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.

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.

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.

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.

Камерные шины: преимущества и недостатки

Автомобильные покрышки отличаются разнообразием. Они могут иметь самую разную конструкция. Среди прочих особенностей, шины делятся на камерные и бескамерные. Рассмотрим более подробно авторезину с камерами.

Особенности камерных шин

Если не вдаваться в подробности, основное отличие подобной автошины, это наличие камеры, которая наполняется воздухом. Фактически это двусоставные шины, которые состоят из покрышки и камеры. Некоторое время назад такая конструкция считалась практически идеальной.

Появились первые камерные шины в 1890 году. Именно тогда Чальд Кингстн Уэлтч, сделал первую покрышку, которая отделялась от камеры. Речь шла о велосипедной шине. Помимо разделения конструкция получила и обод с углублением по центру, облегчавший монтаж покрышки с камерой. Долгое время подобное техническое решение с небольшими изменениями считалось наилучшим вариантом.

Преимущества и недостатки камерных шин

Все шины с камерой имеют плюсы и минусы, обусловленные конструкцией. Необходимо понимать в чем они заключаются, чтобы без проблем выбрать наиболее подходящий вариант. Для начала перечислим плюсы.

• Цена на покрышки подобного типа ниже, в сравнении с бескамерными. Зачастую это обуславливает выбор владельцев бюджетных автомобилей.
• Практически не боятся повреждений боковины. В этом случае возможно просто поменять или заклеить камеру.
• Не нужно подбирать диски, можно использовать любые. Также не возникает проблем при незначительных повреждениях диска.

Недостатков у подобной авторезины предостаточно.

• Масса шины больше, это увеличивает неподрессоренный вес автомобиля. Нагрузка на подвеску также увеличивается.
• Камера при проколе спускает очень быстро. Замена колеса потребуется на месте, возможности добраться до сервиса у вас просто не будет.
• При износе покрышки может произойти прокол нитями корда.
• Сложный процесс монтажа.
• Высокий нагрев резины, вследствие трения камеры о покрышку. Снижает срок эксплуатации шины.
• Для ремонта обязательно полностью разобрать колесо, даже при незначительных повреждениях.

Зачастую при сравнении недостатки превышают достоинства камерных покрышек.

Камерная авторезина способна выдерживать больший вес. Ее часто используют на грузовых автомобилях и спецтехнике.

Конструкция камерной шины

Конструкция подобной автопокрышки состоит из следующих элементов:

Все типы камерных шин имеют подобную конструкцию. Отличаться могут лишь незначительные нюансы.

Стоит отдельно рассмотреть строение камеры. Она выполнена в виде замкнутой в виде кольца трубы. После накачивания приобретает форму тора. Производят камеру из плотной, но эластичной резины, обязательно следят, чтобы материал был максимально износостойким. В конструкцию входит и ниппель, через него происходит подача воздуха и регулировка давления.

Размещаться камерные шины могут на разборных и цельных дисках. Никаких сложностей с монтажом в обоих случаях не возникает.

Эксплуатация автошины с камерой несколько отличается от бескамерной. Начинается все с монтажа. Перечислим основные нюансы.

• Камеру перед помещением в колесо обязательно обильно обмазывают тальком. Это позволяет избежать прилипания резины к внутренней стороне покрышки.
• Обязательно нужно тщательно зачистить все неровности и микроповреждения внутри шины. Даже небольшой кусочек корда приведет к быстрому повреждению автокамеры.
• При монтаже необходимо тщательно расправлять камеру внутри шины. Наличие загибов и других повреждений может привести к проблемам при накачивании, снизит срок эксплуатации.
• Нельзя помещать камеру в бескамерную покрышку. В процессе движения воздух в шине нагреется, это вызовет увеличение давления. Итогом вероятнее всего станет взрыв камеры и автошины.

На данный момент камерные покрышки практически вышли из употребления. На легковых автомобилях их можно встретить только на старых машинах. Причин у такого явления несколько. В первую очередь камеры не обеспечивают должного уровня безопасности, при повреждении спускают сразу, увеличивая риск ДТП. Нагреваются они больше, ограничивая допустимую скорость движения. Обслуживать камерные автопокрышки сложнее, требуется больше технологических действий.

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

Что такое ET — вылет диска. На что влияет?

Как отремонтировать шину своими руками

Зимние шипованные шины: виды, особенности, назначение

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: