Из чего состоит шина - Всё об автомобильных шинах

Корд — это несущая конструкция шины. По своему внешнему виду он напоминает металлическую ткань, сплетенную из проволоки. Основная функция корда — ослабление давления на внутреннюю часть шины. Это происходит за счет сжатия воздуха и давления снаружи шины.

Конструкция шины

Конструкция шин различается по способу герметизации внутренней части шины, расположению корда в каркасе, соотношению высоты и ширины, типу протектора и другим особенностям, специфичным для конкретного применения.

По способу герметизации шины могут быть камерными и бескамерными.

Трубчатые шины Шины состоят из покрышки, внутренней трубки с вентилем и ободной ленты. Внутренняя трубка всегда немного меньше, чем внутренняя шина, чтобы предотвратить смятие шины во время накачки. Ободная лента защищает внутреннюю трубку от повреждений и трения о колесо и борт шины. Вентиль используется для накачивания шины и предотвращает выход воздуха.

Бескамерные шины Шины характеризуются наличием герметичного слоя резины на первом слое шины. Бескамерные шины обладают следующими характеристиками:

меньший вес и лучший теплообмен с колесами;
повышенная безопасность вождения, поскольку в случае прокола воздух выходит только в месте прокола и относительно медленно;
более сложный и профессиональный монтаж и демонтаж;
более простой ремонт в случае прокола (нет необходимости в демонтаже);
требует колес со специальными ободами и большей точности.

Никогда не вставляйте брекер в бескамерную шину! Это приводит к перегреву шины (из-за внутреннего трения) и непредсказуемому поведению на дороге.

Шина имеет сложную конфигурацию и состоит из нескольких структурных элементов. Основным силовым элементом является каркас шины. Он состоит из нескольких наложенных друг на друга слоев прорезиненного корда и резиновых молний.

Нити соседних слоев пересекаются друг с другом под определенным углом, образуя ткань. Каждая нить изолирована от соседних нитей и в то же время соединена с ними резиной. Резина защищает нити от влаги и истирания.

В зависимости от конструкции каркаса шины, размеров, грузоподъемности и давления воздуха количество слоев в каркасе может варьироваться от 1 (легковой автомобиль) до 16 и более.

Брекер используется для улучшения соединения между каркасом и протектором. Это соединение необходимо для поглощения толчков и ударов, возникающих при движении шины. Брекер жесткости состоит из одного, двух или более слоев прорезиненных кордов с подкладочными резинами. В ребрах жесткости корды в соседних слоях пересекаются друг с другом и с кордами соседнего слоя каркаса, т.е. они расположены по диагонали, независимо от конструкции шины. Протектор радиальных шин более жесткий, усиленный и малорастяжимый по сравнению с протектором двухслойных шин, так как именно протектор в основном определяет прочность радиальных шин.

Протектор в Протектор состоит из рисунка протектора и протекторного слоя. Канавки, составляющие рисунок протектора, образуют сипы. Рисунок протектора определяет способность шины справляться с различными дорожными условиями. По типу рисунка протектора шины делятся на следующие группы: дорожные (летние), всесезонные (универсальные), зимние (в том числе для пересеченной местности), внедорожные, спортивные (скоростные, гоночные) и шины для открытых карьеров.

Автомобильные диски

Диск — это основной конструктивный элемент для крепления шины, который передает вращательное движение от оси к шине. Конструктивно диск соединен с ободом.

Эти колесные изделия могут быть стальными или легкосплавными. В стальных моделях обод приваривается к металлической конструкции. В последнем случае обод имеет цельную структуру.

Колесо крепится к оси с помощью ступицы. В качестве крепежных элементов используются болты в случае легковых автомобилей и штифты в случае грузовых автомобилей. Для соединения колеса со ступицей сверлятся крепежные отверстия.

Обычно используется от четырех до шести отверстий. Внутренний объем может варьироваться в зависимости от тормозной системы.

Обод выступает в качестве соединительной части между шиной и диском. Эта часть обычно представлена в поперечном виде для установки колес соответствующих размеров. На легковых автомобилях эта часть изображается с углублением в центре и имеет выступы и фланцы (отбортовки) по краям.

Шина устанавливается на обод с помощью выступа в кольце. На фланцах шины имеются выступы. Колесо крепится к внешней стороне фланца. Однако существуют конструкции, в которых колесо закрывает внутренний фланец.

Это означает, что шина прилипает к ободу. Обычно принято различать удлиненные и стандартные фланцы. Эти классификации используются в стандартах Run Flat.

Расстояние между краями или ширина обода;
Диаметр, определяемый креплением фланца;
Выпуклость колеса, или смещение, — это расстояние от центровки диска до контактной поверхности ступицы.

Структура легковой шины

Функция шины легкового автомобиля заключается в сцеплении с дорожным покрытием. Это оказывает большое влияние на управляемость и аэродинамику автомобиля. Кроме того, она способна выдерживать общий вес автомобиля.

Как правило, для легковых автомобилей используются шины без внутренней трубки. Герметик в них стабилизирован благодаря конструктивным особенностям. Бескамерные шины состоят из:

Каркас — это энергетический элемент шины. Его структура состоит из 10 слоев нитей корда на прорезиненной основе. В основе корда лежат синтетические волокна, стекловолокно или металл.

Нить натягивается от одного края шины к другому, т.е. радиально. В результате снижается нагрузка на слои корда и повышается стабильность качения. Практически все автомобили оснащены радиальными шинами.

Брекер — это слой корда, расположенный между каркасом шины и протектором. Этот слой препятствует отслаиванию протектора и помогает поглощать механические нагрузки и укреплять структурную целостность шины.

Протектор — это внешняя часть шины. Этот компонент улучшает сцепление с дорогой и защищает шину от ударов и механических нагрузок. Он состоит из прорезиненного слоя с выпуклым рисунком на внешней стороне.

Рисунок протектора указывает на способность шины работать в определенных условиях.

Протектор на колесе плавно соединяется с боковинами шины. Область, где они соединяются, называется плечевой зоной протектора. Плечевая зона повышает жесткость шины и ее устойчивость к боковым нагрузкам.

Не рекомендуется ездить на изношенных шинах. В частности, не следует ездить на шинах с глубиной протектора 1,6 мм. Это относится к легковым автомобилям.

Шина может быть установлена на колесный диск или ступицу, прикрепленную к оси. Обратите внимание, что крутящий момент колеса передается на металлический обод. Легковые автомобили имеют 4 отверстия для колесных болтов. Более крупные автомобили оснащены 5 болтами.

Из каких компонентов состоит шина?

Шина — довольно сложный продукт не только по конструкции, но и по составу, так как при ее производстве используется обширный перечень сырья и промежуточных продуктов (более 200). Возьмем, к примеру, базовую резиновую смесь: она состоит из целой композиции каучуков, модифицированных химическими веществами с различными эффектами.

Резиновые смеси

Резиновые смеси могут состоять из натуральных или синтетических каучуков, но они недостаточно эластичны и долговечны. Используются диспергирующие (диспергирующие массу) добавки, обеспечивающие пластичность, которая является основным свойством эластомера.

Каучуковые композиции могут содержать около двадцати ингредиентов. Натуральный каучук, также известный как латекс, содержится в клетках и соке каучуконосных растений, самым известным из которых является растение гевея, произрастающее в Бразилии. Он эластичен, водонепроницаем и долговечен, но при этом очень дорог, поэтому основным ингредиентом современных шин являются синтетические каучуки.
Их получают путем переработки сырой нефти путем поликонденсации или полимеризации мономеров. Хотя по составу они схожи с натуральным каучуком, синтетический имеет преимущество по ряду технических характеристик. Резина на ее основе не только прочна и эластична, но и устойчива к многократным деформациям и обладает низким тепловыделением.
Резиновые смеси для протектора и оболочки на основе стирол-бутадиенового, дивинилового или метилстирольного каучука отличаются превосходной износостойкостью, динамической прочностью и морозостойкостью. Вулканизационные мембраны изготавливаются из бутилкаучука; уплотнительный слой — из резины на основе хлорбутилкаучука.

Применение

В процессе производства шины проходят контроль качества. В первую очередь, шины подвергаются визуальному осмотру и делятся на определенные категории. Хорошие шины не имеют дефектов или имеют незначительные дефекты в допустимых пределах, которые не влияют на способность шины функционировать.

Дефектная шина — это шина с критическими дефектами, которая по умолчанию не может быть использована. Такие изделия подлежат утилизации и, наряду с отходами производства, чаще всего перерабатываются в резиновую крошку. Это, в свою очередь, может использоваться не только в качестве ингредиента при дальнейшем производстве резиновых смесей, но и в производстве других потребительских товаров.

Некоторые виды маркировки боковины шин

Производители шин используют боковину для идентификации шин по типу. Обозначение размера шины (ширина и высота профиля, диаметр обода) и некоторые символы гравируются на боковине шины для идентификации ее характеристик.

производитель
страна-производитель;
рисунок солнца, дождя или снежинки указывает на соответствующую сезонность;
буква ‘R’ указывает на радиальную конструкцию коронки;
‘M+S’ указывает на хорошие характеристики в грязи и на снегу;
‘RF’, ‘XL’ или ‘REINFORCED’ означает, что резина усилена и может выдерживать большую нагрузку (такие шины обычно имеют несколько слоев в каркасе, со стальным кордом);
‘E’ на внутренней стороне круга указывает на европейский стандарт качества;
указана информация о давлении;
TWI’ — это индикатор износа протектора.

Маркировка на боковине шины

Индикатор износа протектора позволяет измерить степень износа шины самостоятельно, без помощи автомеханика. Таким образом, водитель не пропустит момент, когда шины изношены и требуют замены, что значительно повышает безопасность движения.

Некоторые производители также наносят на протектор шин индикатор обкатки. Он наносится, когда новая шина полностью обкатана и готова к более высоким скоростям (в пределах ограничений) и маневрам.

Помимо вышеупомянутой информации, на боковой стороне шины вы найдете рейтинг скорости — он указывает максимальную скорость, на которой можно использовать шину (существуют обозначения типов шин в этом диапазоне). Другим важным показателем является индекс нагрузки, который указывает, какой вес может выдержать шина на одно колесо.

ВЫВОДЫ:

Автомобильная шина состоит из различных частей и слоев материалов;
Протектор обеспечивает не только сцепление с дорогой, но и дополнительную амортизацию;
Шина имеет внутри прочный каркас, который состоит из нескольких слоев специальных резиновых нитей;
Этикетка на боковине шины многое говорит о ее свойствах и характеристиках.

Автомобильные шины должны подбираться в соответствии с характеристиками автомобиля: габаритами, скоростью и т.д. Резина должна использоваться строго в соответствии с напечатанными на ней техническими данными, иначе она быстро износится из-за неправильной эксплуатации.

Материалы конструкции и их роль

Автомобильная шина состоит из нескольких компонентов, которые, в дополнение друг к другу, обеспечивают ее эксплуатационные характеристики. Состав также влияет на конструкцию шины. Давайте разберем состав шины более подробно. В производстве используются следующие компоненты.

Резина. Несмотря на большое разнообразие современных резиновых смесей, все они основаны на различных каучуках. В настоящее время используется искусственный каучук, который синтезируется из нефти. Также может использоваться натуральный и синтетический изопреновый каучук. Но последние используются в ограниченном объеме, только для достижения определенных свойств.
Сажа. Более распространено название ‘технический углерод’. Это обязательный компонент шин. Именно наличие этого материала придает шине черный цвет. Но главное достоинство этого материала — повышение прочности изделия.
Кремниевая кислота — аналог сажи. Она часто используется в ‘зеленых’ шинах, поскольку оказывает меньшее воздействие на окружающую среду. Ее применение ограничено.
Сера используется в качестве вулканизатора.
Масла и смолы. Они влияют на жесткость шины, а также регулируют уровень износостойкости.
Вулканизирующие вещества. Обычно используются стеариновые кислоты или оксид цинка. Они стимулируют вулканизацию резины, а также обеспечивают образование полимерно-оксидной сетки.

Это основные компоненты резиновой смеси. Причем у каждого производителя свой рецепт, который отличается пропорциями смешивания.

Существуют также органические ингредиенты. Они используются в ограниченном объеме из-за их высокой стоимости. Наиболее распространенным является кукурузный крахмал, который добавляется в протекторную смесь. Это улучшает характеристики качения шины.

Процесс производства шин

Производство автомобильных шин — это многоступенчатый процесс. Давайте рассмотрим наиболее важные этапы.

Проектирование. Сегодня широко используется компьютерное моделирование.
Производство отдельных компонентов. Брелок, корд, бусины и резина (заготовки протектора) изготавливаются отдельно.
Затем компоненты собираются вместе. Для этого отдельные компоненты собираются на сборочном барабане.
После сборки кипы вулканизируются.

Заключительным этапом является тестирование и маркировка.

Современная автомобильная шина — это технологически совершенное изделие, обладающее рядом технических характеристик. Для того чтобы правильно выбрать и использовать шины, важно знать, из чего сделана шина, а также состав резиновой смеси.

Свежий материал