Применение бескамерных шин позволяет значительно повысить безопасность движения, так как после прокола шины утечка воздуха из нее происходит не мгновенно, а замедленно.
Исключение камеры и ободной ленты из конструкции шины позволяет снизить неподрессоренную массу автомобиля на 5—40 кг, уменьшить теплообразование в шинах, жесткость подвески, облегчить выполнение монтажно-демонтажных работ, упростить дорожный ремонт шины, так как для его выполнения не требуется снимать колесо с автомобиля. Эксплуатация колес с бескамерными шинами значительно затрудняется при температуре ниже 243 К, так как вследствие стеклования резины начинается утечка воздуха в зоне соединения шины с ободом.
Обод для бескамерных шин должен иметь высокое качество поверхности и малые допуски на размеры и быть воздухонепроницаемым. Наличие неровностей, заусенцев и зазубрин на поверхности обода не допускается. Добиться этого в условиях массового производства технически сложно. Тем не менее эти требования легче всего выполнить при изготовлении колес легковых автомобилей. В связи с цельностью обода не требуется его герметизации. Необходимо обеспечить только плотное соединение бортов шины с ободом. Для этого уменьшают посадочные диаметры бескамерных шин на 1,2—1,5 мм, а на конической полке обода делают кольцевые тороидальные или цилиндрические выступы. В таких колесах применяют специальный вентиль, который с помощью резиновых колец герметично закрепляют на ободе.
Используя этот принцип соединения шины с ободом, за рубежом широко применяют для грузовых автомобилей колеса с неразборным ободом, имеющим посадочные полки с углом наклона, равным 15°. Плотная герметичная посадка бортов бескамерных шин достигается в результате натяга между посадочными поверхностями обода и основаниями бортов шины. Невысокие бортовые закраины обеспечивают герметизацию шины только при значительном внутреннем давлении воздуха в шине и не сохраняют герметичность шины при минимально допустимом давлении.
Глубокий обод с коническими полками, наклоненными под. углом 15° , выполняют, как правило, с увеличенным посадочным диаметром, равным 574 мм. Это делает невзаимозаменяемыми бескамерные и камерные шины, что является одним из существенных недостатков колес данного типа. Кроме того, неразборная конструкция обода в сочетании со значительным натягом, создаваемым при посадке бортов шины на конические полки с углом наклона, равным 15°, затрудняет выполнение монтажно-демоитажпых работ вручную. Для выполнения этих работ требуются специальные приспособления.
Неустойчивое положение бортов шины на крутых полках обода снижает надежность конструкции в связи с возможностью сползания бортов и проворота шины при выпуске из нее воздуха во время движения. Кроме того, при неправильном выборе параметров сопряжения шины с ободом преждевременно выходит из строя шина в результате увеличенной подвижности бортов шины относительно невысокой бортовой закраины обода.
Герметизацию бескамерной шины на разборном ободе, имеющем конические полки с углом наклона, равным 5° , обеспечивают уплотняющие детали, устанавливаемые в местах разъема обода. Для этого требуется изготовлять детали колеса с высокой точностью. На специализированных колесных предприятиях для изготовления деталей колес применяют горячекатаный профильный прокат, отклонения размеров которого невозможно в достаточной мере ограничить, в связи со значительной овальностью, свойственной тонкостенным деталям большого диаметра, создается такой диапазон изменения зазора в разъемах деталей, который не позволяет обеспечить нормальные условия для работы уплотнителя. Как показали испытания точеных колес с ободом 330—533 для бескамерных широкопрофильных шин, уплотнитель вследствие механических повреждений и остаточных деформаций приходит в негодность после одно-, трехразового монтажа-демонтажа шины, хотя точность изготовления точеного обода выше, чем при использовании горячекатаного профиля.
Наличие уплотнительных деталей и невзаимозаменяемость камерных и бескамерных шин по посадочным размерам значительно усложняют процесс производства колес и шин, а также эксплуатацию автомобилей.
Техническое решение, устранившее отмеченные выше недостатки, было найдено в процессе создания обода универсальной конструкции, позволяющей в случае выхода из строя бескамерной шины устанавливать в нее обычную камеру соответствующего типоразмера.
Колеса для камерных и бескамерных шин различаются формой и размерами вентильного отверстия. Для повышения надежности герметизации шины и предотвращения повреждения герметизирующего слоя бортов шины посадочные поверхности обода должны иметь более высокое качество. Остальные требования к конструкции герметичного обода совпадают с требованиями, предъявляемыми к колесу для камерных шин.
Эксплуатация бескамерных шин показывает, что после сборки их с колесом значительные трудности возникают в начальный период накачивания шины. Успех этой операции во многом зависит от условий первоначальной герметизации шины, т. е. от плотности прилегания бортов шины к посадочным полкам обода. Наличие даже незначительной неплотности в контакте не позволит повысить давление в шине. Для первоначальной герметизации шины применяют эспандеры, обжимающие шину по окружности в средней зоне беговой дорожки протектора, уплотняющие кольца, предотвращающие утечку воздуха в местах неплотного прилегания борта шины и т. д.
Однако конструкция посадочных поверхностей обода и бортов шины в значительной мере определяет начальные условия накачивания шин. Наихудшие условия имеют шины и ободья с коническими полками, наклоненными под углом 15° . Для надежной первоначальной герметизации шины на таком ободе необходимо, чтобы раствор бортов непакачанной шины был не более чем на 20 мм меньше ширины обода. В противном случае, что часто наблюдается у изношенных шин, требуются дополнительные уплотняющие элементы.
Установка шин па конические полки обода с углом наклона, равным 5° , позволяет расширить допустимый диапазон отклонений обода и раствора бортов шин до 46 мм. Однако в конструкции крупногабаритных колес для улучшения первоначальной герметизации шины иногда применяют съемные уплотнители между бортами шины и бортовыми кольцами обода. Перед накачиванием шины уплотнитель плотно прижимают к борту шины, чтобы заполнить зазор между шиной и ободом.
Тороидальные посадочные полки обода при тех же начальных условиях (натяг бортов на диаметре обода равен 4 мм), , в, создают лучшие условия для начального уплотнения бескамерпой шипы на ободе. Испытания бескамерных шин 12,00—18 на ободьях 228Г —457 и шип 14,00 — 20 на ободьях 254Г — 508 показали, что как первоначальная герметичность соединения бортов с ободом, так и герметичность в процессе эксплуатации удовлетворительны и не зависят от числа выполнений монтажа и демонтажа шины. Па протяжении всего периода ходимости шин (40 тыс. км) нарушений плотности сопряжения шины и обода не отмечалось.
Известны другие способы герметизации разборных ободьев. Так, если разъемные части обода соединяют болтами, то в зоне стыка устанавливают уплотнитель, а сверху его кольца для ограничения радиальной деформации (рис. 20, а). Иногда внутреннюю полость шины уплотняют резинокордовым распорным кольцом, которое зажимают между бортами бескамерной шины.
Из анализа конструкций колес для бескамерпых шин видно, что наиболее полно удовлетворяют требованиям, предъявляемым к конструкции колес, колесо легкового автомобиля с неразборным глубоким ободом и колесо грузового автомобиля с основанием обода, имеющим монтажный ручей малой глубины. В этих колесах не требуются уплотнители для герметизации шины. В конструкции разборных колес для бескамерных крупногабаритных шин необходимо применять уплотняющие детали.