Шина автомобиля состоит из шести основных частей: каркас, боковина, плечевая зона, протектор, брекер, борт.
На грузовых автомобилях ГАЗ – 53А, ЗИЛ – 130 и т.д. устанавливают камерные шины, состоящие из покрышки, камеры с вентилем и ободной ленты, предохраняющей камеру от истирания ободом колеса и защемления краями покрышки.
Покрышка состоит из каркаса, подушечного слоя, протектора, боковин и бортов 6.
Каркас изготовляют из нескольких слоев прорезиненной ткани – корда и прочно присоединяют к бортам, крепящим покрышку на ободе колеса. В бортах находятся сердечники из стальной проволоки, обернутой лентой. Эти сердечники предотвращают растягивание бортов и не дают шине соскальзывать с колеса. Предохраняет от повреждений каркас подушечный слой резины, который находится между протектором и каркасом. Рисунок протектора зависит от предназначений покрышки.
Камера представляет собой резиновое кольцо, в которое накачивается воздух, через вмонтированный в нее вентиль, клапан которого пропускает воздух только в одностороннем порядке.
Вентиль обычно имеет резино-металлический или металлический корпус (сделан из латуни в виде трубки с фланцем и закреплен к камере при помощи специальных шайбы и гайки), золотник, состоящий из ниппеля и клапана с резиновым концом, с пружиной и колпачок. При накачивании шины клапан от давления воздуха, преодолевая силу упругости пружины, открывается, а при прекращении подачи воздуха пружина закрывает клапан и, следовательно, выход воздуха из камеры становится невозможным. Для облегчения накачивания воздуха насосом для шин наконечник его шланга снабжен стержнем, который при соединении шланга с вентилем принудительно открывает клапан. Когда наконечник шланга отвертывают с вентиля, клапан освобождается.
Важной характеристикой шины является показатель износа , показывающий как долго еще можно использовать вашу шину, не создавая аварийных ситуаций. Очень важно не пропустить момент, когда протектор достигнет критического уровня и заменить шину.
У каждой шины есть свой показатель износа. Такой показатель определяется путем тестирования, которое проходит каждая шина, и не является величиной напрямую связанной со сроком эксплуатации шины. Это теоретическая величина и не зависит от условий эксплуатации. Чем выше значение показателя износа шины, тем дольше она прослужит. Показатель износа находится в пределах от 60 до 620 единиц, с интервалом 20.
Высота остаточного рисунка протектора не должна быть менее 6,35 мм. Индикатор износа – полосы, проявляющиеся сквозь изношенный протектор, также сигнализируют вам о том, что шины пора менять.
Более подробно рассмотрим конструкцию шины. В зависимости от строения каркаса шины подразделяются на радиальные и диагональные. По способу герметизации – на камерные и бескамерные, по типу рисунка протектора – летние (всесезонные), универсальные, зимние, а также повышенной проходимости.
Температурный параметр показывает способность шины выдерживать температурный режим, при котором, сохраняются характеристики шины заложенные изготовителем. Шины, изготовленные из различных материалов, имеют различное значение температурной характеристики. Температурные характеристики тоже определяются буквенным обозначением от «А» до «С», где А соответствует максимальному сопротивлению нагрева. Классически шины делятся на три вида: летние, зимние и всесезонные. Зимние шины, как правило, мягче летних, они не твердеют с понижением температуры и становятся мягче с повышением. Принадлежность шины к тому или иному виду определяется массой характеристик: рисунком протектора, составом резины, деталями внутренней структуры и т.д.). Наиболее значимой характеристикой является рисунок протектора.
Летняя шина. На летней шине мало или же практически нет мелких прорезей (ламелей), относительно неглубокие канавки протектора, выступы протектора, как правило, большой площади. При движении колеса создают очень мало шума, сопротивление качению маленькое, экономный расход топлива, максимальный ресурс по износу. Рассчитана такая летняя покрышка на хорошие дороги и сухую погоду.
Шины подразделяют по профилю поперечного сечения.
Корд – это обрезиненная ткань, основу которой составляют частые прочные нити, уток – редкие тонкие нити, которые обеспечивают хорошее прорезинивание нитей корда, высокую прочность и гибкость материала.
Волокном для изготовления корда является хлопок, вискоза, капрон. В настоящее время в производство входит металлокорд, имеющий нити, свитые из стальной проволоки, толщиной около 0,15 мм. В практике встречается и более дорогой материал – кевлар, не нашедший массового применения из – за своей высокой стоимости.
В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта шины к другому без перехлеста нитей, нити лежат параллельно друг другу от борта к борту по всей окружности. Направление нитей идет по радиусу. Оболочка каркаса по наружной поверхности обтянута гибким брекером из высокопрочного нерастяжимого корда, в основном, стального. Брекерные слои завершают построение каркаса радиальной шины, охватывая его снаружи.
На шинах встречаются надписи: radial (радиальная), radial belted ( радиальная опоясанная), radial steel belted (радиальная, опоясанная сталью).
Такая конструкция шины, снижает теплообразование, сопротивление качения, придает каркасу эластичность, снижает напряжение в нитях корда, позволяет уменьшить число слоев. Радиальная конструкция шины обладает эластичностью и способностью поглощать неровности дорожного покрытия, внутреннее трение у них значительно снижено, что увеличивает износоустойчивость шин. К достоинствам относится и хорошее сцепление с дорогой, комфорт и повышенная управляемость.
Редко где встретишь диагональные шины, они полностью вытеснены радиальными. Их продолжают выпускать в весьма ограниченных количествах, так как они не требуют больших затрат при производстве и относительно дешевы.
Преимуществом диагональных шин по сравнению с радиальными шинами является более прочная боковина. Слои корда расположены так, что их нити перекрещиваются между собой и по всей длине окружности шины. Из-за перекрещивания нитей корда, каркас диагональной шины подвержен сильному внутреннему трению. Этот недостаток приводит к преждевременному износу шины и постоянному перегреву. Жесткость каркаса таких шин снижает управляемость и комфорт.
Каркас состоит из одного или нескольких, наложенных друг на друга слоев обрезиненного корда. В зависимости от нагрузки число слоев корда в каркасе может достигать до 18 и более в грузовых машинах, и до 1 слоя в легковых. Каркас обеспечивает прочность шины, передает нагрузку от действия внешних сил со стороны дороги на колесо, а также воспринимает внутреннее давление воздуха на шину.
Часть шины расположенная между протектором и каркасом – брекер . Служит для улучшения взаимодействия каркаса с протектором, амортизирует ударные нагрузки и повышает сопротивление каркаса механическим воздействиям. Предотвращает отслоение протектора шины под действием внешних и центробежных сил. В брекере нити корда в смежных слоях расположены диагонально, в независимости от строения каркаса шины. В радиальных шинах брекер более жесткий и менее эластичный, чем в диагональных шинах. Брекер определяет прочностные показатели шин.
Протектор – это слой высокопрочной резины, соприкасающийся с дорожным покрытием, при вращении колеса. От протектора зависит сцепление колеса с дорожным покрытием, уровень шума и вибраций автомобиля. Протектор предохраняет каркас от механических повреждений. На наружной поверхности массивного слоя резины нанесен своеобразный рисунок, так называемая «беговая дорожка». Рисунок протектора состоит из повторяющихся выступов и канавок между ними. По типу рисунка протектора шины делятся на четыре основные группы: дорожные (летние, всесезонные), универсальные, зимние(SNOW или MUD + SNOW – M+S), повышенной проходимости.
Шоссейные шины (Highway) разработаны для движения по мокрой или сухой дороге с твердым покрытием. Использование таких шин зимой на льду или на снегу недопустимо, поскольку они не обладают необходимыми сцепными свойствами.
Зимняя шина. Рисунок протектора у нее крупный с глубокими и широкими канавками, с большим количеством ламелей, обеспечивающих хорошее сцепление с дорожным покрытием. При движении зимняя шина создает много шума, катится тяжело и у нее маленький ресурс по износу, так как сделана из мягкой резины.
Зимние шины можно разделить на три группы: шипованные (с шипами, установленными на заводе), нешипованные и универсальные (имеющие отверстия под шипы, ошиповка производится на станции техобслуживания).
Зимние шины обеспечивают максимальное сцепление с дорогой при движении по снегу или льду. Однако повышенное сцепление на снежной дороге, обычно сопровождается снижением управляемости автомобиля на сухой дороге, в результате повышенного внутреннего трения. На сухих дорогах такие шины отличаются повышенным уровнем шума и достаточно быстрым износом протектора.
Протектор зимних шин имеет специальный рисунок, обеспечивающий отвод снега из зоны контакта шины и дорожного покрытия. Специальные компоненты, применяемые в резиновых смесях, при изготовлении зимних шин, способствует сохранению их свойств даже при очень низких температурах.
При изготовлении зимних шин учитываются эти и множество других факторов, фирмы-производители снабжают модели, предназначенные для эксплуатации в зимних условиях, своими последними разработками: специальными микроламелями, шипами различной конструкции, кроме того, состав материала, используемого при производстве зимних шин, обладает специфическими свойствами.
В настоящее время деление шин на летние и зимние носит ярко выраженный характер и всесезонные шины, выпускаемые для любых климатических условий далеки от совершенства.
Как правило, всесезонные шины обладают усредненными характеристиками, как для лета, так и для зимы. Это определенный компромисс между летней и зимней шиной, так сказать золотая середина. Попытки разработчиков суммировать достоинства зимней и летней резины не привели к успеху, так как суммировались и их недостатки. Всесезонная шина летом уступает летней резине (шумнее, недолговечнее, тяжелее), а зимой – зимней (хуже сцепление со скользкой дорогой). Используются они до сих пор лишь по тому, что у кого – то погода круглый год подходящая для демисезонных шин, а кому-то просто лень переобувать своего стального коня.
Всесезонные шины (ALL SEASON или ALL WEATHER) сочетают отличные сцепные свойства на мокрой или заснеженной дороге с достаточной управляемостью, комфортом при движении и износоустойчивостью протектора. Иногда можно встретить недорогие всесезонные шины, но при покупке их надо обращать внимание на страну изготовитель шины. Шины могут быть изготовлены по стандартам той страны, климатические условия в которой резко отличаются от наших.
Существуют скоростные шины (PERFORMANCE). Применяются и разработаны для автомобилей высокого класса. Такие шины обеспечивают повышенное сцепление с дорогой и высокий уровень управляемости автомобилем, способны выдерживать значительные температурные нагрузки. У шин есть и свои недостатки – меньший комфорт и быстрый износ протектора.
Всесезонные скоростные шины (ALL SEASON PERFORMANCE) разработаны для тех кому нужны высокие скоростные характеристики круглый год, включая движение по гладким сухим дорогам и движение по льду и снегу. Возможность производства таких шин появилось несколько лет назад, благодаря сфере высоких технологий.
Для одного автомобиля можно выбрать шины нескольких типоразмеров, так как в летний период рекомендуется устанавливать шины с большей шириной профиля, а в зимний с меньшей шириной профиля.
Разные типоразмеры шин рекомендованные для вашего автомобиля имеют приблизительно одинаковую длину окружности по внешнему диаметру, что не приводит к искажениям показаний спидометра и счетчика километража.
Рекомендуя определенные шины, для определенного автомобиля, конструктор – разработчик шин учитывает практически все технические характеристики автомобиля, в том числе максимальную скорость, массу автомобиля, динамику разгона, путь разгона и т.д.
Поэтому, покупая шины нужного типоразмера вы обеспечиваете себе безопасное передвижение и максимальный комфорт.
Определите для себя в каком климате вы будете эксплуатировать свой автомобиль, по какой местности вы больше времени передвигаетесь, по каким дорогам двигаетесь. Чем больше вопросов и ответов, тем легче будет определить тип шин, необходимый для вашего автомобиля.
Информацию о необходимых шинах, вы можете найти дверце топливного бака, в руководстве по эксплуатации автомобиля, на наклейке, приклеенной к торцевой части двери, а также на внутренней поверхности перчаточного ящика.
Как утверждают представители фирмы Hankook, недавно созданные шины 4S», одинаково хороши для любой погоды. Цифра 4 означает четыре сезона и предназначены для стран с резко выраженным континентальным климатом.
Шины безопасны при управлении на заснеженной трассе, а также комфортны и экономичны летом. Рисунок протектора у шин «Орtimo 4S», фирмы Hankook ассиметричен. Внешняя сторона шин отвечает за летние показатели, а внутренняя – за зимние.
Жесткость блоков внутреннего плеча ниже, чем внешнего, поэтому шина демонстрирует отличную управляемость на летних трассах.
Часть протектора, между боковиной шины и беговой дорожкой – плечевая зона. Она принимает на себя основную часть боковых нагрузок, увеличивает боковую жесткость шины, улучшает соединение протектора с каркасом.
Жесткая часть шины, служащая для герметизации, когда шины бескамерные, и для крепления на ободе колеса называется бортом. Остовом борта является нерастяжимое кольцо из стальной обрезиненной проволоки. Стальное кольцо придает борту необходимую прочность и жесткость. Кольцо состоит из слоя корда каркаса, обвитого вокруг проволочного кольца, и круглого или профилированного резинового наполнительного шнура. Шнур придает монолитность и эластичный переход от жесткого кольца к резине боковины. С наружной стороны борта расположена бортовая лента из прорезиненной ткани, предохраняющая борт колеса от повреждения при ремонте, а также от истирания об обод.