолинейного движения транспорта реактивные силы, возникающие при врезании полозьев в полотно обледенелой дороги.
Описание изобретения к патенту
1. Область применения
Нижеприведенную конструкцию зимних шин предлагается использовать в автомототехнике.
Возможно применение данных конструктивных узлов и в других отраслях транспорта, эксплуатирующегося в зимних условиях или на дорогах, аналогичных зимним.
2. Уровень техники по применению зимних шин
Основной трудностью в эксплуатации транспорта в зимних условиях является проскальзывание колес на обледенелой дороге (снижение «сцепления» шин с дорогой).
Для снижения негативного влияния обледенения дорог на эксплуатационные характеристики транспорта применяются в основном 2 способа:
2.1 применение реагентов, позволяющих увеличить силу трения колеса с дорогой,
2.2 оснащение транспорта шипованными шинами, позволяющими увеличить «зацепление» колес с обледенелой дорогой.
3. Описание предлагаемой конструкции
Предлагаемая конструкция зимних шин предусматривает наличие на наружной поверхности «полозьев», расположенных под углом 15-60 градусов к вертикальной оси наружной поверхности шины колеса (фигура № 3 и № 4 поз. № 2).
Угол расположения «полозьев» (угол фигура № 6) зависит от скоростных и весовых характеристик, требующихся для данного типа транспорта.
При малой весовой нагрузке и требующихся высоких скоростных характеристиках для данного типа транспорта угол - минимален;
При высокой весовой нагрузке на шину и не требующихся больших скоростях - угол максимален.
При движении транспорта, кроме силы трения в месте контакта шины с дорогой, возникает реактивная сила отталкивания (силы R1 и R2 фигура № 6), действующая на (врезающиеся в ледяной покров дороги) установленные на шине «полозья» (фигура № 6 поз.2).
Это позволит получить «коньковый» эффект (аналогичный бегу на коньках), что не только повысит «сцепление» шин с обледенелой дорогой, но и позволит выполнять движение транспорта с более высокой скоростью (по сравнению с обычными всесезонными и «шипованными» шинами).
Принципиальная схема сил, воздействующих на шину при движении транспорта, приведена в графической части (фигура № 6, проекции сил R1 и R2 в осях X и Y).
4. Отличие предлагаемых шин от аналога
В качестве аналога взята зимняя шипованная шина Кама Euro-518 (фигура № 1 и № 2).
Технические данные шины приведены в графической части (фигура № 1).
В отличие от аналога, у которого «шипы» служат в основном для увеличения «сцепления» (уменьшения проскальзывания колеса на дороге), предлагаемые в конструкции шины «полозья» не только повышают «сцепление» шины с полотном дороги, но и позволяют использовать скольжение полоза по обледенелой дороге («коньковый» эффект).
Принцип работы «полоза» аналогичен, как для спортивного конька:
4.1 полоз под действием силы тяжести, приходящейся на элемент колеса, врезается в лед, тем самым увеличивая «сцепление» шины с полотном обледенелой дороги,
4.2 при вращении колеса врезаемый в лед «полоз» движется прямолинейно по дороге (то есть скользит),
4.3 наличие ряда «полозьев» на поверхности шины, расположенных в виде «елочки», позволяет сделать процесс «конькового» скольжения непрерывным,
4.4 при торможении колеса на врезаемом в лед «полозе» создается постоянная «реактивная» сила, направленная против силы тяги, действующей на колесо, которая вместе с силой трения резины шины, контактирующей с полотном дороги, позволяет выполнить торможение транспорта.
Тем самым остановка транспорта происходит быстрее.
У аналога при торможении на шину действуют постоянная сила трения резины контактирующего с полотном дороги участка ее и периодически возникающая реактивная сила (направленная против силы тяги, действующей на колесо) от вступающих в контакт с поверхностью дороги шипов.
Количество «полозьев», устанавливаемых на шину, зависит от скоростных и весовых характеристик данного вида транспорта. Минимальное число «полозьев» определяется исходя из следующих параметров:
1. Контакт с поверхностью дороги осуществляется одним «полозом».
2. Весовая нагрузка на шину должна быть такой, чтобы «полоз» позволял выполнять скольжение по дороге без лишнего углубления «полоза» в полотно дороги (отсутствие эффекта «завязывания» конька на рыхлом льду).
3. Максимальное количество устанавливаемых «полозьев» и ширина «полоза» должна обеспечивать выполнение следующих условий:
3.1 расстояние между «полозьями» и глубина заделки их в шины (исходя из прочностных и пластических свойств резины) должны обеспечивать работу их без «вылетания» «полоза» из шины, в том числе и при наезде на неровности дороги,
3.2 суммарная ширина «полозьев», контактирующих с дорогой в данный момент, не дает проваливаться им в полотно дороги до эффекта «завязывания» конька на рыхлом льду.
5. Диапазон применения предлагаемых шин
Зимние «коньковые» шины предлагается использовать для любого вида транспорта, работающего в условиях обледенелого полотна дороги
Краткое описание чертежей
Графическая часть представлена на 7 листах:
1. Фигура № 1 и № 2 - технические параметры аналога (шипованная зимняя шина Кама EURO-518), взятые из интернета.
2. Фигура № 3 - общий вид «полозьевой» («коньковой») шины представлен в виде схематичной аксонометрической фигуры.
3. Фигура № 4 - вид сверху на «коньковую» шину.
4. Фигура № 5 - принципиальная схема установки стальных «полозьев» в резинокорд шины.
5. Фигура № 6 - схема действия сил на «полоз», установленный в шине, Приведена принципиальная схема основных сил, действующих на «полоз» во время движения транспорта, отображенная с применением принципов кинетостатики.
Расшифровка условных обозначений, используемых в чертежах:
- угол установки «полоза» относительно оси симметрии шины (по ширине ее);
R1 - реактивная сила, действующая на «полоз» № 1;
R2 - реактивная сила, действующая на «полоз» № 2;
Fт - сила тяги двигателя;
Rx; Ry - проекция реактивных сил на оси X и Y;
Fx; Fy - проекции суммарной силы, действующей на колесо при движении транспорта, на оси X и Y;
1 - резинокорд шины;
2 - стальной «полоз»;
3 - V-образные канавки протектора;
4 - стальной шип.
Fx=R1x+R2x+Fт
Fy=R1y+R2y
Класс B60C11/18 в форме ленты, например металлические гребни, резиновые полоски повышенной сопротивляемости к износу
Класс B60C11/00 Протекторы шин; рисунок протектора; вставки, предотвращающие проскальзывание (буксование)
пневматическая шина (варианты) - патент 2529574 (27.09.2014) | |
зимняя шина с улучшенным тяговым усилием на заснеженных поверхностях - патент 2529569 (27.09.2014) | |
шина с улучшенным протектором - патент 2529041 (27.09.2014) | |
шина, коронная зона которой имеет придающий жесткость усилитель - патент 2527590 (10.09.2014) | |
пневматическая шина для транспортных средств - патент 2526713 (27.08.2014) | |
пневматическая шина - патент 2526573 (27.08.2014) | |
пневматическая шина - патент 2525187 (10.08.2014) | |
пневматическая шина - патент 2524522 (27.07.2014) | |
пневматическая шина - патент 2523539 (20.07.2014) | |
протектор шины, содержащий несколько слоев износа - патент 2521899 (10.07.2014) |