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.

Устройство автомобильной шины

Устройство автомобильной шины
Конструкция шины достаточно сложная и состоит из множества элементов: корда, протектора, брекера, плечевой зоны, боковины и борта. Поговорим о них подробнее.

Корд

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.

Борт

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.

Маркировка шин

Маркировка шин
Обозначение и маркировка шин, выпускаемых в Европе, соответствует Евростандарту, а в США – требованиями Транспортного управления этой страны. Следует отметить, что обозначения и маркировка отечественных и импортных шин по отдельным позициям совпадают, хотя среди них имеются характерные различия. Прежде всего рассмотрим маркировки шин, действующих в Европе:

Пример: 185/65 R15 87Т – размер шины и ее техническая характеристика:

• 185 – ширина профиля шины в мм.;
• 65 – отношение высоты профиля к ее ширине, выраженное в процентах;
• R – радиальная конструкция шины;
• 15 – посадочный диаметр обода в дюймах;
• 87 – индекс грузоподъемности. Ряд зарубежных фирм указывают максимальную нагрузку (MAX LOAD) в кг и английских фунтах;
• Т – индекс максимальной скорости, на которую рассчитана шина;
• надпись “Radial” – указывает на радиальную конструкцию шины;
• “Tubeless” – маркировка бескамерной шины. Камерная шина обозначается “TUBE TYPE”;
• “M+S” (Mud+Snow -грязь+снег) – тип рисунка протектора. Маркировка обозначает, что шина предназначена для эксплуатации в зимний период года и по грязи;
• цифры 379 – дата выпуска шины: изготовлена на 37-й неделе 2009 года;
• знак Е одним цифровым индексом (на других шинах может быть двухцифровой индекс) указывает, что шина проверена на соответствие европейскому стандарту безопасности. Индекс в кружке – условный номер страны, где назначенная правительством комиссия провела проверку. Например, Е – проверено в Швеции. Пятизначный (может быть и шестизначный) индекс, нанесенный рядом с кружком, означает номер сертификата, свидетельствующий о положительных результатах проверки, и выданного страной, осуществлявшей проверку.

Маркировка шин в ЕС
С октября 2012 года в странах Евросоюза введена дополнительная маркировка шин по трем параметрам, отражающим уровень их экологичности, безопасности и комфорта: сопротивление качению, сцепление на мокрой поверхности и шумности. Чем ниже сопротивление качению, тем ниже расход топлива и выбросы СО2. Этот параметр (пиктограмма в виде бензоколонки) обозначается буквой от A до G (A – наименьшее сопротивление, G – наибольшее). Безопасность шины отражает уровень сцепления на мокрой поверхности (пиктограмма в виде дождевой тучи). Обозначается аналогично, буквами от A до G (A – наилучшее сцепление, G – наименьшее). Уровень шумности обозначается пиктограммой в виде шины, издающей звуковые волны. Одна волна соответствует самой “тихой” шине, три волны – самой шумной.

Виды шин

Шины можно классифицировать по нескольким параметрам.

Сезонный фактор

Рисунок протектора летних и зимних шин
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

Рисунок протектора шины
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.

Протекторы шин. Их влияние на ходовые качества автомобиля

Устойчивость автомобиля на дороге и его хорошее сцепление с покрытием во время дождя и гололеда обеспечивает протектор. Существуют разные виды протекторов шин для легковых автомобилей:

Наибольшей универсальностью обладает ассиметричный рисунок протектора.

Асимметричный рисунок протектора

Он состоит из двух половин, где правая часть отвечает за контакт с дорогой во время влажной погоды, а левая – за устойчивость автомобиля на сухом покрытии.

Внутренняя и наружная часть имеют не только разный рисунок, но и неодинаковую жесткость резины. Наружная сторона более мягкая, что обеспечивает максимальную устойчивость во время выполнения маневров при любой погоде.

Асимметричный рисунок имеет внешнюю и внутреннюю стороны, которые нельзя менять местами, иначе все ее свойства утратятся. Для того чтобы совершить монтаж правильно, все изделия имеют маркировку Outside (наружная сторона) и Inside (внутренняя сторона).

Стороны outside и inside

Асимметричные шины, так же как и обычные, симметричные, могут быть направленными и ненаправленными.

Направленный асимметричный рисунок протектора шин

Ненаправленный рисунок протектора шин

Первые отличаются особым рисунком протектора, который лучше отводит воду от резины во время езды по мокрой дороге.

Стрелка на боковой поверхности изделия и надпись ROTATION

Направленные покрышки имеют строго определенное направление вращения, на что указывает стрелка на боковой поверхности изделия и надпись ROTATION.

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.

Требования к колесам. Составные элементы

Конструкция этих составляющих ходовой части включает в себя два компонента – диск и шину. Но несмотря на это, устройство колеса автомобиля – достаточно сложное и к ним выдвигается немало требований:

Колесный диск выступает в качестве посадочной основы для шины и одновременно обеспечивает крепление колеса к ходовой части. На эту составляющую воздействуют значительные нагрузки во время движения, поскольку они первые принимают на себя колебания от неровностей дороги и передают их на подвеску.

Колесный диск состоит из двух элементов – самого диска и обода. Выпускается четыре вида автомобильных дисков – стальные сварные (штампованные), цельнолитые (легкосплавные, кованные), комбинированные и композитные. В первом виде диск и обод – два разных элемента, соединенных между собой при помощи сварки. В литых дисках его составляющие – единая неразъемная конструкция.

Третий тип – это так называемые комбинированные или разборные диски, бывают двух- или трехсоставными. Являются лучшими дисками по всем характеристикам, поскольку центральная секция обычно выполняется литой и соответственно можно получить любой дизайн, а обод выполняется методом штамповки. Четвертый и самый редкий тип – композитные, стоимость их просто запредельная из-за сложной технологии производства и поэтому увидеть их можно только на спорткарах.

Диск – элемент обеспечивающий крепление колеса. Для этого в нем по центру проделано посадочное отверстие, по окружности которого расположены крепежные отверстия. Количество крепежных отверстий на легковых авто варьируется от 3 до 5, на грузовых же их обычно 6-8. Фиксация диска на ступице осуществляется либо болтами, либо шпильками с гайками.

Конструкция литого диска

Обод предназначен для установки шины. Он обладает сложным поперечным профилем, которое необходимо для правильной и надежной посадки ската. Если рассматривать обод в профиль, то он имеет ступенчатую форму.

Центр обода представлен в виде утопленной площадки, к которой примыкается диск. С обоих сторон от центра сделаны ступеньки, которые сформированы кольцевым выступом (хампом), полкой и бортом.

Хамп предназначен для фиксации шины в ободе и предотвращает ее уход к центру обода. Полка выступает в качестве посадочной площадки для борта ската. Борт обода удерживает шину на полке и не дает ей «слезть».

Отметим, что это самый распространенный тип диска. Но на грузовых авто и спецтехнике можно встретить иные виды дисков авто – с фиксирующим кольцом, разборные (диск состоит из двух половин, стягивающихся болтовым соединением).

Что такое колеса?

Колесо — это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.

Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные. Одинарное колесо устанавливается на одной ступице и несет одну шину, а сдвоенное имеет два обода, смонтированных на одной ступице и несущих две шины.

На автомобилях применяются следующие виды колес:

Дисковое колесо — это неразборный узел, состоящий из обода колесного диска. Дисковое колесо грузового автомобиля может иметь составной обод, один из бортов которого состоит из съемного разрезного замочно-посадочного кольца и съемного бортового кольца, которые в сборе образуют обод. Варианты исполнения дисковых колес представлены на рисунке:

Рис. Исполнения дисковых колес: а — колесо с цельным неразборным ободом (1 — посадочная полка; 2 — монтажный ручей; 3 — диск колеса); б — колесо со вставным ободом (1 — бортовое кольцо; 2 — замочно-посадочное кольцо; 3 — диск колеса)

Колесо с разборным ободом — это колесо, в котором один или два разборных обода крепятся непосредственно на ступице, развитой до размера обода. Такие колеса широко применяются на тяжелых автомобилях и автобусах.

Почему появляются трещины

Каждый автомобилист обязан знать, почему на его машине вдруг трескаются покрышки и что ведёт к возникновению подобной ситуации.

Потенциальных причин несколько. Они могут проявляться одиночно либо выступать как слияние нескольких факторов одновременно.

1. Низкое качество покрышек. Одна из главных причин, почему на машине часто трескаются даже новые покрышки. Потому автомобилистам рекомендуют не экономить на резине, а также покупать комплекты в проверенных местах. Не последнюю роль играет и дата производства. Сильно залежавшиеся на складах покрышки брать не рекомендуется. Они вряд ли выдержат весь заявленный срок эксплуатации.
2. Возраст. Также шины могут трескаться из-за естественных причин в виде старения. Это касается не только складирования новых покрышек, но и длительной эксплуатации резины. Влияние таких факторов как снег, дождь и сильная жара способствуют разрушению структуры резины, и на её поверхностях появляются соответствующие следы.
3. Нарушение правил хранения. Существуют определённые рекомендации и регламент, согласно которому нужно хранить сезонные покрышки. Снимая один комплект и устанавливая на машине второй, зимние или летние шины следует правильно уложить, обеспечить им соответствующие условия для последующего длительного хранения.
4. Несоблюдение правил эксплуатации. Самый банальный пример заключается в использовании летних шин зимой и зимних летом. Покрышки рассчитаны на эксплуатацию при определённых температурах. Если это правило нарушается, резина активно разрушается.
5. Неправильная установка. Явление редкое, но исключать его нельзя. При монтаже корд покрышки могут растянуть или даже надорвать. Поэтому для смены обуви на авто лучше выбирать проверенные шиномонтажные сервисы.

Как видите, ничего сверхъестественного здесь нет. Причины вполне банальные и очевидные. Но даже это не решает проблему растрескивания. Многие автомобилисты упорно продолжают нарушать все правила и рекомендации. Отсюда и соответствующие последствия.

Полезная информация

Требования, которым должен соответствовать корд сводятся к следующим:

· высокая прочность при многократных нагрузках; · теплостойкость и теплопроводность; · отличная эластичность; · большая плотность; · однородность по физико-механическим свойствам; · высоким КПД.

Использование стекловолокна оправдано устойчивостью к растягиванию и гниению. Следовательно, и покрышки, имеющие корд из стекловолокна, отличаются более высокими эксплуатационными характеристиками. Корд из хлопковых волокон в настоящее время не пользуется популярностью, так как его заменили корды из полиамидных волокон, вискозы, а также металлокорд.

Кордная ткань составляет приблизительно 28-30% от общей массы покрышки, но при этом испытывает максимальную нагрузку в процессе эксплуатации шины и придаёт последней износостойкость, прочность и эластичность. Кордная нить в покрышке работает в условиях растяжения, сжатия и многократных изгибов в широком диапазоне изменения температур (от –50 до +110°С).

МЕТАЛЛОКОРД

В настоящее время большую популярность приобрели шины с металлокордом, которые выпускаются в следующих типах:

· шины с металлокродом в брекере и каркасе; · шины с металлокордом подканавочного слоя и нейлоновым кордом в каркасе; · шины с металлокордом в брекере и нейлоновым или стальным кордом, имеющим меридиональное расположение нитей в каркасе.

Отличие шин с металлокордом от других образцов состоит в наличии более широких бортов. Плюс к этому в зоне протектора (с внутренней стороны каркаса) шины с металлокордом имеют привулканизированный слой резины. Это позволяет с одной стороны добиться ровного распределения напряжения в зоне протектора, а с другой – защитить камеру от механических повреждений, в частности, от проколов.

Преимущества шин с металлокордом

Шины с металлокордом отличаются рядом преимуществ перед другими предложениями, в числе которых:

· высокая прочность, что даёт возможность изготавливать шины для грузовых автомобилей, имеющих в каркасе от 2 до 4 слоёв корда вместо традиционных 8-14; · увеличение толщины протектора, что обуславливает длительный срок службы, в среднем подобные шины служат в два раза дольше традиционных; · уменьшение качания; · высокие показатели по теплостойкости и теплопроводности уменьшают напряжение, а также способствуют равномерному распределению температуры.

Но при всех своих достоинствах металлокорд отличается низкой усталостной прочностью при многократной значительной деформации.

ВИСКОЗНЫЕ КОРДЫ

Корды из вискозной ткани относятся к текстильным материалам, поскольку для их изготовления используются искусственные волокна, материалом для которых служит целлюлоза. По физико-химическим характеристикам вискозный корд превосходит хлопчатобумажный и характеризуется:

· большей однородностью нити; · улучшенной сопротивляемостью деформациям; · более высокой прочностью при повышении температуры; · уменьшенным теплообразованием при работе шины.

Шины из вискозного корда имеют больший пробег: в среднем до 70% в сравнении с образцами из хлопчатобумажного корда. При всех своих преимуществах вискозный корд имеет и недостатки, к которым можно отнести восприимчивость к влажности и низкий коэффициент сцепления с резиной.

ПОЛИАМИДНЫЕ КОРДЫ

Полиамидные волокна и, в частности, нейлон являются наиболее подходящим материалом для изготовления корда. Он отличается следующими преимуществами:

· высокой эластичностью; · большой прочностью; · легкостью каркаса; · почти полное восстановление после нагрузок растяжения\сжатия; · низкое водопоглощение.

Прочность нейлонового корда превышает хлопчатобумажный и вискозный аналоги, плюс к этому он не уступает по прочности металлокорду, но превышает его по усталостной прочности.