Введение к работе
Актуальность работы
Авторалли и ипподромные гонки на спортивных и гоночных автомобилях последнее время получают всё большее распространение в нашей стране и за рубежом. Участие в гонках, тем более победа на них, являются самым эффективным способом демонстрации конкурентоспособности фирмы с точки зрения технологии, новаторства и надежности. Участие шинных фирм в оснащении спортивных автомобилей для этих соревнований играет большую роль в увеличении популярности и объемов сбыта шин. Кроме того, участие в соревнованиях даёт богатый материал для оценки эксплуатационных свойств шин в жёстких условиях эксплуатации, и результаты исследований, полученные при разработке спортивных шин, широко используются при создании шин массового ассортимента. Поэтому, такие ведущие зарубежные шинные фирмы как Гудьир, Бриджестоун и др. тратят большие средства на разработку спортивных и гоночных шин и участие в соревнованиях.
Вложение денег в развитие автомобильного спорта кроме вышеперечисленного является высокоприбыльным бизнесом благодаря высокой популярности гонок и ралли. К 2005 году в России в Московской области запланировано строительство трассы для ипподромных кольцевых гонок в классе Формулы-1.
Во время гонок спортивные автомобили развивают очень высокие скорости. Например, автомобили Формулы 1 при движении по мокрому асфальту развивают скорость -200 км/ч. Поэтому шины для таких автомобилей должны иметь очень высокие сцепные характеристики и обеспечивать надёжную устойчивость и управляемость автомобилем. В обеспечении этих требований помимо рисунка протектора и других конструктивных параметров шины большую роль играет состав протекторной резины.
На гонках и ралли для каждого типа покрытия (сухой асфальт, мокрый асфальт, лёд, щебень и т.п.) применяют специальные шины. Требования по износостойкости спортивных шин не являются доминирующими, т.к. возможна замена шины даже во время одной гонки. Из вышеизложенного следует, что требования к протекторным резинам для спортивных шин существенно отличаются от требований к протекторным резинам для шин массового ассортимента, с применением которых до проведения настоящих исследований изготавливали отечественные спортивные шины.
Для спортивных шин, эксплуатирующихся на мокром асфальте использовали протекторную резину на основе бутад ;i#WnMAMfW&'rU>NAfl
CflettpSwr
О» зоо у*
каучука, на льду - на основе комбинации цис-изопренового, бутадиен-стирольного и цис-бутадиенового каучуков. В качестве наполнителя в обеих резинах использовался активный техуглерод N220. Отечественные спортивные шины с указанными резинами не обеспечивали требуемых сцепных характеристик и уступали зарубежным по этим показателям.
Поэтому задача определения приоритетных выходных характеристик протекторных резин для спортивных шин, эксплуатирующихся на мокром асфальте и на льду, требований к их упруго-гистерезисным свойствам и на основе этого создания специальных протекторных резин для конкурентоспособных спортивных шин с высоким сцеплением на мокром асфальте и на льду является весьма актуальной.
Цель работы
Разработка протекторных резин для спортивных шин с высокими сцепными характеристиками на мокром асфальте и на льду. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
1. Определение зависимости сопротивления скольжению протек
торных резин по мокрому асфальту и по льду от их упруго-
гистерезисных свойств.
-
Изучение влияния рецептурных факторов на свойства резиновых смесей и вулканизатов, определяющих выходные характеристики протекторных резин для спортивных шин.
-
Оптимизация состава и технологических процессов изготовления и переработки разрабатываемых резиновых смесей.
Научная новизна
1. Определены приоритетные выходные характеристики протектор
ных резин спортивных шин для мокрого асфальта и для льда с учётом
специфических условий их эксплуатации. Показано, что по сравнению с
протекторными резинами для легковых шин массового ассортимента
протекторные резины для указанных спортивных шин должны иметь
существенно меньшие твёрдость и динамический модуль при повышен
ном относительном гистерезисе резин для мокрого асфальта и понижен
ном - для льда.
2. Установлена зависимость сопротивления скольжению резин по
льду от температуры минимума эластичности полимера. При одинако
вой температуре стеклования каучуки с низкой температурой минимума
эластичности обеспечивают более высокое сопротивление скольжению
резин по льду.
-
Впервые показана зависимость влияния содержания кремнекислотного наполнителя на сопротивление скольжению резин по льду от температуры льда. Сопротивление скольжению по льду повышается с увеличением содержания кремнекислотного наполнителя в критической области температуры льда (0 - минус 5С) и снижается при более низких температурах льда.
-
Разработан состав и способ изготовления протекторных резин для различных условий эксплуатации спортивных шин (на мокром асфальте и на льду), обеспечивающих повышение сцепных характеристик на 20-25% по сравнению с резинами для протектора легковых шин массового ассортимента.
Практическая ценность
На основе проведённых исследований разработаны техническая документация на протекторные резины и технологию изготовления спортивных шин с повышенным сцеплением на мокром асфальте и на льду. На опьпном шинном заводе ФГУП НИИШП разработанная документация используется при производстве конкурентоспособных спортивных шин.
Шины с разработанными резинами применяются для комплектации отечественных спортивных и гоночных автомобилей, которые принимают участие в соревнованиях как в нашей стране, так и за рубежом.
За разработку и внедрение в производство спортивных и гоночных шин для автомобильного спорта автором получен диплом и звание лауреата премии ЦК ДОСААФ.
Апробация работы
Основные результаты работы были доложены на 11, IV, VI, VII Российских научно-практических конференциях резинщиков «Сырьё и материалы для резиновой промышленности. Настоящее и будущее» в 1995г., 1997г., 1999г., 2000г. соответственно.
Публикации
Материалы диссертации опубликованы в 15 печатных работах в периодических изданиях, в том числе зарубежных, в бюллетене изобретений и сборниках материалов научных конференций.
Структура и объем работы