В 21 веке все выпускаемые легковые и грузовые машины способны передвигаться на высоких скоростях, благодаря совершенному устройству и новым технологиям. Это привело к необходимости модификации и совершенствования большинства систем автомобиля для обеспечения лучшей управляемости и безопасности водителя и пассажиров. Одной из значительных доработок являются покрышки, которые берут на себя множество функций, связанных с управляемостью и обеспечением безопасности при движении на больших скоростях. Сегодня мы выясним, из чего делают шины для машины, каков их состав, характеристики и, наконец, предназначение.
Назначение
Такое устройство, как автомобильное колесо, выполняет вращение, передаваемое ему двигателем. За счет этого и происходит движение автомобиля на определенной скорости. Помимо вращения, колеса на передней оси могут поворачиваться, и за счет этого изменяется траектория движения авто.
В состав колеса, вне зависимости от его размеров, объема и типа, входят всего два или три функциональных элемента. Так, диск колеса выполняет функцию жесткой опоры и основания для покрышки. Как правило, диск изготавливается из металлических сплавов или стали. Это позволяет избежать повреждения подвески при движении и деформации стоек и рамы. Важно, чтобы диск не был выполнен и материала, который полностью лишен свойства деформироваться. В противном случае, подвеска будет полностью перенимать на себя все удары и, в конечном счете, выйдет из строя.
Еще одной частью колеса является такое устройство, как резиновая камера, полностью совпадающая с покрышкой по размерам и объему. Задача камеры - обеспечивать постоянный объем воздуха и препятствовать деформации резины при движении по неровной дороге и проезде ухабов.
Остается открытым единственный вопрос - для чего тогда нужна сама шина? Какие функции она выполняет?
На деле оказывается, что именно от нее зависит срок службы подвески, безопасность водителя и пассажиров на дороге и целый ряд других факторов, который жизненно важны при эксплуатации автомобиля.
К примеру, летняя шина спроектирована таким образом, чтобы обеспечивать максимальное пятно контакта на грунте и сухом асфальте. Во влажную погоду она же выполняет функцию защиты от аквапланирования - крайне опасного явления, которое заключается в возникновении внезапного заноса при проезде луж на высокой скорости.
Зимние модели, вне зависимости от наличия шипов, предназначаются для того, чтобы обеспечить максимальный уровень управляемости машины при езде по снегу и льду. К шипованным шинам применяются особые требования. Так, необходимо обеспечить минимальный уровень шума, издаваемый шипами, а также высокий ресурс службы самих шипов, которые имеют свойство изнашиваться при частой езде по асфальту.
Протектор
Назначение покрышек - вопрос достаточно простой, хоть и достойный обсуждения. Однако знаний одного только назначения этого неотъемлемого элемента недостаточно. Важным вопросом также является состав современной шины, а также назначение всех элементов, которые в него входят.
Основой современной шины является протектор. Именно от рисунка протектора, его высоты, типа и прочих данных зависит уровень управляемости машины на сухом и влажном покрытии и, как следствие, безопасность всех людей, находящихся в салоне авто.
Протектор зависит, прежде всего, от того, где в итоге будет эксплуатироваться автомобиль. К примеру, возьмем для рассмотрения летние покрышки для передвижения по асфальту. Протектор у них имеет небольшую высоту и рисунок прямоугольного типа с диагональными отсечениями. Небольшая высота предназначена для того, чтобы снизить шумность при езде по асфальту, а также уменьшить биение, приходящееся на руль, и нагрузку на детали подвески. Отсечения выполняются в таком виде для того, чтобы осуществлять выдавливание воды из пятна контакта при проезде луж: это предотвратит аквапланирование и риск уйти в занос.
Зимняя резина, как правило, имеет более сложный рельеф и большую высоту протектора. Это логично объясняется тем, что такая шина предназначена не для передвижения по сухому асфальту, а активного преодоления гололеда и снежных преград. Здесь большую роль играет именно сцепление с дорогой при движении по снежному покрытию, поскольку оно имеет свойство скользить и создавать серьезную помеху водителю при езде.
Отдельной категорией шин является внедорожный тип. Такие модели предназначаются, прежде всего, для езды по глубокому снегу, грязи и болотистой местности. Главная задача такого протектора - всеми усилиями не дать колесу проскальзывать и пробуксовывать, а также активно вытеснять грязь и снег из пятна контакта.
Такие шины чем-то напоминают тракторные, они имеют протектор крайне большой высоты и размеров. Очевидно, что такая резина обладает большой шумностью, а при передвижении на большой скорости ездовые характеристики машины будут оставлять желать лучшего. Однако при проезде бездорожья такие шины являются незаменимыми, поскольку обеспечат отличную проходимость и управляемость на сухой и жидкой грязи.
Детальный взгляд
Рассмотрим более подробно состав современной шины и назначение каждого из входящих в него элементов.
Протектор, как уже было сказано, выполняет ключевую роль, обеспечивая отведение воды из пятна контакта при езде по асфальту и надежное сцепление с дорогой при поездках по снегу и льду.
Еще один неотъемлемый элемент покрышки, входящий в ее состав - это ее каркас. Из чего его делают? Каркас изготавливается из тонкой стальной нити, равномерно покрывающей всю внутреннюю поверхность между шиной и камерой. Главная функция каркаса - обеспечение максимальной жесткости и упругости шины, а также противодействие ударам при проезде ухабов и неровностей.
К слову, камеры может и не быть - большинство представленных на сегодняшний день модели являются бескамерными, что позволяет добиться большего срока службы и меньшей вероятности повреждения в пути.
Технология изготовления шины также включает в себя применение так называемого брекера. Брекер располагается между протектором и каркасом и берет на себя достаточно важную роль. Первая его функция - обеспечение равномерного давления покрышки на пятно контакта. Таким образом, площадь соприкосновения протектора с дорожным покрытием увеличивается, а вместе с тем повышается и управляемость автомобиля в целом. Вторая функция - это максимальная защита каркаса от деформации. Это позволяет достичь большего ресурса работы и меньшего износа протектора.
Борт - еще одна крайне важная часть, входящая в состав автомобильной шины. По своей сути, борт предназначен для надежного соединения резины и диска, что позволяет добиться максимальной герметичности. Стоит напомнить, что большинство шин, выпускаемых на сегодняшний день, имеют бескамерную технологию изготовления, а потому максимальная герметичность здесь играет не просто важную, а ключевую роль.
Боковая часть предназначается для того, чтобы предохранить шину и диск от ударов, приходящихся сбоку. Такой риск действительно есть, а потому технология изготовления шины такова, что боковая часть выполняется максимально усиленной и имеющей наиболее толстый слой резины.
Из какого материала делают шину?
Материал, из которого изготавливается автомобильная шина, представляют собой смеси натуральных и синтетических каучуков. В зависимости от объема, назначения и типа, состав может быть разным, становиться более жестким или мягким, менять свои свойства по-разному в зависимости от температуры, а также противостоять заносам и потере управления.
Подводя итоги
Автомобильные шины являются важнейшей и неотъемлемой частью современного автомобиля. Именно от качества их изготовления и свойств зависит срок службы подвески и безопасность водителя и пассажиров. По этой причине важно ответственно подходить к выбору резины, что может не раз спасти жизнь и вам, и вашему железному коню.
Говоря об автомобильной резине, мы редко задумывается из чего и как делают этот товар. А между тем всё не так просто, как может показаться на первый взгляд. Технология производства покрышек включает множество этапов и нюансов. Начальной стадией создания автомобильных шин является разработка их профиля и рисунка протектора посредством специализированных компьютерных программ объёмного моделирования. Далее компьютер просчитывает и анализирует эффективность шины в различных ситуациях и условиях эксплуатации, после чего устраняются недостатки, пробные образцы нарезаются на специальных станках вручную и тестируются в реальных условиях.
В результате испытаний происходит сбор информации для сравнения с показателями лидеров рынка того же класса, после чего осуществляется финальная доводка, предшествующая запуску на конвейер и массовому производству.
Изготовление резиновой смеси
Материал, из которого изготовлена покрышка, имеет первостепенное значение. Следует понимать, что шины различных производителей существенно отличаются в первую очередь свойствами резины, состав которой зачастую является коммерческой тайной. Столь серьёзный подход объясняется тем, что резиновая смесь определяет технические характеристики шин, включая:
- Уровень сцепления с дорогой.
- Долговечность и надежность.
- Сезонность и износостойкость.
Состав резины современных автопокрышек включает множество материалов и компонентов: всевозможных присадок и химических соединений, которые и определяют свойства и поведение шин. Подбором и комбинацией этих элементов занимаются целые лаборатории в каждой компании, ведь именно химические добавки и их дозировка позволяют изделию превзойти конкурентов. Базой же для всех служит обычная резина, состав которой ни для кого не является секретом. Она состоит из:
- Каучука, который бывает изопреновым (натуральным) и синтетическим, и является основой резиновой смеси (от 40 до 50 процентов состава).
- Технического углерода (промышленная сажа), благодаря молекулярным соединениям которого шина имеет не только чёрный цвет, но и становится прочной и устойчивой к износу и температурам (от 25 до 30 процентов состава).
- Кремниевой кислоты, повышающей показатели сцепления покрышки с влажным покрытием, и применяемой в основном иностранными шинниками (примерно 10 процентов состава).
- Смол и масел, выступающих вспомогательными составляющими для обеспечения мягкости и эластичности изделия (около 10-15 процентов состава).
- Вулканизирующих агентов, роль которых чаще всего отводится соединениям серы и специальным активаторам.
Отметим, что российский каучук признан лучшим во всём мире, а потому востребован и применяется большинством ведущих мировых компаний-производителей. А поскольку синтетический каучук уступает натуральному по всем показателям, то в этой области РФ останется лидером ещё очень долго.
Производство компонентов
Технологический процесс создания шины, кроме прочего, включает в себя несколько параллельных этапов изготовления её компонентов, среди которых:
- Прорезиненная лента – это первичная заготовка для изготовления протектора, разрезаемая в зависимости от требуемого размера.
- Брекер и каркас – элементы, несущие ответственность за устойчивость к порезам, прорывам и прочим повреждениям. Также брекер и каркас отвечают за жёсткость всей конструкции покрышки.
- Борт шины — является наиболее жёсткой её частью, и обеспечивает герметичность при монтаже на обод колеса.
В качестве материала для каркаса и брекера современных шин служит либо металлокорд, либо стекловолокно. Последнее применяется при изготовлении покрышек класса «премиум», в то время как металлокорд незаменим в моделях, предназначенных для оснащения грузового автотранспорта.
Сборка и вулканизация
Заключительным этапом производства автопокрышки является сборка. Данная технологическая процедура выполняется методом наложения слоев каркаса, боковин, борта и протекторной части, и осуществляется на специальном сборочном барабане. После компоновки и придания нужной формы все составляющие элементы соединяются в монолитную конструкцию посредством процедуры вулканизации. Далее изделие проходит необходимые проверки, маркируется и отправляется на рынки по всему миру.
Любой шинный продукт имеет те или иные свойства в первую очередь благодаря своему составу. Шинный коктейль, пожалуй, самый значительный фактор влияющий на технические характеристики той или иной модели. Изготовители автошин обычно держат в строжайшем секрете состав резиновой смеси своих изделий, это является коммерческой тайной любой компании. Но так или иначе, основные компоненты резины известны всем, как и известно об их химических свойствах, которые отражаются на качестве передвижения.
Главные составляющие материалы, используемые при производстве, влияющие на технические показатели автошины:
Резиновая смесь того или иного изделия - залог безопасного передвижения того или иного автотранспорта. При выборе шины обязательно нужно поинтересоваться у продавца составом резины. Как правило, чем дороже автошины, тем шинный коктейли в них более сложный и, соответственно, более эффективный. При выборе следует учитывать и предназначенность шины. Например для UHP-класса необходим жесткий резиновый состав, а для зимней шины нужен мягкий, с большой долей силики. Есть много нюансов, поэтому лучше всего следует
В автомагазинах можно найти самые разные шины. И перед тем, как выбрать одну из таких шин для автомобиля давайте узнаем из чего же они сделаны. Эта информация будет полезна для всех автолюбителей. Зная, из чего была изготовлена шина, сделать правильный выбор будет намного легче.
Несмотря на то, что методы изготовления резинотехнической смеси для изготовления тех или других марок шин держатся в строгом секрете, главные компоненты состава известны. Нет никакого смысла делать из этого какую-то тайну. Изменения основы состава достигаются обычно за счёт добавления целого ряда компонентов, которые выполняют различные функции. В основном же, метод приготовления смеси за несколько десятков лет практически никак не изменился. Однако даже в начальном варианте рецепта, количество составляющих может достигать 20. Согласитесь, что это не так уж и мало. Поэтому, мы с вами остановимся только на самых важных из них.
Материал для изготоления шин
Совершенно ясно, что основным материалом для шины является резина. Однако резина бывает разной. Она вполне может изготавливаться как из искусственного, так и из натурального каучука. Чаще всего встречаются шины, которые изготовлены из искусственного каучука , так как он достаточно прост в разработке, намного дешевле, а по качеству практически ничем не уступает натуральному.
Проверка качества шины из каучука
Нужно всего лишь попробовать оторвать один из усиков на шине и если резина достаточно качественная, вам этого сделать не удастся. Существует ещё один способ определения качества применяемой для шины резины: нужно резко провести по шине пальцем, и если после этого действия у вас на пальце останется след, это будет означать, что шина некачественная, производитель применил множество разнообразных химических компонентов.
Важно! Второй по своим количественным показателям элемент состава материала для шин - это углерод технический или просто сажа. Он составляет около 30% всего состава.
Для чего нужен углерод
По сути, это скрепляющий на молекулярном уровне компонент смеси, действует который на молекулярном уровне. Если бы углерод не использовался, шины для автомобилей были бы очень недолговечными, отличались бы невысокой прочностью и быстрым износом. Сегодня вместо технического углерода нередко применяется сера. Однако выбор того или другого элемента - это, скорее, вопрос «религии» и экономических соображений. С точки зрения технологии разница получается очень небольшая.
Кремниевая кислота, как альтернатива
Она применяется в качестве заменителя сажи по той простой причине, что последняя всё время дорожает. Однако такое решение вызывает определённые сомнения у профессионалов, и связаны эти сомнения с тем, что кремниевая кислота, обладая более низкой прочностью, имеет более высокую способность к сцеплению с мокрой поверхностью дороги. Другими словами, потеряв износостойкость, мы приобрели улучшенное сцепление. Между прочим, вулканизация подобных автомобильных шин происходит с помощью перекисей, и при эксплуатации такие покрышки наносят меньше вреда окружающей среде.
Добавками для приготовления компаундов в большинстве случаев являются различные смолы и масла. Они выполняют смягчающую функцию, что немало значит при производстве зимней резины. Помимо этого, отметим оксид цинка и прочие ускорители вулканизации, наполнители «экологического» плана, которые позволяют сделать меньше коэффициент сопротивления качению, а также достичь увеличения топливной смеси.
Нужно отметить то, что сам по себе факт наличия в резине кремниевой кислоты, кукурузы, крахмала и прочих модных добавок, на которых по большей части и делается реклама, ещё ни о чём не говорит. Важно изобрести, а затем соблюсти рецепт, который бы с использованием данных компонентов обеспечил бы лучшие характеристики шины для автомобилей. А получается это далеко не у всех производителей. По этой причине доверять следует тестам и реальным отзывам потребителей, а также мнению настоящих профессионалов, которые обязательно порекомендуют самый подходящий вариант покрышек на любой бюджет и при любых условиях эксплуатации.
Подведя итог, можно сказать, что все автомобильные шины делаются из резины или других материалов, однако с обязательным добавлением каучука. У каждого из производителей существует свой оптимальный химический состав для автомобильной шины, который определяет их различные характеристики. Одни производители уделяют внимание большому сроку службы, другие - скоростным характеристикам, а третьи и вовсе поведению шины на скользком дорожном покрытии. Именно такие характеристики влияют на цену и качество шины для автомобилей.
Расскажем из чего делают шины для автомобиля и какие компоненты используют. Несмотря на то, что рецептуры приготовления для производства некоторых шин держатся в секрете, основные компоненты состава известны.
Химический состав
Главным материалом является резина. Она бывает разной и может изготавливаться как из синтетического, так и из натурального каучука. Наиболее часто встречаются шины изготовленные из синтетического каучука, так как он прост в разработке и намного дешевле и по качестве не уступает натуральному каучуку.Второй по количественным показателям – углерод технический (сажа). На его долю приходится примерно 30% всей смеси. Для чего используется углерод? По сути, это скрепляющий компонент смеси, действующий на молекулярном уровне. Без использования сажи покрышки были бы недолговечными, непрочными и отличались бы повышенным износом .
Вместо технического углерода используется сера. Но выбор того или иного компонента – скорее, вопрос экономической целесообразности. С технологической точки зрения разница невелика.
Еще одна альтернатива техническому углероду – кремниевая кислота. Она используется в качестве замены сажи по причине, что последняя постоянно дорожает. Впрочем, это решение вызывает определенные споры в кругу профессионалов, и связаны они с тем, что кремниевая кислота при низкой прочности обладает более высокой способностью к сцеплению с мокрой поверхности дороги. То есть, теряя в износостойкости, мы обретаем лучшее сцепление.
В качестве добавок для приготовления компаундов применяются различные масла и смолы. Они выполняют смягчающую функцию, что особенно важно при производстве зимней резины.
Факт присутствия в резине кремниевой кислоты, крахмала кукурузы или других добавок, на которых делается реклама - ничего не значит. Важно изобрести, а потом и соблюсти рецепт, который бы с применением этих компонентов обеспечил превосходные характеристики покрышки. А это удается не всем производителям.
Можно подвести итог, что автомобильные шины изготавливаются либо из резины, либо из других материалов, но с добавлением каучука. У производителей имеется свой оптимальный химический состав, который определяет различные характеристики. Один производитель делает упор на срок службы, другой - на скоростные характеристики, а третий - на поведение шины на мокрой дороге. Эти характеристики определяют цену и качество покрышки.
