Конструкция радиальной шины

  Основными материалами для производства шин является резина, которая изготавливается из натуральных и синтетических каучуков, и корд. Кордовая ткань может быть изготовлена из металлических нитей (металлокорд), полимерных и текстильных нитей.

Шина состоит из: каркаса, слоёв брекера, протектора, борта и боковой части.

 Структура шины: 1 — протектор; 2 — плечевая часть; 3 — каркас; 4 — боковая часть(крыло шины); 5 — брекер и подушечный слой; 6 — дополнительная вставка в плечевой зоне(зелен.цв.); 7 — бортовое кольцо; 8 — бортовая часть

Текстильный и полимерный корд применяются в легковых и легкогрузовых шинах. Металлокорд — в грузовых. В зависимости от ориентации нитей корда в каркасе различают шины:

• радиальные
• диагональные

В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса. В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити соседних слоёв перекрещиваются.

Радиальные шины конструктивно более жёсткие, вследствие чего обладают большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, создают меньшее сопротивление качению, обеспечивают меньший расход топлива. Из-за возможности варьировать количество слоёв каркаса (в отличие от обязательно чётного количества в диагональных) и возможности снижения слойности, снижается общий вес шины, толщина каркаса. Это снижает разогрев шины при качении — увеличивается срок службы. Брекер и протектор так же легче высвобождают тепло — возможно увеличение толщины протектора и глубины его рисунка для улучшения проходимости по бездорожью. В связи с этим, в настоящее время, радиальные шины для легковых автомобилей практически полностью вытеснили диагональные.

Брекер находится между каркасом и протектором. Предназначен для защиты каркаса от ударов, придания жёсткости шине в области пятна контакта шины с дорогой и для защиты шины и ездовой камеры от сквозных механических повреждений. Изготавливается из толстого слоя резины (в лёгких шинах) или скрещённых слоёв полимерного корда и (или) металлокорда.

Протектор необходим для обеспечения приемлемого коэффициента сцепления шин с дорогой, а также для предохранения каркаса от повреждений. Протектор обладает определённым рисунком, который различается в зависимости от назначения шины. Шины высокой проходимости имеют более глубокий рисунок протектора и грунтозацепы на его боковых сторонах. Рисунок и конструкция протектора дорожной шины определяется требованиями к отведению воды и грязи из канавок протектора и стремлением снизить шум при качении. Но, всё же, главная задача протектора шины — обеспечить надёжный контакт колеса с дорогой в неблагоприятных условиях, таких как дождь, грязь, снег и т. д., путём их удаления из пятна контакта по точно спроектированным канавкам и желобкам рисунка. Но эффективно удалять воду из пятна контакта протектор в силах лишь до определённой скорости, выше которой жидкость физически не сможет полностью удаляться из пятна контакта, и автомобиль теряет сцепление с дорожным покрытием, а следовательно и управление. Этот эффект носит название аквапланирования. Существует широко распространённое заблуждение, что на сухих дорогах протектор снижает коэффициент сцепления из-за меньшей площади пятна контакта по сравнению с шиной без протектора (slick tyre). Это неверно, так как в отсутствие адгезии сила трения не зависит от площади соприкасаемых поверхностей. На гоночных автомобилях в сухую погоду используются шины с гладким протектором либо вообще без него для того, чтобы снизить давление на колесо, уменьшив его износ, тем самым позволив применять в изготовлении шин более пористые мягкие материалы, обладающие бóльшим сцеплением с дорогой. Во многих странах существуют законы, регулирующие минимальную высоту протектора на дорожных транспортных средствах, и многие дорожные шины имеют встроенные индикаторы износа. В наших шиномонтажных центрах АВК есть специальные устройства для определения высоты протектора.

Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой резины (у бескамерных шин).

Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.

Шипы противоскольжения. В целях повышения безопасности движения автомобиля в условиях гололёда и обледенелого снега применяют металлические шипы противоскольжения. Езда на шипованных шинах имеет заметные особенности. На ходу автомобиль делается заметно более шумным, ухудшается его топливная экономичность. В снежно-грязевой каше или в глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твёрдом сухом или влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают «обычным»: из-за снижения площади пятна контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля увеличивается на 5-10 %. Хотя 70-процентное сокращение тормозного пути на льду — их несомненное преимущество.

Бескамерные шины (tubeless) наиболее распространены благодаря своей надёжности, меньшей массе и удобству эксплуатации (так, например, прокол в бескамерной шине не причинит больших неудобств по дороге до автосервиса).

Маркировка автомобильных шин

Метрическая система

Пример: LT205/55R16 91V

• LT (опционально, обязательное обозначения по DOT) — функция шины (P — легковой автомобиль (Passenger car); LT — лёгкий грузовик (Light Truck); ST — для прицепов/фургонов/телег (Special Trailer), нельзя использовать для легковых автомобилей/пикапов/грузовиков; T — временная (используется только для запасных шин))
• 205 — ширина профиля, мм
• 55 — отношение высоты профиля к ширине, %. Если не указан — считается равным 82 %.
• R — шина имеет каркас радиального типа (если буквы нет — шина диагонального типа). Частая ошибка — R принимают за букву радиуса. Возможные варианты: B — bias belt (диагонально-опоясанная шина. Каркас шины тот же, что и у диагональной шины, но имеется брекер, как у радиальной шины), D или не указан — диагональный тип каркаса.
• 16 — посадочный диаметр шины (соответствует диаметру обода диска), дюйм
  
• 91 — индекс нагрузки (на некоторых моделях в дополнение к этому может быть указана нагрузка в кг — Max load)
• V — индекс скорости (определяется по таблице)

Возможные вариации:

• Индекс скорости может располагаться в разных местах маркировки: 225/50SR16, 225/50SR16 89S, 225/50R16 89S
• Присутствие буквы C после диаметра, например, 195/70R15C 104/102R, означает «коммерческий». Такая шина предназначена для пикапов или грузовиков с повышенной грузоподъёмностью.
• После размера могут присутствовать буквы XL, RF, SL, LL (например, P235/75R-15 XL, P285/35R-19 LL). Они означают соответственно повышенную (extra load, reinforced), стандартную (standard load), и пониженную (light load) несущую способность. В американской P-маркировке XL соответствует максимально допустимому давлению 41 psi (280 kPa), SL и LL — 35 psi (240 kPa), в европейской маркировке XL/RF соответствует 42 psi (290 kPa), SL — 36 psi (250 kPa), LL отсутствует. Отсутствие этого обозначения соответствует варианту SL.
• Буквы FR (например, 215/45 R17 87V FR) после размера означают шину с защитой обода диска. Защитный бортик на боковине низкопрофильной шины защищает диск и боковину самой шины от повреждения при проезде неровностей дорожного покрытия на большой скорости.
• В редких случаях (например, у шин Michelin с системой PAX) посадочный диаметр может быть указан в миллиметрах, например, 190/65R390, такие шины называются миллиметровыми. Если после диаметра идёт буква A — это означает асимметричный посадочный обод, т.е. разные внутренний и внешний диаметры посадочного обода. Например, в случае 235/710R460A 104T внутренний посадочный диаметр будет составлять 470 мм, а внешний — 450 мм. Миллиметровые шины вместе с дюймовыми дисками и наоборот — миллиметровые диски с дюймовыми шинами — совмещать и использовать нельзя.

Дюймовая система

Пример: 35×12.50 R 15 LT 113R

• 35 — внешний диаметр шины, в дюймах
• 12.50 — ширина шины, в дюймах (обратите внимание, что это ширина именно шины, а не протекторной части. Например, для шины с указанной шириной 10.5 дюймов ширина протекторной части будет равна не 26.5, а 23 см, а протекторная часть 26.5 см будет у шины с указанной шириной 12.5.). Если не указан внешний диаметр, то профиль высчитывается следующим образом: если ширина шины оканчивается на ноль (например 7.00 или 10.50), то высота профиля считается равной 92 %, если ширина шины оканчивается не на ноль (например 7.05 или 10.55), то высота профиля считается равной 82 %
• R — шина имеет каркас радиального типа
• 15 — посадочный диаметр шины, в дюймах, то же что в метрической системе
• LT — функция шины (LT — light trucks, для лёгких грузовиков)
• 113 — индекс нагрузки
• R — индекс скорости

Перевод из метрической системы в дюймовую и наоборот

Индекс скорости

Скоростная категория, присваиваемая шине по результатам специальных стендовых испытаний, подразумевает максимальную скорость, выдерживаемую шиной. При эксплуатации автомобиль должен ездить со скоростью на 10—15 % меньше максимально допустимой.

1) Шины имеющие маркировку «ZR» — сконструированы для скоростей превышающих 240 км/ч.

2) Шины маркированные «V» совместно с индексом грузоподъемности, например 91V, предназначены для скоростей превышающих 210 км/ч до 240 км/ч. (Данный индекс грузоподъемности указан для скорости 210 км/ч. Нагрузка должна быть уменьшена на 3 % для каждого увеличения скорости на 10 км/ч до 240 км/ч).

3) Шины маркированные «W» совместно с индексом грузоподъемности, например 100W предназначены для скоростей превышающих 240 км/ч до 270 км/ч. (Данный индекс грузоподъемности указан для скорости 240 км/ч. Нагрузка должна быть уменьшена на 5 % для каждого увеличения скорости на 10 км/ч до 270 км/ч.) Шины маркированные индексом скорости «W», могут иметь дополнительную маркировку «ZR».

1. Шины маркированные «Y» совместно с индексом грузоподъемности, например 95Y предназначены для скоростей превышающих 270 км/ч до 300 км/ч. (Данный индекс грузоподъемности указан для скорости 270 км/ч. Нагрузка должна быть уменьшена на 5 % для каждого увеличения скорости на 10 км/ч до 300 км/ч).

Индекс нагрузки

Дополнительные сведения

На шинах обязательно должны быть указаны следующие сведения:

• Максимально допустимое давление (MAX PRESSURE).

Давление воздуха в шинах существенно влияет на поведение автомобиля на дороге, безопасность на высоких скоростях, а также на износ протектора. Давление в шинах обязательно должно быть приведено в норму до регулировки углов установки колес.

• Материалы, используемые в конструкции каркаса и брекера (Tire construction materials)

Цветовые метки. Отметки в виде «точек» либо «кружков»:

• красный — точка наибольшей силовой неоднородности (самое жёсткое место шины). Рекомендуется совмещать с белой точкой на колесе (если есть);
• жёлтый — самое лёгкое место шины (определяется при контроле дисбаланса шины).

Данные отметки необходимы для минимизации массы балансировочных грузов во время шиномонтажа.

Устаревшие отметки в виде полос в бортовой зоне (использовались только на территории США):

• нет — хорошее качество;
• красный — косметические дефекты;
• жёлтый — нарушение состава каучуковой смеси (без гарантии);
• зелёный — внутренние дефекты.

Назначение для определённых условий эксплуатации

•  Winter — зимние шины.
•  Aqua, Rain и т. д. — высокоэффективны на мокрой дороге.
•  M+S (Mud+Snow) — буквально — «грязь+снег» — пригодны для движения по грязи и снегу.(Шины повышенной проходимости)
•  M/T (Mud Terrain) — грязевые ландшафты.
•  A/T (All Terrain) — шины для любого ландшафта (баланс между комфортом и проходимостью).
•  AS (All Season) — всесезонная шина.
•  Any Season — всесезонная шина.
•  R+W (Road + Winter) — всесезонная шина.
•  Rotation — шины с направленным рисунком протектора имеют стрелку на боковине шины, показывающую требуемое направление вращения шины.
•  Outside и Inside (или Side Facing Out и Side Facing Inwards) — асимметричные шины, при установке которых нужно строго соблюдать правило установки шины на диск. Надпись Outside (наружная сторона) должна быть с наружной стороны автомобиля, а Inside (внутренняя сторона) — с внутренней.
•  Left или Right — означает, что шины этой модели бывают левые и правые. При их установке нужно строго соблюдать правило установки шины на автомобиль, левые только слева, а правые, соответственно, только справа.
•  Steel Radial — радиальная шина с металлическим кордом.
•  Tubeless (TL) — бескамерная шина. Если этой надписи нет, то шина может использоваться только с камерой.
•  Tube Type (TT) — шина должна эксплуатироваться с камерой.
•  MAX PRESSURE — максимально допустимое давление в шине, в кПа.
•  RAIN, WATER, AQUA (или пиктограмма «зонтик») — означает, что эти шины специально спроектированы для дождливой погоды и имеют высокую степень защиты от эффекта аквапланирования.
•  Treadwear 380 — коэффициент износоустойчивости, определяется по отношению к «базовой шине», для которой он равен 100. Показатель износа является теоретической величиной и не может быть напрямую связан с практическим сроком эксплуатации шины, на который значительное влияние оказывают дорожные условия, стиль вождения, соблюдение рекомендаций по давлению, регулировка углов сход-развала автомобиля и ротация колес. Показатель износа представлен в виде числа от 60 до 620 с интервалом в 20 единиц. Чем выше его значение, тем дольше выдерживает протектор при испытаниях по установленной методике.
• Traction А — коэффициент сцепления, имеет значения А, В, С. Коэффициент А имеет наибольшую величину сцепления в своем классе.
• Max Load — максимальная нагрузка и далее стоят значения в килограммах и фунтах.
•  PR (Ply Rating) — прочность (несущая способность) каркаса условно оценивается так называемой нормой слойности. Чем прочнее каркас, тем большее давление воздуха выдерживает шина, и, следовательно, имеет большую грузоподъемность. Для легковых автомобилей используют шины с нормой слойности 4PR и иногда 6PR, причем в этом случае последние имеют надпись «Reinforced», то есть «усиленные» (шины повышенной грузоподъемности).
•  Extra Load (XL) — повышенный индекс нагрузки.
•  Reinforced (Reinf или RF) — повышенный индекс нагрузки. На легких грузовиках и микроавтобусах наиболее употребительны именно шины с 6PR и 8PR. О повышенной слойности (то есть прочности) шины может свидетельствовать буква «С» (commercial), которая ставится после обозначения посадочного диаметра (например, 185R14C)
• TWI — знак расположен на боковине шины и показывает расположение отметок остаточной высоты рисунка протектора в основных канавках. Для стран Европейского Союза и Российской Федерации остаточная высота рисунка протектора изношенной легковой шины должна быть не менее 1,6 мм.
• ZP — нулевое давление (Zéro Pression), коммерческое обозначение Michelin для шин с усиленными боковинами. ZP : Возможность продолжать движение в случае прокола на расстояние до 80 км при скорости до 80 км/ч. ZP SR : Возможность продолжать движение в случае прокола на расстояние до 30 км при скорости до 80 км/ч.
• SST — самонесущая шина (Self Supporting Tyres). Такие шины могут нести нагрузку и продолжать движение после прокола.
• Dunlop MFS (Maximum Flange Shield) — Система максимальной защиты обода борта защищает дорогие колеса от повреждений об бордюры и тротуары — резиновый профиль по окружности покрышки, расположенный на нижней части стенки над фланцем обода, образует буферную зону.
• Studless — не подлежит ошиповке.
• Studdable — подлежит ошиповке.

Кроме того, на шинах указываются стандарты качества (буква «Е» в кружочке — европейский стандарт, «DOT» — американский.