Как устроена шина автомобиля

История возникновения шины
Основные элементы современной шины, маркировка
Классификация шин
Радиальные и диагональные шины
Камерные и бескамерные шины
Сезонность шин
Профиль шин

Краткий экскурс в прошлое: как возникла шина

Свое победное шествие по планете шины начали в 1846 году, когда еще никаких «самодвижущихся экипажей» не было и в помине, а улицы городов  были наполнены грохотом металлических колес карет.

 Молодой Роберт Уильям Томсон, видимо, устав от постоянного шума Лондона после тихой Шотландии, откуда он был родом, предложил «обернуть» ободы колес в эластичный материал.  И не замедлил с заявкой в патентное бюро.

Томсон не просто предложил использовать шину, но и описал ее конструкцию. Прото-шина состояла из нескольких слоев ткани и каучука, которым ткань пропитывалась, а контакт с дорогой обеспечивала кожа, усиленная металлическими заклепками. У первых шин, кроме очевидного шумоподавления, был еще один неожиданный эффект – скорость экипажей значительно увеличилась.

Спустя 15 лет ветеринарный хирург Джон Данлоп, приспособивший к железным колесам велосипеда сынишки садовый шланг, сам того не подозревая, открыл камеру. Сегодня фирма “Dunlop”, названная так в честь изобретателя первой пневмошины – один из самых известных производителей.

Немного позже инженер Чайльд Кингстон Уэлтч, знакомый с работой Томсона и оценивший оригинальное решение Данлопа, отделил камеру от покрышки и упрочнил края проволокой. Это новшество оценили два француза Андре и Эдуард Мишлены, основавшие знаменитую компанию “Michelin” по производству пневматических покрышек.

Основные элементы современной шины

По большому счету, конструкция шины спустя 100 с лишним лет практически не изменилась, подвергаясь лишь модификациям и улучшениям.

Современная шина – это своеобразный «сэндвич», каждый слой которого несет свою функциональную нагрузку. Это продукт труда сотен инженеров различных компаний, призванных создать максимально прочную, комфортную и безопасную покрышку.

Протектор		Внешняя часть шины – массивный слой высокопрочной резины, соприкасающийся с дорогой при качении колеса. Протектор оснащен рельефным рисунком, состоящим из выступов и канавок, что составляет так называемую «беговую дорожку».	Протектор предохраняет внутреннюю часть шины – каркас от механических повреждений. От свойств резины протектора, расположения элементов «беговой дорожки», рисунка рельефной части зависит сезонность шины, сцепление с дорогой, уровень шума при езде, а также приспособленность для работы в различных условиях.
Плечевая зона		Часть протектора, расположенная между протектором и боковиной шины.	Плечевая зона увеличивает боковую жесткость шины, воспринимает часть боковых нагрузок, передаваемых протектором и улучшает соединение протектора с каркасом.
Боковина		Часть шины, расположенная между плечевой зоной и бортом, представляет собой относительно тонкий слой эластичной резины.	Предохраняет протектор от влаги и механических повреждений. На боковинах нанесены обозначения и маркировки шин.
Брекер		Часть шины, состоящая из слоев корда, расположенная между каркасом и протектором шины. Брекер в радиальных шинах более жесткий, усиленный и малорастяжимый по сравнению с диагональными.	Улучшает связь каркаса с протектором, предотвращает отслоение протектора под действием внешних и центробежных сил, амортизирует ударные нагрузки и повышает сопротивление каркаса механическим повреждениям.
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, сельхозшинах и пр)	Обеспечивает прочность шины, воспринимает внутреннее давление воздуха и передает нагрузки от внешних сил, действующих со стороны дороги, на колесо.
Борт		Борт состоит из слоя корда каркаса, завернутого вокруг кольца из стальной обрезиненной проволоки, и круглого или профилированного резинового наполнительного шнура. Стальное кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а 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.	Для крепления и герметизации (если шина бескамерная) шины на ободе колеса

Маркировка шин

Назад

  Классификация шин

• В зависимости от конструкции каркаса все шины делятся на радиальные и диагональные
• По способу герметизации внутреннего объема – на камерные и бескамерные.
• По типу рисунка беговой дорожки – на летние, зимние, всесезонные и шины повышенной проходимости.
• По профилю поперечного сечения на шины обычного профиля, низкопрофильные, широкопрофильные

Радиальные и диагональные шины

В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей. 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 и уменьшить число слоев, придает каркасу эластичность, снижает теплообразование и сопротивление качению.

Диагональная шина имеет каркас из одной или нескольких пар кордных слоев, расположенных так, что нити соседних слоев перекрещиваются. Благодаря появлению более эффективных радиальных шин, диагональные шины сейчас используются редко. Их единственное преимущество – более прочная боковина.

Камерные и бескамерные шины

Камерная, как следует из названия, это классическая шина, состоящая из покрышки с камерой и вентилем для накачивания. Резиновая камера сделана из износостойкой резины, но служит только для удержания воздуха. В настоящее время камерные шины практически не выпускаются. Используются, в основном, на мотоциклах ,скутерах и велосипедах. 

Все современные легковые автомобили снабжены бескамерными шинами. Это шина, где камера заменена герметизирующим слоем из смеси каучуков толщиной 1,5-2,0 мм . Такая шина образует герметичную полость, которая наполняется воздухом через специальный вентиль. Бескамерные шины более надежны: «не боятся» разгерметизации; меньше масса и инерциальный момент; более долговечны; за счет мягких боковин делают езду комфортной.

Сезонность шин

Летние шины - это «гладкий» рисунок протектора, небольшая глубина и ширина канавок, достаточно жесткая резина. Все эти параметры обеспечивают безопасное движение, экономию топлива, низкий уровень шума. Протектор может быть «асфальтовым» или более грубым «универсальным», который дает возможность без проблем двигаться по грунтовым трассам и дорогам с плохим покрытием.

Зимние шины оснащены протектором с глубокими и широкими канавками, множеством ламелей, крупными шашками. Это определяет хорошие ходовые свойства на обледенелой трассе и глубоком снегу, но совершенно «не работает» летом из-за высокого сопротивления качению, вследствие чего зимние шины стремительно изнашиваются. Шипы на зимних шинах улучшают их сцепные свойства.

Всесезонные шины – нечто среднее между «брутальными» зимними и «интеллигентными» летними шинами. Эти шины позиционируются как универсальные, но из-за рельефности и глубины канавок на асфальте они быстро изнашиваются, больше шумят, зимой недостаточно хорошо держат сцепление с обледенелой дорогой. Экономия на всесезонках кажется таковой лишь на первый взгляд. Из-за жесткой эксплуатации и быстрого износа, менять их приходится гораздо чаще, чем сезонную резину. 

Шины повышенной проходимости – это шины для внедорожников с очень разреженным, мощным рисунком протектора, грунтозацепами по краям, что позволяет такой шине проходить сложные «непролазные» участки дороги.

Подробнее о летних и зимних шинах читайте в статье «Как правильно подобрать шины для автомобиля».

Назад

Профиль шин

Официально под профилем шин понимается соотношение ширины протектора к боковине. Соответственно, чем шире протекторная часть и ниже боковина, тем «низкопрофильнее» шина и наоборот. О «профильности» шины говорит второе число в маркировке шины. Например, в типоразмере 195/55R15, высота составляет 55% от ширины.

	Шины низкого профиля – отношение высоты к профилю составляет 30-50%. Низкопрофильные шины делают автомобиль приземистее, спортивнее. Автомобиль на таких шинах может ехать на большой скорости по ровной асфальтированной трассе без заносов. К минусам низкого профиля относится большая отдача на элементы подвески, сильный износ, низкий комфорт.
	Шины обычного профиля: отношение высоты к профилю составляет 55-65%. Шины обычного профиля применяют на всех типах легковых авто. Они достаточно комфортны, надежны, словом, оптимальны.
	В широкопрофильных шинах отношение высоты к профилю составляет 70 и выше процентов. Широкопрофильные шины обеспечивают повышенную проходимость по дорогам с мягким грунтом или плохим покрытием. Широкопрофильные шины комфортны, уровень шума при езде на них низкий.

Назад