Пневматическая шина представляет собой упругую оболочку, предназначенную для установки на ободе колеса и заполняемую воздухом или азотом под давлением. Современная шина имеет довольно сложную конструкцию. Основным материалом для изготовления шины служит резина и специальная ткань — корд. Резина, использующаяся для производства шины, изготавливается из каучука (натурального и синтетического), к которому в процессе производства добавляются различные наполнители: сера, сажа, смолы и др. При изготовлении пневматических шин для первых автомобилей использовался только натуральный каучук, который получали из смолы деревьев — каучуконосов.
Синтетический каучук был впервые получен в нашей стране. Это изобретение принадлежит академику С. В. Лебедеву, который в 1931 — 1932 г. впервые в мире разработал технологию производства синтетического каучука. Для того чтобы эластичный каучук с наполнителями превратился в упругую резину, он должен пройти процесс вулканизации (соединение серы с каучуком, которое происходит при повышенной температуре). Шины вулканизируются в специальных пресс-формах, внутренняя поверхность которых соответствует наружной поверхности шины. Перед тем как шина попадает в пресс-форму, она собирается из составляющих ее элементов на специальных станках.
Шина состоит из: каркаса , слоев брекера , протектора , боковины и борта (рис. 1)
Каркас — резинокордная основа (силовая часть) покрышки; выполнен из одного или нескольких слоев обрезиненного корда с резиновыми прослойками, закрепленных на бортовых кольцах 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 состоит из одного и более слоев разреженного прорезиненного корда, разделенных резиновыми прослойками, и расположен между каркасом и протектором. 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. В зависимости от материала корда в брекере шины подразделяются на шины с текстильным брекером (ТБ) и металлобрекерные (МБ), а при использовании металлокорда и в каркасе, и в брекере — цельнометаллокордные (ЦМК).
Протектор — наружная часть покрышки, представляющая собой массивный слой резины с рельефным рисунком на внешней поверхности. Он обеспечивает сцепление с дорогой и предохраняет каркас шины от механических повреждений. Рельефная часть поверхности протектора, состоящая из совокупности выступов и выемок или канавок, называется рисунком протектора. В зависимости от рисунка протектора 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 дорожным шинам. 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.
На боковых стенках покрышки протектор переходит в более тонкие резиновые слои — боковины , прикрывающие боковые части каркаса.
Борт состоит из одного и более проволочных колец, на которых закреплены слои каркаса, и обеспечивает крепление покрышки на ободе колеса. Изнутри он покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой (для бескамерных шин) резины, что позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса.
По способу герметизации шины делятся на камерные и бескамерные .
Камерные шины (TUBE TYPE) (рис. 2) состоят из покрышки и камеры с вмонтированным в нее вентилем.
Размер камеры всегда несколько меньше внутренней полости соответствующей ей по обозначению 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.
Грузовые камерные шины, монтируемые на плоские разборные обода, оснащаются ободными лентами (флипперами). Ободные ленты располагаются между ободом и камерой и предназначены для защиты камеры от повреждений.
Бескамерная шина (TUBELESS) представляет собой усовершенствованную покрышку, которая одновременно выполняет функции обычной покрышки и камеры. Внутренняя полость в бескамерной шине образуется покрышкой и ободом колеса.
У бескамерных шин (рис. 3) внутренний объем герметизируется воздухонепроницаемым резиновым слоем толщиной 2-3 мм, наложенным на внутренний слой каркаса, а на наружную поверхность борта наносят эластичную резину, которая обеспечивает герметичность при посадке шины на обод. Вентиль специальной конструкции вставляется в отверстие в ободе колеса. Бескамерные шины имеют немало преимуществ перед камерными, а потому постепенно завоевывают рынок, вытесняя прежнюю конструкцию. При проколе бескамерной шины небольшим предметом этот предмет растягивает воздухонепроницаемый внутренний слой резины бескамерной шины и обволакивается ею. При этом воздух из бескамерной шины выходит очень медленно, в отличие от камерной, в которой камера находится в растянутом состоянии, и, следовательно, любое ее повреждение вызывает увеличение образовавшегося отверстия. Поэтому бескамерные шины более безопасны. Ремонт небольших повреждений бескамерных шин можно производить без снятия шины с обода, герметизируя образовавшееся отверстие специальным материалом. Важным преимуществом бескамерных шин по сравнению с камерными является меньшая масса и нагрев при движении. Последний обусловлен отсутствием трения камеры о шину и лучшим охлаждением. Так как износ шин в значительной степени зависит от рабочей температуры, бескамерные шины долговечнее. Не рекомендуется устанавливать в бескамерные шины камеры, поскольку при накачивании камеры между шиной и камерой могут образоваться воздушные подушки, которые будут мешать отводу тепла и приведут к местному перегреву шины. К недостаткам бескамерных шин следует отнести большую сложность ремонта в пути в случае сильных повреждений, а также необходимость в высокой чистоте и гладкости закраины обода для обеспечения герметичности.
Шинные заводы выпускают пневматические шины двух основных конструкций: диагональные и радиальные (рис. 4).
Радиальная шина (шина типа R) имеет меридиональное (от борта к борту) направление нитей в слоях каркаса, а направление нитей в слоях брекера близко к окружному. В диагональной шине каркас и брекер состоят из наложенных друг на друга слоев корда, нити которых перекрещиваются под заданным углом. Угол наклона нитей в брекере посередине беговой дорожки 45 — 60°. Радиальные шины имеют технико-экономические преимущества перед диагональными шинами (повышенная долговечность, высокое сцепление с дорогой, пониженное сопротивление качению, что обусловливает сокращение расхода топлива, пониженное теплообразование и др.). Однако диагональные шины предпочтительны для некоторых условий эксплуатации, например, в условиях высоких ударных нагружений на дорогах низкого качества и в условиях бездорожья.
Этот раздел мы создали специально для переработчиков шин или тех, кто собирается таковыми стать на территории Российской Федерации.
В данном разделе мы не будем лить воду и давать много не нужной для переработчика информации, укажем основные характеристики шин и разделим их на группы в рамках их утилизации.
Итак, выделим две основные классификации автошин:
1. По назначению : грузовые, легковые и КГШ (крупногабаритные шины). Грузовые шины - это пневматические покрышки для грузовиков, автобусов, автоприцепов, шины от спецтехники на борту грузовых автомобилей. Легковые шины - это шины от легковых авто и прицепов к ним, в том числе покрышки на внедорожники класса «джип», шины от микрогрузовиков. Легковые и грузовые шины идут до 1200 мм в наружном диаметре. Шины более 1200 мм считаются крупногабаритными КГШ и СКГШ (сверх крупногабаритные). Как правило, стандартные комплектации линий по переработке шин могут перерабатывать шины до 1200 мм в наружном диаметре, и для переработки КГШ требуется дополнительное оборудование. Среднестатистический вес легковой покрышки около 4 кг. Среднестатистический вес грузовой шины - 50 кг. Вес КГШ начинается от 70 кг и доходит до 2 тонн. Вес СКГШ доходит до 4 и даже 5 тонн!
2. По типу конструкции корда покрышки бывают радиальные и диагональные . Для переработчика важен такой аспект, как материал, из которого изготовлен корд (это металл или текстиль).
Радиальные шины бывают как грузовыми, так и легковыми. Диагональные шины в основном грузовые и КГШ.
Грузовые шины радиальной конструкции корда могут быть нескольких типов:
- Автомобильная обувь с цельнометаллическим типом корда (ЦМК). Это импортные модели грузовых автошин, а также дорогие отечественные модели покрышек, выпуск которых налажен относительно недавно;
- Авторезина со смешанным типом корда (резина + текстиль + металл). Это грузовые шины отечественных производителей. Они отличаются высоким содержанием текстиля в составе. Такие ставят на автомобили типа «МАЗ», «Камаз» и т.п. Шины характеризуются сложностью их переработки в виду необходимости многостадийного разрушения и сепарации от текстиля и металла. Радиальные шины можно определить по надписи Radial или по маркировке размера: 10.00 R20. Значок «R» как раз говорит о том, что шина радиальная.
Шины диагональной конструкции не имеют в своем составе металла. Характеризуются самым высоким уровнем содержанием текстиля. Это шины от прицепов для тракторов, тракторные шины, шины от вездеходов типа ГАЗ 66, ЗИЛ 131. Часто на таких шинах направленный грязевой рисунок протектора типа «елочка». В России и странах СНГ диагональные шины встречаются достаточно часто в виду того, что такие шины выпускаются отечественными заводами. Это обусловлено: а) плохими дорогами и их отсутствием; б) устаревшими технологиями производства шин; в) большим количеством обрабатываемых земель в сельскохозяйственном секторе; г) многочисленными карьерами и рудниками, где происходит добыча природных ресурсов техникой на КГШ и СКГШ. Определить диагональную шину можно по маркировке размера, вместо «R» перед обозначением посадочного диаметра на таких шинах указывается символ «-», например, это выглядит так: 10.00-20
Легковые шины. Имеют в основном смешанный тип корда (текстиль + металл), характеризуются очень низким содержанием текстиля. Текстильная нить очень тонкая. В процессе переработки механическим способом текстиль из таких шин практически не заметен, даже если его не отбирать.
Именно грузовые покрышки отечественных производителей с высоким содержанием текстиля: радиальные со смешанным типом корда и диагональные с текстильным типом корда определяют главные сложности и особенности переработки шин на территории России.
Именно поэтому комплектации импортного оборудования по утилизации шин не могут справиться с задачей утилизации шин в товарную резиновую крошку на территории России. Такие линии нуждаются в модернизации мощной системой сепарации текстиля, как минимум.
На данном рисунке изображена грузовая шина с 2 типами корда:
- Делить шины по размеру: легковые; грузовые и КГШ более 1200 мм.
- Если на предприятии по утилизации шин организован платный прием резины, то, как минимум, назначать 5 стоимостей утилизации:
- Самая низкая стоимость приема на легковые шины, так как по действующему законодательству заставить обычные «шиномонтажки» сдавать шины проблематично. Это потому, что на балансе у шиноремонтной мастерской нет транспорта, и утильные шины клиент оставляет на свой страх и риск. Есть методы и способы, применяемые надзирающими органами, которые дают результаты. Однако, все равно на сегодняшний день «шиномонтажки» являются самыми недобросовестными при сдаче. Сдачу легковых шин необходимо стимулировать более низкой ценой на утилизацию или их бесплатным приемом. Для удобства расчета рекомендуем считать вес каждой легковой шины за 4 кг.
- Грузовые шины, их в основном сдают предприятия. Это самые добросовестные сдатчики резинового утильсырья благодаря принятым за последние годы нормативным актам. Контролирующие органы жестко штрафуют автотранспортные предприятия за нарушения принятых законных норм. Особенно рьяно штрафуют, если на территории города есть действующее легитимное предприятие по утилизации шин, куда можно сдать утиль и получить документы для отчета перед контролирующими организациями. Обычно стоимость утилизации таких шин в разы выше чем на легковые. Для удобства расчета стоимости утилизации рекомендуем считать вес каждой грузовой шины за 50 кг.
- Крупногабаритные шины (КГШ). Здесь ситуация, как и во втором случае, только стоит учитывать, что для переработки КГШ и СКГШ требуется дополнительное оборудование, чтобы привести КГШ в измельченное состояние для его дальнейшей переработки на стандартном оборудовании. Из- за этого стоимость утилизации КГШ и СКГШ может быть выше, чем для стандартных шин. Для удобства расчета стоимости утилизации КГШ рекомендуем обозначить усредненный вес для каждого размера КГШ и СКГШ – их не так уж и много по размерности.
- Шины сильно загрязненные, обгорелые и прочие. Предлагаем вводить на них добавочный коэффициент и умножать стоимость утилизации в 2-3 раза по классам.
- Шипованные шины. Эти шины сложны для переработки. Стоимость утилизации на такие шины должна быть выше, чем на другие типы шин. - Если оборудование импортное, то скорее всего, оно не сможет перерабатывать основные объемы шин, привозимых на утилизацию. Целесообразно перерабатывать легковые шины с низким содержанием текстиля и грузовые шины с ЦМК. Эти типы отсортировывать от шин с высоким содержанием текстиля: диагональных шин и покрышек со смешанным типом корда. Со временем возникнет необходимость модернизации оборудования для возможности переработки шин с высоким содержанием текстиля, так как объемы тканекордых шин будут очень быстро накапливаться на территории предприятия.
- Для переработки шин в России приобретать оборудование, способное перерабатывать все типы шин с любым типом корда. Особое внимание уделить способности оборудования перерабатывать шины с высоким содержанием текстиля. Хоть по регионам России состав металла и текстиля в составе всего объема утильных шин может немного разниться, это не меняет ситуации в целом. В любом случае, включения текстиля будут достаточно высокими.
Одним из главных компонентов колес любого автомобиля являются пневматические шины. Они устанавливаются на колесном диске и обеспечивают качественный контакт с дорогой. Когда автомобиль движется, шина поглощает вибрации, а также колебания от проезда неровностей дороги. Таким образом, покрышка обеспечивает комфорт и безопасность. Изготавливают различные виды шин. Они отличаются материалами, химическим составом, физическими свойствами. Покрышки имеют разный рисунок протектора, который обеспечивает максимальное сцепление с различными поверхностями.
Задачи покрышек
Пневматические шины выполняют следующие функции. Они гасят колебания от дорожных неровностей, обеспечивают постоянный контакт колеса с дорожным полотном. За счет покрышки снижается расход горючего и уровень шума при движении. Резина обеспечивает проходимость в сложных условиях.
Устройство
Конструкция пневматических шин достаточно сложная. Покрышка состоит из нескольких элементов.
Это корд, протектор, брекер, плечевая зона, борта и боковины. Рассмотрим каждый элемент подробно.
Корд
Этот элемент является силовым каркасом. Состоит он из нескольких слоев. Корд представляет собой слой из ткани, изготовленной из текстильных материалов или металлической проволоки. Этот слой покрыт резиной. Корд натягивается по всей площади покрышки или же радиально. Производители изготавливают радиальные, а также диагональные модели покрышек.
Самое широкое распространение получила именно радиальная модель. Она отличается самым долгим сроком использования. имеет более эластичный корд. За счет этого значительно снижается образование тепла и сопротивление качению.
Диагональные пневматические шины имеют каркас из нескольких слоев прорезиненной ткани-корда. Эти слои располагаются перекрестно. Данные решения имеют невысокую цену, а боковины отличаются большей прочностью.
Протектор
Таковым называют наружную часть шины, которая находится в непосредственном контакте с дорожным полотном. Главная его функция - обеспечение надежного сцепления колеса автомобиля с дорожным полотном, а также защита колеса от возможных повреждений. От рисунка зависит шумность, а также вибрации при движении. Кроме того, протектор позволяет определить степень износа шины.
Конструктивно это достаточно массивный резиновый слой с рельефным рисунком. Последний представляет собой борозды, канавки, выступы. Рисунком протектора обуславливается возможность эксплуатации шины в различных условиях. Есть модели чисто для асфальта либо для грязи. Также существуют и универсальные покрышки.
Рисунки протектора
Он на резиновой пневматической шине образуется расположением элементов (шашек) относительно друг друга, а также направлением вращения. На разных шинах может быть ненаправленный, направленный или асимметричный рисунок. Каждый вариант оказывает воздействие на характеристики шины.
Колесо с ненаправленным рисунком можно устанавливать произвольно. Покрышку с направленным протектором устанавливают по стрелке, что имеется на боковине. Она показывает направление вращения. Асимметричные покрышки устанавливаются по надписи, находящейся на боковой части.
Наиболее универсальным считается ненаправленный рисунок. Часть покрышек, которые представлены на современном рынке, выпускаются с ним. Он дает возможность устанавливать шину на колесо в любом направлении. Однако при этом существенно уступает другим типам рисунка по способностям отвода воды из точки контакта с дорожным полотном.
Направленный рисунок отличается элементами, которые нарезаны в виде елочки. Это требует определенного направления. Такой способ построения рисунка дает возможность более эффективно отводить воду, грязь. Также данный рисунок значительно снижает уровень шума по сравнению с ненаправленным. На боковой части обязательно указывается направление, в котором должно вращаться колесо. Минус связан с тем, что запасное колесо, оснащенное такой шиной, может быть установлено только на одной стороне авто.
Асимметричный рисунок - это один из вариантов реализации разных свойств в одной покрышке. Так, наружная сторона протектора может иметь рисунок, обеспечивающий максимум сцепления на сухом асфальте, а на другой стороне - с мокрой. Для такого рисунка характерно различное расположение шашек и канавок как с одной, так и с другой части от середины шины. Эти покрышки чаще всего ненаправленные. Направленными они бывают лишь в редких случаях. В данной ситуации нужны разные шины для левой и правой стороны. На боковых частях обязательно есть символы, указывающие, какая из сторон должна быть внешней, а какая внутренней. Запасное колесо с таким рисунком протектора можно устанавливать на машину на любую из сторон.
Брекер
Он представляет собой слои корда, которые находятся между протектором и каркасом. Элемент нужен для обеспечения лучшей связи между протектором и кордом. Также брекер предотвращает отслоения протектора по причине воздействия различных внешних сил.
Плечевая зона
Это часть протектора пневматических шин, которая находится между беговой дорожкой и боковиной. Данная часть служит для усиления боковой жесткости. Кроме того, элемент конструкции улучшает синтез каркаса шины с протектором, плечевая зона берет часть нагрузок, что передаются беговой дорожкой.
Боковина
Это резиновая прослойка, которая является продолжением протектора покрышки на боковой части каркаса.
Эта деталь предназначена для ограждения каркаса от воздействия влаги и различных механических повреждений. Также на боковину наносится маркировка.
Борт
Это то, чем заканчивается боковина. Борт служит для монтажа и герметизации на колесном диске. В основе бортов пневматической шины автомобиля лежит нерастяжимая стальная проволока, покрытая резиной. Она придает покрышке и борту необходимую прочность и жесткость.
Виды шин
Пневматическая шина автомобиля классифицируется по различным параметрам. Это сезонность, способ герметизации, назначение, рисунок протектора. Рассмотрим каждую классификацию отдельно.
Сезонность
По сезону шины классифицируются следующим образом - выделяют летние, зимние и всесезонные покрышки. Предназначение шины для одного из сезонов различают по рисунку протектора.
На летних покрышках отсутствует микрорисунок. Но здесь имеются ярко выраженные борозды. Они предназначены для того, чтобы в сырую погоду по ним стекала вода. Это дает возможность получить максимальное сцепление. Зимняя резина отличается узкими канавками на протекторе. Благодаря этим канавкам шина не теряет эластичности и держит сцепление даже на льду.
Выделяют и всесезонную резину. О преимуществах и недостатках сказано уже достаточно много. Эти покрышки нормально выдерживают летнюю жару и зимние холода. Но эксплуатационные характеристики всесезонных пневматических шин весьма посредственны.
Способ герметизации
По этому параметру можно выделить шины с камерой и бескамерные модели. В последних шинах нет привычной камеры. А герметичности достигают за счет особенностей конструкции такой покрышки. И в первом, и во втором случае это шины с воздухом.
Производители
Особой популярностью у автолюбителей пользуется итальянский бренд «Пирелли». Компания представляет массу вариантов шин для любых автомобилей и мотоциклов. Все покрышки производятся по уникальным технологиям. Хорошо себя показывает линейка Pirelli Scorpion - компания представляет в этой коллекции зимние и летние шины. В каталогах компании имеется масса наименований для всех автомобилей. Также производятся покрышки для классических авто.
Линейка Pirelli Scorpion - это покрышки для эксклюзивных и премиальных машин. Изделие разрабатывалось с учетом современных автомобилей. Также при разработке учитывалась максимальная безопасность, высокий уровень управляемости и стабильные характеристики при любой погоде. Среди возможностей - шина может выполнять свои функции, даже если в ней нет воздуха. В коллекции имеются все современные типоразмеры.
Также нельзя сбрасывать со счетов и другие известные компании, производящие резину для автомобилей. Их продукция не хуже, а приобрести ее можно по более доступным ценам. Выбирая резину, лучше заранее ознакомиться с отзывами о шинах - от правильного выбора покрышек зависит многое. Неплохо зарекомендовали себя «Мишлен», «Континенталь» и «Нокиан». Среди отечественных стоит отметить «Росаву». Как отмечают отзывы, эти шины ничуть не хуже импортных. А стоят почти вдвое дешевле.
Заключение
Итак, мы узнали, что представляет собой автомобильная покрышка, как она устроена и каких типов бывает. Это поможет при выборе подходящей модели. От правильного выбора зависит комфорт, управляемость и безопасность. Немаловажный фактор при покупке - отзывы о шинах. Они позволят оценить покрышку правильно, ведь иногда из-за маркетологов на рынок попадают неперспективные шины.