ШИНА ДЛЯ ЛЕГКОГО АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2006 года по МПК B60C11/04 

ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к шине легкового автомобиля, в частности оно относится к шине легкового автомобиля с высокими эксплуатационными характеристиками.

Известны шины автомобилей, имеющие протектор, выполненный с блоками, ограниченными круговыми канавками, проходящими фактически в продольном направлении, и поперечными канавками, проходящими в осевом направлении. Блоки, получающиеся в результате пересечения упомянутых канавок, имеют различные конфигурации, спроектированные соответствующим образом, при этом их располагают в виде смежных, круговых рядов, каждый из которых размещен между двумя последовательными круговыми канавками.

Круговые канавки могут оказывать влияние на свойства шины, обеспечивающие устойчивость в отношении придания ее направления и ее перемещения, препятствуя боковым нагрузкам (скольжению), направленным параллельно оси вращения шины.

В свою очередь, поперечные канавки могут оказывать влияние на тяговые свойства шины, а именно, на ее способность эффективно передавать к поверхности дороги тангенциальные усилия, параллельные направлению перемещения, в течение ускорения или торможения автомобиля.

Круговые и поперечные канавки также могут оказывать влияние на сток воды в зоне, осуществляющей контакт с поверхностью дороги (зоне отпечатка) в течение перемещения по влажной поверхности дороги.

В любом случае наличие поперечных и круговых канавок оказывает влияние на шум, создаваемый при качении шины. Фактически, одна из основных причин шумности заключается в непрерывном и последовательном ударном воздействии кромок блоков на поверхность дороги.

Еще одна причина шумности заключается в утюжке блоками поверхности дороги, когда они входят в зону контакта с поверхностью дороги или покидают эту зону. Такая утюжка по существу происходит вследствие деформации протектора как в том случае, когда шина выпрямляется у поверхности дороги, так и когда шина возвращается в ее вздутое состояние при покидании зоны контакта с поверхностью дороги.

Деформации протектора, когда он входит в контакт с поверхностью дороги или покидает эту зону контакта, создают циклическое изменение канавок, которые определяют границы блоков, а также являющееся результатом этого циклическое действие сжатия и расширения воздуха, захватываемого внутри канавок. Это явление сжатия и расширения воздуха увеличивает шум при качении шины.

Известны различные меры, с помощью которых стремятся ограничить шум, возникающий при качении шины. Одна из этих мер заключается в создании блоков с разными размерами в продольном направлении путем выбора двух или более различных значений шагов, распределенных в круговой последовательности - так называемой "последовательности шагов", например, чтобы создать максимально возможную неравномерность по всему круговому протяжению протектора. Цель заключается в том, чтобы обеспечить распределение акустической энергии, возникающей вследствие ударных воздействий на блоки и утюжки блоками, в широком спектре частот, что позволяет избежать концентрации этой энергии на определенной частоте и создания беспокоящего шума.

Шумность шины, измеренную в соответствии со стандартом Международной организации по стандартизации (МОС) TC31/SC №623 считают неприемлемой, когда она превышает следующие пределы:

ширина шины ≤ 14572 дБширина шины > 145 и ≤16573 дБширина шины > 165 и ≤18574 дБширина шины > 185 и ≤21575 дБширина шины > 21576 дБ

Шумность шин представляет собой трудно решаемую проблему, поскольку некоторые меры, обеспечивающие тенденцию к ее уменьшению, вредно влияют на свойства, касающиеся придания направления, создания тяги и стока воды.

Например, чтобы улучшить свойства в отношении стока воды, поперечные канавки должны быть выполнены крутыми, а именно они должны иметь некоторый наклон по отношению к круговым канавкам. С другой стороны, чтобы повысить равномерность перемещения и время реакции на сухую дорогу, поперечные каналы должны иметь большой наклон по отношению к круговым канавкам, а именно они фактически должны быть перпендикулярны продольным канавкам. Однако поперечные канавки, которые значительно наклонены, усиливают шум при качении шины.

Кроме того, звук с частотой, составляющей менее 1500 Гц, а точнее менее 1000 Гц, в гораздо большей степени ощущается внутри автомобиля, чем снаружи, в то время как звук с частотой, составляющей более 1500 Гц, в гораздо большей степени ощущается снаружи автомобиля.

Потому невозможно обеспечить низкий уровень шума как внутри автомобиля, так и снаружи от него, и трудно в каждом случае добиться возможного наилучшего компромисса.

В Европейском патенте №812709 описана шина, имеющая протектор, содержащий две зоны, по меньшей мере одна из которых обеспечена большим количеством наклонных основных канавок, каждая из которых содержит участок с крутым наклоном и участок с незначительным наклоном. Боковая полоса двух зон имеет вспомогательную канавку с крутым наклоном, сообщающуюся с двумя смежными, наклонными основными канавками, и вспомогательную канавку с незначительным наклоном, расположенную между двумя смежными, наклонными основными канавками.

В первом варианте осуществления конструкции наклонные основные канавки проходят от круговой канавки вблизи от экваториальной плоскости шины, в то время как во втором варианте конструкции они имеют глухую донную часть.

В третьем варианте осуществления конструкции круто наклоненные участки двух смежных, наклонных основных канавок соединены посредством тонкой поперечной канавки.

В Европейском патенте №867310 описана шина, содержащая блоки, образованные в протекторной части посредством большого количества круговых канавок и большого количества наклонно направленных канавок. По меньшей мере некоторые из наклонно направленных канавок проходят от круговой канавки вблизи от экваториальной плоскости шины и идут к одному концу зоны протектора, входящей в контакт с грунтом. Каждый из блоков имеет часть, проходящую под углом, которая формирует острый угол порядка 10°-60°, образуемый круговой канавкой и наклонно направленной канавкой. Поверхность угловой части блока скошена на расстоянии 10-30 мм от его суженного конца в продольном направлении, так чтобы она постепенно изменялась к той части, которая имеет большую ширину.

В протекторах согласно вышеупомянутым документам каждая наклонная канавка определяет границу блока и смежного с ним блока, расположенного рядом с ним в круговом направлении. А именно, каждая наклонно направленная канавка отделяет два смежных, последовательных блока и является общей для них.

Результат заключается в том, что оба вышеупомянутых протектора имеют круговые ряды серпообразных смежных блоков, которые отделены только шагом, равным сумме длин в окружном направлении блока и смежной наклонной канавки.

Однако авторы настоящего изобретения полагают, что наличие значительного количества наклонных канавок, идущих к продольной канавке, и их расположение вблизи друг от друга оказывает неблагоприятное влияние на шум, возникающий при качении шины.

Известна шина легкового автомобиля, имеющая экваториальную плоскость и содержащая протектор и два плеча. Протектор имеет первую и вторую круговые канавки и первую и вторую поперечные канавки, которые образуют по меньшей мере один круговой ряд блоков, расположенных между первой и второй круговыми канавками.

Каждый блок ограничен участком первой круговой канавки и первой и второй поперечными канавками, проходящими от первой круговой канавки и сходящимися в общей вершине, отстоящей от второй круговой канавки и отделенной от второй круговой канавки посредством непрерывного кругового ребра протектора.

Поперечные первая и вторая канавки образуют вблизи круговой канавки выступ, который проходит параллельно круговой канавке и который имеет приблизительно такую же ширину в осевом направлении, как и круговая канавка. В данной шине вторая поперечная канавка является боковым ответвлением первой поперечной канавки. Таким образом, вышеуказанный выступ, параллельный круговой канавке, является концевой частью первой поперечной канавки, а вторая поперечная канавка начинается от боковой стороны первой поперечной канавки в точке, находящейся на расстоянии по окружности от указанной концевой части первой поперечной канавки.

Вторая поперечная канавка, ограничивающая блок, отделена от первой поперечной канавки, ограничивающей непосредственно следующий далее блок, посредством сплошной части протектора, проходящей от первой круговой канавки до кругового ребра, формируя единое тело с круговым ребром и отделяя блок и непосредственно следующий далее блок друг от друга (патент Японии 11334317 от 7.12.1999 г.).

Вышеописанная шина не обеспечивает эффективного снижения шума при движении автомобиля.

Целью настоящего изобретения является создание шины, обеспечивающей сочетание низкой шумности как внутри, так и снаружи автомобиля, совместно с превосходными эксплуатационными характеристиками на влажной и сухой поверхности дороги.

Эта цель достигается тем, что в шине легкового автомобиля, имеющей экваториальную плоскость и содержащей протектор и два плеча, при этом протектор имеет первую и вторую круговые канавки и первую и вторую поперечные канавки, которые образуют по меньшей мере один круговой ряд блоков, расположенных между первой и второй круговыми канавками, причем каждый блок ограничен участком первой круговой канавки и первой и второй поперечными канавками, проходящими от первой круговой канавки и сходящимися с образованием острого конца в общей вершине, отстоящей от второй круговой канавки и отделенной от второй круговой канавки посредством непрерывного кругового ребра протектора, причем вторая поперечная канавка, ограничивающая блок, отделена от первой поперечной канавки, ограничивающей непосредственно следующий далее блок, посредством сплошной части протектора, проходящей от первой круговой канавки до кругового ребра, формируя единое тело с круговым ребром и отделяя блок и непосредственно следующий далее блок друг от друга.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имела увеличивающуюся ширину в направлении от общей вершины к первой круговой канавке.

В одном из вариантов конструкции по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имеет форму серпа.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имела среднюю линию, образованную дугой окружности, имеющей заданный радиус кривизны.

Предпочтительно, чтобы средняя линия имела первый участок, направленный фактически параллельно экваториальной плоскости, второй участок с заданным наклоном по отношению к первой круговой канавке и соединительный участок, соединяющий друг с другом первый и второй участки.

Еще в одном варианте осуществления конструкции по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имеет первый участок, направленный фактически параллельно экваториальной плоскости, второй участок с заданным наклоном по отношению к первой круговой канавке и соединительный участок, соединяющий друг с другом первый и второй участки.

Предпочтительно, чтобы каждый блок по меньшей мере одного ряда блоков был выполнен в форме плавника акулы.

Предпочтительно, чтобы общие вершины первой и второй поперечных канавок по меньшей мере одного ряда блоков имели одну и ту же ориентацию в продольном направлении.

Обычно протектор имеет центральный круговой ряд блоков и также первый и второй боковые круговые ряды блоков.

В одном из вариантов осуществления конструкции общие вершины первой и второй поперечных канавок первого бокового ряда блоков имеют ориентацию, противоположную ориентации общих вершин первой и второй поперечных канавок центрального ряда и второго бокового ряда блоков.

Еще в одном варианте осуществления конструкции общие вершины первой и второй поперечных канавок трех рядов блоков имеют одну и ту же ориентацию.

Обычно протектор имеет первый и второй боковые круговые ряды блоков, а также два центральных круговых ребра, отделенных средней круговой канавкой.

Предпочтительно, чтобы общие вершины первого бокового ряда блоков имели ориентацию, противоположную ориентации общих вершин второго бокового ряда блоков.

Предпочтительно, чтобы первая и вторая поперечные канавки по меньшей мере одного из первого и второго боковых круговых рядов блоков проходили за соответствующую первую круговую канавку и заходили в проходящей в осевом направлении внутреннюю зону одного из плеч.

Обычно по меньшей мере одно из плеч имеет в проходящей в осевом направлении наружной зоне пару дополнительных поперечных канавок, сходящихся к общей вершине.

Предпочтительно, чтобы дополнительные сходящиеся поперечные канавки были отделены от первой круговой канавки посредством сплошных частей из эластомерного материала.

Обычно дополнительные сходящиеся поперечные канавки проходят от первой круговой канавки.

Предпочтительно, чтобы проходящая в осевом направлении внутренняя зона плеча имела отношение ее полой части к сплошной части меньшее, чем в проходящей в осевом направлении внутренней зоне другого плеча, и была расположена с наружной стороны легкового автомобиля, когда шина установлена на автомобиль.

В одном из вариантов выполнения по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок могут иметь увеличивающуюся глубину в направлении от общей вершины к первой круговой канавке.

Шина согласно изобретению гарантирует высокое сцепление с влажной поверхностью дороги, весьма низкие значения уровня шума как внутри, так и снаружи автомобиля, высокий уровень комфорта и хорошее управление на сухих дорожных поверхностях.

В частности, в случае влажных дорожных условий, когда сцепление невелико, протектор согласно изобретению гарантирует надлежащий сток воды без влияния на эксплуатационные характеристики, касающиеся удерживания на дороге, даже при высоких скоростях, причем как в продольном направлении, так и в поперечном (боковом) направлении. Такое поведение продемонстрировано при испытаниях на аквапланирование на поворотах, в течение которых были измерены боковое ускорение и максимальная скорость, которые могла достичь шина, перед тем как происходила потеря сцепления. Когда движение происходило по криволинейному участку дороги в состоянии сильной влажности, шина согласно изобретению в течение более длительного времени сохраняла идеальное состояние сцепления при увеличении скорости по отношению к шине, с которой проводилось сравнение.

Кроме того, в течение бокового ускорения было отмечено повышение максимального значения ускорения и максимального значения скорости на влажной поверхности дороги.

Поэтому шина согласно изобретению и легковой автомобиль, на котором она установлена, демонстрируют оптимальное поведение в условиях влажной дороги, за счет чего будет обеспечена более высокая безопасность при вождении машины.

Высокое сцепление между шиной и влажной поверхностью дороги также гарантирует более короткие пути торможения, за счет чего будут повышены эксплуатационные характеристики легкового автомобиля, на котором установлена шина.

В данном описании и в прилагаемых пунктах формулы изобретения термин "канавка" следует понимать как углубление, имеющее ширину, составляющую не менее 1,5 мм.

Характерные отличительные признаки и преимущества изобретения далее будут описаны со ссылкой на варианты осуществления конструкции, представленные посредством примеров, не налагающих каких-либо ограничений, на прилагаемых фигурах, на которых изображено следующее:

фиг.1 представляет вид спереди шины, имеющей протектор, выполненный согласно изобретению;

фиг.2 представляет вид в перспективе шины согласно фиг.1;

фиг.3 представляет вид в плане в увеличенном масштабе протектора шины согласно фиг.1;

фиг.4 представляет вид в плане варианта протектора согласно фиг.3;

фиг.5 представляет еще один вариант выполнения протектора согласно фиг.3;

фиг.6 представляет вид в плане еще одного варианта протектора согласно фиг.3;

фиг.7 представляет вид в плане протектора шины, с которой проводилось сравнение;

фиг.8-14 представляют графики, на которых показаны результаты испытаний шины согласно фиг.1 и шины согласно фиг.7, с которой проводилось сравнение.

На фиг.1 и 2 показана шина 1 с протектором 2, ограниченным в осевом направлении двумя плечами 8 и 12. Протектор 2 выполнен с круговыми канавками 3, 4, 5, 6 (фиг.3), которые проходят в продольном направлении и параллельны экваториальной плоскости 7 шины. Протектор 2 включает три круговых ряда 9, 10, 11 блоков - центральный ряд 10 и два боковых ряда 9 и 11. Плечо 8 отделено от ряда 9 блоков посредством круговой канавки 3. Ряд 9 блоков расположен между круговыми канавками 3 и 4. Ряд 10 блоков расположен между круговыми канавками 4 и 5. Ряд 11 блоков расположен между круговыми канавками 5 и 6. Плечо 12 отделено от ряда 11 блоков посредством канавки 6.

Плечи 8 и 12 содержат проходящую в осевом направлении внутреннюю зону, соответственно 108 и 112, которая находится ближе к экваториальной плоскости и оказывает влияние на эксплуатационные характеристики шины, и проходящую в осевом направлении наружную зону, соответственно 208 и 212, которая находится вблизи от одной боковой стенки и не оказывает влияния на эксплуатационные характеристики шины.

Круговые канавки 3, 4, 5, 6 имеют ширину, которая находится в диапазоне примерно от 6 мм до 15 мм, и глубину, которая находится в диапазоне примерно от 5 до 11 мм. В случае протектора 2 согласно фиг.1-3 круговая канавка 3 имеет меньшую ширину, составляющую порядка 9 мм, и глубину порядка 8,2 мм, круговые канавки 4 и 5 имеют большую ширину, составляющую порядка 13 мм, и глубину порядка 8,8 мм, а круговая канавка 6 имеет промежуточную ширину, составляющую порядка 11 мм, и глубину порядка 8,2 мм.

Ряд 9 блоков включает группу блоков 13, ряд 10 блоков включает группу блоков 14 и ряд 11 блоков включает группу блоков 15. Блоки 13, 14, 15 имеют форму плавника акулы или серпа.

Каждый блок 13 ограничен участком 103 круговой канавки (основание блока) и соединенными поперечными канавками 16 и 18. Соединенные поперечные канавки 16 и 18 проходят от концов участка 103 круговой канавки и сходятся в общей вершине 19, а именно, встречаются в общей точке. Общая вершина 19 соединенных канавок 16 и 18 отстоит от ближайшей круговой канавки 4 посредством непрерывного кругового ребра 20, выполненного из эластомерного материала. Каждая поперечная канавка 18 отделена от каждой непосредственно следующей далее поперечной канавки 16 посредством непрерывной части 21 протектора, которая проходит от круговой канавки 3 до кругового ребра 20, формируя единое тело с круговым ребром. Таким образом, непрерывная часть протектора 21 отделяет два блока 13, следующих непосредственно друг за другом. В каждом ряду блоков расстояние между соответствующими точками двух следующих непосредственно друг за другом блоков 13, измеренное вдоль основания блоков, формирует шаг ряда. Общие вершины 19 всех соединенных поперечных канавок 16 и 18 имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении. А именно, блоки 13 ряда 9 содержат острые концы, которые имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении.

Поперечные канавки 16 и 18 имеют увеличивающуюся ширину в направлении от общей вершины 19 к круговой канавке 3. Канавка 16 имеет минимальную ширину порядка 1 мм, максимальную ширину порядка 6,1 мм и глубину, увеличивающуюся от 1 мм (вершина 19) до 8,7 мм. Канавка 18 имеет минимальную ширину порядка 1 мм, максимальную ширину порядка 3,2 мм и глубину, увеличивающуюся от 1 мм (вершина 19) до 8,7 мм.

Канавки 16 и 18 имеют закругленную форму и соответствующую среднюю линию 66 и 68, образуемую дугой окружности с заданным радиусом кривизны. Средняя линия 66 имеет участок 166, направление которого фактически параллельно экваториальной плоскости 7, участок 266 с заданным наклоном по отношению к круговой канавке 3 и соединительный участок 366, который соединяет друг с другом участки 166 и 266. Обычно радиус кривизны средней линии канавок 18 составляет 1,5 радиуса кривизны средней линии канавок 16. В определенном случае выполнения протектора 2 (фиг.3) радиус кривизны средней линии 66 канавок 16 составляет 70 мм, а радиус кривизны средней линии 68 канавок 18 составляет 105 мм.

Каждый блок 14 ограничен участком 105 круговой канавки и соответствующими соединенными поперечными канавками 26 и 28, имеющими ту же самую форму, что и канавки 16 и 18. Канавка 26 имеет минимальную ширину порядка 1 мм, максимальную ширину порядка 7,6 мм и глубину, увеличивающуюся от 1 мм (вершина 29) до 8,7 мм. Канавка 28 имеет минимальную ширину порядка 1 мм, максимальную ширину порядка 4 мм и глубину, увеличивающуюся от 1 мм (вершина 29) до 8,7 мм. Соединенные поперечные канавки 26 и 28 сходятся в общей вершине 29, которая отстоит от ближайшей круговой канавки 4 посредством непрерывного кругового ребра 24, выполненного из эластомерного материала. Каждая поперечная канавка 26 отделена от каждой непосредственно следующей далее поперечной канавки 28 с помощью непрерывной части 25 протектора, которая проходит от круговой канавки 5 до кругового ребра 24, формируя с круговым ребром единое тело.

Общие вершины 29 всех соединенных поперечных канавок 26 и 28 имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении и ориентацию, противоположную ориентации общих вершин 19 соединенных поперечных канавок 16 и 18. А именно, блоки 14 имеют острые концы, ориентация которых противоположна ориентации острых концов блоков 13.

Каждый блок 15 ограничен участком 106 круговой канавки и соответствующими соединенными поперечными канавками 36 и 38, имеющими такую же форму и такие же размеры, что и канавки 26 и 28. Соединенные поперечные канавки 36 и 38 сходятся в общей вершине 39, отстоящей от ближайшей круговой канавки 5 посредством непрерывного кругового ребра 30, выполненного из эластомерного материала. Каждая поперечная канавка 36 отделена от каждой непосредственно следующей далее поперечной канавки 38 с помощью непрерывной части 31 протектора, которая проходит от круговой канавки 6 до кругового ребра 30, формируя с этим ребром единое тело.

Общие вершины 39 всех соединенных поперечных канавок 36 и 38 имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении. Их ориентация та же, что и ориентация общих вершин 29 соединенных поперечных канавок 26 и 28, и противоположна ориентации общих вершин 19 соединенных поперечных канавок 16 и 18.

Форму рядов 10 и 11 блоков получают из формы ряда 9 блоков посредством поворота ряда 9 на 180° вокруг экваториальной плоскости шины.

Поперечные канавки 16 и 18 ряда 9 блоков имеют соответствующие удлинения 41 и 42, которые проходят за круговую канавку 3 к проходящей в осевом направлении внутренней плечевой зоне 108. Проходящая в осевом направлении наружная плечевая зона 208 имеет пару поперечных канавок 43 и 44, которые сходятся в общей вершине 45. Поперечные канавки 43 и 44 расположены между удлинениями 41 и 42, и отстоят от круговой канавки 3 посредством непрерывной части 46 из эластомерного материала.

Поперечные канавки 36 и 38 ряда 11 блоков имеют соответствующие удлинения 51 и 52, которые проходят за круговую канавку 6 к проходящей в осевом направлении внутренней плечевой зоне 112. Проходящая в осевом направлении наружная плечевая зона 212 имеет пару поперечных канавок 53 и 54, которые проходят от круговой канавки 6 и сходятся в общей вершине 55. Поперечные канавки 53 и 54 расположены между удлинениями 51 и 52.

Общие вершины 45 пары поперечных канавок 43 и 44 имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении. Их ориентация та же, что и ориентация общих вершин 19. Общие вершины 55 пары поперечных канавок 53 и 54 имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении. Их ориентация та же, что и ориентация общих вершин 29 и 39, и противоположна ориентации общих вершин 45.

В протекторе 2 плечо 8 шины имеет отношение полости к сплошной части, которое меньше этого отношения для плеча 12 шины. Упомянутое плечо расположено с наружной стороны легкового автомобиля, когда на нем установлена шина 1, в то время как плечо 12 расположено с внутренней стороны.

Протектор 2 (фиг.3) имеет отношение полости к сплошной части в плече 8, равное 0,23, отношение полости к сплошной части в круговом ряду 9 блоков равно 0,23, в круговом ряду 10 блоков отношение полости к сплошной части равно 0,28, в круговом ряду 11 блоков отношение полости к сплошной части равно 0,28, в плече 12 отношение полости к сплошной части равно 0,28.

Протектор 2 имеет рисунок асимметричного типа, а именно он действует более эффективным способом, когда шина установлена на легковой автомобиль при данной ориентации вместо противоположной ориентации. Другими словами, шина предпочтительно имеет внутреннюю сторону (со стороны автомобиля) и наружную сторону. В протекторе 2 это обеспечивают посредством разного отношения полости к сплошной части на двух сторонах: меньшего с наружной стороны и большего с внутренней стороны. Низкое отношение полости к сплошной части с наружной стороны благоприятно влияет на управление легковым автомобилем на сухой поверхности дороги, особенно в случае автомобиля с высокими эксплуатационными характеристиками, в котором используют большие углы развала передних колес, посредством чего обеспечивают асимметричный отпечаток шины (протектора).

На фиг.4 представлен протектор 62, который является вариантом протектора, показанного на фиг.3, и в котором идентичные части обозначены теми же самыми позициями. Протектор 62 представляет собой протектор асимметрично направленного типа, а именно он имеет ориентацию в продольном направлении, которая указывает направление движения (стрелка А). В протекторе 62 общие вершины 19, 29 и 39 соединенных поперечных канавок соответственно 16 и 18, 26 и 28, 36 и 38 имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении. Кроме того, общие вершины 45 и 55 имеют ту же самую ориентацию, что и общие вершины 19, 29 и 39.

Когда шина 1 установлена на легковой автомобиль, в протекторе 62 плечо 8 расположено с наружной стороны.

На фиг.5 показан протектор 72, который представляет собой вариант протектора, показанного на фиг.3, и в котором идентичные части обозначены теми же самыми позициями. Рисунок протектора 72 представляет собой зеркальное отображение рисунка протектора 62, при этом он также представляет собой рисунок асимметрично направленного типа.

На фиг.6 показан протектор 82, который представляет собой вариант протектора, показанного на фиг.3, и в котором идентичные части обозначены теми же самыми позициями. Протектор 82 представляет собой протектор асимметричного типа и включает плечи 8 и 412, круговой ряд 209 блоков, расположенный между круговыми канавками 3 и 4, круговой ряд 211 блоков, расположенный между круговыми канавками 5 и 6, и два центральных круговых ребра 230 и 231, отделенных круговой средней канавкой 232.

Круговая средняя канавка 232 имеет ширину, которая находится в диапазоне от 1,5 до 3 мм, и глубину, которая находится в диапазоне от 1 до 4 мм. Например, она имеет ширину 1,5 мм и глубину 2 мм.

Ряд 209 блоков содержит группу блоков 213, каждый из которых ограничен участком 103 круговой канавки и двумя соединенными поперечными канавками 216 и 218. Соединенные поперечные канавки 216 и 218 проходят от концов участка 103 круговой канавки и сходятся в общей вершине 219, которая отстоит от ближайшей круговой канавки 4 посредством кругового ребра 20 из эластомерного материала. Каждая поперечная канавка 218 отделена от каждой непосредственно следующей далее поперечной канавки 216 посредством непрерывной части 221 протектора, которая проходит от круговой канавки 3 до кругового ребра 20, образуя с этим ребром единое тело.

Ряд 211 блоков содержит группу блоков 215, каждый из которых ограничен участком 106 круговой канавки и двумя соединенными поперечными канавками 236 и 238. Соединенные поперечные канавки 236 и 238 проходят от концов участка 106 круговой канавки и сходятся в общей вершине 239, которая отстоит от ближайшей круговой канавки 5 посредством непрерывного кругового ребра 30, выполненного из эластомерного материала.

Каждая поперечная канавка 238 отделена от каждой непосредственно следующей далее поперечной канавки 236 с помощью непрерывной части 231 протектора, которая проходит от круговой канавки 6 до кругового ребра 30, формируя с круговым ребром единое тело.

Соединенные поперечные канавки 216 и 218, а также 236 и 238, содержат участки, фактически параллельные круговым канавкам, и участки, наклоненные по отношению к круговым канавкам. Канавки 216, 218, 236 и 238 имеют ширину, увеличивающуюся в направлении от вершины 219 или 239 к круговой канавке 3 или 6.

Плечо 412 имеет в проходящей в осевом направлении внутренней зоне 112 удлинения 241 и 242 поперечных канавок 236 и 238 и в проходящей в осевом направлении наружной зоне 212 пару поперечных канавок 243 и 244, которые сходятся в общей вершине 245. Поперечные канавки 243 и 244 расположены между удлинениями 241 и 242, и отстоят от круговой канавки 6 посредством непрерывных частей 246 из эластомерного материала.

Рисунок плеча 412 получают из рисунка плеча 8 посредством поворота этого рисунка на 180° по отношению к экваториальной плоскости шины.

На фиг.6 посредством проходящей по эллипсу линии F1 указана часть рисунка протектора, которая создает возмущение, имеющее частоту, пропорциональную общему количеству поперечных канавок, подвергаемых удару в зоне отпечатка. В зоне, ограниченной эллиптической линией F2, возмущение, создаваемое рисунком, равно половине общего количества вышеупомянутых поперечных канавок, поскольку они встречаются попарно в одной и той же вершине. Дополнительное преимущество, касающееся низкого уровня шума, состоит в том, что упомянутые пары канавок становятся глухими в общей вершине схождения, то есть они встречаются в сплошной части протектора, а не в открытом пространстве, например таком, как дополнительная канавка.

Сама по себе конструкция шины 1 является конструкцией обычного типа и содержит каркас, протекторную полосу, расположенную на коронной зоне каркаса, пару обращенных в осевом направлении боковых стенок, заканчивающихся в бортах, усиленных крыльями и взаимосвязанными с ними заполнителями.

Предпочтительно, чтобы шина также содержала ленточную структуру, расположенную между каркасом и протекторной полосой. Каркас упрочнен одним или несколькими пакетами, которые прикреплены к крыльям борта, в то время как ленточная структура содержит две полосы, которые расположены в радиальном направлении поверх друг друга. Ленточные полосы образованы посредством частей прорезиненной ткани, включающей в себя металлические кордные нити, которые параллельны друг другу в каждой полосе и пересекаются с кордными нитями смежной полосы, будучи наклоненными предпочтительно симметричным образом по отношению к экваториальной плоскости. Предпочтительно, чтобы ленточная структура также содержала третью ленточную полосу в наиболее удаленном наружу радиальном положении, обеспеченную кордными нитями, которые ориентированы в окружном направлении, то есть с нулевыми углами по отношению к экваториальной плоскости. Кордные нити ленты с нулевыми углами предпочтительно изготавливают из текстиля или, что даже более предпочтительно, из материала, дающего усадку при воздействии тепла. Шина 1 имеет отношение Н/С высоты прямого поперечного сечения к максимальной ширине сечения, находящееся в диапазоне от 0,65 до 0,20.

Предпочтительно, чтобы шина 1 представляла собой шину такого типа, которая имеет весьма малое поперечное сечение с отношением Н/С, находящимся между 0,45 и 0,25.

Взятая в качестве примера шина согласно изобретению, имеющая протектор 2 согласно фиг.1-3, была создана и подвергнута сравнительным испытаниям с шиной Р, показанной на фиг.7.

Взятая для сравнения шина Р была выбрана потому, что обладает превосходными характеристиками и представляет собой шину такого типа, которая подходит для быстроходных и обладающих высокими эксплуатационными свойствами спортивных автомобилей.

Шина согласно изобретению имела размер 225/40R18 с ободом колеса 7,5×18 и давлением накачивания порядка 2,2 бара (≅ 2,2 кгс/см²). Шина, взятая для сравнения, имела такие же параметры.

Автомобиль модели BMW3281 вначале был оснащен четырьмя шинами согласно изобретению, а затем четырьмя шинами, взятыми для сравнения.

Испытания на аквапланирование были проведены на прямых участках дороги и на поворотах совместно с испытаниями на торможение на сухой и влажной поверхностях дороги, с испытаниями на маневрирование на сухой и влажной поверхностях дороги, с испытаниями на шумность внутри и снаружи автомобиля и с испытаниями на комфортность.

Испытания на аквапланирование по прямой были выполнены на прямом участке гладкого асфальта с предпочтительной длиной (100 м) и со слоем воды, имевшим заданную постоянную высоту (7 мм), которая автоматически восстанавливалась после каждого прохождения испытуемого автомобиля. Автомобиль заезжал с постоянной скоростью (приблизительно 70 км/час) в состоянии полного сцепления с дорогой и совершал ускорение до тех пор, пока не происходила полная потеря сцепления с дорогой.

Испытания на аквапланирование на повороте было выполнено вдоль участка дороги с ровным и сухим асфальтом, при этом поворот имел постоянный радиус (100 м), заданную длину и содержал вдоль конечного участка зону, имевшую заданную длину (20 м), заполненную слоем воды заданной толщины (6 мм). Испытания были выполнены при постоянной скорости для различных значений скорости.

По ходу выполнения испытаний была проведена запись максимального центробежного ускорения и максимальной скорости автомобиля, соответствующих полному аквапланированию.

Испытания на торможение были выполнены на прямом участке асфальта как в сухом, так и во влажном состоянии, с записью пути торможения от заданной начальной скорости, обычно составлявшей 100 км/час в сухом состоянии и 80 км/час во влажном состоянии. Путь торможения был определен как математическое среднее значение ряда последовательно записанных величин.

Испытания на маневрирование в сухом и во влажном состоянии были выполнены на заданных участках обычно по маршрутам, закрытым для движения транспорта. Посредством воспроизведения определенных характеристик маневрирования (например, смена полосы движения, обгон, слалом между кеглями, вхождение в поворот, выход из поворота), осуществляемых на высокой скорости, а также в течение ускорения и замедления, эксплуатационные качества шины были определены водителем, проводившим испытания, который проставлял цифровую оценку, относящуюся к поведению шины в течение вышеупомянутых маневров.

Оценочная шкала представляла собой субъективное мнение, выраженное водителем, проводившим испытания, в течение проведения испытаний, которые были последовательно осуществлены на сравнительном оборудовании.

Испытания по определению шума были выполнены как внутри помещения, так и на открытом воздухе.

Испытания внутри помещения были выполнены в камере (полуэховой камере), исключающей проникновение звука наружу, посредством использования вышеупомянутого легкового автомобиля, вначале оснащенного шиной согласно изобретению, а затем шиной, использовавшейся для сравнения, удерживая шину в контакте с вращательным барабаном, предназначенным для вращения с разными скоростями. Микрофоны были расположены с внутренней и наружной сторон автомобиля для возможности измерения соответственно внутреннего шума и наружного шума.

Испытания на открытом воздухе были выполнены на прямом участке, оснащенном микрофонами. Автомобиль заезжал на участок с заданной скоростью, после чего двигатель был выключен и был измерен шум снаружи автомобиля, движущегося на нейтральной передаче.

Комфорт был оценен посредством общих ощущений, воспринимаемых водителем, проводившим испытания, сопоставляя их со способностью шины амортизировать неровности поверхности дороги.

Испытания, касающиеся шума и комфорта, были выполнены в условиях, предписанных стандартом RE01.

Результаты испытаний представлены в таблице, в которой определяемые величины выражены в процентах по отношению к величинам, относящимся к сравнительной шине и принятым за 100.

Таблица Сравнительная шинаШина согласно
изобретениюАквапланирование на прямых участках100105Аквапланирование на поворотах100110Торможение на сухой поверхности100103Торможение на влажной поверхности100107Маневрирование на сухой поверхности100100Маневрирование на влажной поверхности100105Внутренний шум100100Наружный шум*100110Комфорт100100*Значения, записанные в течение испытаний на открытом воздухе.

В таблице значения, большие 100, указывают на улучшение по отношению к шине, с которой проводилось сравнение.

Результаты испытаний показывают, что шина согласно изобретению демонстрирует поведение, которое заметно лучше шины, с которой проводилось сравнение, при испытаниях, выполненных для определения торможения на влажной поверхности и внешнего шума.

На фиг.8 и 9 представлен график, демонстрирующий уровень шума в дБ снаружи (фиг.8) и внутри (фиг.9) автомобиля в зависимости от скорости (км/час) в диапазоне от 150 до 20 км/час. Графики А и А1 относятся к шине, с которой проводилось сравнение, в то время как графики В и В1 относятся к шине согласно изобретению. Можно заметить, что шина согласно изобретению имеет уровень внешнего шума, который ниже уровня внешнего шума шины, с которой проводилось сравнение, в среднем на 1,5 дБ, в то время как уровень внутреннего шума фактически эквивалентен уровню для сравниваемой шины.

На фиг.10, 11, 12, 13 представлены трехразмерные графики, которые демонстрируют развитие звукового давления (Ра) фонометрического сигнала в зависимости от скорости (км/час) и частоты (Гц).

Фиг.10 относится к внутреннему шуму легкового автомобиля, оснащенного шинами, с которыми проводилось сравнение. Фиг.12 относится к шуму с внутренней стороны автомобиля, оснащенного шинами согласно изобретению.

Из графиков можно видеть, что для шины согласно изобретению характерно распределение шума в трех различных диапазонах частот: в низком диапазоне частот (0-300 Гц), в диапазоне частотных характеристик шага шины (800-1600 Гц) и в дополнительном, среднем диапазоне частот (300-800 Гц).

Шина, с которой проводилось сравнение, хотя и создает средний уровень шума с низкой интенсивностью, концентрирует все возмущения на низких и высоких частотах.

Шина согласно изобретению, напротив, за счет большей равномерности распределения шума во всем частотном диапазоне, создает шум, который воспринимается как более слабый.

Фиг.11 относится к шуму с наружной стороны легкового автомобиля, который оснащен шинами, с которыми проводилось сравнение. Фиг.13 относится к шуму снаружи автомобиля, оснащенного шинами согласно изобретению.

В отличие от графиков, относящихся к внутреннему шуму, графики, относящиеся к наружному шуму, не имеют характеристик низкочастотного диапазона передачи шума "через твердое тело" (через автомобиль). С другой стороны, более выражен шум, создаваемый в среднем и высоком частотном диапазоне, который доходит до 2500 Гц (передача "через воздух"). Шина согласно изобретению в этом случае также обеспечивает распределение шума по более широкой полосе частот, понижая его среднюю интенсивность.

На фиг.14 представлены графики интенсивности внешнего шума в дБ в зависимости от скорости (км/час) для шины согласно изобретению (график В2) и для сравнительной шины (график А2).

Графики демонстрируют результат так называемых испытаний по определению "шума при движении накатом" (МОС 362-1981, Поправка 1, опубликована в 1985 г.), выполненных с автомобилем, указанным выше, на треке Vizzola Ticino, в соответствии со стандартом Международной организации по стандартизации ISO 10844. Как известно, в течение этих испытаний базовая скорость составляет 80 км/час.

Графики согласно фиг.14 показывают, что шина согласно изобретению создает меньший шум, чем шина, с которой проводилось сравнение, на 2 дБ.

Протектор имеет по меньшей мере один круговой ряд блоков, расположенных между первой и второй круговыми канавками. Границы каждого блока определены участком первой круговой канавки и первой и второй поперечными канавками, которые сходятся в общих вершинах, отстоящих друг от друга и отделенных от второй круговой канавки посредством непрерывного кругового ребра протектора. Вторая поперечная канавка, которая определяет границы блока, отделена от первой поперечной канавки, которая определяет границы непосредственно следующего далее блока, посредством сплошной части протектора. В результате понижается шум при движении автомобиля и повышаются эксплуатационные характеристики шины. 18 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.

1. Шина для легкового автомобиля, имеющая экваториальную плоскость и содержащая протектор и два плеча, при этом протектор имеет первую и вторую круговые канавки и первую и вторую поперечные канавки, которые образуют по меньшей мере один круговой ряд блоков, расположенных между первой и второй круговыми канавками, причем каждый блок ограничен участком первой круговой канавки и первой и второй поперечными канавками, проходящими от первой круговой канавки и сходящимися с образованием острого конца в общей вершине, отстоящей от второй круговой канавки и отделенной от второй круговой канавки посредством непрерывного кругового ребра протектора, причем вторая поперечная канавка, ограничивающая блок, отделена от первой поперечной канавки, ограничивающей непосредственно следующий далее блок, с помощью сплошной части протектора, проходящей от первой круговой канавки до кругового ребра, формируя с круговым ребром единое тело и отделяя блок и непосредственно следующий далее блок друг от друга.2. Шина по п.1, в которой по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имеет увеличивающуюся ширину в направлении от общей вершины к первой круговой канавке.3. Шина по п.2, в которой по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имеет форму серпа.4. Шина по п.3, в которой по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имеет среднюю линию, образованную дугой окружности, имеющей заданный радиус кривизны.5. Шина по п.4, в которой средняя линия имеет первый участок, направленный по существу параллельно экваториальной плоскости, второй участок, имеющий заданный наклон по отношению к первой круговой канавке, и соединительный участок, соединяющий друг с другом первый и второй участки.6. Шина по п.2, в которой по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имеет первый участок, направленный по существу параллельно экваториальной плоскости, второй участок, имеющий заданный наклон по отношению к первой круговой канавке, и соединительный участок, соединяющий друг с другом первый и второй участки.7. Шина по п.1, в которой каждый блок по меньшей мере одного ряда блоков выполнен в форме плавника акулы.8. Шина по п.1, в которой общие вершины первой и второй поперечных канавок по меньшей мере одного ряда блоков имеют одну и ту же ориентацию в продольном направлении.9. Шина по п.1, в которой протектор имеет центральный круговой ряд блоков и первый и второй боковые круговые ряды блоков.10. Шина по п.8 или 9, в которой общие вершины первой и второй поперечных канавок первого бокового ряда блоков имеют ориентацию, противоположную ориентации общих вершин первой и второй поперечных канавок центрального ряда и второго бокового ряда блоков.11. Шина по п.8 или 9, в которой общие вершины первой и второй поперечных канавок трех рядов блоков имеют одну и ту же ориентацию.12. Шина по п.1, в которой протектор имеет первый и второй боковые круговые ряды блоков и два центральных круговых ребра, отделенных средней круговой канавкой.13. Шина по п.12, в которой общие вершины первого бокового ряда блоков имеют ориентацию, противоположную ориентации общих вершин второго бокового ряда блоков.14. Шина по одному из пп.1, 9, 12, в которой первая и вторая поперечные канавки по меньшей мере одного из первого и второго боковых, круговых рядов блоков проходят за соответствующую первую круговую канавку и заходят в проходящую в осевом направлении внутреннюю зону одного из плеч.15. Шина по п.1, в которой по меньшей мере одно из плеч имеет в осевой наружной зоне пару дополнительных поперечных канавок, сходящихся к общей вершине.16. Шина по п.15, в которой дополнительные сходящиеся поперечные канавки отделены от первой круговой канавки посредством сплошной части из эластомерного материала.17. Шина по п.15, в которой дополнительные сходящиеся поперечные канавки проходят от первой круговой канавки18. Шина по п.16 или 17, в которой внутренняя зона плеча имеет отношение ее полой части к сплошной части, меньшее этого отношения для осевой внутренней зоны другого плеча, и расположена с наружной стороны легкового автомобиля при установке шин на автомобиль.19. Шина по п.1, в которой по меньшей мере одна из первой и второй поперечных канавок имеет увеличивающуюся глубину в направлении от общей вершины к первой круговой канавке.