Автомобильная шина — неотъемлемая часть конструкции колеса. Через покрышку диск расходует энергию на дорожном полотне. Во время движения, эластичный материал резины качественно цепляется за асфальт. Появляется хорошая управляемость рулевым колесом. Пневматическое пространство шины выполняет функцию демпфера. Благодаря этому, в салоне автомобиля комфортно передвигаться.
Прошло более 130 лет, как человек начал использовать шины. Джон Данлоп запатентовал покрышку в 1887 году. Годом ранее, инженер установил 10-летнему сыну на велосипед водопроводные шланги для амортизации. С конца 19 века началось оснащение ТС пневматическими каучуковыми баллонами. Как устроена шина, какие конструкции существуют, из каких материалов состоит – об этом далее.
Из каких элементов состоит конструкция автомобильной шины
Строение шины включает в себя несколько элементов: каркас, борта, боковины, протектор и брекер. Каждый компонент призван выполнять установленную функцию. Рассмотрит назначение элементов более подробно.
- Каркас – основа шины, состоящая из нескольких наслоений тонкой резины между нитями корда. Корд расположен радиально по всей конструкции покрышки в виде тончайших колец. Они могут быть изготовлены из полимеров, синтетики или стали. В редких конструкциях покрышек, корд может располагаться по диагонали (крест-накрест). Чем больше слоёв корда, тем колесо прочнее. А, жёсткое колесо обладает лучшими качествами сопротивлению качения. Если повредить корд, появится грыжа или колесо начнёт «восьмерить». Устранить последний дефект невозможно.
- Борт – это резиновая жёсткая окантовка покрышки, которая соединяется с диском. Чтобы борта не растягивались, внутрь каждого из них помещается стальное бортовое кольцо. Жёсткая форма окантовки крепко фиксируется на ободе, не позволяя шине соскочить при движении. Если порвать борт, например, монтируя покрышку самостоятельно монтажкой с рычагом, то восстановить шину нельзя.
- Боковины – стенки покрышки. Самое тонкое и эластичное место шины. Предназначены для защиты от боковых повреждений и проникновения влаги. Широкое место профиля используется для нанесения технической информации, такой как: наименование производителя, типоразмер, дата изготовления, индексы нагрузки и скорости, сезонность, максимальный пробег и другое.
- Протектор – беговая часть, обеспечивающая: сцепление с дорогой, проходимость и защиту каркаса от фронтальных повреждений. Для изготовления протектора используется твёрдая резина из несколько слоёв. Снаружи на беговую часть наносится рисунок для различных условий эксплуатации: шоссе, просёлок, бездорожье и другое.
- Брекер – подпротекторный слой корда, усиливающий прочность покрышки. Он предохраняет каркас шины от ударов. Влияет на форму пятна контакта. Иногда в покрышке находится несколько слоёв брекера.
Внутренняя часть шины оснащена тонким слоем резины. Состав и толщина зависят от типа покрышки: камерная или бескамерная.
Виды конструкций шины
Строение автошин разделяется на два типа: камерные и бескамерные. В первом случае, для удержания сжатого воздуха применяется резиновый баллон – камера. Это эластичная оболочка из тонкого слоя резины в виде замкнутой трубы. Для каждого колеса существует определённый размер камеры. Таким образом при монтаже не образуется складок. Для накачки воздухом используется штуцер, интегрированный в саму камеру. Штуцер выводится наружу, через отверстие в ободе.
Бескамерные покрышки трудно отличить от камерной конструкции. Назначение можно узнать по маркировке:
- tubeless или «Т» — бескамерная шина;
- tube type или ТТ — покрышка для камеры.
Внутренний слой «бескамерки» изготовлен из воздухонепроницаемой резины. Его толщина 2-3 мм. Штуцер для накачки воздуха устанавливается на обод. Его посадочное место в виде юбки, герметичной конструкции.
Покрышки классифицируются ещё на 2 вида: радиальные и диагональные. В этом случае разница зависит от положения корда. Если нити расположены вдоль шины, в виде колец, то такая покрышка радиальная. Если нити корда расположены крест-накрест, то такой вид шин называется диагональными. Второй вариант практически не выпускается на современных заводах.
Из чего изготавливают автомобильные шины
Применяемые в изготовлении покрышек материалы разнообразны: ткани, полимеры, каучук и металл. Они обладают различными характеристиками и позволяют производить шины определённого назначения. Каждая компания-изготовитель старается держать в секрете рецептуру основных ингредиентов.
Резиновая смесь изготавливается из натурального и синтетического каучука. Второй вариант более востребован у изготовителей. Он дешевле натурального и не уступает ему по качеству. Вторым важным компонентом является технический углерод – сажа. Эта добавка делает резиновую смесь прочной, а покрышку жёсткой и долговечной. В среднем, каждое колесо содержит около 30% сажи.
Корд изготавливается из нитей-стренг. Сейчас у производителей популярны два вида корда: синтетический (вискозный) и полиамидный (капроновый). Синтетический сменил хлопчатобумажный, применяемый раньше в универсальных и шоссейных шинах. Для производства спортивных покрышек изготовители предпочитают использовать капроновый корд. Это снижает слойность каркаса, что облегчает шины без потери прочности и повышает их износостойкость.
Бортовые кольца изготавливаются из стальной проволоки толщиной 1 мм. Требуемое сопротивление к разрыву 180-200 кгс/мм². Чтобы сталь лучше контактировала с резиной, её латунируют.
Процесс изготовления автошин
После подготовки всех компонентов, начинается механизированный процесс изготовления покрышки. Последовательность напоминает сборку. На барабане, методом наслоения, создаётся каркас. К нему добавляются боковины, борта и протекторная площадка. После сборки, скомпонованные элементы проходят процедуру вулканизации. Затем покрышка отправляется на пост контроля качества, где проходит тест. Далее, шина маркируется и перемещается на склад готовой продукции, откуда отправится в любую точку мира.
Резюме. Простая с виду покрышка имеет серьёзную конструктивную базу. Инженеры регулярно пытаются сделать шины лучше, чем прежние модели. Но пока не удаётся создать универсальную покрышку, которая бы соответствовали главным требованиям, таким как: скорость, проходимость и сезонность. Поэтому, разнообразие моделей и конструкций шин пока надолго останется на рынке.
