Игорь Иванов - Автомобильные шины. Вчера, сегодня, завтра…

У первой пневматической шины Мишлен с давлением 4 атмосферы ходимость составляла 130 км, а первая кордная шина этой компании, выпущенная в 1923 г, при давлении 2,5 ат. служила 15000 км.

Интересно отметить, что поначалу на протекторе не было никакого рисунка. Впоследствии каждая компания, экспериментируя с шишечками, ромбиками и прочими геометрическими фигурами, ориентировалась не на научные исследования, а чаще всего, на эстетические вкусы своего босса.

Надо сказать, что в реализации этого «метода проб и ошибок» неожиданно повезло российским шинам «Колумб», производимые заводом «Проводник», с рисунком протектора «косая елочка». Оказалось, что такой рисунок не позволяет протектору забиваться глиной, и в преодолении бездорожья русским шинам не было равных.

Что касается названий шин, то, чтобы удобнее было оформлять заказы по телеграфу, шины получали короткие рубленные имена. Например, в перечне продукции «Проводника» числились шины – «Бандура», «Бандит», «Гичка», «Нужда». Часто телеграфисты недоумевали, принимая текст: – «Нужда кончилась, есть бандит – решайте».

А вот компания Firstne в целях рекламы отливала на протекторе чередование слов, повторяющихся многократно. И в колее, оставляемой этой шиной. Можно было видеть бесконечную вереницу слов, например – «Firstne Noskid» (нескользящие).

Размеры сегодняшних шин резко отличаются от шин прошлых десятилетий. Например, самым ходовым размером шин Мишлен был 766 на 106: ширина профиля – 106 мм, а посадочный диаметр – 766 мм. Такие шины прекрасно поглощали неровности дороги и способствовали плавному ходу автомобиля.

Наряду с пневматической шиной была и опробована шина с гусматикой, которую придумал петроградский химик А. Гусс. Гусматика состояла из глицерина и желатина, которой заполнялось внутреннее пространство шины – ее так и называли – гусматический состав. Такие шины имели гарантированный пробег 1000 км, но это гарантированный, а часто он доходил до 3000 км, что совсем не плохо для того времени.

Шина себя оправдала во время первой и второй мировых войн, ибо такой шине были не страшны ни проколы, ни осколки снарядов. Однако больших скоростей такая шина не выдерживала, ввиду малой эластичности, и в послевоенное время она стала терять свое место, а на смену пришли шины с пневматикой. Но гусматика не исчезла совсем. В настоящее время такие шины применяются на машинах работающих на стройке, где прокол шины строительным мусором обычное дело, а скорости маленькие.

Рис. 21. Погрузчик с шинами из гусматики

Когда стала проявляться перспектива применения автомобилей в военных действиях, стала и проблема надежной «обуви» для броневиков. Вначале опробовали шины целиком изготовленные из резины, но на неровностях машину так трясло, что приходилось сбавлять скорость и тем самым сводить на нет основное преимущество бронеавтомобиля – маневренность.

От пневматических шин отказались сразу, ввиду их малой живучести в условиях боя. Прокол шины вел к гибели всей машины – малоподвижная цель легко уязвима.

В немецкой армии испытывались шины из трехслойных пружин (одна в другую) зажатых между дисками, но ввиду их большого веса, шума и дороговизны применялись весьма ограниченно.

Были попытки поставить бронеавтомобиль по хорошей дороге на пневматические шины, а перед боем сменить резину, но это занимало так много времени, что от него сразу отказались, да и возить с собой 4 сменных колеса удовольствие не из приятных.

Вернемся к пневматическим шинам, когда их стали обозначать в дюймах. Сначала 6,70–15 (высота профиля по отношению к посадочному диаметру), а позднее (50–60 годы) привычно – например, 175/70R15, буква R обозначает «радиальная».

Повсеместно различными шинными фирмами стало уделяться значительное внимание обеспечению высоких сцепных свойств шины как на сухом, так и на мокром дорожном покрытии. Поэтому в 60 годы прошлого века значительное изменение претерпела такая характеристика конструкции шины, как отношение высоты шины (Н) к ее ширине (В). Первые шины представляли в разрезе почти правильный круг, высота которого равнялась ширине. Затем высота стала последовательно уменьшается.

Рис. 22. Изменение профиля пневматической шины с 1924 по 1996 гг.

Рис. 23. Слева шина 1950 г, справа – современные шины (2012 г).

На протяжении полутора столетий неизменным оставался материал, из которого изготавливается шина. Во всех смесях присутствует каучук, но наука работает над тем, чтобы его оттеснить или исключить совсем.

Самые экологически чистые шины выпускает Nokian Tyres. В составе резиновой смеси своих покрышек компания полностью исключила такой типичный «шинный» химический элемент, как полиароматические соединения, признанные вредными для окружающей среды. Вместо них Nokian использует смесь на безвредном для природы рапсовом масле. Впрочем, экологичность совсем не понижает ходовые качества шины, а напротив – благодаря новой смеси достигается более низкий коэффициент сопротивления качению и улучшенное сцепление с дорогой.

Это одно из свидетельств того, что эволюция автомобильной пневматической шины продолжается. В 60 годы значительное изменение претерпела такая характеристика конструкции шины, как отношение высоты шины Н к ширине профиля В – Н/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 до 0,6 к 1980 г. (см. рис 23). Целью стремления к низким профилям шин явилось увеличение площади контакта с дорогой. Что улучшает боковую устойчивость, тягово-сцепные свойства и продлевает срок службы шин. Преимущества радиальных шин проявляется в большей степени от того, что их изготавливают низкопрофильными.

Дальнейшее усовершенствование шин идет и в направлении применения более современных материалов, уменьшения содержания резины в каркасе, повышения прочности корда, снижения слойности каркаса. Улучшения связи корда с резиной, создания шин с малой высотой и большой шириной профиля, увеличение насыщенности рисунка и применения ребристых и комбинированных рисунков протектора. Усовершенствование шин направлено также на увеличение срока службы, допускаемых нагрузок, упрощение технологии производства. Улучшение ряда технико-экономических показателей шин, увеличения безопасности движения транспортных средств. В опытных производствах уже идет работа по созданию бескордовых шин, которые должны быть дешевле и лучше, и по другим показателям.

Наиболее перспективными, в настоящее время, считаются радиальные бескамерные однослойные шины из металлокорда, предназначенные для монтажа на полуглубокие ободья с низкими закраинами. А самые последние предложения по этому вопросу является – вместо металла использовать кевлар – гибкий, прочный (в 5 раз прочнее металла), легкий.

Сейчас мы с вами разберемся в чем преимущество бескамерной шины и в чем разница диагонального и радиального корда, а также какие материалы применяются в таких шинах.

Создатели первых пневматических шин едва ли могли мечтать о высокой надежности и долговечности «обутых» колес. Примитивный протектор не имел рисунка и легко повреждался. Водители с недоверием глядели на «резиновое чудо». Хотя, например, в Англии уже 1896 г. покрышками Dunlop уже был оснащен автомобиль «Ланчестер». С установкой пневматических шин улучшились плавность хода и проходимость и хотя первые шины были ненадежны и не приспособлены к быстрому монтажу но они уже начали получать все большее признание. Больше всего их широкому распространению мешала их ненадежность. Водители брали с собой в дорогу по шесть запасок и полный багажник инструментов, которыми пользовались по несколько раз в день. Потребление шин с каждым днем, понемногу, но росло, что сулило немалые деньги первым шинным предприятиям – Dunlop, Michelin, Continental, Goodyear – именно эти фирмы, почти одновременно, стали добавлять в резину сажу и шины приобрели черный цвет, а до этого они были грязно – желтого или грязно-белого цвета.

Как мы помним из предыдущих глав, что первый синтетический каучук в нашей стране был получен в промышленных масштабах в 1931 году и 73 % в наших шина составлял именно он. Благодаря специфическим свойствам синтетического каучука и его влиянию на эксплуатационные характеристики шин появились перспективы создания новых типов усовершенствованных шин. Тем не менее, за сорок лет с начала века радикальных изменений в конструкциях покрышек не происходило. И только в 1946 г. специалисты Michelin изобрели шину радиальной конструкции со стальным кордом. Они более прочные и надежные, на них можно развивать большую скорость или стоять в пробках – радиальным шинам не повредит ни то, ни другое, а самое главное, они хорошо тормозят.