устройство и виды, износ шин и его причины

Транспортная шина — это одна из важнейших составляющих колеса, которая представляет собой упругую резиновую оболочку с металлическими и тканевыми вставками. Она монтируется на специальный диск, чтобы обеспечить лучшее сцепление транспорта с дорожным полотном, поглощая возникающие колебаний и вибрации. Кроме того, шины компенсируют погрешность траектории движения колес, обеспечивая комфорт и безопасность движения.

Первая в мире шина была изготовлена Робертом Уильямом Томсоном в 1846 году. Она накладывалась на колесо с деревянными спицами, которые вставлены в деревянный обод, обитый металлическим обручем. Сама шина состояла из двух частей: внутренней камеры и внешнего покрытия.

С поры выпуска первой автошины модельный ряд претерпел большие метаморфозы. Сейчас производственная линия содержит усовершенствованные модификации покрышек, изготавливаемые в разнообразных типоразмерах: для легковых и грузовых автомобилей, внедорожников, сельскохозяйственной, коммерческой и промышленной техники, а также большегрузов, квадроциклов, скутеров и т. д.

Исходя из обстоятельств эксплуатации автопокрышки могут производиться из разнообразного сырья со сложной химической формулой и установленными физическими характеристиками.

Содержание

1. Строение современных покрышек
2. Маркировка и типоразмеры
3. Шины для легковых и коммерческих автомобилей
4. Покрышки для внедорожников
5. Шины для грузовиков и большегрузов
6. Особенности сельскохозяйственных моделей
7. Применение индустриальных шин
8. Правильный уход и эксплуатация

Строение современных покрышек

Современная шина обладает довольно сложным устройством и изготавливается с применением новейших технологий производства. В составе содержится масса разных материалов, таких как: природный и синтетический каучук, высокопрочная сталь, нейлон, полиэстер, природные и синтетические масла. Каждое используемое сырье выполняет определенную, возложенную на него, функцию.

Пример строения современной шины высокого класса качества:

1. Боковина. Производится из природного каучука и служит для защиты покрышки от боковых дефектов и наружных влияний.
2. Протектор. Изготовлен из смеси силики, синтетического, природного каучука и рафинированного масла. Выполняет функцию прочной адгезии колеса с дорожным покрытием, мокрыми поверхностями и снижает сопротивление качению.
3. Антишумовые полости. Сделаны с целью снижения «эффекта органной трубы» — высокочастотных звуков, возникающих при движении транспорта на высокой скорости по прямым гладким участкам дороги.
4. Кольцевой стержень. Выполнен из стальной проволоки в резиновой оболочке. Необходим для надежной фиксации шины на диске колеса.
5. Прочное защитное ребро. Располагается на боковине. Сделано из каучука и служит для защиты диска и от механических повреждений.
6. Бандаж. Изготовлен из нейлона, покрытого резиной. Используется для улучшения способности изделия переносить высокую скорость вращения, а также содействует точности соблюдения типоразмера при изготовлении покрышки.
7. Слои стального корда. Производятся стали высокой степени прочности. Необходимы для обеспечения сохранности формы изделия и для увеличения устойчивости транспортного средства.
8. Прокладки из текстильного корда. Сделаны из полиэстера и служат для сопротивления избыточному давлению, которое формируется в шине.
9. Внутренний слой из бутилкаучука. Необходим для препятствия выхода воздушного наполнения внутреннего пространства покрышки.

Благодаря своей структуре транспортные шины нашли применение и в других сферах. К примеру, многие дачники используют покрышки для выгребных ям, формируя из них прочные и надежные стенки.

Маркировка и типоразмеры

Каждому владельцу транспортного средства следует знать типоразмер шины, особенности маркировки, чтобы понимать, какая шина подходит к колесу, и что обозначают надписи на боковине.

Если второго числа нет в маркировке на боковине (к примеру, 195/ R 15), то данный параметр равен 80% и такая шина будет называться «полнопрофильной»

К примеру, маркировка:

195/65 R15 91T,

означает следующее:

• 195 — ширина типоразмера, в мм.
• 65 — процентное отношение высоты профиля к ширине (65%). Параметр определяет высоту при данной ширине покрышки.

Если второго числа нет в маркировке на боковине (к примеру, 195/ R 15), то данный параметр равен 80% и такая шина будет называться «полнопрофильной».

• R — в типоразмере указывает на тип конструкции — радиальная, а не радиус, как многие ошибочно полагают. Покрышки для легковых автомобилей с диагональной конструкцией уже почти не изготавливают.
• 15 — диаметр диска в дюймах, то есть внутренний диаметр, но не радиус, шины.
• 91 — индекс нагрузки. Это условная величина, указывающая предельно допустимую нагрузку на покрышку.

При помощи таблицы можно узнать максимальную нагрузку в килограммах, при которой производитель гарантирует, что изделие не разрушится и будет соответствовать заданным заводом-изготовителем свойствам.

На некоторых боковинах можно встретить надпись MAX LOAD (максимальная нагрузка) и далее указаны параметры в килограммах и фунтах.

Для микроавтобусов и легких грузовиков изготавливаются специальные, многослойные усиленные шины с повышенными значениями нагрузки. И обозначаются в зависимости от индекса нагрузки — надписью REINFORCED (6 слоёв, усиленная шина) или буквой «С» после диаметра. К примеру: 195/70 R15 C, (8 слоёв, грузовая шина).

• T — индекс скорости. Это тоже условное значение, определяющее максимально допустимую скорость движения транспортного средства, разрешенную при использовании данных покрышек.

Американская маркировка. Существуют два типа маркировки покрышек американского производства. Первая схожа с европейской, однако перед типоразмером устанавливаются буквы «P» (Pas­sanger — для легкового автомобиля) или «LT» (Light Truck — легкий грузовик).

К примеру: P 195/60 R14 или LT 235/75 R15.

Но есть и другая, которая кардинально отличается от европейской, маркировка «американок».

К примеру: 31х10.5 R15

• 31 — внешний диаметр изделия в дюймах.
• 5 — ширина в дюймах.
• R — шина радиальной конструкции.
• 15 — внутренний диаметр в дюймах.

Также на покрышках любого производителя можно встретить дополнительные обозначения в маркировке:

• M&S (Mud + Snow — грязь + снег) — сконструированы специально как зимние или всесезонные.
• All Sea­son — всесезонная для круглогодичного использования.
• Rota­tion — направленная, вращения которой указано дополнительной стрелкой на боковине.
• Out­side и Inside (или Side Fac­ing Out и Side Fac­ing Inwards) — ассиметричные, при установке которых необходимо строго соблюдать правила монтажа на диск. Надпись Out­side (наружная сторона) должна быть снаружи транспорта, а Inside (внутренняя сторона) — с внутренней.
• Left или Right — изделия данной модели бывают левые и правые. При их монтаже следует строго соблюдать правила: левые только слева, а правые только справа.
• Tube­less — бескамерная, если эта надпись в маркировке отсутствуеьт, то шина может использоваться только с камерой.
• Tube Type — эксплуатация только с камерой.
• MAX PRESSURE — максимально допустимое давление, в кПа.
• RAIN, WATER, AQUA (или пиктограмма «зонтик» в маркировке на боковине) — предназначенные специально для дождливой погоды и имеют высокую степень защиты от эффекта аквапланирования.

Рассмотрим также основные разновидности шин с точки зрения предназначения для конкретной транспортной техники.

Шины для легковых и коммерческих автомобилей

Продукция для легкогрузового и коммерческого автотранспорта группируется производителями в отдельную категорию – легкогрузовые шины. Резина для легкогрузовых автомобилей отличается от легковых. Ее технические параметры обладают собственными отличительные особенности – они способны выдерживать большие нагрузками, демонстрируя при этом хорошую степень сцепления в процессе эксплуатации.

Продукция для легкогрузового и коммерческого автотранспорта группируется производителями в отдельную категорию – легкогрузовые шины

Так, по типоразмерам легкогрузовые шины совпадают с изделиями, предназначенными для легкового транспорта, тогда как по физическим характеристикам находится ближе к грузовому сегменту. Данные покрышки выдерживают большие нагрузки, благодаря усиленной конструкции (на боковине буква «C»), которая делает их прочнее легковой резины и позволяет легко управлять груженым автомобилем.

Для их изготовления применяется плотная каучуковая смесь, специальный состав которой придает изделиям прочность и упругость, позволяя смягчать удар при попадании колеса в яму на дороге. Кроме того, легкогрузовые изделия отличаются повышенной износостойкостью.

Протектор и индекс скорости указывают на конкретное предназначение покрышки. Для пассажирских микроавтобусов используют модификации с высокими показателями допустимой скорости, в составе протектора у них много элементов, как и у легковых шин. Для грузоперевозок используют модели с низкими скоростными индексами, протектор которых отличается простотой, но суровостью.

По степени жесткости и рисунку протектора резина данного типа подразделяется на всесезонную, летнюю, зимнюю (фрикционную и шипованную). Всесезонные изделия рекомендуется монтировать при щадящих погодных условиях, летние модели по составу сырья отличаются от зимней резины. Ошипаванная продукция лучше подходит для поездок по заснеженным и обледенелым трассам, а фрикционная – для чистых зимних дорог.

Покрышки для внедорожников

Внедорожные шины сделаны для завоевания труднопроходимых трасс. Данная категория изделий разнится от типичной резины увеличенной прочностью структуры и высоким индексом износостойкости, их конструкция разработана переносить повышенные перегрузки, благодаря усиленному каркасу.

В ассортиментном ряде покрышек для внедорожников разными производителями представлено множество разновидностей модификаций, каждая из которых хороша по-своему при эксплуатации в определенных условиях. Данная продукция отличается набором значительных характеристик.

Внедорожные шины сделаны для завоевания труднопроходимых трасс

Условно представленный ассортимент можно разделить на три группы:

1. Резина для загородных поездок и движения в городе по ровному покрытию. В отличие от «зубастых» моделей, данные изделия предназначены для езды по шоссе, имея большую область контакта с дорожным полотном. Блоки протектора, которые расположены на беговой дорожке, находятся не небольшом расстоянии друг от друга, благодаря чему увеличивается маневренность и поглощаются шумы.
2. Покрышки для передвижения в городских условиях и по трудно проходимым трассам, но в условиях полного бездорожья они во многом уступают моделям из третьей группы. Резина из второй группы отличается от представителей первой повышенной жесткостью и более крупным рисунком протектора.
3. Модели для прохождения полного бездорожья. Эти шины нельзя спутать ни с какой другой резиной. Эти покрышки отличаются высоким коэффициентом жесткости, демонстрируют отличную качества при прохождении колеи, преодолевают любые преграды, которые не подвластны обычным изделиям. Рисунок протектора очень рельефный, с мощными геометрическими блоками, благодаря которым возможна езда по топям, грязи, глине, каменистой дороге.

Внедорожная шина спроектирована для передвижения по самым труднопроходимым местностям. Их конструкция содержит специальное жесткое плечо, позволяющее поглотить вибрацию и колебания неровной трассы и повысить устойчивость внедорожника при прохождении ухабов. Протянутые к плечевой зоне блоки оказывают дополнительную тягу контакта с покрытием, когда протектор не способен полностью соприкоснуться с поверхностью.

Покрышки для внедорожников с «суровым» протектором обладает максимальной маневренностью в условиях бездорожья и дают возможность легкого управления автомобилем в экстремальных условиях.

Шины для грузовиков и большегрузов

Назначение грузовых покрышек состоит в обеспечении функциональности грузового автотранспорта, который обычно работает с повышенными нагрузками и, в основном, в непростых дорожно-погодных условиях.

Назначение грузовых покрышек состоит в обеспечении функциональности грузового автотранспорта

Грузовые автошины изготавливаются камерными и бескамерными, обладают сложной конструкцией. Боковина резины для большегрузов отличается высокой прочностью, несмотря на то, что является их чувствительной частью. В процессе движения техники боковина многократно изгибается, выдерживая вес самого транспорта и груза.

Помимо этого, боковина несет ответственность за ходовые качества и комфорт передвижения, а также защищает корд. Плечевая зона повышает боковую жесткость резины, а сквозь каналы в плече происходит отвод жидкости. Протектор обеспечивает проходимость грузовиков в сложных условиях дорожного покрытия, адгезию с полотном и устойчивость техники, от центрального ребра протектора зависит управляемость транспорта.

Безошибочный выбор — один из факторов, влияющих на срок эксплуатации покрышки. Она прослужит максимально долго, если:

• соблюдать нормы загрузки;
• вес груза будет равномерно распределен по осям;
• фактическое внутреннее давление в шине будет соответствовать рекомендуемому;
• соблюдать спокойный стиль вождения.

Отличительные характеристики грузовых шин:

• высокий показатель проходимости в условиях заснеженности трассы и бездорожья;
• надежность эксплуатация при критических температурах окружающей среды;
• уверенность и легкость управления;
• большой срок службы;
• комфорт и безопасность движения;
• высокая износостойкость;
• низкое сопротивление качению.

При выборе модели для приобретения автовладелец должен максимально изучить всю имеющуюся информацию, ведь от правильности выбора зависит соответствие ожиданий действительности. Рисунок протектора и технические свойства грузовой шины должны максимально соответствовать условиям эксплуатация большегруза.

Поэтому стоит учитывать все имеющиеся данные, как о покрышках, так и о транспортном средстве: грузоподъемность, средняя скорость, качество дорожного покрытия. От правильности выбора резины для грузовиков зависит устойчивость фуры или прицепа на дороге и поведение тягача при выполнении разнообразных манёвров.

Особенности сельскохозяйственных моделей

Сельскохозяйственная шина обладает особой конструкцией и производятся из высокопрочных материалов. Определяя возможность монтажа резины на разные виды сельскохозяйственной техники, необходимо учитывать особенности эксплуатации агрегатов: климатические условия, тип грунтовой поверхности, специфика работ и их характер.

При каждом выезде хозяйственной техники сельхозшины тщательно осматривают и проверяют, ведь им предстоит справляться с повышенными нагрузками по местности со сложными условиями, переезжать на большие дистанции, соприкасаться с разными типами грунта, сутками находиться в рабочем состоянии.

Сельскохозяйственные шины представлены в двух вариациях исполнения: камерные (TT) и бескамерные (TL). Вторая разновидность резины является менее аварийной, поскольку данная конструкция может сдерживать потерю воздушного наполнения, пока техническое средство доберется к ремонтной стоянке с незначительным повреждением покрышки.

Поэтому сельхоз шины обладают следующими качествами:

• хорошее сцепление с контактирующей поверхностью грунта;
• равномерное распределение давления по всей зоне контакта;
• отличная тяга;
• высокая устойчивость к большим грузам;
• способность самоочистки;
• долгий период эксплуатации;
• высокая степень износостойкости.

Сельскохозяйственная шина обладает особой конструкцией и производятся из высокопрочных материалов

Качество работы, маневренность и устойчивость техники во многом зависит от особенностей строения рисунка протектора. Рисунок с ребрами («ручеек») используется для установки на прицепы. Такой протектор не допускает бокового скольжения и обеспечивает хорошую устойчивость. Рисунок из множества блоков и узлов предназначен для подвижных и ведущих колес, которые ездят по мягкому грунту.

Для техники, которой приходится работать в сложных дорожно-погодных условиях и на разных типах грунта, предназначены шины с направленным тяговым рисунком. Глубина размер и вид протектора, а также угол наклона и форма грунтозацепов сильно сказываются на очистительных свойствах резины, а, значит, и на ее проходимость.

По этой причине, выбирая сельхозшины, требуется располагать данными о типе грунта, степени его влажности и сцепления. Для эффективной работы спецтехники при высокой влажности почвы лучше выбрать широкопрофильные изделия с минимальным количеством ребер на беговой дорожке.

Имейте в виду, что при замене покрышки на сельскохозяйственной технике, размер устанавливаемой резины должен абсолютно совпадать с комплектующей. При этом на каждую отдельную ось машины можно установить только один вид покрышек: либо радиальные, либо диагональные изделия. Не допустим монтаж разных конструкций. Максимально допустимая нагрузка на резину должна соответствовать мощности транспорта.

Применение индустриальных шин

Индустриальная шина относится к отдельной группе автомобильных покрышек. Данные изделия устанавливаются на специальную технику, которая используется при выполнении строительных, производственных, ремонтно-дорожных и других видов работ в сверхсложных условиях и при экстремальных нагрузках.

Данные изделия устанавливаются на специальную технику, которая используется при выполнении строительных, производственных, ремонтно-дорожных и других видов работ в сверхсложных условиях и при экстремальных нагрузках

Показатели качественных характеристик промышленных автопокрышек существенно рознятся от параметров продукции, которая предназначена для других видов техники. Данные изделия должны соответствовать рабочим условиям специализированных машин, следовательно, резина должна обладать повышенной грузоподъемностью и увеличенным запасом механической прочности.

Процесс изготовления индустриальных покрышек представляет собой сложную технологию, предполагающую значительный расход сырья на одну единицу продукции, что влияет их высокую себестоимость. Помимо этого, для сборки промышленных шин используется специальная резиновая смесь, содержащая компоненты, которые наделяют данные изделия требуемыми высококачественными параметрами.

Индустриальные автошины разделяются на две категории:

• камерные;
• бескамерные.

Модификации с камерами почти не подвергаются деформации, они могут переносить влияние больших температур, что для бескамерной резины несвойственно. Но у бескамерных моделей есть собственные достоинства: высокая безопасность, меньший вес по сравнению с камерными аналогами, хорошая управляемость.

Протекторный рисунок данной категории шин производит сцепление с дорожной плоскостью:

1. Скальный рисунок обладает большой зоной контакта, предоставляя хорошую адгезию с поверхностью соприкосновения, обеспечивает маневренность техники при езде вперед и назад. Кроме того, он предохраняет покрышку от разрезов заостренными кромками камней.
2. Направление протектора типа “Ёлочка” зависит от оси, оно должно совпадать с ходом движения спецмашины при установке на ведущих осях, а при использовании на оси свободного качения рисунок устремляется в противоположную сторону.
3. Блочным рисунок предпочтительнее для техники, которая контактирует колесами с сыпучим, топким или мягким грунтом. При касании с почкой образуется большое пятно контакта, обеспечивая транспорту выкую проходимость.
4. Продольные ребра на беговой дорожке обеспечивают отличную курсовую устойчивость.
5. Гладкий рисунок используется на дорожных катках и погрузчиках, которые используются в рудных шахтах.

Правильный уход и эксплуатация

Несколько полезных рекомендаций, соблюдая которые поездки на автомобиле будут безопаснее, а шины прослужат дольше:

1. Новые покрышки нужно «обкатывать», чтобы получить от покупки максимальное сцепное свойство. Обкатка продолжается приблизительно 200–300 км, при спокойном режиме вождения. В этот период старайтесь не делать резких поворотов, торможений и больших разгонов. Обкатка особенно важна при установке зимней шипованной резины, так как шипы должны «сесть» на свои места и вероятность их вылета существенно снизится.
2. Снизьте нагрузку. Долговечность резины зависит от режима ее эксплуатации. Одна и та же модель, но разных условиях может прослужить от 1 года до 4 лет. На это влияет стиль вождения, мощность двигателя, качество дорожного полотна, скоростной режим и т.д. При «резкой» и быстрой езде покрышки, особенно зимние, изнашиваются намного быстрее. Они спроектированы для создания максимально безопасного передвижения в суровых зимних условиях, и обладая мягкой структурой истираются стремительнее.
3. Регулярно внимательно осматривайте колеса. На вентиле всегда должен быть колпачок, защищающий ниппель от попадания грязи и пыли. Посторонние предметы, торчащие в шине, могут нарушить ее герметичность. При движении это особенно опасно. Небольшие трещинки на боковой поверхности свидетельствуют о старении изделия и потери его эластичности. Пузыри на боковине грыжи) указывают на необратимое нарушение внутренней конструкции обрыв армирующих волокон).

4. Проверяйте степень износа. Соблюдайте осторожность при езде на сильно изношенных покрышках в дождливую погоду, поскольку за счет снижения высоты водоотводящих канавок на протекторе возрастает вероятность аквапланирования, когда машина попадает в лужу и «всплывает», теряя контакт с покрытием, что приводит к потере управляемости транспортом.
5. Проверяйте давление до начала движения. Оно должно соответствовать рекомендуемому производителем показателю. Чрезмерно высокое давление делает транспортное средство жестче, увеличивая нагрузку на его, при этом управляемость ухудшается. Слишком низкое давление приводит к неравномерному износу резины, «плаванию» машины по дороге, повышает риск прокола и повреждения диска.
6. Храните шины в защищенном от солнечного света и атмосферных воздействий месте. Для сезонного хранения желательно использовать специальные полиэтиленовые пакеты. Покрышки, упакованные в пакеты, медленнее «стареют» поскольку меньше подвержены атмосферным воздействиям и разрушительному солнечному излучению и прослужат вам дольше.

Существует множество известных во всем мире брендов и не очень знаменитых производителей шин для транспортных средств, которые отличаются качеством, типоразмерами, предназначением, структурой и ценой. Также выпускаются специальные средства по уходу за покрышками, к примеру, средства для аварийного ремонта и накачки камеры в легковых автомобилях, велосипедах и скутерах.

Зная устройство, типоразмеры и маркировку шин, соблюдая правила их эксплуатации и ухода, вы можете предупредить преждевременный износ данных изделий, обеспечить долгий срок службы резины и безопасность вождения в целом.

Технология производства шин

Шина — это единственная часть автомобиля, которая соприкасается с дорогой. Площадь этого соприкосновения (пятно контакта) примерно равна площади одной человеческой ладони.Таким образом, автомобиль на дороге удерживается всего четырьмя ладонями! Поэтому шины, без сомнения, являются очень важным элементом безопасности вождения.

Кроме весьма важной задачи по обеспечению сцепления и управляемости автомобиля, шина также должна обладать комфортом, износостойкостью, снижать расход топлива и дополнять внешний вид автомобиля. Необходимость сочетать такие разные характеристики делает проектирование шин намного более сложным процессом, чем может показаться на первый взгляд. А при изготовлении шин задействовано ничуть не меньше исследований и технологий, чем при создании мобильного телефона.

Условно этапы, которые проходит шина, прежде чем попасть на полки магазина, можно разделить на 3 этапа:

1. Анализ рынка

2. Моделирование и тестирование модели

3. Массовое производство

Анализ рынка

При исследовании рынка компания Мишлен уделяет огромное внимание запросам водителей, при этом не только текущим, но и возможным требованиям к шинам в будущем. Также ведется наблюдение за развитием автомобильного рынка.

Особое внимание уделяется особенностям использования шин в конкретных условиях, куда включают не только особенности вождения, но и климатические условия, дорожную специфику и качество покрытия.

Все это позволяет в полной мере удовлетворить потребности самых требовательных клиентов.

Моделирование и тестирование модели

На основе полученных данных начинается кропотливая работа по созданию будущей шины. В этом процессе принимают участие не только химики и конструкторы, но и многие другие специалисты, например, промышленные дизайнеры.

Именно от совместной работы различных специалистов зависит успех будущей шины. Качественная и надежная шина – это не столько технологический секрет, сколько настоящее искусство, заключающееся в правильном выборе, дозировке и взаимосвязи различных компонентов шины.

Создание резиновой смеси

Ее разработка, подготовка и изготовление сродни созданию кулинарного шедевра. Это наиболее секретная часть шины, и, хотя широко и хорошо известны около 20 основных составляющих, узнать подробнее о резиновой смеси не представляется возможным. Ведь секрет состоит не только в компонентах смеси, но в их грамотной комбинации и балансе, которые и будут наделять шину ее специфичными функциями.

Основные элементы резиновой смеси шины:

Каучук. Бывает двух видов – натуральный и синтетический, добавляется в резиновую смесь в различных пропорциях в зависимости от назначения шины, является ее основой. Натуральный каучук – это высушенный сок дерева гевеи, также содержится в других видах растений, например, в одуванчиках, но из-за сложности производственного процесса из последних не производится.

Синтетический каучук – продукт, производимый из нефти. В настоящее время используется несколько десятков различных синтетических каучуков, каждый их которых имеет свои характерные особенности, влияющие на конкретные характеристики шины. Последние поколения синтетических каучуков очень близки по свойствам к натуральному, однако шинная промышленность по-прежнему не может отказаться от последнего.

Технический углерод. Значительная часть резиновой смеси состоит из промышленной сажи (технический углерод), наполнителя, предлагаемого в различных вариантах и придающего шине её специфичный черный цвет. Впервые сажа была применена в шинах в начале 20 века, до этого времени шины имели цвет бледно-желтый (цвет натурального каучука). Основное назначение сажи – создание надежных молекулярных соединений для придания резиновой смеси особой прочности и износостойкости.

Диоксид кремния (силика). Этот компонент в свое время был привлечен в резиновую смесь как замена техническому углероду. В процессе тестирования нового состава было выявлено, что диоксид кремния не может вытеснить из резиновой смеси сажу, так как не обеспечивает такую же высокую прочность резины. Однако новый компонент улучшал сцепление шины с мокрой поверхностью дороги и снижал сопротивление качению. В итоге эти два элемента сейчас используются в шине совместно, при этом каждый из них наделяет шину своими лучшими качествами.   

Сера. Является одним из компонентов, участвующих в вулканизации. Благодаря этому процессу пластичная сырая резиновая смесь превращается в эластичную и прочную резину.

При создании шины работа ведется не только над характеристиками шины, но и над эстетической стороной, рассматривается большое количество разных дизайнов рисунка протектора. Применение методов моделирования позволяет выбрать рисунок, наилучшим образом дополняющий существующую резиновую смесь и внутреннюю структуру будущей шины. По результатам компьютерного моделирования лучшие образцы запускаются в производство и подвергаются реальным испытаниям.

Ежегодно специалистами компании Мишлен проводятся многочисленные тесты, в ходе которых испытуемые шины MICHELIN проезжают свыше 1,6 млрд км. Это примерно 40 000 путешествий вокруг земного шара. В процессе тестирования дорабатываются последние черты будущей шины. В момент, когда все тесты проведены, а результаты соответствуют начальному заданию, шина запускается в массовое производство.

Производство

Начальный этап запуска любой шины в массовое производство – подготовка производственных площадок.

Компания Мишлен владеет большим количеством заводов в различных странах. И основная задача этого этапа – настроить каждый производственный процесс таким образом, чтобы шина отвечала не только изначальному техническому заданию, но и по всем параметрам не отличалась от аналогичной шины, произведенной в любой другой стране.

В последующем процессе массового производства каждая шина MICHELIN производится высококвалифицированными специалистами с применением различных видов ручного и автоматического оборудования. Когда это необходимо, компания Мишлен проектирует собственное оборудование, отвечающее потребностям производства.

Основные этапы производства шин:

1. Подготовка резиновых смесей. Как уже было указано выше, рецептура каждой резиновой смеси является основой для наделения шины необходимыми функциями.

2. Создание компонентов шины. На этом этапе из полученной резины формируется протекторная лента, а также создается «скелет» шины — каркас и брекер. Первый изготавливается из слоев обрезиненных текстильных нитей, а второй – из обрезиненного высокопрочного металлокорда. Также готовится борт шины, с помощью которого шина крепится на ободе диска. Основная его часть — бортовое кольцо, изготовленное из множества витков проволоки.

3. Сборка. На особый сборочный барабан последовательно накладываются слои каркаса и брекера, бортовые кольца, протектор с боковинами. Затем все эти детали шины соединяются в единое целое – заготовку шины.

4. Вулканизация. Подготовленная заготовка помещается в пресс-форму вулканизатора. Внутрь шины под высоким давлением подается пар, нагревается наружная поверхность пресс-формы. Под давлением по боковинам и протектору прорисовывается рельефный рисунок. Происходит химическая реакция (вулканизация), которая придает резине эластичность и прочность.

Особо важным элементом производства является контроль качества. Он начинается с проверки качества каждого элемента шины еще на этапе закупки, присутствует на каждом этапе производства и завершается многоуровневым аудитом готовой продукции.

Залогом качества продукции компании Мишлен также является наличие производственной гарантии — 5 лет с даты производства. Гарантия от производителя распространяется на дефекты изготовления и материалов.

История автомобильных шин

17.10.2012
#Шина
# Покрышка

История автомобильных шин

В настоящее время уже не найти человека, который бы не знал, для чего предназначены шины на автомобилях. Но не все знают, что такими автопокрышки стали относительно недавно. Чтобы проследить историю автомобильных шин, необходимо вернуться практически на полтора века назад в историю.

Первые резиновые шины появились в середине 19-го века, почти сразу после изобретения Чарльзом Гудиером процесса получения резины из каучука. Изначально подобные шины представляли собой деревянные колеса, на которые надевали обод из сплошного резинового слоя. Литые резиновые шины были прорывом в обеспечении плавности езды, позволяя немножко смягчить поездку, поглощая удары от неровностей на дороге. Однако, хоть использование литых резиновых шин позволило уменьшить тряску и вибрацию, все равно поездка на транспортном средстве с такими колесами была далека от комфортной.

Цельнолитая шина

Считается, что идея использовать прослойку воздуха для смягчения ударов и для уменьшения трения качения пришла в голову шотландскому инженеру Роберту Томсону, получившему 10 декабря 1845 года патент на изобретение «усовершенствованного колеса для повозок и других передвигающихся объектов».

«Усовершенствованное колесо» Томсона состояло из деревянного обода, обитого металлическим обручем, на который при помощи болтов прикручивалось наружное покрытие из кожи. С внешней стороны куски кожи скреплялись с помощью заклепок. Внутри образовавшейся кожаной трубы помещался прообраз современной камеры, только у Томсона она была сделана из парусины, пропитанной резиновой смесью.

Шина Роберта Томсона

Томсон даже провел испытания, которые показали, что применение «воздушного колеса» позволяет существенно уменьшить силу, необходимую для передвижения экипажа. Подобные колеса Томсон предполагал использовать на каретах, особо отмечая, что карета теперь может двигаться особенно плавно и что она, благодаря использованию воздушных шин, выглядит будто парящей над землей. Свои результаты испытаний Роберт Томсон опубликовал 27 марта 1849 года в журнале «Mechanics Magazine», приложив подробные рисунки и описание своего изобретения.

Однако никого данное изобретение не заинтересовало, и производство «воздушных колес» так и не было начато.

Повторно пневматическая шина была изобретена в 1888 году Джоном Бойд Данлопом в Ирландии. Первое пневматическое колесо Данлопа состояло из накачанного воздухом куска садового шланга, надетого на обод колеса детского велосипеда его сына. Шланг прикреплялся к ободу при помощи намотанной ленты из прорезиненной парусины. Чтобы предотвратить быстрое истирание ленты об дорожную поверхность, Данлоп прикрепил кусок плотной резиновой ленты поверх намотанной парусиновой ленты.

Шина Джона Данлопа

В 1889 году была проведена гонка на велосипедах, на которой победу одержал гонщик, использовавший на своем велосипеде необычную для всех шину — с пневматической камерой.

Поняв перспективность своего изобретения, Джон Данлоп открыл в 1889 году мастерскую по производству пневматических велосипедных шин — «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов». Сейчас эта компания выросла из маленькой мастерской в международную корпорацию «Данлоп».

Однако в том виде пневматическую шину нельзя было использовать на автомобилях. Кроме того, шина была несъемной, что доставляло большие неудобства при эксплуатации. Спустя совсем небольшое время, в 1890 году, была решена проблема с адаптацией шины для монтажа на автомобилях. Инженер Кингстон Уэлтч предложил новую схему для колеса: покрышки делались съемными, отдельными от камеры. В края покрышки вставлялась металлическая проволока для прочности. Благодаря углублению камера лучше фиксировалась на ободе. Для исключения соскальзывания покрышки с обода его края выступали и удерживали бока шины.

Шина Кингстона Уэлтча

В этом же году были разработаны способы относительно удобного монтажа и демонтажа шины. Начало использования пневматических шин на автомобилях уже было делом времени. Оставалось лишь адаптировать конструкцию для использования на автомобилях с их высокими (для того времени) скоростями и большими нагрузками на колеса.

Первыми автомобильные пневматические шины начали выпускать два брата-француза Андре и Эдуард Мишлен, представив их в 1895 году перед гонкой «Париж – Бордо». У братьев уже был опыт изготовления шин для велосипедов. Автомобильные шины они сделали специально к данной гонке. В наши дни фамилию братьев знает уже практически каждый — компания «Мишлен» выросла в корпорацию международного масштаба.

Благодаря использованию пневматических шин у автомобилей увеличилась плавность движения и проходимость, поездка по неровной дороге перестала быть столь неприятной. Однако всеобщему распространению подобных шин мешала их капризность в эксплуатации, а также сложности при монтаже и демонтаже. Потому цельнорезиновые и пневматические шины производились параллельно.

Дальнейшие изыскания инженеров по улучшению пневмошин были направлены на устранение вышеуказанных недостатков. Вскоре в шины стали внедрять специальные полосы из различных упрочняющих материалов — кордов, которые увеличивали срок службы и неприхотливость покрышки. Существенно ускорило монтаж/демонтаж колес появление специальных монтажных станков. Кроме всего прочего, сами колеса стали съемными. Теперь они крепились к ступицам при помощи нескольких болтов.

Вскоре прочность пневматических шин стала достаточной для использования их на грузовых автомобилях. Количество выпущенных шин уже насчитывалось миллионами.

Для улучшения управляемости разрабатывались различные рисунки протектора, производились изыскания с различными составами резиновой смеси. Для уменьшения зависимости от стран-поставщиков натурального каучука, используемого для изготовления резины, был разработан синтетический каучук. Это позволило снизить себестоимость шин, а также стабилизировать химический состав резины, что позволяло добиться постоянства химических и физических характеристик для каждой шины в серии.

Химические компании принимали активное участие в улучшении качества шин не только подбором новых добавок для резины, но и поиском лучшего материала для корда. Изначально корд изготавливался из текстиля, но он обладал низкой прочностью, из-за чего были нередки случаи разрывов шин. Инженеры компаний стали экспериментировать с синтетическими материалами – новейшими вискозой и нейлоном. Использование данных материалов позволило значительно увеличить прочностные характеристики шин. Теперь случаи взрывов шин стали совсем редким явлением.

В середине 20-го века компания «Мишлен» разработала совершенно новый тип шин: нити корда изготавливались из металла и располагались радиально — от борта до борта. Шины с таким типом корда получили название радиальных. Применение радиального корда позволило в несколько раз увеличить прочность и срок службы шины при той же массе. Или же, сохраняя прежние прочностные и скоростные характеристики, иметь гораздо меньшую массу.

При всех своих достоинствах традиционная шина с камерой обладает одним существенным недостатком — при проколе она практически мгновенно сдувается и движение становится невозможным. Для избавления от этого недостатка было необходимо найти способ обходиться без камеры. И потому были разработаны бескамерные шины, которые даже в случае прокола позволяли проехать какое-то расстояние без существенной потери своих прочностных качеств. Однако бескамерные шины более требовательны к качеству изготовления как самой шины, так и диска. Все это обусловлено тем, что в подобных колесах покрышка должна как можно плотнее прилегать в станке диска для обеспечения необходимого уровня герметичности, чтобы удерживать находящийся внутри воздух.

Высокопрофильная шина

Современным автовладельцам покажется удивительным, но до 60-х годов 20-го века профиль шины представлял собой практически круг. Далее высота шины все время уменьшалась, достигая порой 50 процентов от ширины профиля. Низкопрофильные шины обладают лучшим сцеплением с дорогой благодаря большей поверхности соприкосновения. К тому же, благодаря уменьшению высоты профиля, улучшилась курсовая устойчивость, так как такая шина меньше деформируется при боковых нагрузках. Низкопрофильная шина обладает многими достоинствами, включая нестандартный внешний вид, который придает автомобилю с такими колесами некую спортивную агрессию. Но надо помнить, что при этом приходится жертвовать максимальной грузоподъемностью. Хотя это для спортивных автомобилей далеко не самый важный критерий. При тюнинге автовладельцы частенько ставят «спортивные» низкопрофильные шины даже на автомобили, не обладающие «спортивным» внешним видом. Но тут это уже дело вкуса.

Низкопрофильная шина

Со времени появления первого «воздушного колеса» и до сегодняшнего дня не прекращаются изыскания, которые позволили бы улучшить потребительские качества пневматических шин. Если раньше исследования в основном шли в направлении повышения прочности покрышек и улучшения сцепления с дорожной поверхностью, то сейчас к этому добавилось и стремление создать шину, наносящую минимальный вред окружающей среде. Это включает в себя не только экологичность при изготовлении (шинное производство — исторически очень грязное с точки зрения экологии), но и нанесение минимального вреда при эксплуатации (отслаивающиеся кусочки резины и выделяющиеся газы являются важными загрязняющими экосистему факторами). Кроме того, не стоит забывать, что после прекращения эксплуатации шины необходимо как-то утилизировать. Этот процесс тоже далеко небезопасен для экологии.

Раньше люди не задумывались над уроном, наносимым человечеством окружающей среде. Но сейчас, к счастью, все меняется к лучшему. Ведутся исследования, которые позволили бы не только минимизировать вред от классических резиновых шин, но и направленные на поиск абсолютно другого, экологически чистого, материала для изготовления обувки для автомобилей. Кроме того, ищется способ как-то отойти от необходимости использования воздушной камеры в качестве амортизирующего средства. Например, уже имеются предложения изготавливать шины, у которых вместо воздушной «подушки» был бы слой в виде губки или же в виде крупных ячеек.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Барабан тормозной ГАЗ: управляемость и безопасность горьковских автомобилей

08.06.2022 | Статьи о запасных частях

Тормозные системы большинства ранних и актуальных моделей автомобилей ГАЗ оснащаются колесными механизмами барабанного типа. Все о тормозных барабанах ГАЗ, их существующих типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о выборе, замене и обслуживании данных деталей — читайте в статье.

#Палец поршневой

Палец поршневой: прочная связь поршня и шатуна

02.02.2022 | Статьи о запасных частях

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания присутствует деталь, соединяющая поршень с верхней головкой шатуна — поршневой палец. Все о поршневых пальцах, их конструктивных особенностях и способах установки, а также о верном подборе и замене пальцев различных типов подробно рассказано в статье.

Вернуться к списку статей

Что внутри шины? — Karya Polymer

Задумывались ли вы когда-нибудь, что нужно для изготовления шины и что внутри шины?

Или что в шине? Шина — это гораздо больше, чем просто резина и воздух.

Шина представляет собой сложную комбинацию компонентов, состоящих из множества ингредиентов.

Производители шин постоянно работают над заменой невозобновляемых материалов возобновляемыми материалами и снижением общего веса шины.

Ранее мы рассмотрели сложный характер конструкции шины и ее многочисленных частей, но из каких элементов состоят шины?

Производство шин — это многоэтапный процесс. Шины содержат много резиновых смесей и других материалов, потому что они должны безопасно работать в самых разных сложных условиях.

Из каких частей состоит шина?

Хотя резина является основным материалом, используемым в шинах, существует множество других материалов. Некоторые шины состоят из 200 различных сырьевых материалов в сочетании с резиновыми смесями для создания различных компонентов конструкции шины.

БОРТЫ

Они плотно прилегают к ободу шины, обеспечивая герметичное прилегание и удержание шины на ободе. Они представляют собой большие стальные тросы, намотанные вместе в виде кабеля или ленты. Затем пучки формируют в кольца, и кольца покрывают резиной. Борта шины предотвращают соскальзывание шины с места при вращении колеса.

НАПОЛНИТЕЛЬ БОРТА

Наполнитель борта, резиновая смесь, включен в конфигурацию борта и проходит в боковину. Плотность и жесткость бортового наполнителя шины помогают определить эксплуатационные характеристики шины.

Читайте также эту статью: Диагональные шины и радиальные шины в сравнении с диагональными

Слой кузова

Корпус шины состоит из полос тканевой ткани, покрытых резиной. Основная ткань может быть изготовлена ​​из полиэстера, вискозы или нейлона. Чаще всего используется полиэстер. Слои кузова функционируют как структура шины и обеспечивают прочность, чтобы сдерживать внутреннее давление. Покрышка легкового автомобиля может иметь до четырех слоев в корпусе.

Внутренний вкладыш

Внутренний слой (в центре схемы шины) представляет собой резиновую смесь, прикрепленную к внутренней части корда и удерживающую воздух под давлением. Этот внутренний слой не имеет армирующего корда и похож на внутреннюю камеру и используется для удержания давления внутри шины.

ЛЕНТЫ РЕМНЯ

Система ремней размещается поверх кожуха в процессе строительства. Основной функцией брекерных слоев является обеспечение прочности и устойчивости протектора шины. Они играют роль в увеличении пробега, ударопрочности и сцепления шин с дорогой. Сталь является наиболее распространенным материалом для ремней. Стальные брекеры обеспечивают прочность и стабильность протектора, не увеличивая вес шины.

Читайте также эту статью: Что такое радиальные шины?

БОКОВИНА

Область шины от борта до протектора — боковая сторона шины — называется боковиной. Он образует защитное покрытие для тела шнура и обеспечивает устойчивость к истиранию, истиранию и атмосферным воздействиям.

Протектор 

Протектор обычно состоит из двух резиновых смесей: основы протектора и верхней части протектора.

Что внутри шины? &

Какие материалы используются в шинах?

В шину входит более 200 ингредиентов. Они играют жизненно важную роль в обеспечении безопасности, эффективности использования топлива, производительности и экологичности. Материал шины состоит из следующих элементов в различных количествах в зависимости от использования:

НАТУРАЛЬНЫЙ КАУЧУК

Натуральный и синтетический каучук (также известный как полимер) являются основными компонентами автомобильной шины. 19% шины изготовлено из натурального каучука. Натуральный каучук изготавливается из белой латексной жидкости, которая выделяется из некоторых растений, когда вы их срезаете. Натуральный каучук придает шинам особые эксплуатационные характеристики. Он идеально подходит для сопротивления разрыву и усталостному растрескиванию.

Синтетические полимеры

Синтетический каучук – это любой искусственный эластомер. Основными полимерами синтетического каучука, используемыми в производстве шин, являются бутадиеновый каучук и стирол-бутадиеновый каучук. Эти каучуковые полимеры используются в сочетании с натуральным каучуком. Физические и химические свойства этих полимеров определяют общие характеристики шины, такие как сопротивление качению, износ и сцепление с дорогой. По данным Ассоциации производителей каучука США, около 70 процентов всего каучука, используемого в шинах, представляет собой синтетический каучук.

Читайте также эту статью: Почему шины черные?

Сталь

Стальная проволока используется в бортах и ​​бортах шин, а также в слоях грузовых шин. По оценкам, 15% материала шины составляет сталь, в основном корд. Ремни под протектором служат для улучшения характеристик износа и управляемости шины за счет придания жесткости каркасу шины. Помимо бортовой проволоки, стальной корд часто используется для усиления шин легких грузовиков в области боковины и иногда в верхней части шины в качестве дополнительной защиты от проколов протектора.

Текстиль

Текстиль в шинах представляет собой различные типы тканевых кордов, укрепляющих шину. В основном это ткани: полиэфирный шнур, вискозный шнур, нейлоновый шнур, арамидный шнур. Хотя они служат основным армирующим материалом в каркасе шины, они также помогают шине сохранять свою форму в различных дорожных условиях, обеспечивая дополнительную износостойкость и эксплуатационные характеристики шины.

Читайте также эту статью: Шины Run Flat

Наполнители 

Как правило, наполнители добавляют в каучук. Эти наполнители могут быть сажей, кремнеземом, углеродом или мелом. Они связывают резину и делают ее более устойчивой к износу, так как резина сама по себе может крошиться, в основном из-за разрыва.

 Антиоксиданты

Антиоксиданты помогают предотвратить разрушение резины под воздействием температуры и воздействия кислорода.

Антиозонанты

Антиозонанты используются для предотвращения воздействия озона на поверхность шины.

Системы вулканизации

Системы вулканизации сокращают время вулканизации и влияют на длину и количество поперечных связей в резиновой матрице, которая образуется во время вулканизации или вулканизации шин.

Подробнее о материале для шин

В дополнение к основным компонентам резины, наполнителям и пластификаторам в шинах также используются химические вещества, такие как сера, как упоминалось выше, и антиоксиданты. Они также влияют на манеру вождения. Разработка новой резиновой смеси предполагает постоянную балансировку материалов. Сложный процесс, который варьируется от шины к шине и используемому материалу.

шина | Британика

пневматические шины

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Харви С. Файерстоун
Эдуар Мишлен
Андре Мишлен
Роберт Уильям Томсон

Похожие темы:

сплошная шина
ступать
зимняя шина
пневматическая шина
шипованная шина

Просмотреть весь связанный контент →

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

шина , также пишется как шина , непрерывная полоса, которая окружает обод колеса и образует протектор, который катится по дороге, подготовленной дорожке или земле.

Типы шин

Существует два основных типа шин: металлические и резиновые. Железнодорожные вагоны, которые движутся по гладким стальным рельсам, используют железные или стальные шины для низкого сопротивления качению. Металлическая шина представляет собой плоский обруч, плотно прилегающий к внешней стороне колеса. Помимо низкого сопротивления качению, другими его свойствами являются прочность, долговечность и износостойкость.

Свободно движущиеся транспортные средства, такие как автомобили, грузовики, автобусы, велосипеды и самолеты, нуждаются в большем трении для поворота, набора высоты, ускорения и торможения, поэтому в этих транспортных средствах используются резиновые шины, которые обеспечивают как высокое трение, так и некоторую амортизирующую способность. Резиновые шины бывают двух типов: (1) твердые, или амортизирующие, шины, в которых резиновая часть несет нагрузку, поглощает удары и сопротивляется порезам и истиранию; и (2) пневматические шины, в которых нагрузка передается, а удары поглощаются в основном сжатым воздухом, который наполняет шину. Пневматические шины в настоящее время используются почти для всех свободно движущихся транспортных средств из-за их большей амортизирующей способности и других преимуществ. Цельнорезиновые шины в настоящее время используются только на промышленных и сельскохозяйственных тележках, а также на военных транспортных средствах, где шины могут быть порезаны или проколоты.

Цельнолитые шины

Твердые резиновые шины были представлены в 1881 году на колесах двуколок в Лондоне. Раньше они использовались для многих типов дорожных транспортных средств, но теперь они исчезли с автомагистралей из-за законодательства, которое не поощряло их использование, поскольку они были тяжелыми на дорогах. Большие размеры были вытеснены большими пневматическими шинами (корпусами грузовиков и автобусов), но маленькие цельнолитые шины стали широко использоваться на промышленных грузовиках и тракторах, а также на тележках. Цельнолитые шины часто прикрепляются непосредственно к колесу или к металлической ленте, прикрепленной к периферии колеса.

Пневматическая шина представляет собой гибкое покрытие с непроницаемой подкладкой для удерживания и ограничения сжатого воздуха. Это покрытие снабжено резиновой частью протектора, которая предназначена для защиты от порезов и абразивного износа при контакте с дорогой, а также для защиты шины от проколов и утечки воздуха. Такая конструкция, в отличие от сплошной резины или амортизирующей шины, сама по себе не способна ни нести нагрузку, ни поглощать удары. Его работа полностью зависит от содержащегося в нем сжатого воздуха.

Первый патент на пневматическую шину был выдан Роберту Уильяму Томсону в Англии в 1845 году для полой кожаной шины, наполненной воздухом. Хотя комплект «Воздушных колес» Томсона проехал 1200 миль на английском экипаже, цельнорезиновые шины того же изобретателя были более популярны; Таким образом, почти на полвека о шинах, наполненных воздухом, забыли. Растущая популярность велосипеда в конце 19 века возродила интерес к конструкции шин, и в 1888 году Джон Бойд Данлоп, ветеринар из Белфаста, получил патент на пневматическую шину для велосипедов. Пневматические шины были впервые применены в автомобилях французским производителем резины Michelin & Cie. Более 60 лет пневматические шины имели внутренние камеры для удержания сжатого воздуха и внешние кожухи для защиты внутренних камер и обеспечения сцепления. В 19Однако в 50-х годах бескамерные шины, армированные чередующимися слоями или слоями корда, стали стандартным оборудованием для новых автомобилей. В том же десятилетии Michelin представила шины с радиальным кордом, которые теперь являются стандартом для всех автомобилей в развитых странах.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Пневматические шины обычно удерживаются на колесе с помощью бортов (проволочных обручей), вплавленных в края шины. Края шины помещаются в профилированный канал по окружности обода колеса и прочно удерживаются на краях канала за счет давления, возникающего при накачивании шины воздухом. Давление колеблется от примерно 30 фунтов на квадратный дюйм (200 килопаскалей) для больших мягких шин до примерно 100 фунтов на квадратный дюйм (700 килопаскалей) для приложений с высоким давлением и высокой нагрузкой. Давление передается слоями шнуров, встроенных в резиновое покрытие, которое, в свою очередь, удерживает воздух, защищает шнуры и обеспечивает высокое трение с землей. Это удачное сочетание является причиной того, что пневматические шины так широко используются для транспорта. Ежегодно производится более 200 миллионов из них только для автомобилей9.0 процентов для легковых автомобилей и 10 процентов для грузовых автомобилей.

Пневматические шины

предназначены для достижения пяти основных целей: низкое сопротивление качению, низкая вертикальная жесткость (чтобы смягчить ход), высокое трение скольжения как во влажных, так и в сухих условиях, высокая продольная и поперечная жесткость (для сведения к минимуму скользящих движений в «пятне контакта»). », где протектор соприкасается с дорогой), а также устойчивость к износу и повреждениям, таким как порезы, проколы и истирание. Для достижения этих целей разработчики шин должны выбирать подходящие комбинации материалов и структур, например описанные ниже.

История шин
– Шины TreadWright

Колесо:

Чтобы в полной мере оценить историю шин, вы должны сначала взглянуть на эволюцию самого колеса. Величайшее изобретение человека, колесо впервые упоминается в 3500 г. до н.э. в эпоху неолита, незадолго до бронзового века. Начиная с сельского хозяйства, колеса вскоре стали использоваться во всем, от колесниц до игрушек, и стали символом технического прогресса человечества. Могли бы вы представить себе жизнь до колес? Мягко говоря, было бы не весело.

Первые шины:

Одной из основных проблем колес был и остается износ. Хотя постоянное вращение вокруг центральной оси отлично подходило для перевозки тяжелых вещей или быстрого перемещения, это означало, что колесо со временем будет медленно изнашиваться. Они также не будут изнашиваться равномерно. Скол, камень или простой неравномерный износ привели бы к тому, что колесо больше не было на месте, что вызывало бы дорогостоящую задачу по замене того, что не было полностью сломано. Что было необходимо, так это одноразовый слой, который поглощал бы повреждения, изнашивался, а затем легко заменялся бы по гораздо более доступной цене, чем совершенно новое колесо. Вот что делает шина.

Несмотря на необходимость заполнения шин, они являются относительно недавним изобретением. Самые ранние типы шин представляли собой кожаные ленты, обернутые вокруг деревянного колеса. Кожу быстро заменили металлическими ремешками, которые прослужили намного дольше. Появление поездов и железнодорожных сетей привело к тому, что стальные шины стали использоваться для металлических колес поездов. Ленты нагревались колесным мастером, который нагревал шину, помещал ее на колесо, а затем гасил. Это заставило бы металл сжиматься и плотно прилегать к колесу.

Если вы думаете, что металлические шины звучат неудобно, вы правы. Металлические шины использовались на фургонах, которые использовались для приручения Запада, потому что они были долговечными и дешевыми, но очень неудобными, не особенно и не надежными. Один изгиб, и всю шину пришлось бы снимать.

Вулканизация:

То есть, до вулканизации. Открытая Чарльзом Гудьиром, вулканизация происходит при нагревании каучука с серой. Этот процесс превращает резину из липкого мягкого материала во что-то твердое и гибкое, что делает резину идеальной для шин.

Когда вулканизация стала более совершенной, каучук стал новым предпочтительным материалом для шин. Они были прочными, могли выдержать разумное количество повреждений и хорошо поглощали удары. Однако они были тяжелыми и доставляли дискомфорт при езде.

Твердые резиновые шины

Вскоре после открытия вулканизации шины стали делать из твердой резины. Эти шины были прочными, поглощали удары и сопротивлялись порезам и истиранию. Хотя они были значительным улучшением, эти шины были очень тяжелыми и не обеспечивали плавности хода.

Сегодня все еще существуют типы шин из цельной резины.

Пневматические шины:

В 1847 году шотландский инженер Роберт У. Томпсон создал и запатентовал первую шину, наполненную воздухом. Увы, в производство она не пошла, и идея заглохла.

Но в 1888 году в Белфасте, Ирландия. Родившийся в Шотландии Джон Бойд Данлоп создал первую успешную пневматическую шину. Данлоп уже был богатым человеком, владевшим успешными ветеринарными практиками в стране, но он начал разрабатывать шины после того, как его сын пожаловался на жесткую езду своего велосипеда и его прочные резиновые шины.

Продукт оказался настолько успешным, что через год после его появления он выиграл велогонки в Ирландии и Англии. В течение следующих нескольких лет Dunlop усердно работал над созданием шин для всех транспортных средств, от велосипедов до легковых и грузовых автомобилей. В период с 1890 по 1920 год резиновая пневматическая шина претерпела ряд изменений как компанией Dunlop, так и другими, такими как Томас Хэнкок.

Диагональные и радиальные шины:

К 1920-м годам для шин был разработан синтетический каучук, и в течение нескольких десятилетий все использовали диагональные шины. Эти шины состояли из двух отдельных частей:

1. Надутая камера
2. Наружная шина или каркас.

Внутренняя труба находилась под давлением и была защищена внешним кожухом. Внешний корпус был сделан из слоев, называемых слоями.

После Второй мировой войны Michelin разработала радиальные шины, и это был огромный шаг в развитии шин. Несмотря на то, что это был намного более качественный продукт, радиальные шины медленно завоевывали популярность в США. Только в начале 1970-х годов радиальные шины стали доминирующей технологией.

Радиальные шины с тех пор стали нормой как здесь, в США, так и во всем мире. И ежегодно производятся миллиарды шин.

Восстановленные/восстановленные протекторы:

Восстановленные протекторы существуют почти столько же, сколько и сами современные шины. Восстановленные протекторы были введены, когда диагональные шины были нормой. Они начинались как экономически эффективный метод повторного использования каркасов шин хорошего качества.

Разработка восстановленных протекторов принадлежит Марион Оливер, которая в 1912 году разработала и запатентовала предварительно вулканизированные протекторы. Этот метод аналогичен современному процессу восстановления протектора: сначала каркас был отполирован до основания, а затем сверху был добавлен новый слой шины.

Восстановленные протекторы стали особенно популярны во время Великой депрессии. Люди могли использовать шины до тех пор, пока они не изнашивались, и восстанавливали их. Аналогичное влияние на производство ретортной промышленности оказала Вторая мировая война. Поскольку послевоенная Америка изо всех сил пыталась свести концы с концами, восстановление протектора было экономически эффективным способом сохранить легковые и грузовые автомобили на дороге.

В период с 1942 по 1944 год производство по восстановлению протекторов выросло на 500%. Натуральный каучук, наконец, навсегда уступил место синтетическому, и были разработаны новые технологические достижения, которые позволили восстановить протекторы, чтобы быть более безопасными и приблизиться по своим характеристикам к новым шинам.