Из чего состоит покрышка автомобиля?

Строение автомобильных шин

Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.

Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.

  • Сцепление с дорожным полотном;
  • Сглаживание мелких неровностей дороги;
  • Возможность движения по поверхностям с разными характеристиками;
  • Управляемость авто.

Также от этих элементов зависит шумность при движении.

Внутреннее устройство

Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.

Одна из схем шины

Эти слои имеют свое название:

  • кордовый каркас;
  • брекер;
  • протектор.

Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.

Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.

По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.


Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.

Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.

Внешнее устройство

Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:

  • бортов;
  • боковин;
  • плеч;
  • беговой дорожки.

Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.


От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.

Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.

К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.

В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.

Классификация

Существует несколько критериев, по которым делится автомобильная «резина»:

  • Способ герметизации внутреннего пространства;
  • Сезонность использования;
  • Тип протектора;
  • Сфера использования.

Все эти критерии достаточно важны и учитываются при выборе авторезины.

Метод герметизации

По способу герметизации, существующие виды автошин делятся на камерные и бескамерные.


В камерных воздух, обеспечивающий необходимое давление внутри, закачивается в специальный резиновый баллон – камеру. Основным недостатком таких колес является легкость повреждения, поскольку даже незначительный прокол камеры приведет к спусканию колеса. Но с другой стороны, изгибы обода диска при сильных ударных нагрузках не приводит к спусканию. На легковых авто камерный тип сейчас используются очень редко.

В бескамерных воздух закачивается в пространство, образованное внутренней поверхностью шины и диском. Они менее «чувствительны» к проколам и способны выдержать до 7-8 пробитий (при условии, что элемент, проколовший шину, остается в ней). Но даже незначительный изгиб обода приведет к «отслаиванию» борта и колесо стравит воздух.

Сезонность использования

По сезонности использования шины делятся на летние, зимние и всесезонные. Отличия между ними сводятся к материалу изготовления (в летних используется жесткая резина, а зимних – мягкая), форме рисунка и глубине протектора. Всесезонный вариант является промежуточным, и должных сцепных качеств не обеспечивает ни зимой, ни летом. Оптимальный период использования такой резины – ранняя весна и поздняя осень.

Тип протектора

По типу протектора виды автошин бывают дорожными, повышенной проходимости и универсальными. Первые предназначены для эксплуатации по твердой поверхности. Шинам повышенной проходимости характерны глубокий протектор и ярко выраженные грунтозацепы, обеспечивающие отличные ходовые качества авто по пересеченной местности. Универсальные колеса подходят как для движения по дороге, так и по бездорожью, но не сильному, поскольку грунтозацепы в них есть, но они не очень «мощные».

Сфера использования

По сфере использования шины бывают общего назначения и спортивные. Все виды автошин общего назначения обладают определенным соотношением высоты профиля к ширине, что обеспечивает необходимый объем для закачки воздуха.

К спортивной резине относятся низкопрофильные шины, слики и полуслики. Низкопрофильные отличаются небольшой высотой боковин. Но для обеспечения нужного объема для закачки воздуха, конструкторы увеличили ширину шин. В результате площадь контакта беговой дорожки возросла, поэтому низкопрофильные шины отличаются улучшенными сцепными качествами. Предназначены они для езды только по твердой поверхности. Благодаря наличию протектора, допускается их использование на дорогах общего назначения.


Слики – исключительно спортивные шины. Их особенность – полное отсутствие рисунка протектора, что обеспечивает максимальное пятно контакта колеса с дорогой. Они применяются только на сухих твердых покрытиях.

Полуслики отличаются от сликов наличием небольшого протектора, в центральной части беговой дорожки, по краям же на поверхности узора нет. Несмотря на имеющийся протектор, использовать такую резину на дорогах общего назначения нельзя, на них можно ездить только по автотрекам.

Самая частая проблема, связанная с шинами во время эксплуатации авто, — проколы, в результате которых воздух их колеса выходит и дальнейшая его эксплуатация невозможна.

Частично эта проблема решилась с появлением бескамерных шин. Как уже указывалось, они способны выдержать определенное количество проколов.

Технология Flat

Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.

Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.

Технология run flat

Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.


Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.

Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.

«Самолечащиеся шины»

Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.

Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.


Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.

Устройство и виды автомобильных шин

Одним из основных элементов автомобильного колеса является шина. Она устанавливается на диск и обеспечивает стабильный контакт автомобиля с дорожным покрытием. В процессе движения автомобиля шины поглощают возникающие вибрации и колебания, вызванные неровностями дороги, что обеспечивает комфорт и безопасность пассажиров. В зависимости от условий эксплуатации шины могут изготавливаться из различных материалов со сложным химическим составом и определенными физическими свойствами. Шины могут также отличаться рисунком протектора, обеспечивающего надежное сцепление с поверхностями с различным коэффициентом трения. Зная устройство шин, правила их эксплуатации и причины преждевременного износа, вы сможете обеспечить долгий срок службы резины и безопасность вождения в целом.

  1. Функции шины
  2. Устройство автомобильной шины
  3. Корд
  4. Протектор
  5. Брекер
  6. Плечевая зона
  7. Боковины
  8. Борт
  9. Виды шин
  10. Сезонный фактор
  11. Способ герметизации внутреннего объема
  12. Внедорожные шины
  13. Рисунок протектора шин
  14. Низкопрофильные шины
  15. Слики
  16. Износ автомобильных шин
  17. Виды износа шин и их причины

Функции шины

К основным функциям автомобильной шины относятся:

  • гашение вибраций колес от неровностей дорожного покрытия;
  • обеспечение постоянного сцепления колес с дорогой;
  • снижение расхода топлива и уровня шума;
  • обеспечение проходимости автомобиля в сложных дорожных условиях.
Читайте также  Что такое жидкое стекло для автомобиля?

Устройство автомобильной шины

Конструкция шины достаточно сложная и состоит из множества элементов: корда, протектора, брекера, плечевой зоны, боковины и борта. Поговорим о них подробнее.

Основой шины является каркас, состоящий из нескольких слоев корда. Корд – прорезиненный слой ткани из текстильных, полимерных или металлических нитей.

Корд натянут по всей площади шины, т.е. радиально. Существуют радиальные и диагональные шины. Наибольшее распространение получила радиальная шина, т.к. она характеризуется наиболее долгим сроком эксплуатации. Каркас в ней более эластичный, за счет чего уменьшается теплообразование и сопротивление качению.

Диагональные шины имеют каркас из нескольких слоев корда, расположенных перекрестно. Эти покрышки отличаются невысокой ценой и имеют более прочную боковину.

Протектор

Наружная часть покрышки, непосредственно контактирующая с дорожной поверхностью, называется “протектор”. Главным его предназначением является обеспечение сцепления колеса с дорогой и защита его от повреждений. Протектор влияет на уровень шумности и вибрации, а также определяет степень износа шины.

Рисунок протектора шины и ее назначение

Конструктивно протектор представляет собой массивный слой резины, имеющий рельефный рисунок. Рисунок протектора в виде канавок, борозд и выступов обуславливает способность шины работать в определенных дорожных условиях.

Брекер

Слои корда, расположенные между протектором и каркасом, называются “брекер”. Он необходим для улучшения взаимосвязи между этими двумя элементами, а также для предотвращения отслоения протектора под действием внешних сил.

Плечевая зона

Часть протектора, находящаяся между беговой дорожкой и боковиной, называется “плечевая зона”. Она усиливает боковую жесткость шины, улучшает синтез каркаса с протектором, берет на себя часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой.

Боковины

Боковина – прослойка резины, являющаяся продолжением протектора на боковых стенках каркаса. Она ограждает каркас от влаги и механических повреждений. На нее наносится маркировка шин.

Боковина заканчивается бортом, служащим для ее крепления и герметизации на ободе колеса. В основе борта находится нерастяжимое колесо из стальной обрезиненной проволоки, придающее прочность и жесткость.

Виды шин

Шины можно классифицировать по нескольким параметрам.

Сезонный фактор

По сезонному фактору различают летние, зимние и всесезонные шины. Сезонность шины определяется по рисунку протектора. На летней резине отсутствует микрорисунок, зато присутствуют ярко выраженные бороздки для стока воды. Это обеспечивает максимальное сцепление колес с асфальтом.

Зимние шины от летних можно отличить по узким канавкам протектора, которые позволяют резине не терять свою эластичность и хорошо держать машину даже на обледенелой дороге.

Существуют и так называемые “всесезонные шины”, о плюсах и минусах которых можно сказать следующее: они одинаково хорошо показывают себя как в жару, так и в холод, однако обладают весьма средними эксплуатационными характеристиками.

Способ герметизации внутреннего объема

По этому показателю различают “камерные” и “бескамерные шины”. Бескамерные шины – это шины, имеющие только покрышку. В них герметичность достигается за счет устройства последней.

Внедорожные шины

Этот класс шин отличается повышенной проходимостью. Резина характеризуется высоким профилем и глубокими канавками протектора. Подходит для езды по глинистым и грязевым участкам, крутым склонам и прочему бездорожью. Но на этой резине не получится развить достаточную скорость на ровной дороге. В обычных условиях эта шина плохо “держит дорогу”, в следствие чего снижается безопасность движения, а протектор быстро изнашивается.

Рисунок протектора шин

По рисунку протектора различают шины с ассиметричным, симметричным и направленным рисунками.

Симметричный рисунок наиболее распространен. Параметры шины с таким протектором наиболее сбалансированы, а сама шина в большей степени приспособлена для эксплуатации на сухой дороге.

Наивысшие эксплуатационные свойства имеют шины с направленным рисунком, который придает покрышке устойчивость к аквапланированию.

Шины с ассиметричным рисунком реализуют в одной покрышке двойную функцию: управляемость на сухой дороге и надежность сцепления на мокром дорожном покрытии.

Низкопрофильные шины

Этот класс шин разработан специально для скоростного движения. Они обеспечивают быстрый разгон и уменьшают тормозной путь. Но, с другой стороны, эти шины не отличаются плавностью хода и характеризуются шумностью при движении.

Слики

Слики – еще один класс шин, который можно выделить отдельной. Чем отличаются слики от остальных шин? Абсолютной гладкостью! Протектор не имеет ни канавок, ни бороздок. Слики хорошо себя показывают только на сухой дороге. Используются в основном в автоспорте.

Износ автомобильных шин

В процессе движения автомобиля шина подвергается постоянному износу. Износ шины сказывается ее эксплуатационных показателях, в том числе и на длине тормозного пути. Каждый дополнительный миллиметр износа протектора увеличивает длину тормозного пути на 10-15%.

Важно! Допустимая глубина протектора для зимних шин составляет 4 мм, а для летних – 1,6 мм.

Виды износа шин и их причины

Для наглядности виды и причины износа шин представим в виде таблицы.

Вид износа шины Причина
Износ протектора посередине покрышки Неправильное давление воздуха в шине
Трещины и выпуклости на боковой стенке шины Удар шины о бордюр или яму
Износ протектора по краям покрышки Недостаточное давление в шинах
Плоские пятна износа Особенности вождения: резкое торможение, занос или ускорение
Односторонний износ Неправильный сход-развал

Проверить износ шин можно визуально при помощи индикатора уровня износа шин, представляющего собой участок протектора, отличающийся от его основы размерами и формой.

Индикатор износа в виде цифр

Индикатор износа шин может быть:

  • классическим – в виде сепаратного протекторного блока высотой 1,6 мм, расположенного в продольной канавке шины;
  • цифровым – в виде выдавленных в протекторе цифр, соответствующих определенной глубине протектора;
  • электронным – одна из функций системы контроля давления в шинах.

Конструкция и Маркировка автомобильных шин

Конструкция шины

Шина состоит из: каркаса, слоев брекера, протектора, борта и боковой части.

  1. Протектор грузовой шины: основная задача обеспечить максимальную степень сцепления автошины при минимизации её износа. Протектор защищает внутренние компоненты шины, находящиеся под каркасом.
  2. Брекер (защитный пояс):несколько слоев стального корда, проложенных под небольшим углом, обеспечивают прочность шины и стабилизируют слой полимерного корда, препятствуя проникновению посторонних предметов внутрь каркаса автошины.
  3. Боковина автошины: обеспечивает защиту для слоя корда и выдерживает влияние деформационного изгиба шины и агрессивное воздействие внешних условий.
  4. Слой полимерного корда: слой радиального каркаса шины, передающий всю нагрузку между колесом и дорогой силы торможения и управления, выдерживает импульсные нагрузки, действующие на шину при рабочем давлении.
  5. Внутренний герметизирующий слой слой резины в бескамерных шинах, имеющий специальный состав, препятствующий потере давления.
  6. Связка борта шины: стальной пучок бортовой проволоки обеспечивает надлежащую посадку и уплотнение шины на ободе и поддерживает ее в этом положении.
  7. Апекс/материал заполнитель: резиновый шнур-наполнитель борта и нижней части боковины шины, предназначенный для передачи усилий с жесткой области борта автошины на гибкую боковину.
  8. Упрочняющий слой: слой стальных жгутов над загибом радиального слоя корда, предназначенный для упрочнения и стабилизации переходной области между бортом грузовой шины и боковиной.
  9. Бортовая лента: слой твердой резины, который противодействует эрозии в зоне борта шины, вызываемой действием обода диска.
  10. Камера*: отдельная воздушная камера, предназначенная для предотвращения потери воздуха, используемая исключительно в грузовых шинах камерного типа.
  11. Ободная лента (флеп, флап)*: специальная резиновая лента, помещаемая между камерой и ободом. Защищает камеру от изнашивания и препятствует повреждению камеры воздействием обода колеса. * Применяется только для шин камерного типа.
  • Каркас — главный силовой элемент покрышки, состоит из прорезиненных нитей корда. Корд бывает текстильным, металлическим или стекловолоконным. Текстиль и стекло применяются в легковых шинах. Металлокорд — в грузовых. Стекловолокно отличается абсолютной стойкостью к гниению и растягиванию. Шины с использованием стекловолокна меньше разнашиваются и меньше подвержены порче в условиях высокой влажности и температуры (тропики).
  • Брекер находится между каркасом и протектором (подушка). Предназначен для защиты каркаса от ударов, придания жёсткости шине в месте соприкосновения с дорожной поверхностью и для защиты камеры от проколов. Изготавливается из толстого слоя резины (в лёгких шинах) или скрещенных слоёв металлокорда.
  • Протектор наружная резиновая часть покрышки шины. Обеспечивает сцепление шины с дорогой, а также для предохраняет каркас от повреждений. Протектор обладает определенным рисунком, который, в зависимости от назначения шины различается.
  • Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой (для бескамерных шин) резины.
  • Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.
  • Шипы противоскольжения. В целях повышения безопасности движения автомобиля в условиях гололеда и обледенелого снега применяют металлические шипы противоскольжения.

Отличительные особенности шин

Пневматические шины автомобилей различаются по способу герметизации внутреннего объема, расположению нитей корда в каркасе шины, высотой и шириной профиля, типу протектора, по сезонному предназначению.

По способу герметизации шины бывают камерными и бескамерными. В настоящее время бескамерные шины вытесняют камерные.

Камерные шины (TUBE TYPE)

Камерные шины состоят из покрышки, камеры с вентилем и ободной ленты, одеваемой на обод диска.

Конструкция колеса с камерной шиной: 1 – обод диска; 2 – камера; 3 – шина (покрышка); 4 – вентиль

Вентиль представляет собой обратный клапан, позволяющий нагнетать воздух в шину и препятствует его выходу наружу


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.
Ободная лента предохраняет камеру от повреждений и трения о диск и обод покрышки.

Бескамерные шины (TUBELESS)

Бескамерные шины (TUBELESS) отличаются наличием воздухонепроницаемого слоя, наложенного на первый слой каркаса (вместо камеры)

Конструкция колеса с бескамерной шиной: 1 – протектор; 2 – герметизирующийвоздухонепроницаемый резиновый слой; 3 – каркас; 4 – вентиль колеса; 5 – обод.

Бескамерные шины обладают рядом преимуществ перед камерными собратьями, выражающимися в следующем:

  • Уменьшенной массой и низким моментом инерции;
  • Улучшенной балансировкой;
  • повышенной безопасностью и надёжностью, вследствие невозможности быстрой разгерметизации;
  • минимальным простоем в пути, который сократился в среднем на 60%, за счёт возможности отремонтировать небольшие проколы шины специальной пастой (для этого не требуется снимать шину с колеса);
  • увеличенным пробегом – в среднем на 11%. Это достигается благодаря отсутствию трения между камерой и покрышкой, стабильному внутреннему давлению и оптимальной температуре, которая выдержана за счёт повышенного переноса тепла от шины на обод.

Камерные и бескамерные шины по расположению нитей корда в каркасе могут быть как диагональной так и радиальнойконструкции.

Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины: 1 — борта; 2 — бортоваяпроволока; 3 — каркас; 4 — брекер; 5 — боковина; 6 — протектор.

В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса, а в диагональных — под углом к радиусу колеса, причем нити соседних слоев перекрещиваются. Радиальные шины более жесткие, у них больший ресурс, лучшая стабильность формы пятна контакта, меньшее сопротивление качению.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации шины подразделяются на:

  • Дорожные (в обиходе называемые летними) – предназначены для применения при положительных температурах на шоссейных дорогах. Шины этого типа обеспечивают наилучшее сцепление с сухой и мокрой дорогой, обладают максимальной износостойкостью и наилучшим образом приспособлены для скоростной езды. Для движения по грунтовым дорогам (особенно мокрым) и зимой они малопригодны.
  • Зимние, используемые на обледенелых и заснеженных дорогах, сцепные качества покрытия которых могут изменяться в зависимости от ситуации, от минимальных (гладкий лед или каша из снега и воды) до небольших (укатанный снег на морозе). Они обладают неплохими дорожными свойствами, несколько уступая летней “резине”. Многие зимние шины позволяют устанавливать шипы противоскольжения или уже ошипованы на заводе-изготовителе.
  • Всесезонные – являются компромиссным вариантом между летними и зимними шинами, поэтому уступают по обеспечению сцепления и первым и вторым в соответствующих сезону условиях. Они позволяют круглогодично эксплуатировать автомобиль на одном комплекте шин.
  • Универсальные – обладают свойствами, позволяющими эксплуатировать их как на шоссейных, так и на грунтовых дорогах. Их целесообразно применять для вседорожников, которые совершают примерно равные пробеги по шоссе и дорогам. Четкую границу между ними и всесезонными шинами провести бывает довольно трудно.
  • Повышенной проходимости – рассчитаны для бездорожья и мягких грунтов. Использовать такие шины желательно только при редком движении по шоссе. В противном случае они будут быстрее изнашиваться и создавать высокий уровень шума.

Так же шины можно классифицировать по форме профиля:

Как устроена автомобильная шина: конструкция, материалы изготовления

Шины отвечают за безопасное и комфортное движение автомобиля. Правильный выбор покрышек является требованием ПДД. Первые шины были изобретены в середине 19-го века. Но, только в 1888 году их стали применять на велосипедах, а для автомобилей пневматические покрышки стали массово использовать в начале 20-го века, и только к середине столетия такая резина вытеснила «сплошные шины».

Из каких элементов состоит конструкция шины

Чтобы разобраться, как устроена шина рассмотрим все ее конструктивные элементы.

  • Каркас. Часто этот элемент называют – корд. Это нити корда, придающие автошине достаточную прочность и жесткость. Существует несколько типов покрышек по типу расположения корда в каркасе.
  • Брекер. Прослойка отделяющая протектор и каркас. Состоит из нескольких слоев корда, между которыми помещают резину. Обеспечивает дополнительную надежность и устойчивость к повреждениям, при этом достаточно гибкий.
  • Протектор. Внешний слой резины на профиле шины. Отличается не только высокой прочностью, но и специальным рисунком, который обеспечивает более надежное сцепление с дорогой.
  • Боковина. Слой резины над боковыми частями каркаса, обязательно имеют брекер.
  • Борт. Позволяет покрышке наиболее эффективно садиться на обод диска.
  • Бортовое кольцо. Специальный элемент борта, который позволяет добиться герметичности при сборке шины и колесного диска.
  • Плечо. Часть протектора, которая размещена сбоку профиля. Зимние шины обычно имеют развитую плечевую часть, что улучшает проходимость на снегу.

Как видите, строение автошины достаточно сложное. Ниже рассмотрим основные элементы более подробно.

Виды конструкций шины

Одним из важных факторов выбора является наличие камеры или ее отсутствие. Технически камерная и бескамерная резина различаются достаточно сильно.

  • Камерные шины имеют резиновую камеру, которая наполняется воздухом. Такие покрышки немного более простые, это классическая пневматическая шина. Но, есть недостаток, при проколе колесо спускает практически мгновенно.
  • Бескамерная покрышка имеет специальное бортовое кольцо, обеспечивающие герметичность. Также для них требуются специальные диски, подходящие для такой эксплуатации.

Сейчас больше распространены бескамерные шины. Они проще и дешевле в обслуживании, надежность их значительно выше.

Еще разделяют покрышки по конструкции корда. Тут выделяются диагональные и радиальные шины.

  • Диагональная конструкция подразумевает расположение нитей корда под углом к меридиану шины. Обычно угол наклона примерно 50°-55°. Есть еще один нюанс, каждый следующий слой корда, по отношению к предыдущему находится под углом в 100°. Такое размещение корда позволяет добиться высокой прочности в сочетании с высокой эластичностью. Так как нити постоянно смещаются друг относительно друга, это приводит к высокому выделению теплоты. Количество слоев корда всегда четное.
  • Радиальные шины имеют нити расположенные в соответствии с радиусом. Каждая нить располагается от одного борта до другого. Диагональное размещение корда только у брекера. Так как нити не сильно растягиваются, их защищает брекер, они выделяют меньше теплоты, а также служат дольше. Низкий нагрев позволяет делать низкопрофильные покрышки. Такое устройство также позволяет сделать автомобиль более устойчивым на дороге. Основным недостатком является жесткое качение.

Маркируется радиальная резина буквой «R», она находится в индексе типоразмера на боковине. Если этой маркировки нет, перед вами диагональная шина. Но, сейчас практически не производятся диагональные покрышки для легковых автомобилей, так как по эксплуатационным характеристикам они уступают радиальным.

Материалы изготовления и их роль

Производится автомобильная резина из нескольких компонентов, которые дополняя друг друга обеспечивают эффективную работу шины. Также смесь в некотором смысле влияет на строение шины. Разберем состав автошины более подробно. Для производства используются следующие компоненты.

  • Каучук. Несмотря на разнообразие состава современной резиновой смеси, основу его составляют все же различные каучуки. На данный момент времени используется искусственный каучук, который производится путем синтеза из нефти. Также может использоваться натуральный и синтетический изопреновый каучук. Но последние применяются ограниченно, только чтобы получить определенные характеристики.
  • Углерод технический. Чаще его называют «сажа». Является обязательным компонентом шины. Именно благодаря его наличию покрышка приобретает черный цвет. Но, основная польза от этого материала – увеличение прочности изделия.
  • Кремневая кислота – аналог технического углерода. Но, полностью его не заменяет, часто используется в «зеленых» шинах так как оказывает меньше влияние на экологию. Применяется ограниченно.
  • Сера – используется в качестве вулканизатора.
  • Масла и смолы. Влияют на жесткость покрышек, а также регулируют уровень износостойкости.
  • Активаторы вулканизации. Обычно применяются стеариновые кислоты или оксид цинка. Они провоцируют вулканизацию каучука, а также обеспечивают образование оксидной полимерной сетки.

Это основные компоненты резиновой смеси. Тут еще нужно учитывать, что каждый производитель имеет свои рецепты, отличающиеся соотношением веществ.

Есть еще и экологические компоненты. Применяются ограниченно в связи с высокой стоимостью. Обычно это кукурузный крахмал, который добавляют в состав протектора. Это позволяет добиться улучшения качения шины.

Процесс изготовления автомобильных шин

Производство автомобильной шины является многоэтапным процессом. Разберем основные этапы.

  • Проектирование. Сейчас обычно используют компьютерное моделирование.
  • Производство отдельных компонентов. Брекер, корд, борт и прорезиненная лента (заготовка протектора) производятся отдельно.
  • Далее производится сборка. Для этого отдельные компоненты собирают вместе на специальном сборочном барабане.
  • После сборки заготовка вулканизируется.

Последним этапом являются тестирование и маркировка.

Современная автомобильная шина – высокотехнологичная продукция, которая имеет целый ряд технических особенностей. Чтобы правильно выбирать и эксплуатировать покрышки необходимо знать из чего состоит конструкция, а также состав резиновой смеси.

Как разбортировать бескамерное колесо?

Как разбортировать колесо автомобиля?

Как отремонтировать шину своими руками

Как снять и установить колпаки с колес

Набор для ремонта шин: когда пригодится, состав, как пользоваться

Зимние шины: виды и правила выбора

Бандажные шины — что это? Особенности конструкции и назначение.

Докатка: преимущества и недостатки — правила установки и эксплуатации

Особенности устройства автомобильных шин

Общеизвестно, что колеса необходимы для движения и управления автомобилем. Они передают вертикальные нагрузки от транспортного средства к дороге. От грамотного выбора колес зависит поведение автомобиля во время движения, а значит безопасность водителя и пассажиров.

Общеизвестно, что колеса необходимы для движения и управления автомобилем. Они передают вертикальные нагрузки от транспортного средства к дороге. От грамотного выбора колес зависит поведение автомобиля во время движения, а значит безопасность водителя и пассажиров.

Устройство автомобильных шин

Автомобильные покрышки изготавливаются из резиновой смеси на основе синтетического или натурального каучука. Помимо этого в ее состав входит мел, смола, сажа, сера и специальные добавки. В общем случае конструкция покрышки включает в себя протектор, подушечный слой с брекером, посадочные борта с сердечником, боковины и каркас.

Каркас характеризуется одновременно высокой прочностью и эластичностью. Он необходим для соединения всех составных элементов шины в единое целое. Каркас изготавливается из нескольких слоев специального материала – корда. Каждый из них имеет толщину от 1 до 1,5 мм. Общее число слоев для грузовых автомобилей варьируется в пределах от 6 до 14 шт., для легковых – от 4 до 6 шт. Ограничение максимального количества слоев корда вызвано возрастанием сопротивления покрышек качению при их увеличении.

Для производства корда используется ткань с толщиной нитей от 0,6 до 0,8 мм. Материал изготовления зависит от назначения и типа шин. Ткань может быть нейлоновой, перлоновой, капроновой, вискозной и хлопчатобумажной. Наименее прочными считаются хлопчатобумажные корды. Прочностные характеристики капроновых, нейлоновых и перлоновых ориентировочно в 2 раза выше.

Отдельно следует выделить металлические корды. Они являются безусловными лидерами и по прочности превосходят хлопчатобумажные аналоги в 10 раз. Для изготовления таких кордов используется стальная проволока толщиной 0,15 мм. Общее количество слоев составляет от 1 до 4. Покрышки, укомплектованные металлическим кордом, отличаются меньшей массой и длительным сроком службы.

Подушечный слой с брекером необходим для защиты каркаса от неровностей дороги и связи с протектором. Его толщина составляет 3-7 мм. Он формируется несколькими слоями разреженного обрезиненного корда. Боковины также выполняют защитную функцию. Для их изготовления используется протекторная резина толщиной от 1,5 до 3,5 мм.

Посадочные борта необходимы для удержания покрышки на ободе. Снаружи они покрыты прорезиненной лентой для предохранения от истирания и повреждений. Внутри бортов находятся стальные сердечники. Они необходимы для увеличения прочности и предотвращения соскакивания покрышки с обода.

Назначение протектора

Протектор представляет собой непосредственно контактирующий с дорожным полотном массивный слой прочной резины. Его наружная поверхность снабжена рельефным рисунком в виде чередующихся выступов и канавок. Он может быть направленным, ненаправленным и ассиметричным. От протектора зависит коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорогой. Помимо этого он определяет возможность использования шин в различных атмосферных условиях, а также уровень вибраций и шума во время езды.

В идеальных условиях автомобильная покрышка вообще не нуждается в протекторе. В этом случае площадь ее контакта с дорожным покрытием будет максимальна. Такое возможно только на сухом асфальтобетоне. При появлении даже небольшого количества воды коэффициент сцепления шины с дорогой резко уменьшается и в результате теряется управление автомобилем. Протектор обеспечивает эффективный отвод воды от пятна контакта покрышек.

Виды автомобильных шин

Автомобильные шины делятся на камерные и бескамерные. Первые состоят из покрышки и непосредственно камеры. Она необходима для удержания сжатого воздуха внутри шины. Толщина ее стенок колеблется в пределах от 2,5 до 5 мм для грузовых автомобилей и от 1,5 до 2,5 мм – для легковых.

На заре своего появления главной проблемой для автомобилей стали гвозди, выпадающие из подков лошадей. Для обеспечения безопасности движения они собирались с помощью электромагнитов.

Бескамерная шина является одновременно и камерой. По внешнему виду она практически не отличается от камерной. Для дополнительной защиты на ее внутренней поверхности имеется специальный герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой толщиной 1,5-3,5 мм.

Особенности маркировки

Помимо стандартной маркировки с обозначением размера шин, а также нормированных показателей нагрузки и скорости на них наносятся дополнительные обозначения. Наиболее важные из них следующие:

  • Надписи RAIN, WATER или AQUA означают, что шины предназначены для эксплуатации в дождливую погоду;
  • Маркировка MAX PRESSURE говорит о максимально возможном давлении в покрышке;
  • Надписи Tube Type и Tubeless означают камерная и бескамерная шина соответственно;
  • Маркировка All Season свидетельствует о возможности круглогодичного использования покрышек;
  • Надпись M&S сообщает о зимнем или всесезонном назначении шин.

При правильном подборе автомобильных шин их использование удобно и безопасно.

Конструкция автомобильных шин

Типовая конструкция шин. Шина типовой конструкции состоит из покрышки, камеры и ободной ленты (рис. 27). Ободные ленты, как правило, не применяются в шинах легковых автомобилей. Основные конструктивные элементы покрышки представлены на рис. 28. При поперечном разрезе покрышки можно выделить следующие элементы .

Торцевая часть — это та часть покрышки, внешняя поверхность которой во время езды соприкасается с твердым покрытием. Состоит она из участка каркаса и беговой дорожки протектора с рисунком. Между протектором и каркасом может располагаться подушечный слой (брекер). Торцевая часть покрышки характеризуется большей толщиной и жесткостью по сравнению с боковой частью.

Сухарь (плечевая зона) — участок между торцевой и боковой частями покрышки, состоящий из каркаса и протектора, нередко вместе с рисунком, и характеризующийся уменьшающейся толщиной и жесткостью от торцевой к боковой части. К сухарю могут прилегать края подушечного слоя или опоясывающей ленты.

Боковина — участок каркаса и боковой части протектора, имеющий небольшую толщину и высокую эластичность.

Антифрикционное упрочнение покрышки — резиновый выступ на боковой части покрышки, который увеличивает ее прочность при столкновении с высоким препятствием либо при езде по глубокой колее.

Центрирующая риска протектора — риска в низу боковой части шины, которая служит для проверки правильности посадки покрышки на обод.

Борт — часть покрышки, переходящая из боковой в крепящую на обод часть покрышки. Борт состоит из проволочных колец, на которые завернуты слои каркаса. В ряде конструкций покрышек на наружную поверхность проволочных колец накладывается наполнительный шнур из твердой резины. Борт характеризуется увеличивающейся толщиной и жесткостью от боковой части покрышки к основанию и нерастяжимостью в периметрическом направлении. В борте выделяют три поверхности: носок, пятку и основание.

Каркас — часть покрышки, представляющая собой эластичную, мало растяжимую оболочку, форма которой приближается к тору с вырезом изнутри.

Рис.27. Типовая конструкция шины:

/ — камера; 2 — покрышка; 3 — ободная лента; 4 — вентиль; 5 — обод колеса

Рис. 28. Основные конструктивные элементы покрышки:

t — обод; 2 — центрирующая риска; 3 — антифрикционное упрочнение; 4 — каркас; £ — опоясывающая лента; 6 — протектор; 7 — торцевая часть; 8 — сухарь; 9 — боковина; 10 — борт

Образовавшиеся при этом кромки переходят в борт. Прочностными элементами о:новы являются слои обрезиненного корда и проволочные кольца в бортах, на которые завернуты слои каркаса.

Подушечный слой (брекер) — слои корда или резины в торцевой части и сухаре покрышки, между каркасом и протектором. Угол, под которым располагаются нити корда, приближается к углу расположения нитей в каркасе. Подушечный слой практически не влияет на поперечную форму покрышки.

Опоясывающая лента — слои корда, находящиеся в торцевой части покрышки, между каркасом и протектором. Опоясывающая лента характеризуется большой жесткостью и прочностью на растяжение. Угол расположения нитей в отдельных слоях различен, однако преобладает параллельное направление. Опоясывающая лента влияет на поперечную форму покрышки.

Рис. 29. Схема диагональной шины

Рис. 30. Диагональная шина

Протектор — слой резины, покрывающий снаружи каркас и, в отдельных случаях, подушечный слой либо опоясывающую ленту. Протектор имеет беговую дорожку, бортовые и боковые части. На беговую дорожку и борта протектора обычно нанесен рисунок. Под рисунком находится подканавочный слой резины. На боковых частях протектора расположены надписи, антифрикционные упрочнения, центрирующие риски и декоративные элементы. Рисунок протектора состоит из буртиков или зацепов, канавок и ламельных насечек.

В зависимости от строения каркаса различают: шины диагональные, не обозначаемые символом (рис. 29 и 30); шины опоясанные, обозначаемые символом В (рис. 31); шины радиальные, обозначаемые символом R (рис.- 32 и 33).

Диагональная шина — это шина, каркас покрышки которой состоит из слоев корда, нити которого расположены под углом к средней линии протектора. Нити корда соседних слоев перекрещиваются. У шины может быть подушечный слой.

Опоясанная шина — это диагональная шина с опоясывающей лентой в торцевой части.

Радиальная шина — это шина, у которой нити корда в слоях каркаса покрышки (по крайней мере, в боковой ее части) расположены радиально или почти радиально по отношению к средней линии протектора. У шин этого типа всегда имеется опоясывающая лента.

В зависимости от показателя профиля, определяющего отношение высоты поперечного разреза покрышки к ее ширине, покрышки делятся на типы, перечисленные в табл. 14.

В зависимости от максимальной скорости легкового автомобиля, для которого предназначены шины, различают классы покрышек, приведенные в табл. 15. Шины для остальных транспортных средств не делятся на классы.

В зависимости от допустимой грузоподъемности различают шины: нормальные, упрочненные, суперупрочненные.

Допустимую грузоподъемность покрышек принято обозначать числом PR (Ply Rating). Это международное обозначение условного числа слоев каркаса покрышки, которое не всегда соответствует действительному числу слоев. Служит оно исключительно для того, чтобы приблизительно показать, сколько слоев имел бы каркас данной покрышки, если бы она была выполнена из хлопкового корда.

Шины повышенной прочности для мотоциклов обозначают буквой R. В зависимости от вида рисунка протектора различают типы шин, перечисленные в табл. 16. Цифры, дополняющие буквенные обозначения рисунка протектора, например D83 или D-83, указывают на особенности конструкции рисунка,

Рис. 31. Схема опоясанной шины, Рис. 32. Схема радиальной шины, Рис. 33. Радиальная шина

Строение камеры широко известно. Она состоит из резиновой оболочки в форме кольца, обрезиненной кордной ленточки для увеличения прочности стыка оболочки, места крепления вентиля и самого вентиля. Разрез типичного вентиля представлен на рис. 34.

На обод колеса помещается ободная лента (рис. 35), соединенная при вулканизации в бесконечное кольцо. Ободная лента предназначена для отделения камеры от шероховатой поверхности обода.

Бескамерные шины. В бескамерных шинах (Tubeless) покрышка выполняет дополнительную функцию камеры; ободная лента в этом случае не применяется (рис. 36).