Шины, надетые на автомобиль при выходе с конвейера, нередко разработаны именно под возможности транспортного средства, вместе с ним проходят испытания, и лучшим образом соответствуют его характеристикам. В свободную продажу такие покрышки попадают крайне редко, и их производителям приходится постоянно доказывать право на звание «шина первой комплектации».
Массово продающаяся авторезина не привязана к конкретной машине и обладает универсальным комплексом потребительских свойств. С её установкой автомобиль может показывать несколько сниженные характеристики, но они обычно столь несущественны, что неспециалист вряд ли это ощущает.
Да и невозможно ездить только на родной шине, так как по мере износа протектора возникает необходимость в замене. Представим классификацию пневматических шин, и разберёмся в особенностях её устройства.
Какими бывают автомобильные шины
Существует довольно развитая классификация автошин, так как разным у них бывает и конструктив, и тип рисунка и форма профиля. Но основным классификационным признаком всё же является назначение — именно по виду машин, для которых покрышки предназначены, создают фирменные каталоги и справочники.
Все классификационные категории универсальны, и включают в себя шины разных размеров, нагрузок, конструкций, материалов изготовления. Наиболее типичные категории мы и представим далее.
Легковые покрышки
К этой категории можно отнести шины для любых легковых автомобилей, вне зависимости от типа их привода (полный, передний и т.д.) или условий эксплуатации (асфальт, грунт, грязь). К этим шинам предъявляются наиболее высокие требования по комфортабельности и безопасности, скоростному диапазону, длительности движения и многим другим характеристикам.
К легковой категории относят и покрышки для массовых спортивных машин (кроме гоночных), которые хоть и предназначены для дорог с твёрдым ровным покрытием, но имеют дополнительную защиту от повреждений, если машине вдруг случается оказаться на бездорожье. С ростом потребительского спроса на кроссоверы, такие шины получают всё большее распространение, и со временем вполне могут составить отдельную классификационную категорию.
Есть и такое понятие, как «шины высшего класса», которые, будучи предназначены для скоростных автомобилей, имеют и более эластичную резину, и особый рисунок протектора. Они обеспечивают повышенное сцепление с покрытием при скоростном маневрировании, но такие способности снижают их общий ресурс и ускоряют износ.
Примечание: Высококлассные шины постоянно находятся в стадии доработки и являются объектом исследований, так как модели даже от одного производителя выдают на высоких скоростях кардинально разные характеристики.
Легкогрузовые (коммерческие)
Легкогрузовыми именуют шины, устанавливаемые на автобусы небольшой вместимости (микроавтобусы), малотоннажные автомобили (пикапы) и прицепы к ним. С виду такой транспорт похож на легковой, только задние пассажирские места заменены небольшим кузовом.
Подобные машины весьма востребованы в малом бизнесе, отсюда и определение «коммерческий транспорт». Нагрузки у него более высокие, поэтому шина должна быть усиленной. Факт усиления подтверждается префиксом «С», который добавляется к диаметру шины – например, 185/75 R16С.
Грузовые шины
Это шины для полнотоннажного транспорта, эксплуатируемого на дорогах со стабильным твёрдым покрытием: грузовых машин большой вместимости, перемещающихся по городским и междугородним трассам, а так же автобусов и троллейбусов.
Такой транспорт если и попадает в условия бездорожья, то на короткое время – например, когда грузовой автомобиль въезжает на стройплощадку для погрузки или выгрузки. Требования к таким шинам очень близки к двум предыдущим категориям в вопросах шумообразования, безопасности и скорости, но их грузоподъёмность и устойчивость к износу должна быть более высокой.
Внедорожные
Такие шины, наоборот, довольно редко выезжают на хорошее покрытие, и чаще эксплуатируются на бездорожье. Они могут быть предназначены для машин всех трёх вышеупомянутых категорий: легковых полноприводных внедорожников, строительной техники, оснащаемой пневматическими покрышками (грейдеры, экскаваторы, колёсные катки, трактора, снегоуборочные машины).
На больших скоростях они не перемещаются, но обязаны иметь большую прочность для восприятия нагрузок и обеспечения высокой тяговой способности при попадании на мягкий грунт.
Крупногабаритные и сверхкрупногабаритные покрышки
К категории крупногабаритных шин относят покрышки для карьерных самосвалов и тяжеловозной колёсной техники. Технологии изготовления таких колёс практически такие же, как и всех грузовых шин, просто для увеличения выносливости используют свойства применяемых в изготовлении материалов.
Сверхкрупногабаритные шины отличаются от них не только более крупными размерами (диаметр может достигать более двух метров) и ещё более высокой грузоподъёмностью, но и технологией производства. Да и вообще, такую шину производит всего несколько производителей во всём мире: Bridgestone в Японии, Goodyear в США, да ещё БШК в Беларуси.
Безопасные
Безопасной называют такую шину, которая в случае частичной или даже полной утраты воздуха способна сохранять основные качества. Это позволяет безопасно добраться до ближайшего шиномонтажа — помогает дополнительное утолщение резины в области протектора. Собственно, поэтому за ними и закрепилось название run-flat, означающий пробег на плоском колесе.
Шины категории run-flat разрабатывают почти все ведущие шинные компании, но из-за более высокой цены и отсутствия общепризнанной конструкции идеальной надёжности, рынок их ограничен, и выпуск производится небольшими партиями. После пробега на спущенном колесе, его ресурс из-за повышенного теплообразования снижается втрое, да и шумообразование у таких шин повышено — так что, в дальней поездке особого комфорта не предвидится.
Примечание: Гораздо проще взять обычную шину, и усилить её специальным герметиком. Он фасуется в тару с впрыскивающей головкой, и заливается внутрь уже обутой на диск покрышки через воздушный вентиль.
Гоночные (спортивные) шины
Шины этого класса относятся к спортивной категории, но отличаются от моделей, предназначенных для обычных высокоскоростных машин, которые участвуют разве что в уличных ралли. Для настоящего спорта с его запредельными скоростями нужна не только способность развивать высокие скорости, покрышки должны иметь повышенные тягово-сцепные характеристики, выдерживать увеличенные боковые нагрузки.
Гоночные шины выпускают для всех видов транспорта, участвующего в профессиональных спортивных соревнованиях: легковых и грузовых машин, болидов, мотоциклов и велосипедов. Если покрышки предназначены для гонок на сухой трассе, они имеют лишь намёк на протектор (полуслик), либо вообще гладкие (слик), что позволяет увеличить площадь сцепления с дорогой.
Протектор у гоночных шин более тонкий (3,2 мм против 9,5 мм), но беговая дорожка у них шире и вес меньше. Если обычную шину накачивают воздухом, с одинаковым давлением по кругу, то гоночную могут накачивать азотом, с давлением 0,21 МПа справа, и 0,31 МПа слева – это позволяет лучше удерживать дорогу, если предстоят кольцевые гонки.
Прочие варианты
К прочим можно отнести такие виды шин, которые массового применения не имеют. Например, это шины специального назначения, используемые для военной техники – они отличаются регулируемым давлением. Это и так называемая, докатка – запасная шина, предназначенная лишь для того, чтобы добраться до шиномонтажки.
Постоянно докатка не используется, поэтому отличается и меньшим размером, и более низкими эксплуатационными качествами — зато такую запаску проще разместить в багажнике, и она гораздо дешевле. Существую также и литые полиуретановые шины, но к пневматическим шинам они не относятся, да и особой популярности пока не приобрели.
Как устроена покрышка
Шины бывают камерные и бескамерные. Камерные состоят из самой покрышки, резиновой камеры и ободной ленты (эластичной полосы, предохраняющей камеру от перетирания о диск), и в основном используются для грузовых машин. У бескамерных шин элементом камеры является вентиль, через который и закачивается воздух. Соответственно, у них нет ни камеры-вкладыша, ни ободной ленты.
Бескамерные шины имеют массу преимуществ, поэтому практически вытеснили камерные. В частности, они меньше греются, проще в эксплуатации, меньше весят и способны развивать более высокие скорости. Вентиль крепится просто и очень надёжно, а сама шина при проколе стравливает воздух очень медленно, а не резко сдувается или даже взрывается, как камерная, что более безопасно.
Ходовые и прочностные качества шины связаны с её конструктивом и типом профиля, а их сочетание с геометрическим размером определяет конкретное напряженно-деформированное состояние. Рассмотрим основные элементы шины, и разберёмся, за что они отвечают и на что влияют.
Основные конструкционные элементы
В бескамерном колесе термины «покрышка» и «шина» являются синонимами. В камерном колесе покрышкой именуют один из трёх элементов шины (вкупе с камерой и ободной лентой). Главная задача пневматической покрышки состоит в обеспечении обеспечивать сцепление с дорогой, и вот из каких элементов она состоит.
Каркас
Это силовой скелет шины, воспринимающий нагрузки от соприкосновения с дорогой, и за счёт внутреннего воздуха выравнивающий их. Состоит из нескольких слоёв обрезиненного корда, опоясывающего шину от одного борта к другому. Число слоёв зависит от класса шины и допустимых нагрузок, и варьируется от 1-го до 20-ти (у легковых шин редко бывает больше двух слоёв).
На заметку: Кордные нити выполняют основную работу, обеспечивая не только прочность каркаса, но и эластичность. Их задача – выдерживать растягивающие нагрузки, ведь противостоять сжатию они не могут. Необходимые свойства нити приобретают в процессе обволакивания резиной, предохраняющей их от перетирания и коррозии.
Брекер
Это дополнительная прослойка (чаще двойная) из обрезиненного корда, располагающаяся между каркасом и протектором. Она первой принимает силовую нагрузку, смягчает её действие на каркас и снимает возникающие напряжения. Соответственно, брекер защищает остов шины от повреждений, а так же придаёт дополнительную жёсткость расположенному выше протектору.
Конструкция брекера может быть разной, и зависит от конкретного назначения шины. В ней нередко комбинируют металлический и текстильный корд, варьируют количество слоёв и располагают их под разным углом к оси колеса (меридиану). Над основными слоями брекера (их ширина соответствует ширине беговой дорожки) могут располагаться вспомогательные слои иной ширины, обеспечивающие плавный по степени жёсткости переход от каркаса к протектору.
Протектор
Протектором называется та часть шины, которая непосредственно контактирует с дорогой, и отделяется от боковин плечевыми зонами. Протектор защищает брекер и каркас от сильных ударов и толчков, а для хорошего сцепления с дорогой имеет профилированный рисунок, состоящий из выступов, канавок и ламелей.
- Именно рисунок протектора определяет ресурс шины, даёт ей возможность работать в тех или иных эксплуатационных условиях. Глубина рисунка у легковых шин в среднем составляет 6 мм, у легкогрузовых 8-10 мм, у грузовых более 12 мм, и может достигать 70 мм.
- Ничем не расчленённая часть резины, находящаяся между брекером и протектором, называется подканавочным слоем. У грузовых шин он достаточно толстый, и позволяет углубить протектор, когда первоначальный износился.
- У легковых покрышек подканавочный слой более тонкий, поэтому протектор восстановлению не подлежит. При определённой степени износа в толще резины возникают напряжения, и она может растрескиваться, поэтому шины с истёртым протектором нужно сразу менять.
- Беговая дорожка является центральной частью протектора, и либо равна ему по ширине, либо чуть более узкая (не более чем на 15%). Тип рисунка вкупе с конфигурацией и шириной беговой дорожки, оказывает первоочередное влияние на равномерность и интенсивность износа покрышки.
Переход беговой дорожки к боковине обуславливается резким изменением толщины резины. Плечевая зона утолщена, что увеличивает боковую жёсткость покрышки: она воспринимает боковые нагрузки, передаваемые протекторной зоной, и влияет на управляемость автомобиля в целом.
Заключение
Тип протектора зависит от назначения шины, её сезонности и условий эксплуатации. Легковые модели, например, делят на летние и зимние, а также на дорожные или универсальные. Друг от друга они отличаются не только построением протектора, но и составом резиносмеси, а для улучшения эксплуатационных свойств могут ещё иметь и разные варианты симметричности и направленности.
В любом случае, шина подбирается под конкретный тип автомобиля, и именно её производитель должен предусмотреть и обеспечить все необходимые для безопасной езды характеристики.
