Конструкция шины
1. Протектор - изготавливается из синтетического и природного каучука. Цель - обеспечение надёжного сцепления шин с дорожным покрытием.
2. Каркас - представляет собой нейлон, покрытого каучуком. Цель - улучшение надежности при повышенных скоростных характеристик шин.
3. Брекер - изготавливается из высокопрочной стали и представляет собой слои стального корда. Предназначен для улучшения сохранения форм покрышек, а также для устойчивости автомобиля.
4. Прокладки из текстильного корда - состоят из полиэстера и имеют повышеную прочность, стойкую избыточному давлению в покрышках.
5. Внутренний слой — делается из бутилкаучука, препятствует выходу воздуха изнутри шины.
6. Бортовые полосы — производят из природного каучука. Защищают шины от боковых повреждений.
7. Крыльевая лента — производится из синтетического каучука. Служит для улучшения управления автомобилем.
8. Кольцевой стержень — изготавливается из стальной проволоки, крытой каучуком. Служит в качестве крепления шины на колёсном диске.
9. Бортовая защитная лента — производится из нейлона. Служит для улучшения управления автомобилем.
Различия диагональной и радиальной конструкции шин.
В легковой диагональной шине, 4-10 слоев каркаса (что определяет такое понятие как «слойность»), расположенных под углом 26-45° друг к другу от борта до борта. Из-за этого шина становится жесткой в плечевой зоне и тяжелой. Количество слоев корда в боковине, в плечевой и в протекторной зонах одинаково – шина не эластична, что плохо отражается на комфорте. При движении автомобиля на большой скорости шина увеличивается в диаметре под действием центробежных сил. В разрезе, при движении, профиль шины становится практически круглым – уменьшается пятно контакта с дорожным покрытием.
Сцепление с покрытием становиться меньше, момент инерции колеса - выше. Падает скорость вращения колеса - уменьшается центробежная сила действующая на шину, пятно контакта становится больше. Из-за уменьшившегося радиуса шины уменьшается его момент инерции – колесо начинает вращаться быстрее. Так повторяется постоянно, и как следствие пятно контакта шины с дорогой нестабильно, что отрицательно сказывается на комфорте, управляемости, безопасности езды и долговечности шины. Кроме того, в следствии возникновения в теле диагональной шины большого количества точек трения (из-за большего количества слоев корда и множества точек пересечения нитей одного слоя с нитями других слоев каркаса) выделяется большое количество тепла. Отводить же тепло автошина может до определенного предела; далее, не отведенное тепло начинает разрушать шину – этим обуславливается низкая максимальная скорость, с которой эксплуатируются диагональные шины.
В радиальной шине количество слоев 1 или 2. Нити слоёв каркаса расположены под углом 85-90 градусов к «меридиану» шины, параллельно нитям другого слоя (при его наличии).
В отличии от диагональной шины, в радиальной имеется БРЕКЕР – слой скрученных стальных нитей, расположенных под протектором шины. Назначение брекера – вытягиваясь в продольном направлении, остается плоским в поперечном сечении, чем обеспечивает постоянное пятно контакта с дорогой, также при вращении с большой скоростью, шина увеличиваясь в диаметре сохраняет цилиндрическую форму. В вертикальном направлении брекер гибок, что позволяет шине уверенно преодолевать препятствия, (шина огибает препятствие) минимально передавая толчки и вибрацию автомобилю. Благодаря тому, что радиальная шина гибкая и пластичная в плечевой зоне, минимально изменяется пятно контакта с дорогой при движении автомобиля в повороте. Это обеспечивает стабильность управления на прямой и виражах. Кроме того, внутренних точек трения намного меньше чем в диагональной шине, как следствие – уменьшается тепловыделение, поэтому можно увеличить максимальную скорость без риска разрушения шины.
Назначение элементов шины:
Внутренний слой – изготовлен из бутилового каучука. Назначение – удерживать воздух внутри шины
Каркас - назначение – нести нагрузку. Состоит из ~1500 синтетических нитей, погруженных в резиновую смесь. Каждая из нитей выдерживает нагрузку, примерно, 150 кг. Одно из основных требований к нитям каркаса – высокие характеристики сопротивления усталости. Обычно, нити изготавливают из нейлона или кевлара
Закраина - концы нитей каркаса оборачивают вокруг бортовых колец. Образуется соединение с «силовым замыканием», которое хорошо распределяет и передает нагрузку.
Бортовое кольцо - покрытый каучуком пучок стальных струн.
Обеспечивает прочную посадку шины на диск и передачу нагрузки от каркаса шины на диск колеса
Боковина - состоит из резины, состав которой отличается от такового в протекторе. Обеспечивает защиту каркаса от повреждений, работает на виражах ( во многом определяет комфорт и поведение автомобиля в поворотах )
Брекер - состоит из жестких, скрученных стальных нитей, которые пересекаясь соединяются чем и обеспечивают жесткость в поперечном направлении и гибкость в продольном. Такая конструкция позволяет «вытягиваться» шине под действием центробежных сил и при этом протектор остается плоским.
Нулевой слой - расположен между протектором и брекером, состоит из нейлоновых нитей, расположенных под углом 0о к «экватору» шины. Назначение – стабилизация брекера на высоких скоростях, предотвращение деформации покрышки.
Плечевая зона - профилированные участки шины. Благодаря оптимизации их профиля достигается лучшее сцепление в поворотах. Конструкция и состав резиновой смеси в плечевой зоне во многом определяют поведение автомобиля в поворотах.
Протектор - слой резиновой смеси, непосредственно контактирующий с дорожным покрытием. Каждый тип резины — зимние шины, всесезонные и летние — имеет свойственный только ему состав резиновой смеси. Состав резиновой смеси протектора и его рисунок играют одну из самых важных ролей в формировании эксплуатационных характеристик шины.
