В кругу автомобилистов слова «шина» и «покрышка» часто употребляются как синонимы. Но, если разобраться, каждое из них имеет собственное значение. Итак, углубимся в терминологию и выясним, чем отличается шина от покрышки.
Общие сведения
Шина – упругая оболочка, обтягивающая обод диска колеса. Предназначается для поглощения колебаний, передающихся колесу в процессе движения транспортного средства. Кроме того, шина обеспечивает оптимальное сцепление колеса с поверхностью дорожного полотна, позволяет уменьшить шум, возникающий при движении автомобиля, и смягчает разрушительное воздействие колеса на дорогу. Частью некоторых шин является покрышка.
Шина на колесе автомобиля
Сравнение
Чтобы лучше понять, в чем состоит отличие шины от покрышки, обратим внимание на некоторые детали. Итак, шина по своему устройству может относиться к одной из двух категорий: камерная и бескамерная. В конструкции камерной шины есть покрышка. Она находится снаружи и представляет собой своеобразный чехол из резины. Именно покрышка в этом случае отвечает за надежность сцепления колеса с дорожной поверхностью и выполняет защитную функцию. Под покрышкой в шине такого типа находится камера, удерживающая сжатый воздух.
Камерная шина является подходящим решением для тех транспортных средств, в отношении которых другой вариант неприемлем. Однако у современных автомобилей колеса уже давно снабжаются шинами другой разновидности – бескамерными, обладающими рядом бесспорных преимуществ. Камера как отдельный элемент в такой шине отсутствует. Ее заменяет специальный герметизирующий слой. А бортовая зона выполняет в своем роде роль покрышки.
Типы шин Среди основных плюсов «бескамерки» можно назвать отсутствие риска быстрого спуска колеса в случае прокола (в отличие от камерной шины), меньшее нагревание и сравнительную легкость. Важно и то, что во многих ситуациях починить бескамерную шину можно, не снимая колеса.
Но вернемся к главному вопросу и попытаемся предположить, почему происходит путаница с названием наружного элемента колеса. Вероятно, по старой памяти, с тех времен, когда еще выпускались автомобильные колеса с покрышками. Возможно, понятия подменяются и потому, что шина все-таки что-то покрывает, а именно обод диска.
В любом случае не стоит на словах упрощать значение шины, применяя к ней другое название. Зная, в чем разница между шиной и покрышкой, будет правильней употреблять термины согласно их определениям.
Несмотря на устоявшиеся стереотипы, шины и покрышки — это не одно и тоже. Эти термины обозначают разные конструктивные элементы автомобильного колеса. Что же будет, если перепутать и вместо шины натянуть на диск покрышку?
Ответ редакцииЕще на заре автомобилестроения пневматические шины изготавливались из нескольких составляющих. Давление воздуха держала резиновая камера, а сверху нее надевалась прочная покрышка из жесткой резины. Позднее на ней появились крошечные грунтозацепы.
Колесо в калошах
В 1910 году американская фирма B. F. Goodrich Company для увеличения прочности стала добавлять в каучуковую смесь высокодисперсный аморфный углерод или попросту сажу. Резина меньше истиралась, но эластичность колеса тут же снизилась. Поэтому инженеры решили делать протектор и покрышку отдельными элементами.
Тогда шины изготавливали из природного сырья и они были белого или бежевого цвета. А протектор с углеродосодержащей сажей внутри оказался черным. В итоге нижняя черная оболочка шин выглядела как калоши. Одноразовый протектор ставили на многоразовые покрышки и эксплуатировали колесо гораздо дольше обычного. Такие черно-белые покрышки можно увидеть и сейчас на отреставрированной технике, а также в кинофильмах двадцатых годов.Съемный протектор для некоторых разновидностей шин применялся вплоть до шестидесятых годов. Подобные составные колеса в шестидесятые годы изготавливал Ярославский шинный завод для грузовиков ГАЗ. Однако с ростом скорости и нагрузки подобная конструкция оказалась неэффективной.
Для избежания проскальзывания съемного протектора и его срыва стали делать монолитную покрышку. Протектор наваривался сверху, как и другие слои резины. Рудиментом этих технологических процессов сейчас является так называемая вулканизация, при которой старые грузовые шины получают новый протектор.
Совместный труд
Рост скоростей потребовал новой конструкции колеса. Шины пришлось делать бескамерными, так как они лучше выдерживали многочасовые заезды по автострадам со скоростями свыше 120 км/ч. Они не боялись резких торможений и боковых перегрузок во время прохождения поворотов. С появлением бескамерных шин покрышка стала объединять все составляющие резинового колеса.
Современная шина состоит из нескольких основных частей: из каркаса (корда), протектора, а также боковин и бортов, а роль камеры играет внутренний герметизирующий слой. Именно он слезает и крошится, если проехать на спущенных колесах несколько метров. Без этой прослойки колесо понемногу стравливает воздух.
Фото: Shutterstock.com
Основание бортовой зоны бескамерной шины плотно прилегает к диску и обеспечивает ее герметичность. Поэтому диск для бескамерной шины отличается от обычного наличием уплотняющих буртиков на ободе. С нарастанием давления воздуха резина сильнее примыкает к ним и плотно обжимает отшлифованную поверхность. Кроме того, перед установкой буртики смазывают герметиком.
Чтобы протектор шины хорошо держался за асфальт, он должен быть гибким, а вот его основание совсем наоборот. Поэтому сама шина пронизана кордами из разных материалов. В каркасе используют металлическую проволоку, текстильные и даже углеродистые нити. Они препятствуют растяжению материала.
В самых распространенных радиальных шинах нити корда расположены под прямым углом по отношению к бортам. Это позволяет лучше сбалансировать колесо. Но шины нужно защищать от порезов и проколов.
За это отвечает брекерный слой, который представляет собой тонкую «броню», расположенную между протектором и каркасом и защищающую колесо от механических воздействий извне.Боковая часть шины имеет выпуклые фрагменты, которые тоже защищают покрышку и диск от притираний к бордюрам.
В некоторых моделях колес боковины имеют свои жесткие включения и даже держат нагрузку. На таких покрышках в спущенном виде можно проехать до 80 км. В целом понятие «покрышка» в обиходе стало обозначать шину.
В общем, для подавляющего большинства легковых автомобилей используются бескамерные шины. Но и сейчас можно встретить специальные покрышки, которые эксплуатируются вместе с внутренними камерами. Они устанавливаются на старую историческую технику, на тракторные телеги и даже на велосипеды. Для автомобильных покрышек нужны не только внутренние камеры, но и специальные диски. Категорически нельзя их использовать без камер вместо современных шин. Иначе покрышки не смогут держать давление воздуха.
Насколько важно соответствие шин различным погодным условиям, можно понять, посмотрев хотя бы один заезд «Формулы 1». Больше половины комментариев составляет обсуждение того, какие шины на каком болиде стоят, нужно ли их менять, сколько они прошли кругов и т. п. В гран-при изменение температуры воздуха или асфальта на пару градусов может серьёзно повлиять и на результат, и на безопасность. Что же говорить про сезонные колебания в нашем континентальном климате?
Так какая связь между температурой и выбором покрышки? - Прямая. Все когда-нибудь видели эффектные кадры, как разбиваются предметы, опущенные в жидкий азот: супернизкие температуры разрушают связи и предмет становится хрупким. Но даже разница в 10-20 ˚С может кардинально изменить свойства материи. Всё это справедливо и по отношению к резине как основному компоненту автомобильных шин. Чем ниже температура, тем твёрже покрышка. При этом снижаются её сцепные свойства, что отрицательно сказывается на управляемости и торможении. При повышении температуры увеличиваются сцепные свойства, возникает большее сопротивление качению, и как следствие, растёт расход топлива и износ шины.
Для того чтобы эти процессы сбалансировать, шинные компании разработали летние и зимние покрышки, которые отличаются химическим составом и рисунком протектора.
Резина, используемая в летних шинах, более жёсткая , выдерживает контакт с разогретым в жару асфальтом, достаточно износостойка. Её свойства сбалансированы между сцеплением с поверхностью и сопротивлению качению, шина достаточно эластична, чтобы «держать» автомобиль на заложенном курсе, но при этом не изнашивается за 100 км пробега. При низких температурах покрышка становится жёсткой, а способность к уверенному контакту с дорогой стремительно уменьшается, процесс качения начинает больше походить на скольжение.
Зимние шинные имеют более мягкий состав резины , поэтому при плюсовых температурах она становится очень мягкой и быстро изнашивается. Но когда показания термометра ниже 0, зимняя шина достаточно эластична, чтобы давать возможность уверенно управлять автомобилем. Помимо самого химического состава, зимняя шина может быть более пористой для увеличения площади контакта. Особенно это хорошо сказывается на движении по льду, когда мельчайшие неровности цепляются за почти гладкую поверхность, сокращая тормозной путь.
Пограничной температурой для обоих типов шин является +10 ˚С. При её установлении лучше «переобуться».
Что же касается рисунка , то в летнем варианте он имеет больше продольных и выводящих канавок, которые необходимы для увода влаги из пятна контакта и уменьшения последствий аквапланирования. Такие же выводящие канавки характерны и для зимних шин, но они более глубокие, а блоки, которые они разделяют, более крупные. Часть рисунка имеет поперечную направленность для лучшего сцепления со скользкой поверхностью.
Этому же служит большое количество ламелей (мелких разрезов в блоках профиля), которые делают покрышку более эластичной и приспосабливаемой к поверхности. Для улучшения сцепления на скользких поверхностях и снегу на зимних шинах могут устанавливаться шипы.Есть ещё и так называемые «всесезонные» шины . Это самый бюджетный вариант, но он имеет больше недостатков, позаимствованных у летних и зимних покрышек, чем достоинств. Так, летом эти шины из-за большей мягкости быстрее изнашиваются, а зимой менее эластичны. Лучше всего «всесезонка» ведёт себя в околонулевых температурах.
Автомобильные шины отличаются друг от друга своими параметрами. Здесь представлены основные параметры пневматических шин.
Пневматическая шина – это упругая оболочка, предназначенная для установки на ободе колеса и заполняемая воздухом под давлением.
По внешнему виду и по рабочим признакам в покрышке различают следующие основные части (рис.1 ): каркас, брекер, протектор, боковину и борта.
1 - каркас; 2 - брекер; 3 - протектор; 4 - боковина; 5 - борт; 6 - бортовая проволока; 7 - наполнительный шнур.
В - ширина профиля; D - наружный диаметр; Н – высота профиля; d - посадочный диаметр.
Конструктивные элементы шины.
Рис.1. Конструктивные элементы шины.
Каркас - это силовой элемент конструкции (резинокордная основа). Состоит каркас из одного или нескольких слоев обрезиненного корда с резиновыми прослойками, закрепленных на бортовых кольцах.
Брекером
называют пояс, охватывающий каркас покрышки по его внешней части, непосредственно под протектором. Делают пояс из двух или более обрезиненных слоев ткани или металлокорда. Брекер, в основном, изготовляется из металлокорда.
В зависимости от материала корда в брекере шины подразделяют на шины с текстильным брекером и металлобрекерные, а при использовании металлокорда и в каркасе, и в брекере – на цельнометаллокордные (ЦМК).
Протектор - это часть покрышки, которая непосредственно соприкасается с дорогой. Протектор представляет собой толстый слой резины, состоящий из наружной рельефной части и сплошной полосы под ней. Рельефный рисунок протектора во многом определяет приспособленность шины для разных дорожных условий.
Таблица индексов грузоподьемности
| Индекс грузоподъемности | кг | Индекс грузоподъемности | кг |
| 72 | 355 | 91 | 615 |
| 73 | 365 | 92 | 630 |
| 74 | 375 | 93 | 650 |
| 75 | 387 | 94 | 670 |
| 76 | 400 | 95 | 690 |
| 77 | 412 | 96 | 710 |
| 78 | 425 | 97 | 730 |
| 79 | 437 | 98 | 750 |
| 80 | 450 | 99 | 775 |
| 81 | 462 | 100 | 800 |
| 82 | 475 | 101 | 825 |
| 83 | 487 | 102 | 250 |
| 84 | 500 | 103 | 875 |
| 85 | 515 | 104 | 900 |
| 86 | 530 | 105 | 925 |
| 87 | 545 | 106 | 950 |
| 88 | 560 | 107 | 975 |
| 89 | 580 | 108 | 1000 |
| 90 | 600 | 109 | 1030 |
Таблица индексов скорости
| Индекс категории скорости | Макс. скорость, км/ч | Индекс категории скорости | Макс. скорость, км/ч |
| K | 110 | S | 180 |
| L | 120 | T | 190 |
| M | 130 | U | 200 |
| N | 140 | H | 210 |
| P | 150 | V | 240 |
| Q | 160 | W | 270 |
| R | 170 | Y | Свыше 270 |
В зависимости от характера его относят к одному из следующих типов: дорожный, универсальный, зимний (допускающий применение шипов противоскольжения) и повышенной проходимости.
Дорожный рисунок протектора обеспечивает надежную устойчивость и управляемость движения, низкое сопротивление качению, повышенные сцепные и тормозные свойства на сухой и мокрой дороге, равномерный износ.
Универсальный рисунок протектора обеспечивает эксплуатацию шин на всех типах дорог, высокую устойчивость и управляемость движения, низкий уровень шума, уменьшенный расход топлива, хорошие тормозные и сцепные свойства на сухой и мокрой дороге.
Зимний рисунок протектора обеспечивает надежные тормозные и сцепные свойства на сухой, мокрой дороге и заснеженной дороге и во время движения по снегу и грязи, низкое сопротивление качению, эффективный отвод воды, грязи и снега из зоны контакта.
Шины с протектором повышенной проходимости предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья.
Боковина - это слой резины на боковых стенках каркаса.
Борт — жесткая посадочная часть покрышки. Он состоит из одного или более колец, материалом которого служит стальная проволока, на которых закреплены слои каркаса, и обеспечивающие крепление покрышки на ободе колеса.
В зависимости от способа герметизации пневматические шины выпускаются в камерном и бескамерном исполнении.
Камерная шина состоит из покрышки и камеры.
Бескамерная шина – это усовершенствованная покрышка, которая выполняет одновременно функции покрышки и камеры.
Профиль шины – контур шины в радиальной плоскости колеса.
Параметры профиля пневматической шины определяются на монтированной на рекомендуемом ободе ненагруженной шине при заданном внутреннем давлении.
Наружный диаметр (D) — диаметр наибольшего сечения шины плоскостью вращения колеса.
Посадочный диаметр (d) — диаметр окружности, являющейся линией пересечения поверхности основания борта шины с его наружной поверхностью.
Ширина профиля (В) — расстояние между двумя плоскостями вращения колеса, касающимися внешних поверхностей боковин шины.
Высота профиля (Н) — полуразность между наружным и посадочным диаметрами шины.
Серия профиля — номинальное отношение высоты профиля Н к ширине профиля В. Измеряется в процентах.
Ширина профиля обода (А) — смотрите на схеме.
Статический радиус (Rc)
— расстояние от центра неподвижного нагруженного нормальной нагрузкой колеса с шиной до плоской опорной поверхности.
