Шины для дорожных и спортивных мотоциклов (Брудный Р.М.) - часть 3

 

  Главная      Учебники - Разные     Шины для дорожных и спортивных мотоциклов (Брудный Р.М.) - 1976 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     1      2      3      4      ..

 

 

Шины для дорожных и спортивных мотоциклов (Брудный Р.М.) - часть 3

 

 

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СООТНОШЕНИЯ НАГРУЗОК И ДАВЛЕНИЙ ДЛЯ ДОРОЖНЫХ ШИН

Таблица 10

Обозначение шин

95—484(3,75—19)

80—484(3,25—19)

90—459(3,50—18)

90—405(3,25—16)

65—484(2,50—19)

65—405(2,50—16)**

60—484(2,25—19)**

Нагрузка на шину, кгс

310

280

260

240

220

200

180

160

140

120

100

80

60

Давление в шине*, кгс/см

2

2,6

2,4

2,2

2,6

2,6

2,0

2,4

2,4

1,8

2,2

2,2

1,7

2,0

2,0

1,6

1,8

1,8

2,0

1,5

1,7

1,7

1,8

2,0

1,5

1,5

1,6

1,8

1,4

1,6

1,5

2,0

2,0

1,6

1,6

1,2

1,3

* Величины давления даны для шин с четырехслойным каркасом. Для шин с двухслойным каркасом давление не-

обходимо увеличить на 0,3 кгс/см

2

.

** Шины всегда выпускаются с двухслойным каркасом.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

О выборе давлений для спортивных шин рассказано

ниже.

Нагрузка. Каждая шина рассчитана на определен-

ную нагрузку. Эксплуатация шин при нагрузках, пре-

вышающих максимально допустимые, значительно со-

кращает срок их службы. При перегрузке шин увеличи-

ваются напряжения в нитях корда, быстрее наступает

усталость каркаса и других деталей покрышки.

Перегрузка шин сопровождается увеличением интен-

сивности износа протектора, повышенным разогревом

шины. Увеличение температуры шины способствует по-

вышению износа протектора и падению прочности

шины.

Повышение давления в перегруженных шинах для

уменьшения радиального прогиба приводит к еще боль-

шему напряжению каркаса и уменьшению запаса его

прочности.

Типичные дефекты разрушения шин при их перегруз-

ке: разрушения боковины в зоне наибольшей деформа-

ции, разрывы каркаса — диагональные, крестообразные,

отслоение протектора и расслоение каркаса.

При перегрузке шин возрастают потери мощности

на качение мотоцикла, увеличивается расход топлива,

ухудшается управляемость мотоцикла.

Следовательно, максимального пробега шин можно

добиться только при эксплуатации их без перегрузки.

Методы вождения. Методы вождения мотоцикла ока-

зывают существенное влияние на долговечность шин.

Современные дорожные мотоциклы — очень дина-

мичный вид транспорта. Они обладают высокой макси-

мальной скоростью, очень «приемисты», т. е. быстро на-

бирают скорость при разгоне, оборудованы эффектив-

ной системой тормозов. Если еще учесть, что мотоцик-

летные шины работают в гораздо более жестких усло-

виях по сравнению с шинами легковых автомобилей, то

становится совершенно очевидным, что только рацио-

нальное и правильное использование динамических воз-

можностей мотоцикла может обеспечить максимальный

пробег шин.

Поскольку износ рисунка протектора — основная

причина выхода мотоциклетных шин из эксплуатации,

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

необходимо прежде всего рассмотреть, как методы вож-

дения влияют на износ шин.

Влияние скорости движения. Ранее было указано, что

износ протектора шин происходит из-за проскальзыва-

ния элементов рисунка относительно дороги. Испытания

показали, что интенсивность износа протектора прямо

пропорциональна скорости движения мотоцикла. Это

объясняется тем, что при увеличении скорости качения

колеса возрастает скорость проскальзывания элементов

рисунка протектора в зоне контакта. С увеличением

скорости повышается температура протектора, что так-

же способствует более интенсивному износу.

При движении мотоцикла по радиусу проскальзы-

вание элементов рисунка происходит не только в окруж-

ном, но и в боковом направлении (явление бокового

увода), т. е. на поворотах интенсивность износа возрас-

тает, особенно на мотоциклах с коляской.

Следовательно, чем меньше скорость движения мо-

тоцикла на прямолинейных участках и особенно на по-

воротах, тем меньше износ шин.

Трогание с места и торможение. При резком трога-

нии с места и быстром наборе скорости проскальзыва-

ние элементов рисунка протектора в контакте (в силу

перераспределения касательных сил) значительно воз-

растает. Мощности современных мотоциклов в сочета-

нии с передаточным числом трансмиссии позволяют при

трогании с места подводить к ведущему колесу мото-

цикла крутящий момент, который вызовет пробуксовку

колеса. В этом случае износ протектора шины особенно

интенсивен, так как при трогании с места с пробуксов-

кой шины очень быстро и сильно разогреется про-

тектор.

Очень интенсивное торможение также является при-

чиной значительного увеличения проскальзывания про-

тектора в контакте и, следовательно, износа шины. Наи-

более жесткое для шины с точки зрения износа — это

торможение на юз, так как при этом значительная часть

энергии трения скольжения переходит в тепло и вызы-

вает местный нагрев протектора. В зоне контакта про-

исходит осмоление резины с одновременным интенсив-

ным абразивным износом элементов рисунка протекто-

ра, а на дороге остается черная полоса — слой резины.

Местный износ протектора, который происходит в ре-

60

зультате торможения колеса на юз, приводит к тому,

что при последующей эксплуатации в момент торможе-

ния повышается вероятность юза шины на том же уча-

стке, что в конце концов приводит к местному прежде-

временному полному износу протектора. Этому способ-

ствует также появление дисбаланса шины.

Необходимо отметить, что торможение на юз не

только не самое эффективное, но и часто бывает при-

чиной заноса мотоцикла и его опрокидывания.

Таким образом, наиболее благоприятно с точки зре-

ния уменьшения износа шин мягкое трогание с места и

плавное торможение при одновременном пользовании

ножным и ручным тормозом — случай самого эффек-

тивного торможения.

Дорожные и климатические условия. Долговечность

шин в значительной степени зависит от качества и со-

стояния дороги.

Широкие эксплуатационные испытания показали, что

наибольший пробег обеспечивают шины, эксплуатирую-

щиеся на дорогах с твердым покрытием —асфальт и

асфальтобетон. На дорогах этой группы наименьший

процент шин, вышедших из строя вследствие механиче-

ских повреждений. Однако интенсивность износа на

них не одинакова и зависит от структуры дорожного по-

лотна. Асфальт крупнозернистой структуры с наполни-

телем в виде мелко дробленного гравия вызывает более

интенсивный износ шин. На гравийных, щебенчатых и

грунтовых дорогах несколько увеличивается процент

выхода шин из строя по механическим повреждениям

и повышается износ за счет увеличенного проскальзыва-

ния шины из-за меньшего коэффициента сцепления. На

дорогах всех категорий, находящихся в неудовлетвори-

тельном состоянии, долговечность шин еще меньше.

Существенное влияние на износ шин оказывает

рельеф местности. На дорогах, имеющих большое ко-

личество поворотов, крутых подъемов и спусков, приме-

няются более интенсивные, чем на равнинных дорогах,

торможение и разгоны, чаще шина катится при значи-

тельном боковом скольжении и т. п. Поэтому износ шин

на горных дорогах выше, чем на равнинных.

Климатические условия также влияют на износ шин.

Поскольку повышенное теплообразование в шине сио-

61

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

cобствует увеличению износа, больше будут изнаши-

ваться шины в районах с более высокой температурой

воздуха. По этой же причине летом шины изнашивают-

ся быстрее, чем зимой.

При эксплуатации мотоциклов на заснеженных до-

рогах, так как очень незначительно трение в контакте,

шины почти не изнашиваются.

Техническое состояние мотоцикла. Большое влияние

на долговечность шин оказывает техническое состояние

мотоцикла.

В первую очередь это относится к мотоциклу с ко-

ляской, который, являясь двухколейным экипажем,

имеет одно ведущее колесо. Поэтому для лучшей управ-

ляемости мотоцикла колесо коляски устанавливается с

некоторым развалом по отношению к вертикальной оси

и схождением по отношению к продольной оси мото-

цикла, как это показано на рис. 28. Таким образом, даже

в случае прямолинейного движения мотоцикла с ко-

ляской шина колеса коляски работает с заданным уве-

личенным проскальзыванием элементов протектора в

зоне контакта.

Если колесо коляски будет установлено с большим,

чем это предусматривается, схождением, то значительно

увеличится интенсивность проскальзывания элементов

рисунка и, следовательно, износ шины. Увеличение схож-

дения колеса коляски может привести к преждевремен-

Рис. 28. Развал мотоцикла и схождение колеса коляски

62

ному, иногда через 3000—4000 км, износу шины. При-

знак большого схождения — ухудшение управляемости

мотоцикла (мотоцикл «тянет» в левую сторону). Увели-

чение развала колеса коляски приводит к неравномер-

ному одностороннему износу шины.

Значит, во избежание преждевременного износа шин

коляску мотоцикла необходимо устанавливать строго

по инструкции завода.

Не менее важна правильная установка заднего коле-

са на мотоцикле с цепной передачей (как одиночки, так

и с коляской). В отличие от мотоцикла с карданной пе-

редачей, на мотоцикле с цепной передачей при регули-

ровке натяжения цепи возможна неправильная уста-

новка заднего колеса за счет некоторого разворота оси

колеса. В этом случае плоскость заднего колеса не сов-

падает с направлением движения мотоцикла, шина ра-

ботает с постоянным уводом, вследствие чего резко

увеличивается износ протектора. Следовательно, после

регулировки натяжения цепи необходимо убедиться в

том, что плоскости переднего и заднего колес совпа-

дают.

Большое значение для равномерного износа шин по

профилю и окружности имеет состояние обода колеса.

Эллиптический обод вызывает неравномерный износ

шин по окружности. Шина колеса, имеющего боковое

биение обода, неравномерно изнашивается по про-

филю.

Неравномерный износ может появиться из-за значи-

тельного дисбаланса колеса, поэтому рекомендуется ба-

лансировать колесо вместе с шиной. Такая балансиров-

ка (статическая) заключается в нахождении наиболее

тяжелой точки и уравновешивании ее грузом в точке,

расположенной по отношению к «тяжелой» под углом

180° (наматыванием изоляционной ленты или проволоки

на спицы колеса и т. п.).

В некоторых случаях неудовлетворительное техни-

ческое состояние мотоцикла бывает причиной выхода

шин из строя по механическим повреждениям. К ним

относятся случаи задевания шины за ходовую часть мо-

тоцикла (например, за выступающие болты крепления

щитков колес при срабатывании амортизаторов и т. п.).

Исключительно вредно действует на шины масло,

которое часто попадает на них при подтекании сальни-

63

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ков двигателя, передней вилки, сальников карданной

передачи или разбрызгивается цепью. При этом в пер-

вую очередь происходит разрушение покровной резины

боковины шины. Однако масло может попасть и на

протектор. Шашки протектора под действием масла

размягчаются, и эксплуатация на такой шине становит-

ся небезопасной, так как резко падает коэффициент

сцепления шины с дорогой. Аналогичное влияние оказы-

вает на шины бензин и другие горюче-смазочные ма-

териалы, поэтому следует тщательно оберегать шины

от попадания на них нефтепродуктов при эксплуатации

мотоцикла.

Перестановка шин. Мотоциклетные шины в зависи-

мости от того, на каком колесе они установлены, рабо-

тают в различных условиях по нагрузке и воздействию

на них внешних сил.

В наиболее неблагоприятных условиях по сумме

факторов находится шина заднего колеса мотоцикла.

Кроме радиальной нагрузки (на заднее колесо прихо-

дится до 60% общей нагрузки) на шину заднего колеса

действует крутящий и тормозной моменты, а также, в

случае мотоцикла с коляской, — боковая сила.

Шина переднего колеса подвержена действию ра-

диальной нагрузки и тормозного момента. Боковая си-

ла, действующая на переднее колесо, сравнительно

невелика. На шину колеса коляски действует только ра-

диальная нагрузка и боковая сила. Различный харак-

тер и величина сил, действующих на шины мотоцикла

(в зависимости от места их установки), приводят к то-

му, что величина и направление касательных сил в зоне

контакта неодинаковы.

Следствием этого является различная по колесам

интенсивность проскальзывания. Очевидно, наибольше-

му износу подвержена шина заднего колеса, наименьше-

му — переднего, шина колеса коляски (при условии

правильной ее установки) имеет среднюю интенсивность

износа. При эксплуатации мотоцикла без перестановки

шин по колесам полный износ протектора произойдет

в первую очередь у шины заднего колеса мотоцикла, в

то время как износ шин переднего колеса и колеса ко-

ляски не достигнет и 50%.

Для обеспечения равномерного (в среднем) износа

протектора и одновременного выхода всего комплекта

64

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

шин из эксплуатации, т. е. для получения максимально

возможного пробега комплекта шин на мотоцикле, не-

обходимо периодически перестанавливать шины по ко-

лесам. Испытания показали, что наиболее рациональ-

но делать перестановку шин через каждые 2000—

3000 км пробега.

На рис. 29 приведена схема перестановки шин для

мотоцикла-одиночки и с боковым прицепом.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ШИН СПОРТИВНЫХ МОТОЦИКЛОВ

Влияние шин на эксплуатационные качества

мотоцикла. Выбор шин для мотоцикла

Один из главных вопросов при подготовке мотоцикла

К соревнованиям — это выбор шин, которые необходимо

установить на мотоцикл. Решение его зависит от многих

факторов: мощности двигателя, передаточного отноше-

ния от двигателя к заднему колесу, веса и конструкции

мотоцикла, веса гонщика, характера трассы и т. п.

Основные характеристики шины, определяющие эк-

сплуатационные качества мотоцикла, следующие: раз-

мер (габариты), тип рисунка протектора и конфигура-

ция профиля. Учитывая, что лучшие эксплуатационные

качества мотоцикла достигаются обеспечением шинами

максимального сцепления с дорогой при любом положе-

нии мотоцикла, идеальной была бы шина, обладающая

таким рисунком протектора и профилем, которые ис-

ключали бы проскальзывание и снос мотоцикла относи-

тельно дороги.

Однако условия работы шин на спортивных мото-

циклах очень разнообразны, поэтому рассмотрим под-

робнее влияние шин на эксплуатационные качества мо-

тоцикла.

Шины для кросса и многодневных соревнований. В

настоящее время существует следующая классификация

кроссовых и многодневных мотоциклов (по рабочему

объему двигателя): классы до 50 см

3

, до 125 см

3

, до

175 см

3

, до 250 см

3

, до 350 см

3

, до 500 см

3

 и до 750 см

3

.

Эксплуатационные характеристики мотоцикла в ос-

новном зависят от мощности двигателя.

06

Одна из важнейших характеристик мотоцикла — это

его динамика — качество, зависящее от мощности и ха-

рактеристики двигателя И передаточного отношения

трансмиссии, т. е. от величины крутящего момента

М

кр

, подводимого к заднему колесу. Величина М

 кр

должна быть больше момента сопротивления М

с

 каче-

нию шины по грунту и в то же время не должна его

значительно превышать, т. е. М

кр

с

.

В случае, если крутящий момент меньше момента

сопротивления (М

кр

с

), мотоцикл не сможет тро-

нуться с места, а если крутящий момент много больше

момента сопротивления (М

  к р

> М

с

) , то движение мото-

цикла будет сопровождаться постоянной пробуксовкой

колеса, что также снижает динамику мотоцикла, его

устойчивость и управляемость.

Величина момента сопротивления зависит в первую

очередь от площади контакта шины с грунтом, нагрузки

на шипу, а также от момента инерции колеса с шиной

и характера грунта.

Площадь контакта при прочих равных условиях (на-

грузка на колесо, характер грунта и т. п.) определяется

шириной протектора, т. е. габаритами шины.

В случае, если шина большего размера, чем допус-

кает мощность двигателя, мотоцикл резко снизит свои

динамические качества. Если же шина меньшего разме-

ра, то наряду с ухудшением динамики значительно сни-

жается проходимость мотоцикла, так как постоянная

пробуксовка колеса и более высокие удельные давления

в зоне контакта шины с дорогой приводят к тому, что

мотоцикл «проваливается», особенно в мягкий грунт

(песок, грязь и т. п.).

Таким образом, решающее значение для обеспечения

хороших эксплуатационных качеств мотоцикла имеет

правильный выбор размера шины.

Однако современные кроссовые трассы по рельефу и

характеру грунта очень различны. В настоящее время

наиболее часто кроссы проводятся на «твердых» трас-

сах — твердый или каменистый грунт, песчаных, тра-

вянистых или заснеженных (зимние кроссы).

Такая «специализация» трасс практически исклю-

чает возможность успешного использования на различ-

ных трассах шин одного размера. Поэтому спортсмен

в каждом отдельном случае, в зависимости от характе-

5*

67

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

pa трассы, Должен варьировать как размером шин, так

и типом рисунка протектора (речь идет о мотоцикле

одной мощности — кубатуры).

Целесообразно на твердых и каменистых трассах

применять шины большого (в пределах запаса мощно-

сти мотоцикла) размера. Такая шина, обладая доста-

точной площадью контакта и, следовательно, сцепле-

нием с грунтом, обладает большей энергоемкостью,

т. е. лучше (чем шина меньшего размера) поглощает

динамические нагрузки, повышает устойчивость мото-

цикла, предохраняет обод колеса от деформации. На

твердых трассах рекомендуется устанавливать шины,

рисунок протектора которых состоит из прямоугольных

шашек.

На песчаных и других мягких трассах у шин значи-

тельно увеличивается контакт с грунтом, вследствие

чего возрастает М

с

. Нагрузка на двигатель увеличи-

вается, что может привести к ухудшению динамики мо-

тоцикла. В таких случаях нужно установить шину не-

сколько меньшего размера и одновременно снизить в

ней (по сравнению с твердой трассой) внутреннее дав-

ление. Это позволит, сохранив динамику мотоцикла,

уменьшить удельное давление на грунт, а значит, избе-

жать «проваливания» заднего колеса. Практика пока-

зала, что на мягких трассах хорошо зарекомендовали

себя шины с комбинированным эластичным рисунком —

прямоугольные шашки по центру беговой дорожки и

конические по сухарям.

На зимних, заснеженных трассах, коэффициент сцеп-

ления шины с дорогой резко снижается. Поэтому на

зимних кроссах целесообразно устанавливать на мо-

тоцикл шины максимально большого (по возможности

двигателя) размера, с очень эластичными элементами

рисунка протектора, что дает возможность повысить

сцепление со скользким грунтом с помощью увеличе-

ния площади контакта.

До сих пор речь шла о шинах, устанавливаемых на

заднее колесо мотоцикла. Требования, предъявляемые

К шине переднего колеса, несколько иные и опреде-

ляются условиями его работы.

Шина переднего (ведомого) колеса должна обеспе-

чивать хорошую управляемость мотоцикла, и устойчи-

вость на поворотах, хорошо «держать дорогу», препят-

68

ствовать боковому сносу,

иметь возможно меньшее

сопротивление качению.

Перечисленные эк-

сплуатационные качества

шины переднего колеса

обеспечиваются несколь-

ко более скругленным

профилем и, значит, прак-

тически постоянным по

величине контактом с до-

рогой; меньшей шириной

профиля; хорошей само-

очищаемостью рисунка

протектора.

Для лучшей управ-

ляемости и уменьшения

сопротивления качению

радиус качения шины

переднего колеса должен

быть не меньше, чем у

шины заднего колеса, т. е.

Рис. 30. Качение шины по твер-

дому грунту

В связи с этим из-за

меньших геометрических

размеров профиля попе-

речного сечения посадоч-

ный диаметр шин перед-

НЕГО КОЛЕСА НА 2-3

больше, чем у шины зад-

него колеса.

Большое значение для шин кроссовых мотоциклов

имеет их способность к самоочищению рисунка протек-

тора, поскольку от этого зависит проходимость мото-

цикла.

Поэтому необходимо более подробно рассмотреть

характер качения шин по грунту.

Качение шины по твердому грунту. Деформация

почвы практически отсутствует. Сцепление шины с

грунтом и передача крутящего момента осуществляется

главным образом за счет сил трения в зоне контакта

(рис- 30).

69

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Качение шины по грунту с твердым, основанием, и

рыхлым верхним слоем. Под действием радиальной на-

грузки шина вдавливается в рыхлый слой грунта

(рис. 31). При этом происходит уплотнение (сжатие)

слоя в зоне контакта. Допустим, что при вдавливании

шины элементы рисунка, раздвигая и уплотняя рыхлый

слой, входят в контакт с твердым грунтом.

Сцепление шины с грунтом совершается с помощью

двух видов сил: сил трения и плоскости контакта и сил

зацепления, возникающих при взаимодействии элемен-

тов рисунка протектора с грунтом.

При вдавливании шины в грунт сжатие слоя проис-

ходит как по внешнему периметру контакта, так и внут-

ри контакта (между элементами рисунка протектора).

Часть грунта выдавливается под зоны контакта в сто-

роны по поперечным канавкам — между рядами элемен-

тов рисунка. Оставшийся в зоне контакта уплотненный

грунт сцепляется (прилипает) с элементами рисунка.

Под действием крутящего момента (случай ведущего

колеса) при вращении колеса срезается грунт, заклю-

ченный между элементами рисунка, относительно слоя,

находящегося в плоскости контакта.

Участок протектора шины, выходящий из контакта,

захватывает срезанный грунт, находящийся между

элементами рисунка и прилипший к ним.

Вращение колеса вызывает действие на прилипший

к шине грунт центробежной силы.

Если величина центробежной силы больше сил сцеп-

ления прилипшего грунта с шиной, то грунт выбрасы-

вается из межшашечного пространства, т. е. шина са-

моочищается.

Если большую величину имеют силы сцепления,

шина не самоочищается и рассматриваемый участок

протектора, проделав полный оборот, входит в контакт,

практически не имея грунтозацепов. Из-за отсутствия

сил зацепления сила сцепления шины с грунтом значи-

тельно уменьшается и величина ее зависит только от

сил трения.

В этот момент тяговая сила па ведущем колесе мо-

жет превысить силу сцепления, что приводит к пробук-

совке колеса. Пробуксовка колеса сопровождается уве-

личением скорости его вращения (за счет уменьшения

70

момента сопротивления) и, следовательно, увеличением

центробежных сил.

Если увеличение центробежных сил недостаточно для

преодоления сил сцепления прилипшего грунта с ши-

ной и рисунок не очистится, то мотоцикл будет дви-

гаться за счет сил трения и только в том случае, когда

тяговая сила, ограниченная по величине силой трения

в контакте, окажется больше сил сопротивления движе-

нию. Если для преодоления сопротивления движению

потребуется большая тяговая сила и эта тяговая сила

превысит силу трения, колесо будет полностью пробук-

совывать и движение мотоцикла прекратится.

Однако даже при очищении протектора при увели-

ченном числе оборотов колеса вследствие некоторой

пробуксовки скорость движения мотоцикла значительно

уменьшается, ухудшается приемистость, управляемость

и т. и.

Очень важно, чтобы при самоочищении протектора

отрывающиеся от шины частицы грунта не попадали

под крыло колеса. Иначе грунт может прилипнуть к

крылу и забить пространство между крылом и шиной,

что приведет к дополнительным потерям мощности на

трение между шиной и прилипшим грунтом и значи-

тельно ухудшит управляемость мотоциклом.

При забивании протектора грунтом масса последнего

зависит от объема межшашечного пространства, т. е.

от глубины рисунка протектора и расстояния между

элементами. Чем больше этот объем, тем больше будет

масса грунта и, следовательно, при постоянной скоро-

сти вращения колеса больше будет центробежная сила:

где G

r

 — масса грунта;

V — окружная скорость вращения колеса;

R —радиус шины.

Таким образом, способность шины самоочищаться

зависит при постоянной скорости движения и опреде-

ленных механических свойствах грунта от разрежен-

ности и глубины рисунка протектора, т. е. чем более

разрежен рисунок (меньше, его насыщенность) и выше

его элементы (шашки), тем лучше будет самоочищать-

ся шина.

71

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

С точки зрения самоочищаемости шина переднего

колеса находится в худших условиях, чем шина заднего

колеса. Это объясняется тем, что при качении ведомого

(переднего) колеса величина центробежных сил, дей-

ствующих на застрявший между элементами рисунка

грунт, зависит только от поступательной скорости мото-

цикла. Необходимо отметить, что действующая на пе-

реднее колесо толкающая сила может вызвать при низ-

ком коэффициенте трения в контакте и большом со-

противлении качению явление проскальзывания, при ко-

тором окружная скорость шины оказывается значитель-

но меньше скорости поступательного движения мото-

цикла, то есть, сравнивая скорости переднего и заднего

колеса, получим:

Управляемость мотоцикла резко снижается, появ-

ляется опасность заноса и падения мотоцикла.

Значит, допуская примерно равную массу грунта,

прилипшего к протектору передней и задней шин и

близкие радиусы качения, получим сравнительную спо-

собность самоочищаемости шин переднего и заднего

колес:

где G

r

 — масса прилипшего к шине грунта;

Vпер —окружная скорость вращения переднего

колеса;

Vзадн —окружная скорость вращения заднего ко-

леса;

R

 пер

 —радиус качения шины переднего колеса;

R

  з а д н

 — радиус качения шины заднего колеса.

Большое влияние на способность протектора к само-

очищаемости и сцеплению с рыхлым грунтом оказывает

расположение и конфигурация элементов его рисунка.

Практика показывает, что наиболее эффективно ра-

ботают в мягких грунтах шины, элементы рисунка ко-

торых расположены рядами (в плоскости поперечного

сечения шины) и имеют форму усеченного конуса или

пирамиды, т. е. наклонные боковые грани. Это объяс-

няется тем, что при вдавливании в мягкий грунт такие

элементы рисунка создают более высокие удельные дав-

ления, вследствие чего глубже проникают в рыхлый

слой и быстрее входят в контакт с твердым грунтом.

Кроме того, элементы рисунка с наклонными гранями

способствуют более интенсивному выдавливанию сжи-

маемого грунта (эффект клина) в пространство между

рядами шашек, а оттуда — в стороны от зоны контакта.

Плотность сжимаемого в контакте грунта здесь будет

несколько ниже, чем, например, при рисунке с прямыми,

в шахматном порядке расположенными элементами.

Следовательно, силы сцепления прилипающего грунта с

шиной и между частицами грунта уменьшаются. Зна-

чит, для очищения рисунка потребуется меньшая

центробежная сила, т. е. самоочищаемость улучшается.

Качение шины по глу-

бокому рыхлому грунту.

В этом случае, как и в

предыдущем, сцепление

шины с грунтом осу-

ществляется за счет сил

трения и зацепления. Од-

нако при качении шины

по глубокому мягкому

грунту силы зацепления

имеют большее значение,

так как элементы рисун-

ка не входят в контакт с

твердым слоем грунта

(рис. 32). В то же время

общая сила сцепления

здесь меньше.

Наличие большой тяговой силы на колесе и, соот-

ветственно, больших касательных сил в контакте при-

водит к тому, что шина начинает пробуксовывать и

зарывается в грунт. Самоочищение рисунка вызывает

только более интенсивное «зарывание» шины. В то же

время сопротивление движению увеличивается.

Поэтому для движения по мягкому грунту необхо-

димо не только самоочищение рисунка протектора, но

и как можно большая площадь контакта шины с грун-

том. Увеличения контакта можно достигнуть значитель-

ным снижением давления воздуха в шине.

При большой площади контакта снижается удельное

Рис. 32. Качение шины по глубо-

кому рыхлому грунту

72

73

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

давление на грунт, шина меньше «проваливается» и «за-

рывается».

Хотя при снижении давления в шине потери на каче-

ние в ней увеличиваются, общее сопротивление движе-

нию за счет меньшего «проваливания» уменьшается.

Кроме того, глубина колеи и степень сжатия грунта

при «проваливании» шины зависят от времени дефор-

мации грунта. С увеличением скорости качения время

деформации грунта и, следовательно, глубина колеи

будет меньше, а значит значительно уменьшится сопро-

тивление движению и улучшится самоочищаемость

шины.

При движении мотоцикла по мягкому грунту заднее

колесо катится по грунту, предварительно несколько уп-

лотненному передним колесом. Поэтому заднее колесо

испытывает несколько меньшее сопротивление движе-

нию.

В целях снижения сопротивления движению перед-

него колеса с одновременным улучшением тяговых воз-

можностей мотоцикла целесообразно максимально сни-

зить радиальную нагрузку на переднее колесо и увели-

чить ее на заднем колесе. Нагрузка, приходящаяся на

заднее (ведущее) колесо, называется  с ц е п н ы м ве-

сом Q

с ц

.

Взаимное влияние на пробуксовку тяговой силы и

нагрузки на ведущее колесо можно оценить коэф-

фициентом сцепного веса К:

К= Р

т

 / Q

сц

где К— коэффициент сцепного веса;

Р

т

 —тяговая сила;

Q

c u

—сцепной вес (нагрузка на ведущее колесо):

При отсутствии пробуксовки колеса коэффициент К

равен коэффициенту сцепления. Значит, увеличением

Q

c u

 можно увеличивать силу тяги до максимального

значения при минимальной пробуксовке, т. е. улучшать

проходимость мотоцикла.

Так, одним из приемов улучшения проходимости мо-

тоцикла за счет увеличения сцепного веса является сме-

щение центра тяжести мотоцикла в сторону заднего

колеса. Это достигается тогда, когда спортсмен, исполь-

зуя удобную компоновку мотоцикла, при движении сме-

74

щается назад. Но наиболее наглядно, когда этим прие-

мом пользуются спортсмены на мотоцикле с коляской:

для увеличения сцепного веса спортсмен, постоянно на-

ходящийся в коляске, перемещает свой вес на заднее

колесо мотоцикла.

Качение шины по сухому песку и сухому снегу. При

«проваливании» шины уплотнения и прилипания к шине

песка и снега не происходит, шины самоочищаются

очень хорошо, однако легко «зарываются». Коэффи-

циент буксования очень высок.

В связи с этим улучшить сцепные качества шины

можно только путем снижения удельных давлений в

контакте, т. е. уменьшением давления воздуха и приме-

нением шин с большой площадью контакта.

Все сказанное выше о шинах для кросса практиче-

ски целиком может быть принято при выборе шин для

многодневных соревнований. Некоторое отличие заклю-

чается в том, что на многодневных соревнованиях от

шины требуется, кроме хороших эксплуатационных ка-

честв, довольно высокая долговечность. Если длина

кроссовой трассы составляет в среднем 20—30 км, то

на многодневных соревнованиях шина должна выдер-

жать около 1500—2000 км пробега. Кроме того, трасса

многодневных соревнований имеет большие участки до-

рог с различным качеством покрытия, в том числе с

булыжным и асфальтированным. Следовательно, шины

должны не только обеспечивать необходимые эксплуа-

тационные качества при движении по бездорожью, но

и иметь хорошее сцепление с твердым покрытием.

В связи с этим на мотоцикл для многодневных со-

ревнований целесообразно устанавливать шины несколь-

ко большего размера (по сравнению с тем же классом

кроссового мотоцикла) для увеличения сцепления с до-

рогой, большей сопротивляемости динамическим на-

грузкам и повышения долговечности.

Учитывая, что двигатели спортивных мотоциклов под-

вергаются дополнительной форсировке самими спорт-

сменами с целью увеличения мощности и степень фор-

сировки, а следовательно, максимальная мощность дви-

гателей в одном классе мотоциклов бывает различной,

дать строгие рекомендации по комплектации мотоцик-

лов шинами довольно трудно. В табл. 11 приведены

ориентировочные рекомендации по установке шин на

75

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Таблица 11

ХАРАКТЕРИСТИКИ СПОРТИВНЫХ ШИН МОТОЦИКЛОВ ДЛЯ

КРОССА И МНОГОДНЕВНЫХ СОРЕВНОВАНИЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Обозначение

шины

70—534

(2,75—21)

75—534

(3,00—21)

85—484

(3,25-19)

90—484

(3,50—19)

95—484

(3,75—19)

Модель

Л-171

Л-172

Л-131

Л-175

Л-96

Габаритные размеры

шины

наруж-

ный диа-

метр, мм,

±5

694

705

670

684

693

ширина про-

филя, мм, +3

по бо-

ковине

67

70

83

88

95

по ри-
сунку

85

90

94

110

113

Масса

шины
(с ка-

мерой)

не бо-

лее, кг

5,05

5,80

6,55

6,85

7,30

Максимальная

нагрузка и со-

ответствующее

ей давление

нагруз-

ка на

шину,

кгс

115

120

180

180

210

давле-

ние в

шине,

кгс/см

2

1,4

1,4

1,8

1,6

2,0

Макси-

маль-

ная

ско-

рость,

км/ч

100

120

120

120

120

Обозначение

обода

40Е Х 534

(1.6Е Х 21)

47В X 534

(1.85ВХ21)

47В X 484

(1,85В X 19)

55В X 484

(2,15В X 19)

55В X 484

(2.15В Х 19)

Применение

класс мо-

тоцикла,

смЗ

50—175

250—500

125—175

750

350

750

750

на какое

колесо
устанав-

ливается

Переднее

Переднее

Заднее

Переднее

Заднее

Переднее

Заднее

Продолжение

85—459

(3,25—18)

100—459

(3,75—18)

100—459

(3,75—18)

115—459

(4,25—18)

Л-231*

Л-229

Л-230*

Л-217А*

632

663

667

688

80

92

93

106

105

120

120

132

5,50

7,00

7,00

8,20

100

110

125

165

1,2

1,2

1,2

1,2

110

130

130

130

47В X 459

(1.85ВХ18)

55В X 459

(2Д5В Х 18)

53В X 459

(2Д5В Х 18)

55В X 459

(2.15В Х 18)

50—125

175—500

175—500

250—750

Заднее

Заднее

Заднее

Заднее

* Готовится к серийному производству.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Мотоциклы дли кросса и многодневных соревнований 8

зависимости от класса двигателей.

Шины для шоссейно-кольцевых гонок. Классифика-

ция мотоциклов для шоссейно-кольцевых гонок практи-

чески не отличается от классификации мотоциклов для

кроссовых и многодневных соревнований: классы до

50 см

3

, до 125 см

3

, до 175 см

3

, до 250 см

3

, до 350 см

3

,

до 500 см

3

, до 650 см

3

.

Двигатели гоночных мотоциклов имеют более высо-

кую мощность, чем двигатели кроссовых мотоциклов (в

одних и тех же классах), а характер трассы позволяет

развивать на гоночных мотоциклах очень высокие ско-

рости.

В свою очередь максимальная скорость мотоцикла и

его способность к быстрому разгону в значительной сте-

пени зависят от размера применяемых шин.

Учитывая, что мотоцикл движется за счет силы тяги

Р

т

 , возникающей под действием подводимого к ведуще-

му колесу крутящего момента М

кр

 и зависящей от ра-

диуса качения R

K

 (следовательно, от размера шины),

рассмотрим тяговый баланс мотоцикла.

При движении по прямой с некоторым ускорением об-

щее сопротивление движению мотоцикла будет равно

сумме сопротивлений:

Р

общ

 = Р

д

 + Р

в

 + Р

р

 ,

где  Р

д

— сопротивление дороги;

Р

в

— сопротивление воздуха;

Р

р

— сопротивление разгону.

Поскольку все сопротивления движению мотоцикла

преодолеваются тяговым усилием на ведущем колесе,
уравнение тягового баланса будет иметь вид:

Р

т

 = Р

общ

 = Р

д

 + Р

в

 + Р

р

В случае установившегося движения (движение без

ускорения) получим:

Р

т

 =Р

д

+ Р

в

 ,

Р

д

 = Р

т

 - Р

в

(избыточная сила тяги).

На рис. 33 в координатах Р— V дан график избыточ-

ной силы тяги. Из графика видно, что максимальное

78

значение сопротивления движению соответствует наи-

большему значению избыточной силы тяги (точка а

касания прямой Р

д

 и кривой Р

т

Р

в

). Координаты

точки а дают максимальные значения скорости движе-

ния и величины избыточной силы тяги.

Рис. 33. Характер графика избыточной силы тяги

Очевидно, величина избыточной силы тяги будет

иметь максимальное значение (при постоянных усло-

виях движения — обтекаемость мотоцикла, сила ветра

и т. п.) при наибольшем значении тягового усилия на

ведущем колесе.

Ранее было показано:

где М

кр

— крутящий момент на колесе;

R

K

 — радиус качения шины;

где Мдв—крутящий момент на коленчатом валу дви-

гателя;

i

K

 —передаточное отношение коробки передач;

i

 г

 — передаточное отношение главной передачи;

n — к. п. д. силовой передачи.

79

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

где n

д в

—число оборотов коленчатого вала двигателя.

Допустим, что мотоцикл имеет мощность двигателя

N

дв

, развивает максимальную скорость V

макс

 при числе

оборотов двигателя  п

д

, причем в этом случае тяговое

усилие на ведущем колесе Р

т

 .

При установке на этот же мотоцикл на заднее (ве-

дущее) колесо шины большего размера (по диаметру)

увеличится радиус качения R

K

 . Крутящий момент М

кр

в этом случае сможет развить силу тяги Р

т

 <Р

т

 и, сле-

довательно, снизится максимальная скорость движения.

Установка же шины меньшего размера приводит к

появлению запаса избыточной силы тяги, поэтому мак-

симальной скорости можно достигнуть, но увеличением

числа оборотов двигателя. Однако в этом случае обо-

роты двигателя могут превысить свое максимально до-

пустимое значение, что вызовет его разрушение. Кро-

ме того, большой запас избыточной тяговой силы при-

водит к повышенному проскальзыванию в зоне контак-

та шины с дорогой, а следовательно, к ухудшению ус-

тойчивости мотоцикла.

Если при установке меньшей по размеру шины оп-

тимальные динамические параметры мотоцикла можно

восстановить изменением (уменьшением) передаточных

отношений коробки перемены передач (КПП) — i

к

 и

главной передачи — i

г

, то при установке шины боль-

шего размера изменением передаточного числа можно

восстановить только максимальную скорость.

Большое влияние на динамические качества мотоцик-

ла, особенно на его приемистость, оказывает масса

шины.

При разгоне мотоцикла общая сила сопротивления

разгону равна сумме сил:

80

где а — ускорение мотоцикла;

G — масса колеса с шиной, приведенная к ободу;

D — диаметр колеса, приведенный к ободу.

Из формулы видно, что масса шины существенно

влияет на величину силы, определяющей ускорение вра-

щения колес. Чем меньше масса шины, тем меньше по-

требуется сила Р

 и, значит, меньше будет общее со-

противление разгону.

Таким образом, из вышеизложенного ясно, что га-

бариты и масса шин оказывают существенное влияние

на динамические качества мотоцикла. Особенно важно

это для гоночных мотоциклов. В табл. 12 даны основ-

ные характеристики шин мотоциклов для ШКГ и реко-

мендации по их применению.

6—560

81

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Таблица 12

ХАРАКТЕРИСТИКИ СПОРТИВНЫХ ШИН МОТОЦИКЛОВ ДЛЯ ШКГ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Обозначение

шины

65—484

(2,50—19)

75—484

(3,00—19)

75—484

(3,00—19)

85—484

(3,25—19)

100—405*

(3,75—16)

Модель

Л-168

Л-169

Л-170

Л-179

Л-222

Габаритные

размеры

наруж-

ный диа-

метр,

мм,  + 5

620

643

643

663

600

ширина

про-

филя,

им,  ± 3

60

75

76

84

108

Масса

шины

(с ка-

мерой)

не бо-

лее, кг

3,95

4,50

4,50

5,15

5,40

Максимальная

нагрузка и со-

ответствующее

ей давление

нагруз-

ка на

шину,

кгс

110

130

130

135

165

давле-

ние в

шине

кгс/см2

2,0

2,0

2,0

2,0

2,5

Макси-

маль-

ная
ско-

рость,

км/ч

160

170

170

170

190,0

Обозначение

обода

40Е Х 484

(1.6Е Х 19)

47В X 484

(1.85В Х 19)

47В X 484

(1.85В Х 19)

47В X 484

(1.85В Х 19)

70С Х 406

(2.75С Х 16)

Применение

класс мо-

тоцикла,

смЗ

50—125

125—175

175—350

350

350—650

с коляс-

кой

на какое

колесо ус-

танавли-

вается

Переднее
заднее

Заднее

Переднее

Заднее

Любое

* Готовится к серийному производству.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Некоторые особенности эксплуатации

спортивных шин

Условия эксплуатации спортивных шин существенно

отличаются от эксплуатации дорожных шин. Очень вы-

сокие скорости движения, частые интенсивные торможе-

ния и разгоны, а следовательно, передача шиной боль-

ших тормозных и крутящих моментов, постоянные за-

носы мотоцикла — все это приводит к значительному

по величине и практически постоянному проскальзыва-

нию шины относительно дороги. Вследствие столь ин-

тенсивного проскальзывания очень быстро изнашивается

рисунок протектора шин для ШКХ и кросса.

Испытания показали, что шины для ШКХ, например,

на мотоцикле с коляской выходят из эксплуатации по

износу в среднем через 150—300 км пробега, т. е. их

срок службы меньше пробега дорожных шин в 100—

200 раз. В большинстве случаев спортивные шины сни-

мают с эксплуатации, не допуская полного износа ри-

сунка протектора. Это объясняется следующим.

Во-первых, эксплуатация шин для ШКХ на высоких

скоростях и особенно по влажному покрытию требует на-

дежного сцепления шины с дорогой. При износе рисун-

ка выше 80% сцепные качества значительно ухудшают-

ся и, следовательно, эксплуатация станрвится небезопас-

ной, так как значительно увеличивается вероятность за-

носа мотоцикла на повороте или юза при торможении.

Во-вторых, уже при незначительном износе кромок

элементов рисунка эксплуатационные качества кроссовой

шины несколько снижаются. При износе рисунка 60—

70% эксплуатационные качества шин значительно

ухудшаются, так как вследствие уменьшения высоты

шашек и скругления их граней снижается сцепление ши-

ны с грунтом, колесо больше буксует, из-за чего дина-

мика мотоцикла и его проходимость и устойчивость ста-

новятся неудовлетворительными. Такие шины (с боль-

шим износом протектора) целесообразно использовать

только для тренировок начинающих спортсменов.

Все спортивные шины рассчитаны на определенную

радиальную нагрузку, соответствующую техническим па-

раметрам мотоциклов, для установки на которые они

предназначены. Для каждой шины определена величи-

на внутреннего давления, зависящая от нагрузки на

6* 83

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

шину. Однако каждый опытный гонщик индивидуально

корректирует внутреннее давление, исходя из оценки

эксплуатационных качеств мотоцикла. Так, при движе-

нии по мокрому покрытию давление в гоночных шинах

целесообразно снижать на 0,2—0,4 кгс/см

2

. Это дает

возможность, несмотря на некоторое увеличение со-

противления качению, повысить сцепление шины с мок-

рой дорогой.

Во время кросса для улучшения проходимости мо-

тоцикла величина давления в шине изменяется в более

широких пределах и зависит от характера трассы — пе-

сок, мягкий грунт, снег и т. д. Например, в зимнем крос-

се (заснеженная трасса с участками льда) давление в

шинах снижается до 0,8—1,0 кгс/см

2

 — в заднем коле-

се, 0,5—0,6 кгс/см

2

 — в переднем колесе.

В отличие от дорожных шин эксплуатация спортив-

ных шин на пониженном давлении не вызывает выхода

шин из строя из-за разру-

шения каркаса, так как

раньше наступает износ

протектора (каркас «не ус-

певает» разрушиться).

Следует иметь в виду, что

вследствие эксплуатации

спортивных шин при пони-

женном давлении возможно

проворачивание шины отно-

сительно обода. Это проис-

ходит при действии на шину

крутящего и тормозного мо-

ментов. При проворачива-

нии шины вентиль камеры

втягивается внутрь, что

приводит к его вырыву и

быстрой потере давления.

В целях предотвращения проворачивания для за-

крепления шины на ободе используются специальные

приспособления — «барашки». Схема установки «бараш-

ка» показана на рис. 34.

«Барашек» состоит из «пятки», имеющей конфигу-

рацию, близкую к профилю обода, и резьбового стерж-

ня. «Барашек» заводится внутрь покрышки при монта-

же. При затягивании гайки «пятка» распирает борта

84

Рис. 34. Схема установки «ба-

рашка»:

1— борта шины; 2 — обод;

3 — «барашек»; 4 — зажим-

ная гайка

покрышки и надежно прижимает их к ободу. Для

уменьшения дисбаланса колеса «барашек» закрепляют

напротив вентиля камеры.

Необходимо отметить, что даже при эксплуатации

шин при нормальном давлении вследствие некоторого

уменьшения давления при отсутствии «барашка» может

также происходить проворачивание шины относительно

обода. Учитывая это, во избежание вырыва вентиля це-

лесообразно контргайку, прижимающую вентиль к обо-

ду, или не устанавливать вообще, или навернуть ее

только на первые нитки резьбы корпуса вентиля.

УХОД ЗА ШИНАМИ,

ИХ РЕМОНТ И ХРАНЕНИЕ

ДЕМОНТАЖ И МОНТАЖ ШИН

При эксплуатации мотоцикла довольно часто возникает

необходимость демонтажа и монтажа шин — при за-

мене или ремонте камеры, замене покрышки, ремонте

колес, перестановке шин по колесам (если колеса не-

взаимозаменяемы) и т. п. Для этого в комплекте ин-

струмента мотоциклов всех марок имеются специальные

шиномонтажные лопатки — монтировки (рис. 35), часто

дополнительно используют молоток.

Рис. 35. Монтировки, применяемые для монтажа мотоциклет-

пых шин

§5

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     1      2      3      4      ..