При движении автомобиля его соприкосновение с дорогой осуществляется за счёт шин, причём площадь контакта одного колеса не больше отпечатка человеческой стопы. Для быстро движущейся машины это совсем немного, поэтому качеству и безопасности покрышек уделяется столь пристальное внимание. Рассмотрим, какими бывают элементы шин, в чём задача каждого, и из изготавливаются покрышки.
Особенности современных шин
К современным шинам предъявляются весьма строгие требования, и кроме хорошего сцепления с дорогой и управляемостью они должны быть износостойкими, экономичными в плане расхода топлива и внешне эстетичными. Такой букет характеристик ставит перед проектировщиками шин весьма сложные задачи, и с момента создания первой покрышки до сегодняшнего дня в эволюции колёс пролегла целая пропасть.
Автопокрышки прошли сложнейший путь усовершенствования в таких критериях, как:
Кроме того, производители шин всегда стремились: упростить технологию производства, что сказалось бы и на цене продукта; улучшить технико-экономические показатели; обеспечить восприятие увеличенных нагрузок; увеличить строк службы.
Так, за пару последних десятилетий, средний вес одной покрышки уменьшился на 20%, на 25% увеличена грузоподъёмность, значительно удлинился срок эксплуатации. Наряду с усилением тягово-сцепных свойств покрышек уменьшился их дисбаланс, что автоматически влечёт и улучшение скоростных характеристик.
По типу конструкции автошины бывают диагональными — в них нити корда расположены под углом до 65 градусов, и радиальными, когда нити совсем не имеют наклона или он не превышает 5 градусов. На сегодняшний день большинство мировых специалистов считает, что лимит развития диагональных шин уже исчерпан, поэтому основное внимание обращено на совершенствование наиболее перспективных радиальных.
На заметку: В настоящее время в ходу радиальные металлокордные однослойные бескамерные шины, которые монтируются на обода с низкими закраинами. Но уже созданы и бескордные шины, изготавливаемые литьём под давлением или методом шприцевания из резины, армированной волокнами. Производство пока что опытное, но успехи определённо есть. Если всё удастся, подобные технологии очень упростят процесс производства, и надеемся, что шины станут дешевле.
Из чего состоит покрышка, основные элементы шин
Термины «шина» и «покрышка» являются синонимами, лишь когда речь идёт о легковых колёсах. Грузовая же покрышка — это часть шины, которая комплектуется ещё ободной лентой, отделяющей покрышку от колёсного диска, и вставляемой внутрь ездовой воздухонаполненной камерой.
Покрышка имеет довольно сложную конструкцию, и состоит из таких элементов:
- Каркаса, как силовой части. Состоит из одного металлического или нескольких текстильных слоёв корда, закрепляемых на бортовых кольцах.
- Протектора, обеспечивающего непосредственный контакт и хорошее сцепление с покрытием дороги, и предохраняющего от повреждений каркас. Протектор представляет собой наружный слой резины с объёмным рисунком, и должен максимально сопротивляться износу.
- Боковины — более тонкого и эластичного, но устойчивого к деформациям резинового слоя, продолжающего протектор с боков (место перехода называется плечом).
- Бортов, обеспечивающих закрепление шины на ободе диска. Это наиболее жёсткие части покрышки, состоящие из бортового кольца и наполнительного шнура, обёрнутых резиновой лентой.
- Гермослоя — плёнки из газонепроницаемой резиносмеси (только у бескамерных шин).
- Брекера — участка покрышки, расположенного между протектором и каркасом. Обеспечивает устойчивость шины к пробою и в целом её прочность.
- Экранирующего слоя, предохраняющего от деформаций брекер и каркас.
Типы протектора шин
Ходовые качества шины зависят не только от их слойности и состава резиносмеси. Наибольшее значение оказывает рисунок, приспособленный к тем или иным условиям эксплуатации, поэтому в первую очередь покрышки классифицируют по типу протектора:
Обратите внимание: Направленный рисунок лучше работает на высоких скоростях и мокрой дороге, поэтому чаще используется в летних и всесезонных шинах. Ненаправленный рисунок более характерен для зимних шин и покрышек повышенной проходимости.
Какие элементы входят в структуру и состав шин
Шина является достаточно сложным изделием не только по конструкции, но и по составу, так как в производстве применяется внушительный перечень сырьевых и полуфабрикатных компонентов (более 200). Взять хотя бы основную резиновую смесь: она состоит из целой композиции каучуков, модифицированных химическими веществами различного действия.
Резиносмеси
Резиносмеси составляются из натуральных и синтетических каучуков, но сами по себе они не обладают достаточной эластичностью и прочностью. Поэтому и приходится применять диспергируемые (распределяемые в массе) добавки, за счёт которых обеспечивается пластичность, как главное свойство эластомера.
Чем армируют покрышки
Так как покрышка имеет внутреннее армирование, материалам, применяемым для этой цели, уделяется не меньшее внимание, чем резиносмесям. В качестве армирующих прослоек в шинах используют текстильные нити; кордные ткани — чаще на полимерной основе, но бывают и натуральные; стальная проволока и металлокорд.
Текстиль для корда
Текстильные материалы, применяемые для армирования покрышек, могут представлять собой:
Текстильный корд применяют для формирования слоёв каркаса, но иногда им упрочняют и брекер. Корд каркаса должен быть эластичным и хорошо сопротивляться ударным и статическим нагрузкам. Именно за счёт него покрышка сохраняет геометрические размеры вне зависимости от температуры, влажности, степени разнашивания или усадки. Корд для усиления брекера должен иметь более высокий модуль растяжения, и обладать повышенной жёсткостью и прочностью.
Для изготовления текстильных кордов применяют такие виды тканей:
Металлическое армирование
Проволока из углеродистой стали в шинном производстве применяется для изготовления бортовых колец, а чтобы обеспечить хорошее сцепление с резиной, её покрывают тонким слоем латуни или бронзы. Так обеспечивается безопасное крепление элементов покрышки между собой, и её плотная посадка на обод.
Металлокорд превосходит текстильный корд по прочности, меньше растягивается, обеспечивая более высокую жёсткость брекера. Он представляет собой трос, свитый с применением проволок разного или одинакового диаметра, что отражается в маркировке.
Диаметр, количество и плетение проволок обеспечивают тросу разные характеристики, поэтому существует несколько типов металлокордов:
При изготовлении корда могут использоваться проволоки с разными уровнями удельной прочности. Чем выше марка, тем более высокой прочностью обладает и сам металлокорд, и тем дольше сохраняет её при длительной эксплуатации покрышек.
Заключение
В процессе производства шины обязательно подвергаются контролю качества. Прежде всего, визуально определяются показатели внешнего вида, с присвоением продукции определённых категорий. Годными признаются покрышки без дефектов, либо с незначительными дефектами в пределах допустимых, не оказывающими влияние на эксплуатационные качества.
Браком признают шину с критическими недостатками, использовать которую нельзя по умолчанию. Такие изделия подлежат утилизации, и наряду с отходами производства, чаще всего перерабатываются в резиновую крошку. В свою очередь она может использоваться не только как ингредиент для дальнейшего производства резиновых смесей, но и применяться при изготовлении других товаров народного потребления.
