История развития шины

Более пяти тысяч лет назад Шумеры изобрели колесо. Вначале колесо было простым деревянным диском, который в ходе тысячелетий был усовершенствован до деревянного колеса со спицами (даже первые моторные автомобили Бенц катились на деревянных каретных колесах с резиновыми бандажами), а настоящая революция произошла только в 19-м веке - была изобретена шина
Первым, кто официально зарегистрировал изобретение пневматической шины, был Роберт Уильям Томсон, родившийся в Шотландии 29 июня 1822 г. в семье мелкого землевладельца. В 1844 г. в возрасте 22 лет он стал инженером железнодорожного транспорта, имел собственное дело и контору в Лондоне. Именно там и была изобретена пневматическая шина..

После смерти Томсона в 1873 г. "воздушное колесо" было забыто, хотя образцы этого изделия сохранились.
В 1888 г. идея пневматической шины возникла вновь. Новым изобретателем был шотландец Джон Данлоп, чье имя известно в мире как автора пневматической шины. Дж. Б. Данлоп придумал в 1887 г. надеть на колесо трехколесного велосипеда своего 10-летнего сына широкие обручи, сделанные из шланга для поливки сада и надуть их воздухом. 23 июля 1888 г. Дж. Б. Данлопу был выдан патент N 10607 на изобретение, а приоритет на применение "пневматического обруча" для транспортных средств подтверждал следующий патент от 31 августа того же года.
Камера из резины крепилась на обод металлического колеса со спицами обматыванием ее вместе с ободом прорезиненной парусиной, образующей каркас шины, в промежутках между спицами.
Преимущества пневматической шины были оценены достаточно быстро. Уже в июне 1889 г. на стадионе в Белфасте Уильям Хьюм выступил в гонках на велосипеде с пневматическими шинами. И хотя Хьюма описывали как среднего гонщика, он выиграл все три заезда, в которых участвовал.
Коммерческое развитие изобретения началось с образования маленькой компании в Дублине в конце 1889 г. под названием "Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов". В настоящее время это "Данлоп" - одна из крупнейших фирм в мире по изготовлению шин. В 1890 г. молодой инженер Чальд Кингстн Уэлтч предложил отделять камеру от покрышки, вставлять в края покрышки проволочные кольца и сажать на обод, который впоследствии получил углубление к центру. Тогда же англичанин Бартлетт и француз Дидье изобрели вполне приемлемые способы монтажа и демонтажа шин. Все это определило возможность применения пневматической шины на автомобиле.
Первым, кто стал использовать пневматические шины на автомобилях, были французы Андре и Эдуард Мишлен, которые уже имели достаточный опыт в производстве велосипедных шин. Они объявили, что к гонке в 1895г. Париж-Бордо у них будут готовы пневматические шины для автомобилей и сдержали свое обещание. Несмотря на многочисленные проколы, автомобиль преодолел paccтояниe в 1200 км и достиг среди девяти других финиша своим ходом. В Англии в 1896 г. шинами "Данлоп" был оснащен автомобиль Ланчестер.
С установкой пневматических шин существенно улучшились плавность хода, проходимость автомобилей, хотя первые шины были не надежны и не приспособлены к быстрому монтажу. В дальнейшем основные изобретения в области пневматических шин были прежде всего связаны с повышением безотказности и долговечности их, а также с облегчением монтажа-демонтажа. Потребовалось много лет постепенного совершенствования конструкции пневматической шины и способа ее изготовления, прежде чем она окончательно вытеснила литую резиновую.
Стали применяться все более надежные и долговечные материалы, появился в шинах корд - особо прочный слой из упругих текстильных нитей. В первой четверти текущего столетия все чаще стали использовать конструкции быстросъемных креплений колес к ступицам на нескольких болтах, что позволило заменять шины вместе с колесом в течение нескольких минут. Все эти усовершенствования привели к повсеместному применению пневматических шин на автомобилях и бурному развитию шинной промышленности. Во время первой мировой войны начались разработки конструкций шин для грузовых автомобилей и автобусов. Пионерами в этом отношении были США. К 1925 г. в мире насчитывалось порядка 4 млн. автомобилей с пневматическими шинами, т.е. практически весь парк, за некоторым исключением отдельных типов грузовиков.
Возникли крупные фирмы по производству шин, многие из которых существуют и сейчас, а именно "Данлоп" в Англии, "Мишлен" во Франции, "Гудьир", "Файерстоун" и "Гудрич" в США, "Континенталь", "Метцелер" в Германии, "Пирелли" в Италии.
В середине 50-х годов появилась новая разработка в конструкции шин. Основной особенностью новой шины, предложенной фирмой "Мишлен", был жесткий пояс в шине, состоящий из слоев металлокорда. Нити корда располагались радиально от борта до борта. Такие шины получили название радиальных. Результатом испытания новой шины фирмы "Мишлен" явилось увеличение ходимости почти вдвое по сравнению со стандартными (при диагональном расположении нитей корда).
В конце 50-х годов повсеместно значительное внимание уделяется шинам, обеспечивающим высокие сцепные свойства как на сухом, так и на мокром полотне, и высокую износостойкость.
В 60-е годы значительное изменение претерпела такая характеристика конструкции шины, как отношение высоты шины Н к ширине профиля В. Первые шины в разрезе представляли собой почти правильный круг, высота которого равнялась ширине. Затем отношение величин Н/В последовательно уменьшалось до 0,7 и даже 0,6.
Целью стремления к низким профилям шин явилось увеличение площади контакта с дорогой, что улучшает боковую устойчивость, тягово-сцепные свойства и продлевает срок службы шин..
Пневматическая шина в 70-е годы достигла уровня совершенства, который трудно было представить в 50-е годы. Удовлетворялись потребности автомобилистов в увеличении безопасности езды и снижении расхода топлива. Именно в 70-е годы произошел быстрый переход легкового транспорта на радиальные шины,
На территории СНГ и ряда других стран до сих пор продолжают использовать диагональные шины в основном из-за цены и условий эксплуатации, но радиальные шины уверенно вытесняют их с дисков нашего транспорта.

Технология изготовления шин

Изготовление шины требует очень сложного, дорогостоящего и, главное, длительного производственного процесса. Даже после внедрения промышленных роботов при производстве шин требуется большая ручная работа. Степень автоматизации всего производства составляет от 65 до 70%. Эта величина колеблется в зависимости от изготовителя. Кроме того, высокопроизводительная шина с размерами 255/40 ZR 17 требует заметно большего объема использования труда человека, т.е. ручного труда, чем стандартная шина с размером 175/70 R 13T.
Уже на стадии конструирования определяется множество различных качеств шины, к реализации которых стремятся производители. Они детализируются в соответствии с философией, господствующей на данном предприятии, или в соответствии с четко очерченными заданными величинами будущего крупного заказчика.
Процесс изготовления шин своими рабочими циклами невольно напоминает производство автомобилей: многочисленные элементы одной шины, как правило, предварительно изготовляются в массовом порядке на раздельных поточных линиях в разных помещениях шинного завода и соединяются лишь на конечной стадии монтажа при постоянном контроле качества промежуточной продукции. Необходимые материалы поставляются извне, иногда изготовляются на своих заводах. Резиновые смеси состоят из натурального и синтетического каучука. Химическая промышленность поставляет такие наполнители, как сажа или силика, а также мел, масла, смолы, вспомогательные средства для смешивания, ускорители вулканизации, замедлители, активаторы, серу, средства светозащиты и защиты против старения, точная рецептура которых оказывает влияние на качество шин. При этом главными моментами в производстве шин являются:
- изготовление различных видов резиновых смесей : протекторной, каркасной, гермослоя и.д.
- обрезинивание кордовых тканей для каркаса;
- изготовление высокопрочного стального корда для брекера;
- изготовление бортового кольца;
- конечная сборка конструкции шины;
- вулканизация в форматорах-вулканизаторах;
- конечный контроль качества каждой отдельной шины.

Сорта каучука

Натуральный каучук играет, как и раньше, важную роль в производстве шин, хотя искусственный или синтетический каучук составляет львиную долю в их изготовлении. Натуральный каучук добывается из сока гевеи, выращиваемой на плантациях в экваториальных областях, кора которой надрезается и выступающее клейкое латексное молочко собирается в маленькие емкости. Практически все производители шин содержат сегодня собственные плантации в благоприятном для этого климатическом ?каучуковом поясе. Латексное молочко в процессе фильтрации стабилизируется аммиаком и либо перерабатывается на месте, либо сгущается в виде концентрата и транспортируется в цистернах или бочках. Лишь после свертывания, т.е. коагуляции (при этом в латексное молочко для ускорения процесса подмешивается уксусная кислота), образуется каучук в виде пластично деформируемых клейких мягких крошек. Их вычерпывают, промывают и раскатывают в виде пластов. Специальная вальцовочная форма при этом создает рифленую поверхность у каучуковых пластин, что, с одной стороны, увеличивает их поверхность и, следовательно, ускоряет последующий процесс сушки, с другой стороны, препятствует склеиванию отдельных кусков. Пластины каучука сушатся либо в струях теплого воздуха, либо даже в дыму при сгорании дров. При этом обработка каучука дымом делает его прочным и одновременно устойчивым по отношению к различным микроорганизмам.
.

Резиновые смеси.

Существенная часть производства шин начинается и происходит в смесительной камере, где из многочисленных сортов синтетического и натурального каучука составляется желаемая смесь. Измельченные исходные материалы затем делятся на порции и отправляются в камеру резиносмесителя. Но одни только каучуки не дают резиновую смесь, пригодную для изготовления шин, у них нет необходимой для практического использования устойчивости против истирания. Поэтому в смесь вводятся другие добавки, например техуглерод (сажа). При этом сажа, какую в больших количествах приобретают производители шин, является чрезвычайно высококачественным промышленным продуктом с разной спецификацией. И лишь она придает шине ее характерный цвет. Сажа для шин изготовляется из нефти и газа, которые сжигаются по специальной технологии в условиях дефицита воздуха. Уже несколько лет все чаще в качестве другого наполнителя используется осажденная кремниевая кислота ? силика. Силика в сочетании со специальными сортами каучука позволяет получить заметное снижение сопротивления качению, лучшие ходовые характеристики на мокрой дороге и более высокую ходимость шины. С силикой разработчикам шин значительно легче удается разрешить конфликт целей.
Масло, третий важный и весомый компонент, оказывает благоприятное воздействие на устойчивость будущей шины против сдвига. Но масло делает смесь значительно мягче и тем самым оказывает негативное влияние в равной степени, например на точность управления и ходимость. Остаются другие добавки, которые можно объединить под общим названием химические вещества. Химическая промышленность поставляет вспомогательные вещества, усиливающие смешивание, ускорители вулканизации, замедлители, активаторы, средства, препятствующие старению, светозащитные средства, точная рецептура которых тоже оказывает влияние на качество шины. Здесь придается большое значение обычной сере, она одна обеспечивает при последующей вулканизации взаимное переплетение длинных цепочек молекул каучука и получение таким способом эластичной резины из пластичноклейкого материала. Этот процесс химики называют образованием серного мостика?.
Для создания одной шины нужно несколько разных резиновых смесей иногда более десяти и разумеется, каждая из них смешивается индивидуально. Весь процесс смешивания протекает под давлением и воздействием температуры в режиме полной автоматизации. Ингредиенты смеси снова и снова промешиваются в различных устройствах, до тех пор пока не образуется гомогенная масса, которая затем может быть развальцована в ленту. Но до того, как смесь будет допущена до дальнейшей переработки, ее образцы должны выдержать важные лабораторные тесты. Помимо прочего, здесь в реометре, задолго до сборки шины, проверяется поведение при вулканизации только что промешанной смеси. Лишь после успешной проверки в испытательной лаборатории каучуковые смеси поступают в так называемый экструдер, это специальные шприцмашины (шнековые прессы), которые в принципе функционируют, как домашняя мясорубка: протектор, боковые стенки и другие элементы конструкции получают при прессовке свое окончательное поперечное сечение, их нужно только разрезать на отрезки нужной длины.

Искусственное волокно для каркаса и брекера.

Параллельно со смесями на других технологических позициях делаются текстильный каркас шин, кольцеобразные сердечники бортов и слои стального корда. Для каркаса текстильное волокно должно скручиваться в корд и перерабатываться в ткань, в которой все нити проходят точно в одном направлении. Это ткань с продольными волокнами, которые удерживаются только отдельными тонкими поперечными нитями, дорогостоящим методом в системе вальцевания, в каландре, с двух сторон промазывается тонким слоем резиновой смеси. Каландры относятся к самым большим и дорогим машинам в шинном производстве, обычно они наносят три слоя, двигаясь в полностью автоматизированном режиме по часовой стрелке. Подготовленный таким образом текстильный корд может быть разрезан на полосы с определенным направлением волокон, затем они склеиваются в длину в узкую уходящую ленту. Этот этап переработки также требует высокой точности, образующийся при этом угол расположения волокон (в радиальной шине строго под прямым углом, т.е. радиально) оказывает решающее влияние на будущие ходовые характеристики шины.
Бескамерные шины на своей внутренней стороне покрыты воздухонепроницаемым слоем резины, который теперь в следующем рабочем цикле в каландре наносится на материал каркаса. Похожим образом происходит изготовление ткани со стальным кордом. Вместо текстильных волокон в корд скручивается и переплетается тонкая стальная проволока и также в каландре покрывается резиновой смесью. Само собой разумеется, этот цикл работы мы это предполагаем тоже требует максимальной точности: во-первых, толщина каучукового слоя может колебаться с минимальным допуском, во-вторых, для скоростной шины необходимым условием является надежное соединение материалов между тонкой стальной тканью и каучуковой массой. Обработанный в каландре стальной корд режется наискосок барабанными ножницами на нужную ширину корда и также соединяется в сплошную ленту. В зависимости от конструкции шины эта сплошная лента корда собирается на намоточном барабане уже непосредственно в стальной корд, который может состоять из двух или более слоев с различным направлением волокон. Бортовое крыло, скрученное из нескольких проволок из специальной стали и согнутое в кольцо, соответствующее внутреннему диаметру будущей шины, снабжается каучуковой оболочкой. Затем кольца дополняются упорами сердечника процесс, который сейчас в основном выполняется машинами.

Сборка шины.

Затем на сборочном барабане будущая шина впервые приобретает облик. Сборочный барабан можно представить себе в виде цилиндрического надувного валика, на который в основном вручную с большой точностью надевается и затем собирается предварительно подготовленный материал ? при традиционной конструкции шины. Человеку у машины помогают лазерные лучи, точно указывая точки прилегания. Слева и справа надвигаются оба борта на все еще цилиндрический каркас и закрепляют их путем завертывания концов слоев. Затем еще накладываются боковые детали, и на каркас натягивается стальной корд. Лишь после этого следует бомбаж, т.е. превращение до сих пор плоского каркаса в знакомую нам форму шины. При этом сжатый воздух раздувает отдельные слои до тех пор, пока они не будут плотно прилегать к внутренней стороне корда. Затем наступает очередь покрывающих слоев и протектора, выкроенного в соответствии с длиной окружности шины. Готовый полуфабрикат называется "зеленой шиной" (Green Tire). Он уже похож на будущую шину, но пока еще без профиля, не эластичен и не особенно прочный.

Вулканизация

Последним циклом в технологической цепочке производства шин является форматор-вулканизатор, где полуфабрикат шины приобретает не только свой окончательный облик, в нем прочно соединяются друг с другом отдельные узлы, и благодаря целенаправленному управлению давлением, температурой и точно заданным временем из каучуковых смесей, пластичных до настоящего времени, получается эластичная резина. Этот процесс преобразования, при котором цепочки молекул каучука образуются за счет энергии связи серы, осуществляется при температуре от 165 до 200°С в зависимости от типа шин.
Полуфабрикат шины под давлением пара или с помощью инертного газа (азота) под давлением от 12 до 24 бар прессуется в формы, стоимость которых достигает иногда 100000 марок, внутри которых в виде негатива выгравирован рисунок профиля шины. Благодаря углублениям образуются блоки профиля, тончайшие перемычки создают ламели. Несмотря на огромные размеры, прессы для вулканизации представляют собой совершенно точные приборы. Время нагревания для шин легковых автомобилей при современных машинах составляет примерно от 9 до 17 минут. Разумеется, в зависимости от типа шины и имеющегося в наличии количества резины оно меняется и может составлять даже несколько часов, если речь идет о толстых шинах для землеройно-транспортных машин. Но в каждом случае время нагревания определяет будущие качества шины. Чем дольше шина остается в форме, тем сильнее структурируются цепочки молекул резина становится твёрже. Необходима точная установка времени. В принципе, только что сделанная шина может монтироваться на обод и на ней можно ездить.

Контроль качества

Принимая во внимание сложность всего процесса производства шин, когда минимальные отклонения в изготовлении или материалах сразу оказывают ощутимое влияние на готовое изделие, едва ли нужно удивляться, когда непосредственное производство завершается систематическим контролем. Возможные дефекты в каркасе шин выявляет рентгеновский анализ, и, наконец, каждый испытуемый образец подвергается различным измерениям. Специалист объединяет все эти факторы под собирательным понятием единство параметров шин. Под этим понимается равномерность или одинаковость, с которой может производиться серия шин. Путем многочисленных статических и динамических испытаний все изготовленные шины проверяются на устойчивость против вертикального и бокового удара, на наличие дисбаланса, колебания радиальных, латеральных и тангенциальных сил, на конусные и угловые эффекты.
Кроме того, специальный голографический метод испытаний с помощью лазерных лучей позволяет без повреждений увидеть структуру резины. С помощью выборочных образцов на испытательных стендах проводится проверка на прочность при максимальной скорости и на устойчивость структуры; испытания, которые кандидат не выдерживает, но они позволяют сделать важные выводы относительно текущего качества изготовления шин. Только так путем селективных измерений в условиях давления и предварительной нагрузки вскрываются и предотвращаются геометрические отклонения, колебания массы и внутренние причины влияния на безопасность движения и ходовые качества. Шины это такие изделия, при производстве которых не должно быть дефектов.

КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ ШИН

Конструкция шины имеет следующие основные элементы (рис. 1):

Каркас (1) - главный силовой элемент шины, который придает ей прочность и гибкость, а также определяет многие эксплуатационные свойства. Представляет собой несколько (обычно четыре) слоев обрезиненного корда: текстильного или сочетания текстильного со стальным.
Брекер (2) - подушечный слой (пояс), представляющий собой резинотканевую или металлокордную прослойку по всей окружности шины между каркасом и протектором.

Протектор (3) - "беговая" часть шины, непосредственно контактирующая с дорогой. Представляет собой толстый слой износостойкой резины, внутренняя часть которой - сплошная полоса, а наружная - рельефная, т.е. покрытая рисунком. Этот рисунок определяет назначение шины и приспособленность ее для работы в тех или иных дорожных условиях.

Боковина (4) - тонкий (1,5-3,0 мм) слой резины на боковых стенках шины. Совместно с каркасом осуществляет несущую функцию, защищает каркас от механических повреждений, проникновения влаги, а также служит для нанесения наружной маркировки шины.

Борт (5) - часть шины, предназначенная для фиксации ее на ободе колеса. Состоит из слоя корда, обернутого вокруг проволочного бортового кольца (6), и резинового наполнительного шнура (7). Борта препятствуют растягиванию шины и обеспечивают ее структурную жесткость при номинальном внутреннем давлении воздуха.

По способу герметизации внутреннего объема шины делятся на камерные и бескамерные. Камерные шины (рис. 2) состоят из покрышки (устаревший термин, употребляется только по отношению к камерным колесам) и камеры с вмонтированным в нее вентилем. Размер камеры всегда несколько меньше внутренней полости соответствующей ей по типоразмеру покрышки. Это позволяет избежать образования складок камеры в накачанном состоянии. Вентиль представляет собой обратный клапан, позволяющий нагнетать воздух в шину и препятствующий выходу его наружу (рис. 3).

У бескамерных шин (рис. 4) внутренний объем герметизируется воздухонепроницаемым резиновым слоем, наложенным на внутренний слой каркаса, а вентиль специальной конструкции вставляется в отверстие в ободе колеса. Бескамерные шины имеют немало преимуществ перед камерными, а потому постепенно завоевывают рынок, вытесняя прежнюю конструкцию. Они имеют меньшую массу, лучше балансируются, а при проколах, особенно небольших, теряют воздух не так быстро, как камерные шины. При этом в некоторых случаях прокол можно загерметизировать, не снимая шины с колеса.

По расположению нитей корда в каркасе шины делятся на диагональные и радиальные. У диагональных шин нити корда в смежных слоях пересекаются под углом 95-115°, а число смежных слоев обычно четыре (рис. 5, а). В каркасе радиальной шины все нити корда расположены параллельно - по радиусу от одного борта к другому (рис. 5, б). Радиальные шины имеют значительно меньшее сопротивление качению, больший срок службы и др. Другие особенности и элементы конструкции шин также заметно влияют на их эксплуатационные свойства. Так, например, шины, имеющие в каркасе один или несколько слоев стального корда (металлокордные - рис. 6), прочнее и долговечнее "текстильных" (неметаллокордных), однако более чувствительны к ударам при переезде неровностей, от которых могут деформироваться. Кроме того, при повреждениях (даже не сквозных) и попадании влаги проволока стального корда рвется или корродирует (и тоже рвется), а проникшие сквозь резину концы проволоки непрерывно прокалывают камеру (если она установлена в колесе), при этом их невозможно ни удалить, ни вновь "спрятать" в резине, например, под заплатками.

Маркировка шин

Основные размеры диагональной шины приводятся в дюймах и миллиметрах, например 6.15-13/155-13, где:
6.15 - условная ширина профиля шины в дюймах;

13 - посадочный диаметр шины в дюймах, а также может обозначаться и в миллиметрах (330);

155 - условная ширина профиля шины в миллиметрах.

Радиальная шина также имеет смешанное миллиметрово-дюймовое обозначение. Например, 165/70R13 78S Steel Radial Tubeless, где:

165 - условная ширина профиля шины (В) в миллиметрах;

70 - отношение высоты профиля шины (Н) к ширине (В), %.

Если соотношение Н/В в обозначении шины отсутствует, значит, оно равно 0,80...0,82. Начиная с Н/В = 0,80 и ниже до 0,30 (через каждые 0,05), этот показатель обязательно входит в обозначение шины;

R - обозначение радиальной шины;

13 - посадочный диаметр в дюймах;

78 - условный индекс грузоподъемности шины;

S - индекс скорости шины (рис. 7);

"Steel Radial" - радиальная шина с металлическим кордом;

"Tubeless" или "TL" - бескамерное исполнение шины. Шины, работающие с камерами, обозначаются "TUBE TYPE" или "TT" (на немецком MIT SCHLAUCH), но могут и не иметь никакого специального обозначения.

Ширина профиля шины (В) связана с шириной обода колеса (б, рис. 1) соотношением б=0,70-0,75 В (см. табл. 1 и 2 в конце материала). Например, для шины с шириной профиля 165 мм потребуется колесо с шириной обода 115 или 124 мм (обозначение в маркировке колеса соответственно 4 1/2 или 5 дюймов).

Размеры колес и шин для каждой конкретной модели, а иногда и модификации автомобиля указаны в Руководстве по эксплуатации, изданном предприятием-изготовителем автомобиля, и отступать от этих норм не следует, так как в них заложены номинальные показатели устойчивости, управляемости, проходимости автомобиля во всем диапазоне его скоростей. Не оговаривается только рисунок протектора шин, который каждый владелец выбирает самостоятельно, исходя из конкретных условий эксплуатации, сезона, стиля вождения, а также своих финансовых возможностей. Однако в любом случае применяемые шины должны строго соответствовать указанным производителем автомобиля параметрам: геометрическим размерам, грузоподъемности и максимальной скорости.

На боковину шины наносят и дополнительные обозначения (рис. 8). Например, кроме индекса грузоподъемности, часто обозначается максимальная нагрузка (Maximum Load) и соответствующее этой нагрузке внутреннее давление в шине (Maximum Pressure). При этом нагрузка указывается в фунтах (LBS), а давление - в фунтах на квадратный дюйм (PSI) для шины в "холодном" состоянии (1 LBS=0,4536 кг; 1 PSI=0,0069 МПа).

Как правило, эксплуатационная нагрузка и внутреннее давление в шине несколько меньше, чем ее максимальные возможности, т.е. шина подбирается на автомобиль с "запасом". Особенно хорошо такой "запас" виден на скоростных автомобилях или легковых многоцелевых полноприводных машинах.

Шины крупных фирм могут иметь оригинальные дополнительные обозначения. Например, компания "Мишлен" (Michelin) использует логотипы (схематические рисунки), обозначающие "место" этой шины в производственной программе, а также размещает и другую информацию. Так, в обозначении 185/60R14 82V Pilot HX MXV3-A слово "Pilot" со своим логотипом означает название гаммы (семейства) шин, а индекс "HX" классифицирует шину как "гармоничную", т.е. универсальную по принятому в компании обозначению комплекса потребительских качеств. При этом на боковине самой шины будет виден только логотип индекса "HX". Индекс "MXV3-A" обозначает форму рисунка протектора.

Прочность каркаса условно оценивается так называемой нормой слойности PR (RLY RATING). Чем прочнее каркас, тем большее давление воздуха выдерживает шина, и, следовательно, имеет большую грузоподъемность. Для легковых автомобилей используют шины с нормой слойности 4PR и иногда 6PR, причем в этом случае последние имеют надпись "Reinforced", т.е. "усиленные" (шины повышенной грузоподъемности).

На легких грузовиках и микроавтобусах наиболее употребительны именно шины с 6PR и 8PR. О повышенной слойности (т.е. прочности) шины может свидетельствовать буква "С" (commercial), которая ставится после обозначения посадочного диаметра (например, 185R14C). Следует иметь в виду, что норма слойности - понятие условное. Как правило, ее цифра не соответствует числу слоев каркаса.

Знак на боковине шины (TWI) показывает расположение отметок остаточной высоты рисунка протектора в основных канавках. Для стран Европейского Союза и Российской Федерации остаточная высота рисунка протектора изношенной легковой шины должна быть не менее 1,6 мм.

Шины скоростных автомобилей могут иметь направленный рисунок протектора и - в этом случае обязательно - указатель (стрелку), показывающий требуемое направление вращения (Rotation). Асимметричные шины требуют внимательности и при монтаже - внутренняя сторона должна быть обращена к элементам подвески, а наружная - к внешней стороне автомобиля. Такие шины имеют надписи "сторона, обращенная внутрь" (side facing inwards) и "сторона, обращенная наружу" (side facing outwards).

Шины для зимней эксплуатации с развитым рисунком протектора обозначаются "М+S" или "M&S" (снег и грязь). Такие шины имеют более глубокий протектор, они более тяжелые, шумные и менее быстроходные. Надпись "secunda" или две буквы "ДА" на шине говорят о ее второсортности, т.е. о наличии второстепенных дефектов, не влияющих на динамическую прочность.

В США используется несколько систем обозначения шин. Система "Euro-metric" соответствует представленной выше европейской системе маркировки. Система "P-metric", в дополнение к европейской, требует постановки индекса назначения шины перед шириной профиля: P - шина для легкового автомобиля (Passеnger) и LT - шина для легкого грузовика (Light Truck). Примеры - Р195/60R14 (рис. 9) и LT 225/75R15. Для шин многих легковых полноприводных многоцелевых автомобилей и грузовых пикапов применяется маркировка принципиально иного типа, где главным параметром служит не ширина профиля, а наружный диаметр шины. Например, в обозначении шины 31х10,5R15LT фирмы "Wrangler" закодированы:

31 - примерный наружный диаметр (в дюймах);

10,5 - примерная ширина профиля шины (в дюймах);

R - индекс шины радиальной конструкции;

15 - посадочный диаметр (в дюймах);

LT - шина для легкого грузовика.

Шины такого размера, как правило, предназначены для тяжелых условий эксплуатации и имеют рисунки протектора типа "повышенной проходимости" или "M+S".

Кроме обозначения, на шинах американского производства обязательно ставится серийный номер Департамента транспорта (DOT) - код, содержащий данные об изготовителе шины, дате и месте изготовления. Последние три цифры кода указывают на неделю и год изготовления. Например, число 094 говорит о 9-й неделе 2004 г.

Описание конструкции и ее несущей способности фиксируется на бортах соответствующими надписями о числе слоев брекера и каркаса, а также о материале корда. Например, надпись TREAD: 4 PLIES (2 PLIES RAYON=2 PLIES STEEL) и SIDEWALL: 2 PLIES RAYON означает, что брекер шины состоит из двух слоев металлокорда, а каркас (в частности, боковины) - из двух слоев вискозного корда. Нагрузка и давление приводятся в фунтах (LBS) и фунтах на квадратный дюйм (PSI).

Кроме того, на боковинах есть обозначения индексов: износостойкости (TREADWEAR INDEX); сцепных качеств (TRACTION INDEX); температурного (TEMPERATURE INDEX). Однако эти цифры и буквы имеют скорее теоретическое, чем практическое значение, и могут быть использованы лишь для сравнения между собой шин одного и того же изготовителя.

Российская система обозначения шин практически не отличается от европейской. К традиционному индексу могут быть добавлены товарный знак завода-изготовителя, название и буквенно-цифровое обозначение модели шины. Пример - Я-516 "Рысь", где "Я" обозначает предприятие-изготовитель (в данном случае - Ярославский шинный завод), "516" - внутризаводской индекс шины, а "Рысь" - оригинальное название. На боковине шины обязательно присутствует ее серийный номер.

В Руководстве по эксплуатации каждой модели автомобиля обязательно указаны допустимые к применению размеры шин и колес. Поэтому новые шины, приобретаемые владельцем, должны строго соответствовать параметрам автомобиля: максимальной скорости, грузоподъемности и др. Кроме того, новые шины должны примерно (лучше - максимально) соответствовать габаритам стандартных шин - прежде всего, наружному диаметру или статическому радиусу. Необходимо помнить, что любые отклонения от обозначенной производителем автомобиля нормы неизбежно проявятся при движении автомобиля - пусть незначительно, хотя бы в погрешности показаний спидометра. Расширение и понижение профиля шины связано с установкой колес иного размера, например, с увеличенной шириной обода, что может повлечь задевание колесом или шиной элементов подвески и кузова в повороте, а изменение вылета колеса проявится в существенном изменении поведения автомобиля на дороге. Применяемость шин для тех или иных условий движения определяется типом рисунка протектора.

Шины с дорожным рисунком (рис. 10, а) предназначены для эксплуатации на дорогах с покрытием хорошего качества и высокими сцепными свойствами (асфальт, бетон, гладкий грунт и др.). Такие шины отличаются низким сопротивлением качению, высокой износостойкостью, низкой шумностью. На загрязненных и заснеженных дорогах сцепные свойства этих шин невысоки, поэтому для эксплуатации автомобиля зимой или в сельской местности их рекомендуется заменить универсальными или зимними.

Универсальный или всесезонный рисунок (рис. 10, б) - своего рода компромисс между дорожным и зимним рисунком или предназначенным для бездорожья. У таких шин повышенное по сравнению с дорожными сопротивление качению, ниже износостойкость, выше шумность, однако лучше сцепные качества на загрязненных или заснеженных дорогах.

Впрочем, в глубоком снегу или на раскатанных и обледеневших покрытиях универсальные шины, безусловно, проигрывают специальным зимним, особенно предназначенным для ошиповки. Зимние шины отличаются глубоко расчлененным рисунком и крупными шашками с дополнительными мелкими поперечными (по отношению к направлению движения) прорезями - ламелями (рис. 10, г). Кроме того, для повышения сцепных свойств шин на скользких участках "зимние" сорта резины обычно более "мягкие", чем летние и другие. На твердых дорогах (асфальт, бетон, гравий) эти шины, как правило, шумны, "мягкая" резина быстро изнашивается, возрастает расход топлива. При этом управляемость автомобиля ухудшается: из-за "переступания" по дороге высоких шашек протектора падает курсовая устойчивость, возрастает боковой увод.

Часть зимних шин (не все) предназначена для применения шипов противоскольжения (рис. 11, а и б). У таких шин дополнительно к шашкам рисунка с прорезями-ламелями выполнены цельные крупные шашки, часто с отмеченным местом установки шипа.

Шины для легковых автомобилей высокой проходимости отличаются "грубым" рисунком протектора, но расчлененным больше в продольном направлении, нежели в поперечном, как у зимних шин (рис. 10, е). Это снижает сцепные свойства на скользких участках, однако повышает курсовую устойчивость в условиях бездорожья. Высокие тормозные качества в этих ситуациях, как правило, не требуются, поэтому шашки вседорожного рисунка не расчленяют ламелями так же глубоко, как у зимних шин.

Спортивно-гоночные шины, как и дорожные, предназначены для высококачественных покрытий с минимумом неровностей, дефектов и грязи. Они отличаются низким широким профилем, износостойкими сортами резины, а рисунок протектора - нерасчлененными шашками (иногда полосами) небольшой высоты, но большой площади. А также заметными водоотводящими канавками (чтобы избежать аквапланирования - "всплывания" шины на возникающем впереди нее на дороге в сильный дождь водяном клине - шина должна иметь способность отводить из пятна контакта около 40 л воды в секунду).

Наиболее распространены шины с дорожным, универсальным и зимним типами рисунка протектора. Спортивные и вседорожные шины отличаются от них еще и оригинальными типоразмерами, не всегда позволяющими применить их на стандартных колесах для легковых автомобилей.

Любой из рисунков протектора может быть направленным (рис. 10, в), т. е. предусматривающим установку данной шины на автомобиль строго для вращения в определенную сторону. Обычно направленными делают спортивные, дорожные и зимние шины. Другой вариант рисунка - асимметричный (рис. 10, д). Такие шины предназначены для установки одной стороной внутрь (ближе к оси движения автомобиля), другой - наружу. Асимметричными чаще бывают универсальные шины, наружная часть которых лучше "работает" летом, на сухих твердых покрытиях, а внутренняя - зимой. Фирмы-производители запрещают неправильную установку шин с направленным либо асимметричным рисунком, так как поведение автомобиля может резко измениться в худшую сторону.

Применение шипов противоскольжения

Шипы противоскольжения применяют для улучшения сцепления шин со скользким покрытием зимой (на участках раскатанного снега и в гололедицу).

Устанавливают шипы обычно на зимние (реже всесезонные) шины, желательно, предназначенные для ошиповки, т.е. имеющие отдельные крупные нерассеченные шашки. Иногда такие шашки на шине специальным образом промаркированы, или в них уже на заводе выполнены отверстия под установку шипов. Лучше всего использовать шины с заводской ошиповкой. И обязательно вовремя менять их на соответствующие сезону. На сухом твердом покрытии шипы преждевременно изнашиваются или выпадают, разбалтываясь в своих гнездах. Страдает и покрытие дороги, поэтому в некоторых странах Центральной Европы применение шипованных шин на автомобилях запрещено.

Эксперименты и тесты показали, что на шину размерности 175/70R13 оптимально устанавливать около 110-120 шипов в три ряда по каждому краю протектора (рис. 12). Шипы, образующие меньше пяти рядов либо расположенные менее чем в 3 мм от края протектора, неэффективны.

Если отверстия в шашках протектора под установку шипов выполнены на заводе, такую шину желательно ошиповать сразу же, не дожидаясь, пока набившиеся песок и грязь разобьют отверстия и сделают их непригодными. Частичная (неполная) ошиповка тоже не годится, поскольку в этом случае на каждый шип будет приходиться большая "выдирающая" нагрузка, да и сцепные свойства этой шины будут недостаточными. Кроме того, не полностью ошипованное колесо наверняка утратит первоначальную балансировку, а полностью ошипованное - нет.

Устанавливать шипы лучше в специализированных мастерских. Лучше ошиповывать все четыре колеса. При демонтаже или перестановке шипованного колеса, даже если рисунок протектора шины не является направленным, следует запомнить и сохранить направление его вращения, чтобы шипы не разбалтывались в своих гнездах. Новые шипованные колеса нужно правильно обкатать - на небольшой скорости (до 60 км/ч), не совершая резких маневров и торможений в течение примерно 200 км, а затем - не превышая максимальной скорости 130-140 км/ч.

Езда на шипованных шинах имеет заметные особенности. На ходу автомобиль делается заметно более шумным, ухудшается его топливная экономичность. В снежно-грязевой каше или в глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твердом сухом или влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают обычным: из-за снижения площади пятна контакта шины с дорогой тормозной путь автомобиля увеличивается на 5-10 %. Хотя 70-процентное сокращение тормозного пути на льду - их несомненное преимущество.

Проверка состояния и уход за шинами

При эксплуатации колеса и шины необходимо регулярно осматривать, выявляя появившиеся повреждения (порезы, проколы), удалять застрявшие в шашках протектора или между ними посторонние предметы. На наружных боковинах шин могут возникать трещины, потертости о бордюры при неудачных парковках. Также следует осматривать шины на предмет износа протектора, особенно одностороннего или неравномерного.

В движении состояние шин контролируют по способности автомобиля "держать дорогу" на высокой скорости. Если с ростом скорости появляются и нарастают вибрации, боковой увод или "рыскание" автомобиля, следует немедленно остановиться и проверить состояние шин. Чаще всего эти явления возникают в результате снижения давления в одной или нескольких шинах, которое следует обязательно довести до нормы, так как при пониженном давлении элементы конструкции шины работают неправильно, возникает перегрев, ускоренный износ и разрушение шины "изнутри". "Спущенная" наполовину шина может даже соскочить с обода колеса при резком повороте или наезде на препятствие.

Проверять давление в шинах рекомендуется ежедневно перед первым выездом. На практике водители делают это значительно реже, впрочем, современные конструкции шин позволяют поддерживать давление на необходимом уровне достаточно долгое время. Однако не менее, чем раз в одну-две недели давление в шинах ( в том числе и в запасном колесе) рекомендуется проверять и доводить до нормы.

Давление следует контролировать только на "холодной" шине, так как после поездки, особенно длительной, с высокой скоростью и в жаркую погоду, давление обычно выше нормы. В этом случае не следует его снижать.

Срок службы шин, как правило, не оговаривается производителями шин и автомобилей, поскольку он сильно зависит от условий эксплуатации и стиля вождения. Средний водитель, покупая новые шины, вправе рассчитывать примерно на 40-50 тыс. км их пробега, аккуратный, бережливый - на 70-80 тыс. км. Езда по неровным дорогам, на перекачанных или недокачанных шинах, удары о препятствия, частые резкие ускорения и торможения, высокие скорости, перегрузки автомобиля ускоряют износ шин на 20-50 %.

Эксплуатация шин с отслоениями протектора, каркаса, брекера, вздутиями на боковинах ("грыжами"), с глубокими повреждениями, обнажающими корд, запрещена. Изношенную шину следует немедленно, не дожидаясь ее аварийного разрушения, заменить новой. При этом желательно, чтобы ВСЕ шины автомобиля были одинаковы. При замене только пары шин новые или менее изношенные следует установить на ЗАДНЮЮ ось автомобиля. В крайнем случае, допускается установка на каждую из осей пары одинаковых шин. Установка на одной оси шин с различным, даже близким по сезонности рисунком протектора или шин различной конструкции (радиальной и диагональной) запрещена. Если в качестве запасного колеса на автомобиле иностранного производства применяется так называемая "докатка" (узкая шина, не занимающая много места в багажнике), использовать ее можно только по инструкции, не превышая определенной скорости движения и расстояния до места ремонта.

Монтаж и демонтаж шин

Необходимость в снятии шины с колеса (разбортовке) и последующей установке возникает, как правило, при замене шин на новые или подходящие по условиям эксплуатации, а также при их повреждениях. Перед снятием шины с обода следует обязательно пометить ее положение относительно колеса, чтобы при последующей установке не нарушить балансировки. А перед монтажом нужно проверить состояние обода и всего колеса: нет ли деформации, трещин, заусенцев, острых кромок, которые могут повредить резину. Места коррозии на стальных колесах лучше своевременно зачистить до блестящего металла, загрунтовать и подкрасить (при использовании бескамерных шин это - обязательное требование). Если борт шины с трудом отделяется от обода, для "размягчения" соединения впрысните в стык на 3-5 мин немного проникающей жидкости (WD-40, "Унисма" или подобной) - это облегчит работу.

Снять бескамерную шину с колеса бывает непросто. При высоком качестве резины и гладкой, ровной посадочной поверхности обода, а также при длительной эксплуатации она крепко "прилипает" к металлу. Еще труднее вновь надеть такую шину на колесо. При подаче воздуха штатным автомобильным насосом или бытовым компрессором он будет выходить, пока бортовое кольцо шины не перескочит через хамп колеса. Для посадки такой шины нужна массированная подача воздуха профессиональным компрессором. Поэтому для ремонта бескамерных шин лучше обращаться в специализированные шиномонтажные мастерские. При повреждении шины в пути можно установить в нее соответствующую по размеру камеру, что допустимо тоже лишь для того, чтобы добраться до шиномонтажной мастерской.

Углы установки колес

На состояние и долговечность шин существенно влияют углы установки колес - конструктивные параметры подвески автомобиля, определяющие положение колес в режиме прямолинейного движения и в поворотах. Отклонение углов установки колес от нормативных значений может стать причиной неустойчивого движения автомобиля (самопроизвольный увод от прямолинейного направления, "рыскание"), неравномерного и преждевременного износа шин и деталей подвески, а также повышенного расхода топлива.

К углам установки колес относятся:

- угол продольного наклона, или кастер (рис. 13) (образуется вертикалью и осью поворота колеса при виде сбоку);

- угол поперечного наклона (образуется вертикалью и осью поворота колеса при виде спереди);

- развал (рис. 14) (положение колеса, при котором образуется угол между плоскостью его вращения и вертикалью);

- схождение (рис. 15) (разность расстояний между бортовыми закраинами ободьев, замеренных сзади и спереди колес на уровне их центров. Схождение также можно определить как угол между линиями пересечения плоскостей вращения колес с опорной плоскостью).

Хранение шин

Если вы не меняете колеса раз в сезон на новые и комплекты сезонных шин вам служат несколько лет, советуем соблюдать несложные правила их хранения, чтобы избежать преждевременного старения резины и утраты ею своих свойств.

Не рекомендуется ежесезонно переставлять комплекты шин на единственный комплект колес: бортовое кольцо при этом растягивается, неизбежны повреждения резины, соблюсти точность первоначальной установки непросто, в результате нарушается балансировка, прогрессирует износ. Имеет смысл приобрести два комплекта колес.

Если колеса все же перебортируются, рекомендуем пометить на каждой шине место ее установки и направление вращения, если рисунок протектора ненаправленный. Хранить снятые с колес шины лучше всего в стоячем положении, не подвешивая и не складывая стопкой. Напротив, шины, установленные на колеса, нельзя хранить стоящими вертикально. Лучше хранить их развешанными на проволочных крючках или сложенными в стопку.

Шины следует хранить при температуре 15...25 °С, при отсутствии поблизости источников тепла и прямого ультрафиолетового излучения, в том числе солнечного света. Нежелателен контакт шин с маслами, смазками, краской, топливом и другими подобными веществами, а также образование на них конденсата - позаботьтесь о вентиляции хранилища. Вертикально стоящие шины следует поворачивать через каждые четыре месяца. При длительной стоянке (например, в течение сезона) автомобиля на колесах необходимо снять их, очистить обода и диски с обеих сторон от грязи, вымыть и покрыть тонким слоем консервирующей смазки по всей поверхности, а также смазать резьбу крепежных болтов или шпилек. Не реже, чем раз в месяц, следует проверять и доводить до нормы давление в шинах. Место стоянки выбирайте ровное и чистое, колеса не должны стоять в луже, вмерзать в лед, интенсивно освещаться и нагреваться солнцем.