Конструкции пневматической шины

Недавно мир отпраздновал столетие автомобиля, и вот новый вековой юбилей, на этот раз - пневматической шины, без которой немыслимо само существование автомобиля. Сегодня трудно даже поверить, что шина, наполненная воздухом, в отличие от большей части узлов, появилась после рождения автомобиля и сначала для него вовсе не предназначалась. На самоходных безлошадных экипажах она заменила массивные литые шины лишь через многие годы после своего появления на свет. Вдобавок изобретение пневмошины хотя и было предопределено прогрессом техники, все жеоказалось случайным.

Все началось в 1887 году с того, что шотландский ветеринар Джон Бойд Данлоп из Белфаста купил десятилетнему сыну Джонни трехколесный велосипед. Сидя в своем саду, он наблюдал за тем, как сын тщетно пытается проехать по рыхлой земле, глубоко увязая в ней тремя колесами, обутыми в жесткие и тонкие шины-обручи. Тогда папа Данлоп придумал надеть на колеса широкие обручи, сделанные из шланга для поливки сада, и надуть их воздухом. Мальчишки в округе дивились велосипеду Джонни, на котором он обгонял всех своих приятелей. Об этом узнал местный торговец велосипедами Элден и посоветовал Данлопу получить патент на изобретение. Такой патент № 10607 был выдан Д. Данлопу 23 июля 1888 года, а приоритет на применение «пневматического обруча» для транспортных средств подтверждал следующий патент от 31 августа того же года. С этих событий и ведет свою историю автомобильная пневматическая шина.

Идея Данлопа получила практическое развитие в мае 1889 года, когда на гонках «пневматический» (то есть на пневмошинах) велосипед, по воспоминаниям очевидцев, «исчез с глаз сразу же после старта», оставив позади конкурентов. Им заинтересовался английский предприниматель Харвей дю Кросс, который предложил Данлопу организовать серийное производство шин. Компания была основана осенью 1889 года, а в 1890 году получила имя Данлопа, хотя сам «отец шины», не увидев перспективы своего детища, отошел от дел. Сегодня английская компания «Данлоп» - один из крупнейших в мире изготовителей шин.

Большой вклад в совершенствование пневматиков внесла французская фирма «Мишлен». Ее деятельность на этом поприще тоже началась со случайности. Однажды,,' в 1891 году, владелец небольшой мастерской резиновых изделий Эдуард Мишлен встретил на дороге английского велосипедиста, горевавшего над прорванной пневмошиной. Завулканизировать ее в мастерской не представляло особого труда, но, чтобы снять и вновь надеть на колесо, требовалось немало сил и времени. Дело в том, что тогда шины приклеивались к ободам. Все это навело Мишлена на изобретение быстросъемной шины с камерой. Быстрота, впрочем, была относительной: новая шина крепилась на колесе несколькими обручами, которые привинчивались к ободу многочисленными гайками. Тогда же англичанин Бартлет и француз Дидье изобрели более легкие способы демонтажа и монтажа шин. Все это открыло пневматической шине доступ к автомобилю.

Впервые пневмошины конструкции Мишлена были установлены на французском двухместном автомобиле «Л'Эклер», который принял участие в гонках 1895 года по маршруту Париж—Бордо на дистанцию 1200 километров. В Англии в 1896 году

шинами «Данлоп» был оснащен легковой «Ланчестер». Проходимость и мягкость хода заметно улучшились, но первые шины были так ненадежны, что их приходилось менять через несколько десятков километров. Кроме того, много времени уходило тогда на монтаж. Основные усовершенствования шины были связаны именно с преодолением этих трудностей и вели к повышению долговечности, облегчению и упрощению монтажа. Первая цель достигалась применением все более надежных и долговечных материалов, а также изобретением корда - особо прочного слоя из упругих текстильных нитей. Выполнить второе требование было непросто, и долгое время в путешествие или на гонки приходилось брать с собой несколько «запасок». Кроме них, возили сменные обручи, вулканизаторы, камеры, а для их накачивания — даже баллоны со сжатым воздухом. Но с 10-х годов XX века все чаще стали использовать быстросъемное крепление колеса к ступице на нескольких болтах. Это позволило заменять шины вместе с колесом, на что уходило всего несколько минут. А на гоночных автомобилях болты вскоре были заменены одной центральной гайкой.

Все эти новшества привели к признанию шин на автомобильном транспорте и в автоспорте, а также к бурному развитию шинной промышленности. Если в 1895 году во всем мире в шины было «обуто» всего 400 автомобилей, в 1900-м - 4000, то к 1925 году - уже 4 миллиона, то есть практически весь автомобильный парк. Последние массивные шины сохранились на некоторых грузовиках лишь до конца 30-х годов.

Возникли крупные компании по производству шин, многие из которых существуют поныне. Кроме «Данлопа» и «Мишлена», это американские «Гудьир», «Файрстоун», «Гудрич», немецкие «Континенталь» и «Метцелер» (ныне в ФРГ), итальянская «Пирелли».

Первые автомобили, появившиеся в России, уже были на пневматических шинах - импортных, но в 1900-х годах их производство наладили заводы «Проводник» в Риге (шины «Колумб») и «Треугольник» в Петербурге (шины «Елка» с оригинальным протектором). Русские шины, испытанные в многочисленных пробегах и состязаниях, отличались высокой долговечностью и прочностью. На гоночном автомобиле «Бенц» с «елками» в 1913 году был установлен всероссийский рекорд скорости — 201 км/ч.

После Октябрьской революции шинные заводы вошли в Резинотрест, который обеспечивал отечественной обувью все наши автомобили. Сегодня промышленность России ежегодно производит около 70 миллионов шин для автомобилей, мотоциклов, сельхозмашин.

Конечно, шину нынешних 2000-х годов объединяет с «прабабушкой» разве, что принцип. А сама конструкция изменилась, усложнилась, усовершенствовалась до неузнаваемости - для того, чтобы характеристики шин наиболее полно отвечали параметрам автомобилей, условиям их работы. Первыми крупными шагами было разделение шины на покрышку и камеру, а также появление кордной покрышки. Надо отметить такие важные этапы, как изобретение шины низкого давления типа «баллон», бескамерных, низкопрофильных; арочных и широкопрофильных шин низкого давления для грузовиков; шин зимнего типа с шипами противоскольжения; покрышек с радиальным расположением корда, а также с кордом из синтетических материалов и металлокордом; «безопасных» шин.

Многократно выросла долговечность шин. Если в начале века рекордным считали пробег 3—4 тысячи километров, то к 20-м годам он возрос до 30 тысяч, а в дальнейшем — до 100 тысяч.

Усовершенствование шины идет и сегодня. Его главные направления - дальнейшее увеличение пробега, допускаемых нагрузок, снижение расхода материалов и упрощение технологии, улучшение других показателей, повышение безопасности. Последнее направление интенсивно развивается с 60-х годов, и сегодня ряд фирм уже выпускает серийно так называемые безопасные шины. Они монтируются на обод иной конструкции, которая помогает удержать борта покрышки на полках обода при большой утечке воздуха.

Серьезные преимущества сулит применение новых синтетических материалов, способных произвести революцию в шинной технологии. Словом, как и для автомобиля, век для пневматической шины - возраст, открывающий заманчивые перспективы.

Е.КОЧНЕВ/ Журнал "За рулем" №12, 1988 г., с.17 /

Отечественная промышленность ежегодно выпускает десятки миллионов автомобильных покрышек. Немалую долю среди них составляют шины для легковых автомобилей. Со множеством размеров, с дорожным и зимним, универсальным и повышенной проходимости рисунками, приспособленные для разных нагрузок и скоростей, эти шины изготовляют для машин всех марок и моделей.

Как разобраться, где сделали покрышку, каковы ее эксплуатационные характеристики и на какой диск ее можно смонтировать? Эти вопросы часто встречаются в письмах читателей «За рулем». Ответить на них мы попросили специалиста НИИ шинной промышленности инженера В. КАЛИН-КОВСКОГО.

Появление таких вопросов — закономерный результат расширения географии и масштабов шинного производства. Число предприятий, выпускающих покрышки, выросло уже до восемнадцати, а количество моделей шин только для легковых автомобилей исчисляется десятками. В последние годы несколько заводов изменили свои товарные знаки, и покрышки одной модели, но сделанные в пресс-формах разных лет изготовления, могут иметь непохожую маркировку. Помогут автолюбителям разобраться в этих*измене-ниях показанные здесь товарные знаки предприятий шинной промышленности, а дополнительно в табл. 1 приведены точное название предприятия, его почтовый индекс (город, где оно расположено, ясен из названия) и буквенный индекс, включаемый в маркировку по-* крышки для обозначения изготовителя.

Товарный знак и буквенный индекс предприятия — обязательные символы, присутствующие в своеобразном паспорте каждой шины, нанесенном на ее боковине. Подробно обо всех надписях и знаках, проставляемых на шинах в соответствии с требованиями государственного стандарта на покрышки для легковых автомобилей, мы уже рассказывали («За рулем», 1982, № 9). Напомним, что товарный знак предприятия — изготовителя шины всегда стоит отдельно, чтобы его нельзя было спутать с другими сведениями. Буквенный же индекс включен в цифровой блок, рассказывающий о месте, времени изготовления и порядковом номере покрышки. Эту информацию маркируют при вулканизации шины оттиском специального жетона.

Приложение

Дата изготовления покрышки

На покрышках, сделанных в старых пресс-формах, цифровой блок может иметь, например, такой вид:

Я1У83402101. Расшифровывается эта надпись следующим образом: Я — буквенный индекс ярославского шинного завода; IV — месяц изготовления (апрель); 83 — две последние цифры года изготовления (1983); 402101 — порядковый номер шины. Блок перечисленных сведений по требованию действующего с 1981 года ГОСТа 4764—80 может иметь и другой вид, например такой: 163Я402101. Здесь впереди стоит дата изготовления — 163, что расшифровывается как порядковый номер недели (16) и последняя цифра года (3, то есть 1983); известный уже буквенный индекс (Я) и после него порядковый номер шины. Этих сведений достаточно, чтобы определить адрес завода-изготовителя, а на заводе — кто и на каком рабочем месте изготовил шину. Необходимость в этом может возникнуть в гарантийный период эксплуатации покрышки.

Чтобы автолюбитель мог разобраться в ассортименте шин, приобретая их для своей машины, в табл. 2 собраны сведения, которых не бывает в инструкции по эксплуатации автомобиля. Особое внимание здесь надо обратить на такие параметры, как профиль обода, экономичная нагрузка и максимальная допустимая скорость для шины.

Не все покрышки с одинаковым посадочным диаметром можно ставить на обода с разной шириной профиля. На этот счет есть ограничения, и в таблице приведены рекомендуемые и допустимые величины. Обода с иными размерами профиля для данной модели шины непригодны.

От нагрузки на колесо в значительной мере зависит долговечность шины. Перегруженная покрышка подвергается повышенным тепловым и механическим напряжениям, способным разрушить ее каркас. Поэтому ни в коем случае нельзя использовать на автомобиле шины меньшей грузоподъемности, чем рекомендовано. Определить нагрузку, которая будет приходиться на колесо, нетрудно. Достаточно взять из инструкции полную массу автомобиля, распределенную на переднюю или заднюю оси, и разделить ее пополам.

В среде автолюбителей бытует стихийно возникшее правило не менять колеса местами. При этом полагают, что лучше быстро изнашивать пару

шин, чем постепенно все пять. Известно, что в повседневной эксплуатации автомобиль редко бывает загружен полностью. Чаще в нем находится только водитель или еще один пассажир. Поэтому практически все время передние колеса работают с большей нагрузкой, и, естественно, их шины изнашиваются интенсивнее. С этим многие свыкаются, и порой настолько, что перестают следить за углами развала и схождением колес, тем самым еще более ускоряя износ покрышек, стоящих спереди.

Третий серьезный параметр — максимальная допустимая скорость. Напомнить о нем мы решили в связи с та'ким распространившимся явлением, как использование шин повышенной проходимости ИВ-167, предназначенных для ЛуАЗов, на «жигулях» и «москвичах». Намного превосходя луц-кие «вездеходы» в мощности двигателя, динамике и максимальной скорости, «жигули» и «москвичи» на этих покрышках теряют привычную устойчивость при езде по хорошим дорогам, а сами покрышки изнашиваются гораздо ранее заложенного в них ресурса. Более тяжелые и грубые «вездехо-довские* шины не лучшим образом влияют на долговечность полуосевых подшипников, да и всей трансмиссии, не говоря уж о том, что они провоцируют водителя ездить на неприспособленной машине по такой грязи, куда хозяин нормально укомплектованных «жигулей» даже и не помыслит забраться. Внешний эффект повышенной проходимости для такой машины должен неизбежно обернуться очень скорым износом и карданных шарниров, и подвески, и других узлов и деталей ходовой части.

. О допустимой скорости и массе покрышек следует подумать и владельцам автомобилей «Нива», приспосабливающим к ним шины, предназначенные для ГАЗ—69 или «Победы».

В табл. 2 для зимних шин указаны весьма высокие максимальные допустимые скорости. Это относится только к «чистым» шинам, не снабженным шипами противоскольжения. В том случае, если владелец автомобиля поставил на него шилованные покрышки, скорость лимитируют шипы. Она не должна превышать 130 км/ч. При этом надо учесть и еще одно важное обстоятельство; шипованные шины следует обкатать на скорости не более 80 км/ч. Чем продолжительнее и аккуратнее будет проведена обкатка, тем лучше будут работать шипы.

Приложение