Про Шины!
Автомобильная шина — не просто «резина» одетая на диск колеса, а сложная, многофункциональная конструкция. Основное назначение шины — смягчить толчки и удары, передаваемые на подвеску автомобиля, обеспечить надежное сцепление колеса с дорожным покрытием, управляемость, передать на дорогу тяговые и тормозные силы. В значительной степени от шины зависит коэффициент сцепления, проходимость в различных дорожных условиях, расход топлива и шум, создаваемый автомобилем во время движения. Кроме того, шина должна обеспечить заданную грузоподъемность, надежность и долговечность.
Шины подразделяются:
• в зависимости от конструкции каркаса — на диагональные и радиальные;
• по способу герметизации внутреннего объема- на камерные и бескамерные;
• по типу рисунка беговой дорожки- дорожные (летние, всесезонные), универсальные, зимние, повышенной проходимости;
• по профилю поперечного сечения.
Диагональные шины.
Вам, скорее всего, не придется выбирать шины по этому признаку, так как диагональные уже почти полностью вытеснены с рынка радиальными. Конструкция диагональных шин устарела, но их продолжают выпускать в небольших количествах потому, что они относительно дешевы в производстве. Единственное преимущество этих шин заключается в том, что у них прочнее боковина. Диагональная шина имеет каркас из одной или нескольких пар кордных слоев, расположенных так, что нити соседних слоев перекрещиваются.
Радиальные шины.
В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей. Направление натяжения нитей явствует из названия. Тонкая мягкая оболочка каркаса по наружной поверхности обтянута мощным гибким брекером — поясом из высокопрочного нерастяжимого корда, как правило, стального. Поэтому к надписи radial (радиальная) на боковинах шин часто добавляют belted (опоясанная) или steel belted (опоясанная сталью). Такое расположение слоев корда снижает напряжение в нитях, что позволяет уменьшить число слоев, придает каркасу эластичность, снижает теплообразование и сопротивление качению.
радиальная и диагональная шина
Корд — обрезиненный слой ткани, состоящий из частых прочных нитей основы и редких тонких нитей утка, которые обеспечивают хорошее обрезинивание нитей корда, высокую гибкость и прочность. Корд изготавливается из хлопкового, вискозного или капронового волокна. В настоящее время большее применение находит металлокорд, имеющий нити, свитые из стальной проволоки, толщиной около 0,15 мм. Есть и более дорогие материалы, напр. кевлар, которые не могут получить массового распространения по причине своей дороговизны.
Каркас — важнейшая силовая часть шины, обеспечивающая ее прочность, воспринимающая внутреннее давление воздуха и передающая нагрузки от внешних сил, действующих со стороны дороги, на колесо. Каркас состоит из одного или нескольких, наложенных друг на друга слоев обрезиненного корда. В зависимости от конструкции каркаса, размеров, допустимой нагрузки и давления воздуха в шине число слоев корда в каркасе может изменяться от 1 (в легковой) до 16 и более (в грузовых, сельхоз.шинах и пр).
Брекер — часть шины, состоящая из слоев корда и расположенная между каркасом и протектором шины. Он служит для улучшения связей каркаса с протектором, предотвращает его отслоение под действием внешних и центробежных сил, амортизирует ударные нагрузки и повышает сопротивление каркаса механическим повреждениям. В брекере нити корда в смежных слоях пересекаются друг с другом и с нитями корда соприкасающегося слоя каркаса, т.е. расположены диагонально, независимо от конструкции шины. Брекер в радиальных шинах более жесткий, усиленный и малорастяжимый по сравнению с брекером диагональных шин, т.к. он в основном определяет прочностные показатели шин.
Протектор — массивный слой высокопрочной резины, соприкасающийся с дорогой при качении колеса. По наружной поверхности он имеет рельефный рисунок в виде выступов и канавок между ними, так называемую "беговую дорожку". Протектор предохраняет каркас от механических повреждений, от него зависит износостойкость шины и сцепление колеса с дорогой, а также уровень шума и вибраций. Рисунок рельефной части определяет приспособленность шины для работы в различных дорожных условиях. По типу рисунка протектора шины делятся на четыре основные группы: дорожные (летние, всесезонные), универсальные, зимние, повышенной проходимости.
Плечевая зона — часть протектора, расположенная между беговой дорожкой и боковиной шины. Она увеличивает боковую жесткость шины, воспринимает часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой и улучшает соединение протектора с каркасом.
Боковины — часть шины, расположенная между плечевой зоной и бортом, представляющая собой относительно тонкий слой эластичной резины, являющийся продолжением протектора на боковых стенках каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений. На боковинах нанесены обозначения и маркировки шин.
Борт — жесткая часть шины, служащая для ее крепления и герметизации (в случае бескамерной) на ободе колеса. Основой борта является нерастяжимое кольцо, сплетенное из стальной обрезиненной проволоки. Состоит из слоя корда каркаса, завернутого вокруг проволочного кольца, и круглого или профилированного резинового наполнительного шнура. Стальное кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а наполнительный шнур — монолитность и эластичный переход от жесткого кольца к резине боковины. С наружной стороны борта расположена бортовая лента из прорезиненной ткани, или корда, предохраняющая борт от истирания об обод и повреждения при монтаже и демонтаже.
.
Особенности бескамерной шины:
Бескамерную резину можно устанавливать только на диски, имеющие «хампы» — специальные выступы на ободе.
хампы
Бескамерная резина гораздо более безопаснее на скорости, т.к. она спускает постепенно.
Бескамерная автомобильная шина до того, как начнет спускать держит, как правило, не один, а несколько проколов.
Не стоит без особой необходимости, вставлять в бескамерную шину камеру. Если в камерной шине воздух, попадающий между камерой и шиной, выходит в атмосферу через сосок или негерметичный обод, то в бескамерной шине он остается плоскими пузырями, которые здорово затрудняют теплоотдачу колеса, и оно часто перегревается в жару при больших скоростях, это чревато.
Маркировка шин.
маркировка
Обозначение и маркировка шин, выпускаемых в Европе, соответствует Евростандарту, а в США — требованиями Транспортного управления этой страны. Следует отметить, что обозначения и маркировка отечественных и импортных шин по отдельным позициям совпадают, хотя среди них имеются характерные различия. Прежде всего рассмотрим маркировки шин, действующих в Европе:
Пример: 185/65 R15 87Т — размер шины и ее техническая характеристика:
• 185 — ширина профиля шины в мм.;
• 65 — отношение высоты профиля к ее ширине, выраженное в процентах;
• R — радиальная конструкция шины;
• 15 — посадочный диаметр обода в дюймах;
• 87 — индекс грузоподъемности. Ряд зарубежных фирм указывают максимальную нагрузку (MAX LOAD) в кг и английских фунтах;
• Т — индекс максимальной скорости, на которую рассчитана шина;
таблица индексов
• надпись "Radial" — указывает на радиальную конструкцию шины;
• "Tubeless" — маркировка бескамерной шины. Камерная шина обозначается "TUBE TYPE";
• "M+S" (Mud+Snow -грязь+снег) — тип рисунка протектора. Маркировка обозначает, что шина предназначена для эксплуатации в зимний период года и по грязи;
• цифры 379 — дата выпуска шины: изготовлена на 37-й неделе 2009 года;
• знак Е одним цифровым индексом (на других шинах может быть двухцифровой индекс) указывает, что шина проверена на соответствие европейскому стандарту безопасности. Индекс в кружке — условный номер страны, где назначенная правительством комиссия провела проверку. Например, Е — проверено в Швеции. Пятизначный (может быть и шестизначный) индекс, нанесенный рядом с кружком, означает номер сертификата, свидетельствующий о положительных результатах проверки, и выданного страной, осуществлявшей проверку.
Конструкция шины
Конструкция пневматической шины:
1 — двухслойный протектор (красным выделена мягкая резина);
2 — специальная форма бортового кольца;
3 — плечевые части, устойчивые к порезам;
4 — защитный бортовой слой
Современная шина имеет довольно сложную конструкцию. Основным материалом для изготовления шины служит резина и специальная ткань — корд. Если изготовить шину только из резины, то при заполнении ее воздухом, она будет значительно изменять свои размеры и форму. Резина, использующаяся для производства шины, изготавливается из каучука (натурального и синтетического), к которому в процессе производства добавляются различные наполнители: сера, сажа, смолы и др.
При изготовлении пневматических шин для первых автомобилей использовался только натуральный каучук, который получали из смолы деревьев — каучуконосов. Синтетический каучук был впервые получен в нашей стране. Это изобретение принадлежит академику С. В. Лебедеву, который в 1931–1932 г. впервые в мире разработал технологию производства синтетического каучука. Для того чтобы эластичный каучук с наполнителями превратился в упругую резину, он должен пройти процесс вулканизации (соединение серы с каучуком, которое происходит при повышенной температуре). Шины вулканизируются в специальных пресс-формах, внутренняя поверхность которых соответствует наружной поверхности шины. Перед тем как шина попадает в пресс-форму, она собирается из составляющих ее элементов на специальных станках.
Покрышка конструктивно состоит из каркаса, брекера, протектора, боковины и борта. Каркас шины изготавливается из нескольких слоев прорезиненного корда, представляющего собой ткань, состоящую из близко расположенных друг к другу продольных и редких поперечных нитей. Чем прочнее нити корда, тем долговечнее шина. В качестве нитей для изготовления корда в настоящее время применяют синтетическое волокно, стекловолокно и стальные нити (металлокорд). С увеличением слоев корда в каркасе увеличивается прочность шины, но одновременно растет ее масса и увеличивается сопротивление качению.
Борт шины имеет определенную форму, необходимую для плотной посадки ее на обод колеса. Борта шины не должны растягиваться, чтобы обеспечить плотную посадку шины на ободе и предотвращать возможность соскакивания шины с обода. С этой целью внутри бортов шины вставляются разрезные или неразрезные бортовые кольца, изготовленные из нескольких слоев прочной стальной проволоки. Снаружи борта покрыты прорезиненным кордом и тонким слоем резины.
Боковина шины представляет собой нанесенный на каркас тонкий слой эластичной и прочной резины. Она предохраняет шину от боковых повреждений и воздействия влаги.
Протектор шины обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас от повреждений. Для его изготовления используется прочная, износостойкая резина. Внешняя часть протектора выполняется в виде четкого рисунка, под которым находится так называемый, подканавочный слой. Рисунок протектора определяется типом и назначением шины.
Брекер представляет собой специальный пояс, выполненный из нескольких слоев прорезиненного корда, который находится между каркасом и протектором. От конструкции брекера в значительной степени зависит форма пятна контакта шины с дорогой. Брекер предохраняет каркас от толчков и ударов и передает усилия различным частям шины.
Внутренняя поверхность шины покрыта тонким слоем резины. Состав применяющейся для этого слоя резины может быть разным в зависимости от типа шины (камерная или бескамерная).
Вентиль камеры:
1 — стержень золотника;
2 — резьбовая головка;
3 — втулка;
4 — уплотнитель;
5 — верхняя чашечка;
6 — уплотнительное кольцо золотника;
7 — нижняя чашечка;
8 — корпус вентиля;
9 — пружина золотника;
10 — направляющая чашечка;
11 — обрезиненный кожух
В камерной шине для удержания сжатого воздуха используется камера, которая представляет собой эластичную, воздухонепроницаемую оболочку в виде замкнутой трубы. Для того чтобы при монтаже шины на обод камера не образовывала складок, размеры камеры должны быть несколько меньше, чем внутренние размеры шины. Поэтому заполненная воздухом камера находится в растянутом состоянии. Для накачивания и выпуска воздуха камера соединяется с вентилем — специальным клапаном, форма и размеры которого зависят от типа шины. При монтаже шины на обод колеса вентиль должен проходить через специальное отверстие, выполненное в этом ободе.
Конструкция колеса (а) с бескамерной шиной:
1 — протектор;
2 — герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой;
3 — каркас;
4 — вентиль колеса;
5 — обод;
(б) колеса с камерной шиной:
1 — обод колеса;
2 — камера;
3 — шина (покрышка);
4 — вентиль
Бескамерные шины внешне мало отличаются от камерных. Внутреннее покрытие такой шины должно быть изготовлено из слоя воздухонепроницаемой резины толщиной 2–3 мм, а на наружную поверхность борта наносят эластичную резину, которая обеспечивает герметичность при посадке шины на обод. Вентиль бескамерной шины образует герметичное соединение при установке его в отверстие обода колеса.
При проколе бескамерной шины небольшим предметом этот предмет растягивает воздухонепроницаемый внутренний слой резины бескамерной шины и обволакивается ею. При этом воздух из бескамерной шины выходит очень медленно, в отличие от камерной, в которой камера находится в растянутом состоянии, и, следовательно, любое ее повреждение вызывает увеличение образовавшегося отверстия. Поэтому бескамерные шины более безопасны. Ремонт небольших повреждений бескамерных шин можно производить без снятия шины с обода, герметизируя образовавшееся отверстие специальным материалом.
Важным преимуществом бескамерных шин по сравнению с камерными является меньшая масса и нагрев при движении. Последний обусловлен отсутствием трения камеры о шину и лучшим охлаждением. Так как износ шин в значительной степени зависит от рабочей температуры, бескамерные шины долговечнее. Не рекомендуется устанавливать в бескамерные шины камеры, поскольку при накачивании камеры между шиной и камерой могут образоваться воздушные подушки, которые будут мешать отводу тепла и приведут к местному перегреву шины. К недостаткам бескамерных шин следует отнести большую сложность ремонта в пути в случае сильных повреждений, а также необходимость в высокой чистоте и гладкости закраины обода для обеспечения герметичности.
Подробнее о классификации шин смотри в главе ОБОЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ШИН
Из чего состоит колесо — Корд
Требования, которым должен соответствовать корд сводятся к следующим:
· высокая прочность при многократных нагрузках;
· теплостойкость и теплопроводность;
· отличная эластичность;
· большая плотность;
· однородность по физико-механическим свойствам;
· высоким КПД.
Использование стекловолокна оправдано устойчивостью к растягиванию и гниению. Следовательно, и покрышки, имеющие корд из стекловолокна, отличаются более высокими эксплуатационными характеристиками. Корд из хлопковых волокон в настоящее время не пользуется популярностью, так как его заменили корды из полиамидных волокон, вискозы, а также металлокорд.
Кордная ткань составляет приблизительно 28-30% от общей массы покрышки, но при этом испытывает максимальную нагрузку в процессе эксплуатации шины и придаёт последней износостойкость, прочность и эластичность. Кордная нить в покрышке работает в условиях растяжения, сжатия и многократных изгибов в широком диапазоне изменения температур (от –50 до +110°С).
МЕТАЛЛОКОРД
В настоящее время большую популярность приобрели шины с металлокордом, которые выпускаются в следующих типах:
· шины с металлокродом в брекере и каркасе;
· шины с металлокордом подканавочного слоя и нейлоновым кордом в каркасе;
· шины с металлокордом в брекере и нейлоновым или стальным кордом, имеющим меридиональное расположение нитей в каркасе.
Отличие шин с металлокордом от других образцов состоит в наличии более широких бортов. Плюс к этому в зоне протектора (с внутренней стороны каркаса) шины с металлокордом имеют привулканизированный слой резины. Это позволяет с одной стороны добиться ровного распределения напряжения в зоне протектора, а с другой – защитить камеру от механических повреждений, в частности, от проколов.
Преимущества шин с металлокордом
Шины с металлокордом отличаются рядом преимуществ перед другими предложениями, в числе которых:
· высокая прочность, что даёт возможность изготавливать шины для грузовых автомобилей, имеющих в каркасе от 2 до 4 слоёв корда вместо традиционных 8-14;
· увеличение толщины протектора, что обуславливает длительный срок службы, в среднем подобные шины служат в два раза дольше традиционных;
· уменьшение качания;
· высокие показатели по теплостойкости и теплопроводности уменьшают напряжение, а также способствуют равномерному распределению температуры.
Но при всех своих достоинствах металлокорд отличается низкой усталостной прочностью при многократной значительной деформации.
ВИСКОЗНЫЕ КОРДЫ
Корды из вискозной ткани относятся к текстильным материалам, поскольку для их изготовления используются искусственные волокна, материалом для которых служит целлюлоза. По физико-химическим характеристикам вискозный корд превосходит хлопчатобумажный и характеризуется:
· большей однородностью нити;
· улучшенной сопротивляемостью деформациям;
· более высокой прочностью при повышении температуры;
· уменьшенным теплообразованием при работе шины.
Шины из вискозного корда имеют больший пробег: в среднем до 70% в сравнении с образцами из хлопчатобумажного корда. При всех своих преимуществах вискозный корд имеет и недостатки, к которым можно отнести восприимчивость к влажности и низкий коэффициент сцепления с резиной.
ПОЛИАМИДНЫЕ КОРДЫ
Полиамидные волокна и, в частности, нейлон являются наиболее подходящим материалом для изготовления корда. Он отличается следующими преимуществами:
· высокой эластичностью;
· большой прочностью;
· легкостью каркаса;
· почти полное восстановление после нагрузок растяжения\сжатия;
· низкое водопоглощение.
Прочность нейлонового корда превышает хлопчатобумажный и вискозный аналоги, плюс к этому он не уступает по прочности металлокорду, но превышает его по усталостной прочности.
Конструкция шин
Шины — это многослойная система, состоящая из совокупности укреплённых кордом слоёв. Их наружную часть, покрывающую окружность, — протектор — создают методом компьютерного моделирования. От того, какая конструкция у шины, зависят её эксплуатационные характеристики, ходимость, управляемость, курсовая устойчивость, стабильность, надёжность и ряд других параметров. Именно поэтому одним из важнейших критериев выбора резины считается тип ее конструкции. Давайте разберёмся, как устроены шины.
Какое строение у автопокрышки?
У автомобильных шин есть протектор, боковая часть, каркас, борта, корд, внутренний слой, брекер. О каждом элементе расскажем более детально.
Протектор
Представляет собой уникальный слой, выполненный из резиновой смеси на основе каучука. Он предотвращает проколы, порезы и другие повреждения внутренней части покрышки, формирует оптимальное пятно контакта, гарантирует максимальный уровень сцепления и минимизирует износ колеса. Современные производители разрабатывают протектор, прибегая к компьютерному моделированию. Он может иметь разный рисунок, от которого во многом зависит поведение шины на том или ином дорожном покрытии. Протектор состоит из блоков, канавок, кромок, прорезей, ламелей разной глубины и ширины. От его качества во многом зависит ходимость автопокрышки, равномерность и скорость её износа, управляемость, курсовая устойчивость и ряд других важных параметров.
Брекер
Ещё один защитный слой, внутренняя часть покрышки, её прокладывают между каркасом и брекером. Представляет собой несколько слоёв корда (силиконового, металлического или стекловолоконного), уложенного под соответствующим углом. Основная задача брекера — смягчить уровень ударов при езде, сделать передвижение максимально комфортабельным. Корд также способствует повышению прочности и надёжности шины. Он препятствует проникновению в каркас камней, стекла, других посторонних предметов.
Боковина
Тонкий слой прочной, но в то же время эластичной и мягкой резины, нанесённый на каркас. Обеспечивает надёжную защиту колеса от воздействий влаги и всевозможных механических повреждений. От того, насколько жёсткая боковина, напрямую зависит степень деформации автопокрышки, показатели сопротивления качению. Чем выше жёсткость, тем равномернее распределяется в пятне соприкосновения с дорогой давление, в результате этого шина медленнее и равномернее изнашивается, а значит, служит значительно дольше.
Полимерный корд
Это слой каркаса, который отвечает за передачу нагрузки, возникающей между колесом и дорожным полотном. Он во многом влияет на силу торможения и показатели управления, курсовую устойчивость и проходимость. Полимерный корд должен стойко выдерживать большие импульсные нагрузки, которые действуют при нормальном рабочем давлении на автопокрышку.
Герметизирующий слой
Подразумевает уникальный слой в автошинах, предотвращает потерю давления. Его изготавливают из особо прочного резинового состава, который выдерживает большие нагрузки.
Связка борта
Представляет собой стальной пучок бортовой проволоки, который уплотняет и гарантирует оптимальную посадку автопокрышки на ободе. Благодаря этому шины «не расплываются», хорошо держат форму в широком диапазоне температур.
Апекс
Это резиновый шнур, которым заполняют борта и нижние части боковин. Он передаёт усилие на боковину с жёстких областей. От качества апекса во многом зависит курсовая устойчивость автопокрышки.
Упрочняющий слой
Выполнен из металлического жгута, его прокладывают над загибом корда. Упрочняет и стабилизирует область, расположенную между боковиной и бортовой частью. Чем толще этот слой, тем выносливее и устойчивее к механическим повреждениям резина.
Лента борта
Этот слой прочной, твёрдой и жёсткой резины предотвращает разрушение автошины в области бортов, вызванное воздействием обода диска. Для изготовления бортовой ленты используют специальный материал с высоким содержанием каучука и полимеров.
Камера
Исключает воздушные потери, применяется только в камерных шинах для грузовиков и коммерческого транспорта.
Каркас
Считается основным силовым элементом автошины. Он состоит из кордовых нитей. Корд может быть металлическим, из стекловолокна или текстиля. Стекловолокно и текстиль чаще всего используют при создании шин для легковушек, стальной корд — при производстве грузовых автопокрышек. Чем выносливее и надёжнее каркас, тем дольше срок службы автошины. Резина со стекловолоконным кордом менее подвержена износу, более устойчива к механическим повреждениям и ударным нагрузкам. Она практически не разнашивается, идеально подходит для эксплуатации в условиях повышенных температур и чрезмерной влажности.
Лента обода
Ободную ленту ещё называют флиппером. Она представляет собой резиновую прослойку, которую помещают между ободом и камерой. Основная функция флиппера — защита камеры от износа и предотвращение её повреждений ободом. Ободная лента предусмотрена только в конструкции автопокрышек камерного вида.
Представляют собой металлические стержни, которые предотвращают скольжение шины в гололёд и снегопад. Они предусмотрены в конструкции зимних автопокрышек. Шипы гарантируют безопасное передвижение по заснеженным дорожным покрытиям и ледяной гребёнке.
Как влияет способ герметизации на конструкцию шин
Покрышки делятся на бескамерные и камерные модели. У каждого вида конструкция разная.
Особенности конструкции камерных автошин
Эти шины состоят из таких элементов:
воздушная камера с вентилем;
Вентиль позволяет накачивать в колесо воздух и предотвращает его выход наружу. Он состоит из стержня золотника, резьбовой головки, уплотнителя, втулки, корпуса, пружины и обрезиненного защитного кожуха.
Ободная лента придаёт камерным автошинам выносливости, защищает их от воздействия обода, продлевает рабочий ресурс в несколько раз.
Особенности строения бескамерных моделей автопокрышек
В отличие от камерных шин, у бескамерных аналогов есть специальный воздухонепроницаемый слой, который накладывают на каркас. Он полностью заменяет воздушную камеру. Конструкция бескамерных автошин следующая:
воздухонепроницаемый герметизированный слой.
Такая конструкция во многом превосходит конструкцию камерной шины, поскольку наделяет колесо рядом преимуществ:
снижает момент инерции;
уменьшает массу, тем самым повышая показатели управляемости и манёвренности;
повышает надёжность и безопасность передвижения, поскольку исключает вероятность быстрой разгерметизации;
упрощает ремонт, позволяет быстро устранять мелкие проколы с помощью специальной пасты;
увеличивает пробег на 12–15%, поскольку трение между камерой и покрышкой минимизируется, показатели давления и температуры всегда остаются в пределах нормы.
В зависимости от того, какое расположение кордовых нитей в каркасе, автомобильные покрышки разделяют на радиальные и диагональные. В радиальной резине нити корда располагают вдоль колёсного радиуса. В покрышках с диагональной конструкцией нити уложены под углом к радиусу, соседние слои при этом перекрещиваются. Радиальные автошины выносливее и жёстче, чем аналоги с диагональной конструкцией. У них больше радиус и площадь пятна контакта, лучше показатели стабильности и меньше сопротивление качению. Они практически не деформируются, поэтому способствуют снижению расхода топлива.
В магазине «Колёса Даром» можно найти автомобильные покрышки для широкого модельного ряда автомобилей с камерой и без камеры, радиальные и диагональные. Все предлагаемые модели отличаются высоким качеством и полностью соответствуют международным стандартам.