Изобрести колесо: эволюция автомобильной шины

Изобрести колесо: эволюция автомобильной шины

Совместное предприятие Ростеха и итальянской Pirelli является ведущим производителем автомобильных шин в России. На заводах в Кирове и Воронеже «современное колесо» продолжает совершенствоваться. Инновации в этой сфере позволяют повысить безопасность на дорогах, например, управлять автомобилем стало возможно даже в случае прокола шины. Об эволюции автомобильных шин и новых технологиях в их производстве – в нашем материале.

Как изобрели современное колесо

Если считать изобретателем шины шотландца Роберта Уильяма Томсона, то покрышка имеет 170-летнюю историю. В 1846 году, когда был получен патент на «воздушное колесо», на улицах городов не было еще никаких автомобилей, но грохотали кареты с металлическими колесами. Сам Томпсон в своем патенте писал: «Суть моего изобретения состоит в применении эластичных опорных поверхностей вокруг ободьев колес экипажей с целью уменьшения силы, необходимой для того, чтобы тянуть экипажи, тем самым, облегчая движение и уменьшая шум, который они создают при движении».

Идея оказалась вполне рабочей, но, к сожалению, на тот момент недооцененной. Не нашлось никого, кто бы довел новое изобретение до массового производства. После смерти Томсона в 1873 году «воздушное колесо» было забыто.

Джон Данлоп

Про покрышку вспомнили лишь спустя 15 лет. Новым изобретателем пневматической шины неожиданно стал… ветеринар – шотландец Джон Данлоп. В 1887 году он придумал надеть на колеса велосипеда своего сына широкие обручи, сделанные из шланга для поливки сада, и надуть их воздухом.

Конечно, в те годы, пневматическая шина вовсе не ассоциировалась с автомобилями, а скорее с велосипедами. Уже в июне 1889 года на стадионе в Белфасте Уильям Хьюм выступил в гонках на велосипеде с пневматическими шинами и выиграл все три заезда, в которых участвовал. Изобретение Данлопа было обречено на успех. Сегодня фирма Dunlop, названная так в честь изобретателя – в числе самых крупных производителей автомобильных шин.

Первый автомобиль братьев Мишлен на съемных пневматических шинах. Фото: michelin.ru

В конце XIX века появились и другие легендарные компании, лидеры современной шинной индустрии. Так, первыми, кто стал использовать пневматические шины на автомобилях, были французы Андре и Эдуард Мишлен, основавшие знаменитый Michelin. В 1900 году к производству автомобильных шин приступила компания Джованни Батисты Пирелли. Сегодня Pirelli – один из крупнейших мировых производителей шин премиум-класса. Компания насчитывает более 19 заводов по производству шин в 12 странах мира, в том числе два из них – в России.

Итальянская Pirelli в России

Итальянская Pirelli представлена в России в рамках совместного предприятия ООО «Пирелли Тайр Руссия», организованного с Ростехом, которому принадлежит 25% совместного предприятия. Со стороны Ростеха цель создания СП – привлечение иностранных инвестиций и передовых технологий, со стороны Pirelli – ускоренный выход на российский рынок.

В состав совместного предприятия входят шинные заводы в Кирове и Воронеже. Первый из них был приобретен СП в конце 2011 года, второй – в 2012 году. С момента приобретения СП обоих предприятий началась глубокая модернизация производства. В 2012 – 2019 годы на модернизацию Воронежского и Кировского шинных заводов направлено более 250 млн евро. Ежегодно завод в Кирове выпускает более 6 миллионов легковых шин размером от 14 до 17 дюймов под брендом Pirelli, в том числе шин линейки Green Performance, эксплуатация которых оказывает минимальное воздействие на окружающую среду.

Воронежский завод серийно производит легковые шины премиального сегмента с диаметром от 16 до 21 дюйма. В 2013 году здесь состоялся запуск нового производства мощностью 2 млн шин в год. В октябре 2018 года Госкорпорация Ростех подписала с СП Меморандум о взаимопонимании в отношении оценки возможности увеличения мощностей по производству премиальных шин на Воронежском шинном заводе. При благоприятной рыночной конъюнктуре объем производства планируется увеличить в два раза до 4 млн шин в год. Инвестиции по этому проекту оцениваются примерно в 100 млн евро. Помимо этого на базе Воронежского шинного завода создан логистический центр, который позволяет отправлять продукцию СП на экспорт в Европу и страны СНГ. ​

Как делают шины

Заводы в Кирове и Воронеже являются одними из самых передовых с технологической точки зрения предприятий по выпуску шин. И конструкция шины, и сама технология производства, используемые материалы сильно эволюционировали.

Материал, из которого изготовлена покрышка, имеет первостепенное значение. Шины различных производителей отличаются в первую очередь свойствами резины. Ведь именно она определяет многие технические характеристики шин, такие как уровень сцепления с дорогой, долговечность и износостойкость. Поэтому подбором компонентов резиновой смеси занимаются целые лаборатории в каждой компании, а ее состав зачастую является коммерческой тайной. Единственный компонент, который точно не является секретом, – это полимеры/элатомеры, такие как каучук, который может быть натуральным или синтетическим.

Своим черным цветом шина обязана техническому углероду или промышленной саже, как его еще называют. Благодаря его молекулярным соединениям, покрышка не только становится черной, но и прочной и устойчивой к износу и температурам. На третьем месте в составе – кремниевая кислота, которая повышает показатели сцепления покрышки с влажным покрытием. Кроме того, около 10 процентов шинных ингредиентов составляют вспомогательные компоненты – смолы и масла, для обеспечения мягкости и эластичности изделия. В специальном «котле» все это смешивается и превращается в единую массу.

Готовая резиновая смесь формируется в виде непрерывного листа, который охлаждается и направляется на участок изготовления полуфабрикатов. Здесь из резиновых листов «кроят» детали будущей шины: протектор, боковины, слои обрезиненного металлокорда и другие.

Затем специальный станок собирает все эти детали в единое целое. Этот этап так и называется – «сборка». Буквально за минуты из отдельных частей получается покрышка. После чего на шине при помощи пресса и воздействия высокого давления пара при повышенной температуре выдавливается рисунок протектора.

Готовые шины по конвейеру отправляются на визуальный, весовой и инструментальный контроль. Лазерный сканер позволяет выявить мельчайшие воздушные полости внутри шины, а рентген проверяет качество распределения слоев. Несколько шин из каждой партии проходят испытания прочности в специальной лаборатории – это десятки тысяч километров с повышенной нагрузкой.

Шинные инновации: без шума и проколов

Производители шин продолжают совершенствовать свои технологии и материалы. В последние несколько лет особое внимание и инвестиции направлены на обеспечение безопасности при вождении. Самая частая проблема, связанная с шинами, – это проколы. Новые технологии способны решить это, гарантируя безопасность даже в случае проколотой шины. В компании Pirelli для этого были разработаны две технологии: Seal Inside и Run Flat.

Технология Pirelli Seal Inside действует на основе самогерметизации посредством дополнительного специального слоя на внутренней поверхности шины. Другими словами – герметизирующая мастика охватывает вызвавший прокол и застрявший в шине предмет, создавая уплотнение вокруг него. После извлечения предмета из шины уплотняющаяся мастика затягивается в отверстие, герметизируя его края. Такие самогерметизирующиеся шины Pirelli позволяют безопасно продолжить поездку даже на проколотой шине, сохраняя полный контроль над автомобилем.

Фото: Pirelli

Технология Run Flat – сегодня одна из самых распространенных в производстве всех ведущих производителей автомобильных шин. Pirelli также не является исключением. На русский язык название этой технологии можно перевести как «езда на спущенной покрышке». Шина Run Flat имеет усиленное и более широкое бортовое кольцо. Когда обычная покрышка сдувается, она оседает под действием веса автомобиля, а борта просто сплющиваются. Несколько километров при такой ситуации способны почти полностью «убить» шину.

Технология Run Flat подразумевает применение в составе конструкции покрышки усилителей, в роли которых выступает оригинальный каркас, бортовые кольца, а также уникальная высокопрочная вставка в боковине шин. Pirelli использует в производстве своих шин множество типов резиновых смесей, часть из которых идет на основную часть покрышки, часть – на боковую. Это максимально безопасная шина, которая, в случае прокола, позволит вам доехать до пункта назначения, не прибегая к замене шины.

Еще одна инновация от Pirelli – технология шумоподавления Pirelli Noise Cancelling System (сокращенно PNCS). Это наилучшее решение по снижению шума, создаваемого шинами на дороге. Вибрации, создаваемые конструкцией шины во время поездки и проявляющиеся внутри салона, называются кавитационным шумом. Система PNCS снижает шум на два-три децибела, в среднем уменьшая его вдвое. Можно представить, что шум от четырех шин с действующей технологией PNCS равен шуму двух «обычных» шин.

Фото: Pirelli

Шумопоглощающая технология PNCS – это, прежде всего, специальный материал, который находится внутри полости шины на гермослое. Он представляет собой своеобразную звукопоглощающую губку, открытые поры которой гасят вибрации воздуха и не дают им передаваться далее в узлы подвески и нарастать, создавая шум внутри салона автомобиля.

Чаще всего шины Pirelli с технологией шумоподавления PNCS приходятся на автомобили премиум- и люкс-класса для наивысшего комфорта внутри салона во время движения. На данный момент этой технологией оснащены шины Pirelli P Zero, которые подходят автомобилям марок Audi, Ferrari, Jaguar, Porsche и McLaren.

ХРАНЕНИЕ ШИН

Прежде всего, надо снять колеса с автомобиля, тщательно отмыть их от различных зимних наслоений (соли, песка, прочей грязи, особенно в зоне шипов противоскольжения),очистить протекторы от камней , осколков и прочих посторонних предметов, проверить состояние резины – имеет ли она дефекты. Затем, в зависимости от пробега и состояния беговой дорожки протектора и шипов решите сами, оставить шины до следующего зимнего сезона или «докатать» их как летние. Опыт эксплуатации шипованных шин показал, что за 15 тысяч километров пробега у легковых шин обычно выпадает или выходит из строя около 10% шипов. При отсутствии более 25% шипов шина становится неэффективной. Чтобы и дальше использовать шину с шипами следует произвести дополнительную ошиповку протектора (но уже шипами меньшего размера), устанавливая их в свободные выступы протектора по соседству с теми, из которых шипы выпали либо в те же выступы, если массив выступов позволяет это сделать: для установки шипа необходима площадка в 1-1,5 см2, причем вокруг шипа должно быть сплошной резины не менее 3 мм. Если потеряно от 25 до 50% шипов эффективность шин как ошипованных теряется окончательно, поэтому лучше удалить оставшиеся шипы из протектора, и при хорошем состоянии покрышки использовать шины до полного износа рисунка протектора (до предельного состояния, определяемого индикаторами износа). Если же продолжать эксплуатировать шины с не удаленными шипами летом, то учтите, что при этом коэффициент сцепления у них ниже, нарушена балансировка колес, становится выше уровень шума. Если имеется второй комплект колес (с летними шинами) и нет необходимости разбортовывать колеса с зимними шинами, то просто положите их друг на друга стопой, снизьте давление в шинах до 0,5-1,0 атм. Отдельно покрышки, снятые с ободьев, должны храниться в сухом, защищенном от прямых солнечных лучей помещении в вертикальном положении (на «ребре»). У камерных шин камеры должны быть вложены в покрышки в поддутом состоянии, чтобы на них не образовалось складок и пролежней.

Хранение покрышек.

Покрышки не складывайте в стопу, не подвешивайте, а поставьте на «ребро» и поворачивайте раз в месяц, меняя точку опоры .

Хранение колёс в сборе с покрышкой.

Покрышки, смонтированные на колесные диски, не ставьте на «ребро», а подвесьте или сложите в стопу.

Сдавая шины на хранение в «ДискСервис», вы будете уверены, что все требуемые условия по сохранности шин будут соблюдены. При приемке, шины осмотрят, в любом случае помоют , укажут на возникшие в эксплуатации повреждения покрышек и колес, предложат провести ремонт, или отказаться от дальнейшей эксплуатации шин, если по их состоянию они к эксплуатации не пригодны (значит, и хранить их нечего). Ваши шины идентифицируют по обозначению и модели, по дате выпуска, по заводскому номеру (если есть), опишут состояние, выдадут акт.

У вас будет уверенность, что полученные после хранения шины будут в состоянии полной готовности к установке на вашу автомашину. Вам достаточно заранее сообщить в «ДискСервис» о том, к какому сроку вы желаете получить шины обратно.

Требования к условиям хранения пневматических шин.

(выписка из ГОСТ 24779-81 Шины пневматические. Упаковка, транспортирование и хранение)

При хранении на шины не должны влиять следующие факторы:

Кислород, озон, свет, тепло, органические растворители, минеральные масла, смазочные материалы, топливо, кислоты, щелочи;

Длительное соприкосновение с медными или корродирующими веществами;

Продолжительная односторонняя нагрузка, перегибы, нагромождения изделий друг на друга, опора изделий на резко выступающие неровности поверхности.

Камеры перед закладкой в покрышки опудривают тальком или промазывают веществом, его заменяющим.

Камеры, вложенные в покрышки, поддувают до размеров, исключающих их выпадение.Шины не упаковывают, за исключением оговоренных случаев.

4.1 Шины должны храниться в закрытых складских помещениях. Складские помещения должны быть свободными от посторонних предметов, затемненными, соответствовать требованиям пожарной безопасности и обеспечивать возможность применения подъемных механизмов.

При наличии в складских помещениях окон стекла должны быть окрашены красной или оранжевой краской. Отопительные устройства, находящиеся в складских помещениях, следует экранировать.

4.2 При хранении шин допускаются колебания температуры воздуха от минус 30 до плюс 35 °С и относительной влажности воздуха 50-80% Шины при хранении должны быть не ближе 1 м от отопительных устройств.

4.3 Шины, пакеты шин, покрышки и бескамерные шины должны храниться в вертикальном положении на стеллажах, поддонах или ровном полу. Грузонесущая поверхность стеллажа должна быть ровной, без острых ребер.

4.4 При хранении бескамерных шин должны быть обеспечены условия, исключающие деформацию бортов и боковых стенок шин.

4.5 Через каждые 3 месяца шины и пакеты шин необходимо поворачивать, меняя точку опоры.

4.6 Камеры хранят в слегка поддутом состоянии на кронштейнах с полукруглой поверхностью или в покрышках. Через каждые 3 месяца камеры следует поворачивать на кронштейнах, меняя зону опоры. Допускается хранить камеры в упаковке или на поддонах, сложенными стопками или свернутыми. В свернутом виде камеры хранить не более 3 месяцев.

4.9 Допускается хранить шины, пакеты шин на открытом воздухе сроком не более 1 месяца. При этом шины должны быть размещены под навесом или укрыты материалом, защищающим их от внешних воздействий (солнца, влаги, загрязнений).

(Выписка из ГОСТ 4754-97 Пневматические шины для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия)

8.2 Бескамерные шины хранят в вертикальном положении не более чем в 3 яруса.

Все мы хорошо знаем, когда наступает лето и зима по календарю. А, называя шины «зимними» и «летними», что мы подразумеваем? На каких покрышках ездить весной и осенью? Когда наступает смена сезона для автомобильной резины?

Одним из главных показателей шины являются ее сцепные свойства, во многом зависящие от температуры. Эта зависимость определяется химическим составом протектора покрышки. У летней шины при снижении температуры сцепные свойства ухудшаются – резина «дубеет». А что происходит при повышении температуры? Если Вы думаете, что чем жарче, тем для летней покрышки лучше – Вы глубоко заблуждаетесь. С ростом температуры воздуха, а, соответственно, и дорожного покрытия, тормозной путь автомобиля увеличивается! Исключение – шины с высоким индексом скорости, которые по мере разогрева крепче «цепляются» за дорогу.

Лучшие сцепные свойства летние покрышки проявляют при температуре 10-12° С. Если температура дорожного покрытия ниже +7° С или выше +20° С – тормозной путь увеличивается. Цифры приведены усредненные – все зависит, как указывалось выше, от состава резины. Одни шины лучше ведут себя в жару, другие – когда на улице прохладно.

А каковы особенности зимних покрышек? Их резина более мягкая, она не твердеет при низких температурах, сохраняя хорошие сцепные свойства. Большинство автолюбителей знают только о двух видах зимних шин: шипованые и нешипованые. Но не всем известно, что нешипованые, в свою очередь, имеют две разновидности: для «черных» и для «белых» дорог. Первые предназначены для бесснежных покрытий и имеют бoльшую твердость. Вторые – более мягкие, используются для езды по заснеженным и обледенелым дорогам «скандинавского» типа.

А теперь самый сложный вопрос – когда нужно «переобуваться»? Производители рекомендуют выполнять замену при температуре ниже +7°С. Но эта цифра указана с запасом, чтобы наверняка не заехать на летних шинах на обледенелую дорогу. На практике эту цифру можно уменьшить, принимая во внимание следующие обстоятельства. Свойства летних шин ухудшаются при снижении температуры не так существенно, как зимних — при ее повышении. Поэтому по сухому асфальту вполне допустимо ездить на летних покрышках даже при температуре, близкой к нулю. При этом тормозной путь будет гораздо меньше, чем на зимних. Но с наступлением отрицательных температур однозначно ставим «зиму», даже если снега и льда нет и в помине.

Вывод: осенью не торопитесь устанавливать зимние шины, а весной не медлите с переходом на летние. При температуре выше +4°С ,тормозной путь на зимних покрышках увеличивается на полметра, а после +11°С разница по сравнению с летними составляет два корпуса автомобиля!

В «ДискСервис» оказываются только качественные услуги, в том числе и по сезонному хранению колёс.

Пневматические оригинальные шины Bobcat

Пневматические шины до сих пор являются самыми распространенными, несмотря на растущий спрос на цельнолитые колеса, обладающие массой преимуществ, такие как долговечность, защита от проколов и порезов и т.д. Чем обусловлена такая популярность пневматических шин?

Прежде всего такие шины незаменимы при использовании на бездорожье — кочки, ямы,- все это дает дополнительную нагрузку на ходовую часть. Пневматическая шина обладает большим пятном контакта с поверхностью, по сравнению с цельнолитыми шинами, и обеспечивает меньшие нагрузки на ходовую часть.

Еще одним важным преимуществом пневматических шин является стоимость — такие шины значительно дешевле цельнолитых, а также проще в монтаже.

Оригинальные шины Bobcat выпускаются в трех классах:

• продолжительный срок службы
• хорошее сопротивление проколам
• высокие самоочищающие свойства
• защита боковины

• сельское хозяйство
• ландшафтные работы
• аренда

• увеличенный срок службы
• великолепное сопротивление проколам и порезам
• увеличенная норма слойности
• сниженный уровень вибрации на жестких поверхностях
• высокие тяговые свойства
• усиленная защита боковины
• хорошие самоочищающие свойства

• аренда
• строительство
• ландшафтные работы
• промышленность (тяжелые работы)

• глубокий протектор для максимального срока службы
• ненаправленный рисунок протектора
• максимальное сопротивление порезам и проколам
• низкое давление на поверхность
• усиленная защита боковины

• строительство
• переработка мусора
• промышленность (тяжелые работы)
• аренда

Срок службы

Тяговые свойства

Сопротивление проколам

Анти вибрационные свойства

Самоочищающие свойства

Защита боковины

Защита диска

Асфальтированная дорога

Основные параметры

Основные поверхности

Применяемость по моделям Bobcat

600-я, 700-я серии, S130, S150, S160, S175, S185, S205, S250, S300, S450, S510, S530, S570, S590

600-я, 700-я серии, S130, S150, S160, S175, S185, S205, S250, S300, S450, S510, S530, S570, S590

600-я, 700-я серии, S130, S150, S160, S175, S185, S205, S250, S300, S450, S510, S530, S570, S590

800-я серия, S220, S250, S300, S630, S650, A220, A300

800-я серия, S220, S250, S300, S630, S650, A220, A300, A770

800-я серия, S220, S250, S300, S630, S650, A220, A300, A770

900-я серия, S330, S850

900-я серия, S330, S850

500-я серия, S100

500-я серия, S100, S250, S300

500-я серия, S100

800-я серия, S220, S250, S300, S630, S650, A220, A300

800-я серия, S220, S250, S300, S630, S650, S750, S770, A220, A300, A770

900-я серия, S330, S850

Приобрести пневматические оригинальные шины можно у официального дилера Bobcat в России, «НАК МАШИНЕРИ».

Мы предлагаем выгодные условия на покупку и доставку во все регионы России, включая Москву и Московскую область, Санкт-Петербург и Ленинградскую область, Тверь, Вологду, Киров, Архангельск, Мурманск, Брянск, Липецк, Белгород, Рязань, Тулу, Иваново, Владимир, Кострому, Ярославль, Сыктывкар, Йошкар-Олу, Казань, Уфу, Ростов-на-Дону, Краснодар, Ставрополь, Севастополь и республику Крым, Новосибирск, Красноярск, Иркутск, Тюмень, Сургут, Томск, Омск и другие города России.

Также можно оформить самовывоз со складов наших филиалов в городах: СПб, Казань, Белгород, Краснодар, Новосибирск.

Чем отличается шина от покрышки

Многие ошибочно считают, что шина и автопокрышка — это одно и то же изделие. На самом деле это разные вещи, причем одно изделие ранее выступало частью другого. Речь идет о шинах, которые сегодня можно увидеть только на мотоциклах и грузовых автомобилях. До появления бескамерных автопокрышек, колесо автомобиля состояло из колесного диска, покрышки и шины внутри нее. Именно шина предназначалась для накачивания воздуха. Покрышка при этом выступала в роли защиты, оберегающей шину от контакта с дорогой, и принимала на себя основные механические удары при движении. Кроме того, от конструкции покрышки зависят ходовые качества машины. Поэтому покрышка — это более функциональный элемент колеса.

С появлением бескамерных шин, камера для накачивания воздуха исчезла. Сегодня воздух удерживается самой покрышкой, благодаря резиновому герметизирующему слою между ней и колесным диском. Собственно и покрышку теперь не называют своим именем, так как она получила название “бескамерная шина”. Ее конструкция изменена и усилена, чтобы исключить деформацию при повышенных нагрузках и, как следствие, нарушении герметизации. Рассмотрим более детально отличия между покрышкой и шиной.

Основные различия

Как говорилось выше, основные различия между этими изделиями заключается в том, что они являлись внутренней и наружной частью автомобильного колеса. Соответственно и конструкция их отличается.

Шина

Изготавливается из резины с отменной стойкостью на растяжение и при работе при высоких температурах. Изделие оснащается вентилем для подсоединения насоса или компрессора, чтобы накачать воздух. При проколе или порезе, шину можно отремонтировать, воспользовавшись вулканизатором. Размер данного изделия не может быть больше покрышки.

Покрышка

В отличие от шины, имеет сложную конструкцию с волокнами, расположенными под углом или параллельно. На поверхности изделия имеется рельефный рисунок и сеть канавок для отвода воды. Если покрышки зимние, в их конструкции предусмотрена возможность установки шипов. Толщина стенок гораздо толще, чем у резины, что, в сочетание с металлическим поясом боковин, снижает вероятность деформации колеса при входе автомобиля в поворот.

Выводы

Таким образом, современная бескамерная шина — это модифицированная покрышка с усиленной конструкцией. Роль шины теперь выполняет герметизирующий слой, представляющий собой резиновую подкладку. Она устанавливается между монтажным контуром автопокрышки и посадочным местом на колесном диске. При накачивании воздухом, за счет давления, покрышка прижимает резиновую подкладку к колесному диску, обеспечивая таким образом герметичность. Чтобы работать с такими колесами, для шиномонтажа необходим станок балансировочный, цена которого по карману каждому СТО. Благодаря такому оборудованию, масса бескамерной шины равномерно распределяется по колесному диску, а герметизирующий слой плотно прилегает к нему. На станок колесо устанавливается, имея небольшое давление, а после выполнения балансировочных работ докачивается.