Конструкция автомобильных шин

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

Конструкция шины: 1 - протектор; 2 - плечевая часть; 3 - каркас; 4 - боковая часть; 5 - брекер; 6 - дополнительная вставка в плечевой зоне(зелен.цв.); 7 - бортовое кольцо; 8 - бортовая часть

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 – герметизирующий воздухонепроницаемый 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 радиальной конструкции.

Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины: 1 - борта; 2 - бортовая проволока; 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
Обычного профиля (82-70 % от ширины шины, например, 165/70 R13)
Низкопрофильные (65-50 % от ширины шины, например, 225/60 R17)
Сверхнизкопрофильные (<50 % от ширины шины, например, 255/40 R18)
Широкопрофильные - применяются на автомобилях большой грузоподъемности, полноприводных автомобилях и прицепах. Их применение позволяет повысить проходимость автомобиля (на определенных грунтах), сократить расход материалов, так как они применяются часто по одной шине, вместо сдвоенных
Арочные - они устанавливаются на заднюю ось грузовых автомобилей по одной шине, вместо двух обычного профиля. Протектор арочной шины имеет редко расположенные грунтозацепы. Использование этих шин резко повышает проходимость автомобилей по мягким грунтам, песку, снежной целине, заболоченным участкам. Применение их на дорогах с твердым покрытием ограничено.

Основные параметры маркировки шин

Производители автомобильных шин маркируют свою продукцию согласно общим требованиям, поэтому все основные характеристики можно посмотреть на боковине покрышки.
Маркировка может быть в метрической, в дюймовой или указана в смешанной системе. У нас шины маркируются преимущественно в метрической системе.
Пример маркировки в метрической системе:

225/75R16 104R

Первым параметром может идти тип шины
Тип шины – (Service Type) P LT ST - (Special Trailer) прицеп, T

225 /75R16 104R
Ширина шины – (section width) ширина профиля покрышки в миллиметрах от одной боковины до другой.

225/75 R16 104R
Отношение ширины профиля к высоте – (aspect ratio) процентное отношение ширины профиля покрышки к ее ширине, в данном примере 75 обозначает, что «ширина шины» / «высота шины» = 75%. Если данное обозначение отсутствует, то оно считается равным 82%.

225/75R 16 104R
Конструкция шины [R] – (Internal Construction) обозначение, отображающее особенности построения корда покрышки. Возможные значения: R – (Radial) каркас шины радиального типа (распространенная ошибка, когда букву R принимают за обозначение радиуса). В шинах радиального типа корд каркаса покрышки натянут от борта к борту и прорезиненные нити не перехлестываются, а лежат параллельно друг другу по всей окружности покрышки и тем самым образуют слой каркаса. D - (Diagonal) диагональный тип каркаса. Особенность построения диагональных шин заключается в том, что нити корда расположены под углом к радиусу колеса. В одном слое нити идут в одном направлении, в другом слое – противоположном. В результате нити соседних слоёв перекрещиваются. B – (Bias belt) диагонально-опоясанная шина. Каркас покрышки такой конструкции аналогичен диагональным шинам, но в такой покрышке еще присутствует брекер, как у радиальных шин. Если данное обозначение отсутствует, то это означает, что шина имеет диагональный тип каркаса.

225/75R16 104R
Диаметр шины – (rim diameter) посадочный диаметр покрышки или монтажный диаметр шины. Расстояние в дюймах от одного внутреннего края шины к другому, так же равняется диаметру обода диска.

225/75R16 104 R
Индекс грузоподъемности – (load index) показывает максимально допустимую нагрузку на одну шину при оптимальном давлении в шинах, при максимально допустимой скорости. В дополнение к этому на покрышке может указываться нагрузка - Max load (в кг). Таблица перевода индекса грузоподъемности в килограммы.

Дублирование индекса максимальной нагрузки (1984LBS или 900кг.)

225/75R16 104R
Индекс скорости [R] – (speed symbol) показывает максимально допустимую скорость движения авто на таких шинах при полной нагрузке. Эксплуатация покрышек на предельно допустимых скоростях и нагрузке значительно снижает их ресурс. Не рекомендуется использовать шины на 100% возможной нагрузки и 100% допустимой скорости – это может привести к их разрушению. Таблица перевода индекса скорости в числовые значения.

В дюймовой системе размеры соответственно дюймовые.
Например параметры шины 35x12.50 R 15 LT 113R расшифровываются:

35 x12.50 R 15 LT 113R
Внешний диаметр шины в дюймах

35x12.50 R 15 LT 113R
Ширина шины – (section width) ширина шины в дюймах. (Обратите внимание, что это ширина именно шины, а не протекторной части. Например, для шины с указанной шириной 10.5 дюймов ширина протекторной части будет равна не 26.5, а 23 см, а протекторная часть 26.5 см будет у шины с указанной шириной 12.5.) Если не указан внешний диаметр, то профиль высчитывается следующим образом: если ширина шины оканчивается на ноль (например 7.00 или 10.50), то высота профиля считается равной 92%, если ширина шины оканчивается не на ноль (например 7.05 или 10.55), то высота профиля считается равной 82%

35x12.50 R 15 LT 113R
Конструкция шины [R] – (Internal Construction) обозначение говорящее о том, что каркас шины радиального типа.

35x12.50 R 15 LT 113R
Диаметр шины – (rim diameter) посадочный диаметр покрышки или монтажный диаметр шины.

35x12.50 R 15 LT 113R
Тип шины – (Service Type) необязательное обозначение (обязательно по DOT для Северной Америки), показывает назначение шины. Возможные значения: P - (Passenger car designation) легковой автомобиль, LT - (Light Truck) лёгкий грузовик, ST - (Special Trailer) прицеп, T - (Temporary) временная, используется только для запасных шин.

35x12.50 R 15 LT 113 R
Индекс грузоподъемности – (load index) показывает максимально допустимую нагрузку на одну шину при оптимальном давлении в шинах, при максимально допустимой скорости.

35x12.50 R 15 LT 113R
Индекс скорости [R] – (speed symbol) показывает максимально допустимую скорость движения авто на таких шинах при полной нагрузке.

Для диагональных шин была принята маркировка в смешанной системе.
Например 8,40-15/215-15

Здесь
8,40 - ширина шины в дюймах
15 - диаметр диска в дюймах
Через дробь идет обозначение ширины шины в миллиметрах и диаметр диска в дюймах

Дополнительные параметры маркировки автошин

Условия эксплуатации шины

Winter - зимние шины.
Пиктограмма в виде снежинки – маркируются шины для эксплуатации в суровых зимних условиях.

Aqua, Rain, Water, Aquatred, Aquacontact, и т. д. (или пиктограмма зонтик) - указывает на то, что шины эффективны на мокрой дороге.

AS, All Season или A.G.T. (All Grip Traction) – обозначение всесезонных шин

AW или Any weather – всепогодная

M+S (Mud+Snow) или M&S – грязь и снег, зимние или всесезонные шины специально спроектированы для улучшения управляемости автомобиля при движении по грязи или снегу. В конце маркировки может стоять "Е " - шипованная резина.

Если на боковине шины отсутствуют вышеописанные обозначения, то эта покрышка предназначена для использования только в летних условиях.

All-Terrain – обозначение для вездеходных покрышек с универсальными свойствами, предназначенными для внедорожников.

Max pressure - Максимально допустимое давление, измеряется в кПа.

Max Load – Максимально допустимая нагрузка на шину, измеряется в кг (или английских фунтах).

ROTATION с направляющей стрелкой – наносится на шины с направленным рисунком протектора, указывает направление вращения шины.

DOT – соответствие стандартам США. Департамент транспорта США, требует от производителей шин проводить оценку качества шин [Классификация шин по качеству], за исключением зимних шин. Этот код определяет компанию и фабрику, почву, партию, и дату производства (2 цифры для недели года плюс 2 цифры для года; или 2 цифры для недели года плюс 1 цифра для года для шин, сделанных до 2000г.)

E в окружности – маркируются покрышки соответствующие требованиям ECE (Economic Commission for Europe). Число указывает страну одобрения.

Reinforced (или буквы RF в конце типоразмера) – указывают, что покрышка усиленная, используется для автомобилей с повышенной грузоподъемностью, и имеет 6 слоёв. Буква C в типоразмере, обозначает грузовую покрышку, имеющую 8 слоёв.

XL (Extra Load) – усиленная шина.

Radial – шина радиальной конструкции. Одно и то же, что и литера R в типоразмере.

Steel (steel belted) – значит в конструкции шины, присутствует металлический корд.

Outside, Side Facing Out – внешняя сторона шины с ассиметричным рисунком протектора. При монтаже надпись Outside должна находиться с наружной стороны машины.

Inside, Side Facing Inwards – внутренняя сторона шины с ассиметричным рисунком протектора. При монтаже надпись Inside должна находиться с внутренней стороны машины.

Retread - восстановленная;

Plies – особенности конструкции шины – Tread area: – состав слоя протектора; Sidewall: – состав слоя боковины.

Tubeless или TL – маркировка бескамерных шин. Отсутствие данной маркировки указывает, что использование этой шины возможно только с камерой.

Tube Type, ТТ или MIT SCHLAUCH – шина должна эксплуатироваться только с камерой.

Параметры отражающие качество шин, согласно американской системе классификации качества автомобильных покрышек UTOG:
Traction А, В или С – коэффициент сцепления с дорожным покрытием или способность шины к торможению.
Принимает значения А, В, С. Коэффициент А означает наибольшую величину сцепления в своем классе.
Temperature А, В или С - показатель, характеризующий термостойкость шины. Возможные значения А, В и С. Показатель А является лучшим
Treadwear 200 – коэффициент износостойкости, определяется по отношению к базовой шине (у нее он равен 100) конкретного производителя. Получается в результате проведения стандартных тестов в США.

TWI (tread wear index) или TWID – указывает место расположения индикаторов износа проектора, выступов на дне канавок протектора. Когда протектор стирается до уровня этих индикаторов, то эксплуатация шины считается небезопасной и ее пора заменить.

Дата изготовления шины (четыре цифры, заключены в овал или прямоугольник с закруглёнными углами) – первые две цифры обозначают порядковый номер недели в году, следующие две год изготовления.

DA (штамп) – указываются незначительные производственные дефекты, не препятствующие нормальной эксплуатации.

На шине также указываются:
Товарный знак, наименование изготовителя
Торговая марка (модель шины).
Made in … – название страны производителя покрышки.

FB – (Flat Base) – маркировка шин без защиты обода диска.

FR – (Flange pRotector) – маркировка шин с защитой обода диска.

Green X, Reduces CO2 – обозначения шин с низким сопротивлением качению, указывают на экономию топлива благодаря использованию таких шин.

RunFlat, RunOnFlat, HP, SSR, SST – обозначения указывающие, что это шины аварийного хода, предоставляют возможность продолжать движение даже при спускании колеса.

RPB (Rim Protection Bar) или MFS – (Maximum Flange Sheild) – защита обода диска от повреждений об бордюры и тротуары.

Цветные метки используемые для маркировки шины:

Желтая маркировка на шине (круглая или треугольная метка) на боковине означает самое легкое место на шине. При монтаже новой шины на диск, желтую метку нужно совместить с самым тяжелым местом на диске. Обычно это то место, где крепится ниппель. Это позволяет улучшить балансировку колеса и поставить грузики меньшего веса.
На шинах с пробегом эта желтая маркировка-метка не так актуальна, поскольку, как правило, при износе автошины её баланс смещается.

Красная маркировка (красная точка на шине) - означает место максимальной силовой неоднородности, проявление которой обычно связано с различными соединениями разных слоев шины при её изготовлении. Эти неоднородности - абсолютно нормальное явление, и они есть у всех шин. Но обычно помечают красными точками только те шины, которые идут на первичную комплектацию автомобилей, т.е. когда машина выходит с завода.
Эту красную метку совмещают с белыми метками на дисках (белые метки маркировки на дисках тоже ставятся в основном для первичной комплектации авто), которые обозначают самое близкое место к центру колеса. Это делается для того, чтобы максимальная неоднородность в шине минимально сказывалась при движении, обеспечивая более сбалансированную силовую характеристику колеса. При обычном шиномонтаже не рекомендуется обращать внимание на маркировку шины красной меткой, а руководствоваться желтой меткой, совмещая её с ниппелем.

Маркировка - белый штамп с цифрой означает номер инспектора, который проводил финальный осмотр шины на заводе-изготовителе

Цветные полоски на протекторе шины делаются, чтобы было удобнее "опознавать" шину на складе. У всех моделей автошин и различных типоразмеров эти маркировки разные. Поэтому, когда шины стоят в стопках на складах, сразу видно, что данная стопка шин имеет один и тот же типоразмер и модель. Никакой другой смысловой нагрузки эти цветные полоски на шине не имеют.

Часто производители указывают пиктограммы на шинах:

Графическим символом, изображающим снежинку на фоне горы маркируются шины для эксплуатации в суровых зимних условиях. Этот символ введен в обиход американскими и канадскими производителями. Он известен под акронимом 3PMSF (Three Peak Mountain Snow Flake)

Пиктограммы на универсальной (всесезонной) шине.
Слева направо это означает: лето, дождь, снег, экономия топлива, уверенное прохождение поворотов. Другие, если и вводят аналогичные значки, стараются держать их на сайте компании, ведь эта информация нужна лишь при выборе шин.

Автомобильные шины предназначены для защиты камеры колеса и обеспечивают требуемое сцепление автомобиля с дорожным покрытием. Раньше для автолюбителей совершенно не было разницы, какие шины использовать для движения на собственном автомобиле. Выбор тогда был не велик и водители приобретали только то, что было. В настоящее время существует два вида покрышек – это радиальные и диагональные шины. Постараемся разобраться, из чего производят покрышки, чем отличается их строение, и какие плюсы и минусы имеют оба вида покрышек.

Особенности строения диагональной и радиальной резины

Перед тем, как сравнивать два вида покрышек, необходимо узнать, из чего состоит современная автомобильная шина. Любая покрышка состоит из нескольких слоев, каждый из которых имеет свое предназначение. Первым слоем называют каркас шины. Он отвечает за будущую форму изделия и придает ей определенную жесткость.

Дальнейшие слои резины плавно переходят в протектор, который и осуществляет контакт колеса с дорогой. Все эти слои называются брекером. Брекер – это та часть резины, на которую приходится большая часть различных нагрузок. Именно поэтому его конструкцию упрочняют при помощи металлических прутьев, которые называются металлокорд.

Стоит отметить, что именно плетение каркаса и отличает два вида покрышек, а также, исходя из этого, расположение слоев резины и металлического корда. В радиальных шинах каркас плетется под углом 90 градусов ко всем слоям резины, а в радиальных под углом, примерно, в 45 градусов.

В диагональных шинах, для того чтобы каркас не разошелся, он укладывается в несколько слоев, каждый из которых идет внахлест предыдущему. Логично предположить, что для удачной конструкции такой покрышки необходимо четное количество слоев, поэтому, чаще всего, их используется четыре.

В радиальных же шинах используется другая технология производства. Нити там укладываются перпендикулярно пути движения , а значит, не нуждаются в дополнительных слоях, укрепляющих конструкцию. Тем не менее, у обоих видов покрышек имеются свои плюсы и минусы.

Видео - Сравнение диагональных и радиальных крупногабартных шин

Плюсы и минусы диагональных моделей

В настоящее время, диагональные шины применяются только на грузовых автомобилях, поэтому особого выбора на рынке шин для легковых авто уже не имеется. Тем не менее, еще остались образцы советской резины, которая когда-то применялась и на легковых автомобилях. Поэтому мы расскажем о ее преимуществах и недостатках, по сравнению с радиальной шиной.

Диагональная шина, из-за многослойности своей конструкции обладает высокой прочностью, которой похвастается далеко не всякая качественная резина. Прежде всего, это касается ее боковин, которым не страшны никакие порезы. Даже если это случалось, такую резину вполне можно было отремонтировать и продолжить ее эксплуатацию, когда радиальная, в этом случае, подлежит обязательному списанию.

Другим плюсом диагональной покрышки можно считать то, что она намного мягче воспринимает ударные нагрузки и создает дополнительную амортизацию при движении по неровностям дорожного покрытия.

Последний плюс диагональной резины заключается в простоте их производства, а значит, они намного дешевле радиальных, что делает их доступными на рынке.

К сожалению, на этом плюсы данной резины заканчиваются и далее идут одни недостатки. Во-первых, диагональная резина совершенно не держит форму, так как в ней должно быть строго определенное давление, чувствительное к изменению нагрузок. В результате, получается , а также нарушается управляемость автомобиля, что сказывается на безопасности движения. Такой недостаток отсутствует у радиальных шин.

Другая проблема диагональных шин – высокая чувствительность к температурным воздействиям. Дело в том, что особенности конструкции такой шины предусматривают постоянное смещение нитей, что влияет на повышение температуры покрышки. Именно поэтому при движении во время жаркой погоды с большой скоростью по трассе можно запросто «взорвать» покрышку.

Диагональные шины имеют более высокий протектор , по сравнению с радиальными покрышками. Дело в том, что высота протектора влияет на звук издаваемый автомобилем при движении по асфальту. Слишком продолжительный гул шины по трассе негативно сказывается на слухе водителя.

Последний недостаток спорный, так как все водители дают различные отзывы, касаемо тех или иных марок покрышек. Он подразумевает увеличение или уменьшение проходимости при установке той или иной резины. Мы же обратимся к законам физики. Чем меньше площадь опоры, тем более сильной давление покрышка оказывает на грунт, а значит, что диагональная резина обладает меньшей проходимостью, чем та, что шире – радиальная. Хотя здесь все зависит от параметров размера резины. Ведь диагональные шины используются для многих грузовых автомобилей, в том числе и машин высокой проходимости, поэтому существуют образцы диагональной резины, которая может дать фору любым радиальным шинам.

Вот и все, что нужно знать о различиях между радиальной и диагональной покрышкой. Надеемся, что данная статья поможет вам сделать правильный выбор

Ни одно из изобретений, сделанных людьми, не способствовало такому технологическому прорыву, как изобретение колеса. Оно позволило строить транспортные средства, на которых можно было, с относительным комфортом, передвигаться и перевозить грузы. Но сама покрышка, в том виде, в котором мы ее видим сегодня, появилась не сразу. Прошло немало времени пока деревянное колесо превратилось в высокотехнологичную покрышку. Для этого потребовалось изобрести вулканизацию каучука, решить проблему с пневматической шиной и, уже потом говорить об эластичном колесе. Таким колесом сегодня оснащены все виды транспортных средств, начиная от велосипеда и заканчивая большегрузными подъемными машинами. Не обходиться без такого колеса и современная авиация.

Если взглянуть в прошлое, в историю, то становится понятным, что основной целью этого изобретения было желание предохранить транспортное средство от ухабов и неровностей при движении. Ведь отсутствие в 19-ом веке современного дорожного покрытия и амортизаторов, делало путешествие опасным для здоровья занятием. Поэтому такое изобретение изменило сам взгляд на транспортировку людей и грузов, сократило расстояния и сделало человечество более коммуникабельным. С тех пор основная идея не претерпела принципиальных изменений, но, в зависимости от условий использования, покрышки имеют некоторые характерные особенности. Что позволяет говорить об их разнообразии.

Единым для всех покрышек является принцип действия, когда оболочка торообразной формы вращается вокруг оси. Состоит она из нескольких слоев кордовых тканей, покрытых резиной по специальной технологии. Чтобы избежать деформации, эти слои защищены. Фронтальная часть защищена протектором, а сбоку всю конструкцию от ударов предохраняет боковина. Проблема крепления покрышки на обод, или, по сегодняшней терминологии, на диск, решена наличием на нижней кромке бортов. Борты жесткие, не растягиваются и не поддаются деформации, благодаря наличию внутри проволочных колец. Внутренняя поверхность шины герметична, именно благодаря этому существует возможность создать внутри покрышки давление более высокое, чем атмосферное. Ведь такая разность давления, это принцип работы эластичной, пневматической покрышки. Наполняется внутренняя часть под давлением, обычно, воздухом, но сегодня популярно наполнение газом, в частности азотом. Кстати, само слово пневматическая шина означает воздушная.

Сегодня распространены два вида шин- камерная и бескамерная.

Рис.1 Конструкция камерной шины: 1 - обод; 2 - ездовая камера; 3 - покрышка; 4 - вентиль.

Рис.2 1 - протекртор; 2 - слой герметизации; 3 - каркас; 4 - вентиль 5 - обод.

Вся современная классификация шин основывается на расположении слоев кордовой ткани . При первом варианте эти слои охватывают всю шину и заворачиваются на бортовые кольца , образуя каркас . Другой тип представляет собой расположение слоев (брекеров ), непосредственно, под протектором , то есть в месте основного контакта с дорожным покрытием. Исходя из этого, можно сказать, что все производимые сегодня покрышки делятся на два основных типа: диагональные и вертикальные . Причем большей популярностью пользуются именно радиальные шины.

Рис. 3 Конструкция обеих типов шин (а ) диагональной, (б ) радиальной: 1 - борт; 2 - кольцо борта; 3 - каркас; 4 - брекер; 5 - боковая стенка; 6 - протектор.

Основой конструкции диагональных шин является такое взаимное расположение слоев каркаса и брекера, когда они перекрещиваются друг с другом под заданным углом, составляющим от 45 до 60 градусов, относительно линии вращения колеса. В то время как этот угол в радиальных шинах составляет 90 градусов.

На следующем рисунке наглядно показаны основные элементы и их размеры в поперечном сечении.

Рис.4 . Элементы конструкции шин и их размеры:1 - каркас; 2 - брекер; 3 - протектор; 4 - боковина; 5 - борт; 6 - кольцо борта; 7 - шнур наполнительный.

Где D - диаметр наружный, H - высота профиля, B - ширина профиля, d - диаметр обода покрышки.

Часто применяемое название покрышка , подразумевает резинокордную оболочку, торообразной формы пневматической шины, на которую ложиться основная нагрузка от соприкосновения с дорожным покрытием. Нередко встречающиеся названия покрышки, скат, резина, баллон, являются неприемлимыми и малограмотными.

Применяемая камера , в камерном варианте шины, с вентилем служит для держания постоянного давления воздуха внутри конструкции.

Под термином каркас покрышки , понимают обрезиненный корд, крепящийся к боковому кольцу, который принимает на себя все усилия, возникающие при движении по дороге.

Понятие брекер включает в себя ту часть покрышки, которая расположена меду протектором и каркасом и состоит из перемежающихся слоев корда и резины.

Протектор - это часть покрышки, которая расположена непосредственно в месте соприкосновения с дорожным покрытием, она довольно массивная и призвана защитить каркас и брекер от ударов. Для лучшего сцепления с дорогой на протекторе находится рисунок.

Плечевая зона на протекторе - это зона между беговой дорожкой и боковиной она служит для защиты боковой зоны от повреждений.

Под термином борт подразумевают деталь конструкции покрышки при помощи, которой происходит фиксация на диске. Эта часть жесткая, с наличием внутри железных колец из витой, стальной проволоки.

Боковая стенка , расположена между бортом и плечевой зоной протектора, состоит из нескольких слоев каркаса. Снаружи эта часть конструкции защищена боковиной.

Вентиль , вне зависимости от того расположен ли он в камере или, является частью бескамерной резины, представляет собой клапан, через который внутрь закачивается воздух или наоборот служит для его стравливания.

Наружный диаметр шины , обозначенный буквой D , это высота той наружной окружности, которая непосредственно соприкасается с дорогой.

Посадочный диаметр d - это линия пересечения основания борта с его наружной поверхностью.

Высота профиля , обозначенная буквой H - это половина разности наружного и посадочного диаметров.

Ширина профиля , которую принято обозначать буквой B, это расстояние между боковинами, а точнее, их наружными частями. Без учета выступов, надписей и другой маркировки, нанесенной на боковину шины.

Сегодня предусматривается классификация шин и по такому параметру, как соотношение высоты и ширины профиля в процентах . Это характеристика данной продукции по профилю сечения.

Предлагаемые обозначения это минимальные знания необходимые владельцам собственного транспорта. Но не стоит забывать, что шина не является самостоятельной технической единицей и ее можно рассматривать лишь, как составную часть какого-нибудь транспортного средства. Безусловно, важную его часть, от которой зависит безопасность эксплуатации этого транспортного средства и комфорт, находящихся в нем пассажиров. Непосредственное влияние правильный выбор покрышек может оказать на такие показатели, как проходимость, плавность хода, экономичность транспортного средства. Немаловажен и уровень шума в салоне, который не в последнюю очередь зависит от выбора шин.

Сегодня на наших дорогах преобладает транспорт иностранного производства, а во многих случаях и отечественные автомобили используют в экипировке шины иностранных производителей. Отечественные заводы, специализирующиеся на производстве покрышек, в последнее время также стали производить качественную, продукцию, способную удовлетворить любого покупателя. По этой причине очень важно ориентироваться во всем этом изобилии. Знание тонкостей продаваемой продукции позволит сделать правильный выбор. Сэкономить деньги и одновременно приобрести качественный товар, значительно повышающий безопасность на дороге.

При покупке шин, в первую очередь, надо определиться с их категорией, то есть, на какой автомобиль или прицеп приобретается товар. Не менее важно определиться с сезоном, во время которого эти покрышки будут использоваться. Также важно знать какой формы профиль необходимо приобрести. Имеется в виду соотношение параметров Н/В, которое позволяет выбрать резину низкопрофильную , широкопрофильную или даже сверхнизкопрофильную .

К тому же шины могут быть камерные и бескамерные . Зная все эти параметры без труда можно выбрать именно ту продукцию, которая идеально подходит к конкретному транспортному средству.

Автомобильные шины классифицируют:

• по назначению,
• форме профиля,
• габаритам,
• конструкции,
• принципу герметизации.

По назначению шины делятся для применения на:

Легковых автомобилях;
- грузовых автомобилях малой грузоподъемности;
- микроавтобусах и прицепах к ним, во всех климатических зонах при температуре окружающей среды от -45 С° до +55 С°. Шины грузовых автомобилей применяются на грузовых автомобилях, прицепах, полуприцепах, автобусах, троллейбусах, во всех климатических зонах при температуре окружающей среды до -45 С°.

По способу герметизации шины подразделяются на:

Камерные шины, в которых воздушная полость образуется камерой;
- бескамерные шины, в которых воздушная полость образуется покрышкой и ободом колеса. Герметизация воздушной полости достигается за счет герметизирующего слоя резины, нанесенного на внутреннюю поверхность покрышки и обладающего повышенной газонепроницаемостью.

1. Камерная шина
2. Бескамерная шина

Главное достоинство бескамерной шины - длительное сохранение давления при проколе, а следовательно, - безопасность. Камерная шина при проколе теряет давление почти моментально, т. к. воздух быстро выходит через вентильное отверстие в ободе колеса. А из бескамерной шины воздух выходит только в месте прокола, и если дыра не слишком велика (от гвоздя, например), то давление теряется очень медленно. Кроме того, бескамерная шина намного легче камерной, а значит, меньше нагружает подвеску и подшипники ступиц колес, а также меньше нагревается при длительной скоростной езде.

По габаритам шины делятся на:

Крупногабаритные, с шириной профиля 350 мм (14 дюймов) и более, независимо от посадочного диаметра;
- среднегабаритные, с шириной профиля от 200 мм до 350 мм (от 7 до14 дюймов) и посадочным диаметром не менее 457 мм (18 дюймов);
- малогабаритные, с шириной профиля не более 260 мм (до 10 дюймов) и посадочным диаметром не более 457 (18 дюймов).

По форме профиля поперечного сечения (в зависимости от номинального отношения высоты профиля шины "Н" к его ширине "В") подразделяют на шины:

обычного профиля - Н/В свыше 0,89;
низкопрофильные - H/B = 0,7 - 0,88;
широкопрофильные - H/B = 0,6 - 0,9;
сверхнизкопрофильные - H/B = < 0,7;
арочные - H/B = 0,39 - 0,5;
пневмокатки - H/B = 0,25 - 0,39.

Низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины выпускаются для легковых, грузовых автомобилей, автобусов и троллейбусов. Эти шины имеют пониженную высоту профиля, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля при движении.

Широкопрофильные шины применяются на автомобилях большой грузоподъемности, полноприводных автомобилях и прицепах. Их применение позволяет повысить проходимость автомобиля, сократить расход материалов, так как они применяются часто по одной шине вместо сдвоенных.

Арочные шины выпускаются бескамерными. Они устанавливаются на заднюю ось грузовых автомобилей по одной шине вместо двух обычного профиля. Протектор арочной шины имеет редко расположенные грунтозацепы. Использование этих шин резко повышает проходимость автомобилей по мягким грунтам, песку, снежной целине, заболоченным участкам. Применение их на дорогах с твердым покрытием ограничено.

Для уменьшения давления на грунт применяют вместо обычных колес пневмокатки, представляющие собой бочкообразные «пневматики» с низким внутренним давлением воздуха. Их диаметр - 1 м при ширине 1-1,5 м. Такие катки легко приспосабливаются к неровностям дороги и поглощают все толчки, поэтому оборудованные ими вездеходы вообще не нуждаются в подвеске. Обычно пневмокатки объединяются попарно в переднюю и заднюю тележки. Крутящий момент передается через систему шестерен. Такие машины способны легко передвигаться по болотам, песку, снегу и даже по железнодорожному полотну.

Конструкция шины

Каркас (бандаж) - важнейшая силовая часть шины, обеспечивающая ее прочность, воспринимающая внутреннее давление воздуха и передающая нагрузки от внешних сил, действующих со стороны дороги, на колесо.Каркас состоит из одного или нескольких слоев обрезиненного корда, закрепленных, как правило, на бортовых кольцах. Корд представляет собой ткань, состоящую из толстых нитей основы и тонких редких нитей по утку, изготавливаемую на основе натуральных или синтетических волокон, или тонких стальных нитей (металлокорд).
Брекер (слои стального корда) - это пояс, охватывающий каркас покрышки по его внешней части, непосредственно под протектором. Состоит из нескольких слоев обрезиненного металлического или другого корда. Брекер служит для улучшения связей каркаса с протектором, предотвращает его отслоение под действием внешних и центробежных сил, амортизирует ударные нагрузки и повышает сопротивление каркаса механическим повреждениям.
Протектор - это часть покрышки, которая непосредственно соприкасается с дорогой и представляющая собой толстый слой резины, состоящий из наружной рельефной части и сплошной полосы под ней. Рельефный рисунок протектора во многом определяет приспособленность шины для разных дорожных условий. Протектор обеспечивает сцепление с дорогой и предохраняет каркас от повреждений.
Плечевая зона - часть протектора, расположенная между беговой дорожкой и боковиной шины. Она увеличивает боковую жесткость шины, воспринимает часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой и улучшает соединение протектора с каркасом.
Боковина - часть шины, расположенная между плечевой зоной и бортом, представляющая собой относительно тонкий слой эластичной резины, являющийся продолжением протектора на боковых стенках каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений. На боковинах нанесены обозначения и маркировки шин.
Борт - жесткая часть шины, служащая для ее крепления и герметизации (в случае бескамерной) на ободе колеса. Основой борта является нерастяжимое кольцо, сплетенное из стальной обрезиненной проволоки. Состоит из слоя корда каркаса, завернутого вокруг проволочного кольца, и круглого или профилированного резинового наполнительного шнура. Стальное кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а наполнительный 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.

1. Бортовое проволочное кольцо
2. Боковина
3. Продольная канавка протектора
4. Плечевая часть протектора
5. Центральное ребро протектора
6. Протектор
7. Нейлоновый слой брекера
8. 2-й слой стального брекера
9. 1-й слой стального брекера
10. 2-й слой текстильного каркаса
11. 1-й слой текстильного каркаса
12. Бортовая лента
13. Пятка борта
14. Основание борта
15. Носок борта
16. Наполнительный шнур
17. Герметизирующий слой
18. Подканавочный слой протектора

Состав шины

Конструкция шины содержит различные составные части в разнообразных сочетаниях. Эти составные части отличаются друг от друга в зависимости от типоразмеров шин и их типа (летние или зимние шины).

Ниже они обозначены на взятой в качестве примера шине 205/55 R 16 СontiPremiumContact. Вес изображенной здесь шины составляет 9,3 кг.

Каучук (природный и синтетический) - 41%
Наполнители (сажа, силикаты, углерод, мел…) - 30%
Упрочнители (сталь, район, нейлон) - 15%
Размягчители (масла и смолы) - 6%
Химикаты для вулканизации (сера, оксид цинка, различные другие химикаты) - 6%
Химикаты, предотвращающие старение (против воздействия озона и усталости материала) - 1%
Прочие - 1%

По конструкции шины делятся на:

Диагональные, у которых нити корда каркаса и брекера перекрещиваются в смежных слоях, а угол наклона нитей по середине беговой дорожки в каркасе и брекере от 45° до 60°;
- радиальные, (радиальные шины бывают со съемным протектором) у которых угол наклона нитей корда каркаса 0°, а брекера -не менее 65°. Эти шины имеют каркас с меньшим числом слоев корда, чем у диагональных, мощный брекер чаще металлокордный, что обеспечивает меньшую окружную деформацию шины при качении и проскальзывании протектора в контакте с дорожным покрытием. И как следствие, радиальные шины имеют пониженное теплообразование и меньшие потери на качение, большие сроки службы, максимальную нагрузку и допустимую скорость.
Радиальные шины выпускаются трех типов: с металлокордом в каркасе и брекере (ЦМК); с кордом из синтетических или натуральных волокон в каркасе и металлокордом в брекере; с кордом из натуральных волокон в каркасе и брекере.

1. Радиальная конструкция
2. Диагональная конструкция

Виды рисунков протекторов

Дорожный (Д), летние - наиболее распространенные. Их отличают четко выраженные продольные канавки для отвода воды из пятна контакта протектора с дорогой, слабо выраженные поперечные канавки и отсутствие микрорисунка. Кроме того, они имеют обязательный плавный (скругленный) переход от протектора к боковинам. Шины этого типа обеспечивают максимальное 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.

Всесезонный - хорошо приспособлены для работы на сухом и мокром асфальте, отличаются удовлетворительной приспособленностью к зимним дорогам большим износом, чем летние. Рисунок протектора всесезонной шины более разветвленный, причем элементы рисунка группируются в хорошо различимую "дорожку" и разделены канавками разной ширины; на элементах рисунка - "шашках" - имеются узкие прорези дополнительного микрорисунка. Как правило, на этих шинах маркировка all season, или условные знаки (снежинка или капля).

Универсальный (У) - (по отечественной терминологии) предназначены для работы на дорогах любого качества. Причем четкую границу между ними и всесезонными провести бывает довольно трудно. Отличаются они прежде всего более глубоким и разветвленным рисунком протектора. По западным меркам к универсальным можно отнести шины типа М+S (Mud and Snow - грязь и снег) в варианте с менее расчлененными канавками рисунка протектора, со слабо выраженным микрорисунком или без него.

Повышенной проходимости (ПП) - состоит из высоких грунтозацепов, расчлененных широкими выемками. Шины с рисунком протектора повышенной проходимости предназначены для работы в условиях бездорожья и на мягких грунтах.

Зимний (З) предназначен для работы на заснеженных и обледенелых 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). Рисунок протектора таких шин имеет четко выраженные "шашки" от продольных и поперечных канавок значительной глубины. У "шашек" сложный фигурный рельеф для увеличения рабочих боковых поверхностей, а также разветвленный микрорисунок. Зимние шины также обозначаются индексом M+S. Зачастую они имеют строго определенное направление движения (указано стрелкой).

Карьерный (Кар) - для работы в карьерах, лесозаготовках и т. п. (для скалистых и каменистых грунтов).

Также рисунок протектора подразделяют на:
- направленный - не симметричный относительно радиальной плоскости колеса; шины с направленным рисунком протектора предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах;
- асимметричный рисунок протектора - не симметричный относительно центральной плоскости вращения колеса.

По климатическому исполнению шины подразделяются на:

Шины для умеренного климата, применяемые при температуре не ниже -45 град.C;
- морозостойкие шины, предназначенные для работы в районах с температурой ниже -45 град.C;
- шины для тропического климата, изготовляемые из материалов, хорошо выдерживающих влагу и повышенные температуры.

Конструкция пневматической шины :
1 - двухслойный протектор (красным выделена мягкая резина);
2 - специальная форма бортового кольца;
3 - плечевые части, устойчивые к порезам;
4 - защитный бортовой слой

Современная шина имеет довольно сложную конструкцию. Основным материалом для изготовления шины служит резина и специальная ткань - корд. Если изготовить шину только из резины, то при заполнении ее воздухом, она будет значительно изменять свои размеры и форму. Резина, использующаяся для производства шины, изготавливается из каучука (натурального и синтетического), к которому в процессе производства добавляются различные наполнители: сера, сажа, смолы и др.
При изготовлении пневматических шин для первых автомобилей использовался только натуральный каучук, который получали из смолы деревьев - каучуконосов. Синтетический каучук был впервые получен в нашей стране. Это изобретение принадлежит академику С. В. Лебедеву, который в 1931–1932 г. впервые в мире разработал технологию производства синтетического каучука. Для того чтобы эластичный каучук с наполнителями превратился в упругую резину, он должен пройти процесс вулканизации (соединение серы с каучуком, которое происходит при повышенной температуре). Шины вулканизируются в специальных пресс-формах, внутренняя поверхность которых соответствует наружной поверхности шины. Перед тем как шина попадает в пресс-форму, она собирается из составляющих ее элементов на специальных станках.
Покрышка конструктивно состоит из каркаса, брекера, протектора, боковины и борта . Каркас шины изготавливается из нескольких слоев прорезиненного корда, представляющего собой ткань, состоящую из близко расположенных друг к другу продольных и редких поперечных нитей. Чем прочнее нити корда, тем долговечнее шина. В качестве нитей для изготовления корда в настоящее время применяют синтетическое волокно, стекловолокно и стальные нити (металлокорд). С увеличением слоев корда в каркасе увеличивается прочность шины, но одновременно растет ее масса и увеличивается сопротивление качению.
Борт шины имеет определенную форму, необходимую для плотной посадки ее на обод колеса. Борта шины не должны растягиваться, чтобы обеспечить плотную посадку шины на ободе и предотвращать возможность соскакивания шины с обода. С этой целью внутри бортов шины вставляются разрезные или неразрезные бортовые кольца, изготовленные из нескольких слоев прочной стальной проволоки. Снаружи борта покрыты прорезиненным кордом и тонким слоем резины.
Боковина шины представляет собой нанесенный на каркас тонкий слой эластичной и прочной резины. Она предохраняет шину от боковых повреждений и воздействия влаги.
Протектор шины обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас от повреждений. Для его изготовления используется прочная, износостойкая резина. Внешняя часть протектора выполняется в виде четкого рисунка, под которым находится так называемый, подканавочный слой. Рисунок протектора определяется типом и назначением шины.
Брекер представляет собой специальный пояс, выполненный из нескольких слоев прорезиненного корда, который находится между каркасом и протектором. От конструкции брекера в значительной степени зависит форма пятна контакта шины с дорогой. Брекер предохраняет каркас от толчков и ударов и передает усилия различным частям шины.
Внутренняя поверхность шины покрыта тонким слоем резины. Состав применяющейся для этого слоя резины может быть разным в зависимости от типа шины (камерная или бескамерная).

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

В камерной шине для удержания сжатого воздуха используется камера, которая представляет собой эластичную, воздухонепроницаемую оболочку в виде замкнутой трубы. Для того чтобы при монтаже шины на обод камера не образовывала складок, размеры камеры должны быть несколько меньше, чем внутренние размеры шины. Поэтому заполненная воздухом камера находится в растянутом состоянии. Для накачивания и выпуска воздуха камера соединяется с вентилем - специальным клапаном, форма и размеры которого зависят от типа шины. При монтаже шины на обод колеса вентиль должен проходить через специальное отверстие, выполненное в этом ободе.

Конструкция колеса (а) с бескамерной шиной :
1 - протектор;
2 - герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой;
3 - каркас;
4 - вентиль колеса;
5 - обод;
(б) колеса с камерной шиной :
1 - обод колеса;
2 - камера;
3 - шина (покрышка);
4 - вентиль

Бескамерные шины внешне мало отличаются от камерных. Внутреннее покрытие такой шины должно быть изготовлено из слоя воздухонепроницаемой резины толщиной 2–3 мм, а на наружную поверхность борта наносят эластичную резину, которая обеспечивает герметичность при посадке шины на обод. Вентиль бескамерной шины образует герметичное соединение при установке его в отверстие обода колеса.
При проколе бескамерной шины небольшим предметом этот предмет растягивает воздухонепроницаемый внутренний слой резины бескамерной шины и обволакивается ею. При этом воздух из бескамерной шины выходит очень медленно, в отличие от камерной, в которой камера находится в растянутом состоянии, и, следовательно, любое ее повреждение вызывает увеличение образовавшегося отверстия. Поэтому бескамерные шины более безопасны. Ремонт небольших повреждений бескамерных шин можно производить без снятия шины с обода, герметизируя образовавшееся отверстие специальным материалом.
Важным преимуществом бескамерных шин по сравнению с камерными является меньшая масса и нагрев при движении. Последний обусловлен отсутствием трения камеры о шину и лучшим охлаждением. Так как износ шин в значительной степени зависит от рабочей температуры, бескамерные шины долговечнее. Не рекомендуется устанавливать в бескамерные шины камеры, поскольку при накачивании камеры между шиной и камерой могут образоваться воздушные подушки, которые будут мешать отводу тепла и приведут к местному перегреву шины. К недостаткам бескамерных шин следует отнести большую сложность ремонта в пути в случае сильных повреждений, а также необходимость в высокой чистоте и гладкости закраины обода для обеспечения герметичности.

Подробнее о классификации шин смотри в главе