Считается, что самые выдающиеся изобретения принадлежат энтузиастам, которые готовы посвятить своему увлечению всю жизнь. Но история изобретения автомобильной резины знает и примеры самоотверженных поисков, и удивительные случайности, ставшие причиной появления новых технологий в производстве шин. Несколько интересных фактов могут стать примером того, что история создания автомобильной резины не менее увлекательна, чем изобретение двигателя внутреннего сгорания.
Преображение каучука
Когда европейцы познакомились с каучуком, который получали из сока гевеи, он сразу же получил всеобщее признание. Пропитанная им ткань прекрасно защищала от дождя, а упругость каучука поначалу сделала его любимым материалом производителей разнообразных игрушек. Первые в истории резиновые шины были изготовлены из пропитанной каучуком парусины, но массовое производство покрышек было еще впереди, поскольку материал необходимо было наделить значительно большей устойчивостью к перепадам температур.
В 1844 году было получено сразу два патента на производство резины: один принадлежал американцу Чарльзу Гудьиру, а второй — англичанину Томасу Ханкоку. Американский изобретатель буквально заболел идеей создания прочной качественной резины. Он ставил опыт за опытом, причем дороговизна некоторых компонентов заставила его распродать все свое имущество. В результате Чарльз попал в долговую тюрьму, но и там не прекращал проводить опыты.
По легенде, открытие вулканизации произошло случайно. Гудьир как-то бросил в печь очередной неудачный образец, в составе которого содержались каучук и сера. Наутро, вычищая золу, он нашел комок прочной резины, которая и стала прародительницей современных составов для шин. К сожалению, при жизни открытие не принесло изобретателю ни особых почестей, ни денег — он оставил после себя только огромные долги. Но технология, изобретенная Чарльзом Гудьиром, применяется и сейчас, а в лучшим памятником его таланту можно считать название крупнейшего бренда шин — Goodyear, названного в честь первооткрывателя резины.
В поисках аналогов каучука
Долгое время европейским производителям приходилось платить огромные деньги за каучук, поставляемый бразильскими плантаторами. Они оказались монополистами на основной компонент резины для велосипедных и автомобильных шин, так что могли устанавливать на рынке любые цены.
Поиск аналогов вещества, получаемого из сока гевеи, шел в нескольких направлениях: ботаники искали местные растения с похожими свойствами, а химики пытались повторить формулу каучука в лаборатории. Интересно, что только российским ученым удалось отыскать более 900 растений-каучуконосов, и одним из наиболее эффективных оказался одуванчик кок-сагыз, который начали массово разводить на полях. Полученный из него каучук ничуть не уступал тому, который получали из сока гевеи.
В это время случались истории, которые могли бы стать основой увлекательного сериала о промышленном шпионаже. В частности, в 1876 году Генри Уикхему, представителю британской разведки, удалось похитить и тайно вывезти из Бразилии 70 тысяч семян гевеи. Драгоценный груз спешно переправили в Юго-Восточную Азию, где были заложены первые британские плантации.
В тридцатых годах прошлого века ученым удалось получить искусственный каучук, и с тех пор у производителей шин появились неограниченные источники сырья для производства резины. Натуральный каучук по-прежнему входит в число добавок: этот компонент считается незаменимым при производстве самых мощных и крупногабаритных шин для промышленных грузовиков.
Интересные факты об автомобильной резине
Первые экипажи с резиновыми шинами считались опасными: они ездили слишком тихо, что пугало пешеходов. В США их на некоторое время запретили вовсе, а в России обладатели шин из резины должны были устанавливать на экипаже специальные легко различимые номера, чтобы граждане могли пожаловаться на «шинников».
Поначалу не существовало разделения на зимнюю и летнюю резину. Первые зимние шины были представлены публике в 1934 году, а авторство принадлежит прародительнице современного бренда Nokian — компании Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö. Поначалу зимние грузовые шины отличались только формой — на покрышке располагались угловатые блоки, которые позволяли преодолевать снежные заносы.
Позже фирма запатентовала более 100 разработок в области изготовления зимней резины. Познакомиться с образцами автомобильной резины ведущих брендов и заказать качественные шины вы сможете на сайте компании Megawheel . Широкий выбор зимних и летних моделей позволит подобрать покрышки для любых дорожных условий.
Что мы знаем об автомобильных покрышках? Казалось бы, эта самая простая часть автомобиля о которой известно все или почти все. На протяжении всей работы нашего информационного издания мы не раз писали о покрышках (шинах). Вот например: " ", " ", " ", ну и о многом другом о чем вы можете в любой удобный момент прочитать на страницах нашего издания. Но вместе с быстрым развитием технологий в современной автопромышленности быстрыми темпами меняются и технологии по производству и изготовлению автомобильной резины. Ничего не стоит на месте. Наверняка наши читатели многого еще не знают о современных шинах. Поэтому, наше интернет издание предлагает своим читателям ознакомиться с самыми новейшими тенденциями и с технологиями по изготовлению резины, узнать о некоторых технических и технологических факторах, о которых многие из вас вероятно никогда и не слышали.
1
Миф: Узкая резина -плохая.
На автомобиль и на многих других устанавливается в основном как правило, узкая резина. Это позволяет автопроизводителю добиться низкого уровня сопротивления так называемому качению. Например, на модели i3 устанавливается резина марки «Bridgestone Ecopia EP500», которая имеет узкий протектор и большой диаметр. Такая резина позволяет при сцеплении с дорогой во время движения уменьшить потери энергии в самих покрышках.
Кроме всего, такое соотношение позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление воздуха во время движения. Для того, чтобы из-за размера резины компенсировать потерю воздушной емкости покрышек, таковые имеют внутри себя повышенное давление в отличии от традиционной резины. Это позволяет придавать резине такие же свойства и характеристики, которые обычно дают традиционные покрышки.
Вы думаете, что узкую резину используют только для электрических и гибридных автомобилей? Конечно нет. Вот например, новое поколение автомобилей сегодня оснащается резиной с размерами: 245 / 35ZR-19 (спереди) и 285 / 30ZR-20 (в задней части). Его предшественник (модель С6,-поколение Corvette Grand Sport) напротив, оснащался резиной с размерами: 275 / 35ZR-18 и соответственно 325 / 30ZR-19.
Как мы видим этот новый "Корвет" использует шины которые по своему диаметру стали больше (выше), а по ширине меньше. Как и на автомобиле BMW i3 это дало уменьшение сопротивления качению и снизило аэродинамическое сопротивление. Все в совокупности привело к уменьшению потребления топлива автомобилем. Таким образом, если кто-то из вас видит на современных автомобилях узкие покрышки, установленные обычно на заводе, то вероятнее всего таким способом автопроизводитель стремиться (или стремился) уменьшить на автомобиле расход топлива.
2
Миф: Широкие шины улучшают ускорение и торможение.
У более широкой (покрышки) будет менее короткий участок контакта с дорожной поверхностью. По словам менеджера компании "Bridgestone" получается, что для более эффективного торможения на много важней сам диаметр резины, а нее ее ширина. То есть, чем длиннее общая площадь контакта резины с дорожным покрытием, тем эффективность торможения машины будет лучше.
3
Факт: Более широкие шины увеличивают сцепление с дорогой на поворотах.
Однако, инженеры разрабатывающие сегодняшнии современные шины, работают обычно с несколькими переменными техническими показателями покрышек (шин). Дело здесь вот в чем. Улучшая одни показатели в одной из характеристик (например увеличение ширины шины), тут-же появляется минус в другом техническом показателе.
На самом деле разработать безупречные , где будут улучшены все характеристики, практически невозможно. Нет-нет, не подумайте ничего плохого, это вовсе не означает, что современные покрышки по своим свойствам и характеристикам не становятся лучше. Вот вам пример, те же покрышки, что устанавливаются на автомобили марки Corvette (см. выше).
Так как на автомобиле нового поколения марки Corvette Stingray в сравнении с прошлой моделью, стала по ширине меньше, то это конкретно и привело при прохождении машиной поворотов, к уменьшению сцепления автомобиля с дорожным покрытием. Чтобы решить этот вопрос производители шин обычно стараются улучшить сам протектор резины (шин), который позволит в дальнейшем улучшить равномерное распределение давления по всей поверхности контакта резины с дорожным покрытием.
4
Факт: Современные шины накапливают статическое напряжение.
Многие из нас (Вас) ошибочно полагают, что позволили разработчикам решить проблему с накоплением избыточного статического напряжения, которое может быть опасно при движении на автомобиле.
Хотим напомнить, что на заре развития автопромышленности многие автопокрышки накапливали в себе статическое электричество, что часто приводило к возгоранию автомобилей на дороге. Со временем эта проблема просто ушла. Произошло это в связи с развитием химической промышленности, которая позволила производителям резины (шин) выпускать покрышки, которые никакого статического электричества не накапливают.
Но сегодня существует (появилось) одно "но". К большому сожалению, современные технологии нашего времени привели к тому, что все современные покрышки (шины) опять стали способны накапливать внутри себя статическое напряжение. Дело здесь вот в чем. Для того, чтобы снизить вес шин и уменьшить сопротивление качению производители резины просто уменьшили содержание сажи в составе резины, а в результате этого все снова начали накапливать в себе статическое напряжение.
Чтобы защитить автомобиль от возгорания производители резины стали использовать в конструкции шин специальный резиновый сплошной обод, который помогает проводить к земле лишнее напряжение. То есть, современная конструкция покрышки спроектирована таким образом, чтобы выводить лишнее статическое напряжение наружу на дорогу, которое постепенно накапливается внутри шин во время движения автомобиля.
5
Миф: В будущем все автомобили не будут оснащаться запасными колесами.
Несмотря и на распространение сервиса "Услуги помощи на дороге", продажу ремкомлектов по самостоятельному ремонту шин в случае прокола колеса, а также оснащение автопроизводителями всех новых автомобилей специальной резиной, которая может быть использована водителем на расстоянии примерно 30 - 50 километров, никто пока не собирается.
Ведь многие покупатели автомобилей по-прежнему предпочитают, чтобы у них в машине была полноценная запаска, которая придает многим владельцам автотранспортных средств душевное спокойствие. Конечно, единственное, что в будущем может измениться, так это продажа автомобилей с запасным колесом, которое будет предлагаться в качестве дополнительной опции.
Зачем же тогда производители автомобилей в последние годы стараются (пытаются) продавать новые модели машин без запасного колеса? Дело в следующем. Каждый автопроизводитель в наши дни старается максимально уменьшить себестоимость своего автомобиля, а также увеличить его экономичность. Для этого автомобильные компании все чаще и идут на подобные меры. Нример, отсутствие запасного колеса в машине позволяет автопроизводителю хоть на немного, но все-же снизить потребление топлива автомобилем.
6
Факт: На спущенном колесе без ущерба для покрышки можно проехать более 160 км.
Производители шин утверждают, что на полностью спущенном колесе вы можете без ущерба шине (протектору) проехать 80 километров соблюдая скорость в 80 км/час. Но если вы постараетесь снизить скорость движения, то сможете без особого ущерба для покрышки (что характерно) проехать гораздо больше. По словам самого инженера по разработке продукции компании "Michelin", при снижении скорости до 65 км/час диапазон километража который можно проехать без ущерба покрышки, просто удваивается.
То есть, чем меньше скорость движения автомобиля, тем больше вы сможете проехать без риска (ущерба) повредить шину на спущенном колесе. Это связано прежде всего с тем, что, чем меньше скорость вращения спущенного колеса, тем меньше оно нагревается (от избыточного теплообразования и есть риск повредить спущенную покрышку), т.е. служит дольше.
Это точно так же, как сгибание скрепки. Если вы начнете резко и быстро сгибать скрепку, то она быстро сломается. Ну а если вы будете сгибать скрепку медленно и плавно (неторопясь), то она естественно сломается не сразу, а то и вообще просто согнется.
7
Факт: Производители шин упорно работают, чтобы уменьшить вес продукции.
Компания "Bridgestone" разработала новую технологию металлокорда, сделала она это для того, чтобы . Вот например, это новая модель шин -«Ecopia EP422 Plus», которая имеет низкое сопротивление качению. Новые шины созданы по технологии, которая позволяет уменьшать вес стального корда без какого-либо ущерба качеству и надежности самой покрышки. Так же в настоящий момент специалисты компании "Michelin" работают над новыми технологиями, которые позволят за счет уменьшения протектора снизить вес шин, и все это без ущерба снижения сцепления с дорогой.
Дело вот в чем, чем меньше глубина протектора, тем меньше сопротивление инерции колеса, что в конечном итоге приводит к снижению потребления топлива.
8
Факт: Автомобильные компании и производители шин имеют плотное сотрудничество.
Сегодняшние заинтересованы в долгосрочном сотрудничестве с производителями шин. Ведь каждая автомобильная компания перед тем как начать продавать свою новую модель авто заранее решает, какие будут устанавливаться на их продукцию покрышки (шины).
Для того, чтобы в самый последний момент не искать для себя компанию, которая согласиться поставлять автопроизводителю шины на , эти компании заблаговременно отправляют производителю шин спецификацию и технические характеристики своей новой модели. Делается это для того, чтобы производитель шин заранее подготовил или изготовил для данной авто (модели) подходящие покрышки.
Далее, после того, как производитель шин готов поставить автокомпании нужную резину, покрышки ставятся на тестируемый автомобиль и проходят испытание в котором участвуют, и специалисты шинной компании и сотрудники автофирмы.
Во время тестирования специалисты автомобильной компании фиксируют данные о мягкости хода машины на испытуемых покрышках, также, уровень шума в салоне машины ну и т.п.показатели. По результатам проведенного тестирования решается вопрос, об официальной поставке партии покрышек на автозавод. И в заключении, инженеры автокомпании настраивают подвеску машины под саму резину, которая была предварительно одобрена и заказана автокомпанией, добиваясь таким образом максимальной комфортности автомашины, которая будет поставлена с завода.
Но если вы считаете, что производителям шин легко уговорить специалистов автомобильных компаний, чтобы именно их продукция на официальном уровне начала поставляться на завод, то вы глубоко ошибаетесь.
Например, для того, чтобы компании "Michelin" стать (быть) официальным поставщиком шин для новых моделей автомобилей BMW M3 и M4, ей пришлось в течение 19 месяцев предоставлять Баварской марке машин 3 тыс.884 прототипа шин для испытаний, чтоб наконец-то убедить сотрудников автофирмы "БМВ" заключить с ними договор поставки.
9
Миф: Шина - это просто резина.
Вы уважаемые читатели возможно слышали о том, что внешняя сторона протектора состоит из резины, стальных слоев и кевлара.(?) Но знаете ли вы, что сам состав резины содержит в себе металлы, в том числе кобальт и титан, которые помогают сделать соединение стальной ленты с самой резиной. И это еще не все. Вот например, компания "Yokohama" в некоторых моделях своих покрышек использует масло цитрусов, которое изменяет вязкость резины при сильном нагреве протектора.
Одним из последних шагов промышленности по производству резины стала технология по использованию силана (гидрид кремния) для эффективного связующего реагента между неорганическим диоксидом кремния, что повышает качество сцепления покрышки (шины) с мокрой или обледенелой дорогой.
В последние годы кремний стал популярным средством для улучшения свойств шин в холодную или мокрую погоду. Так благодаря этой технологии современные шины имеют на 15 процентов больше сцепления, чем покрышки, которые производились 3 года назад.
10
Факт: Автономные автомобили могут проложить путь для распространения безвоздушных шин.
Сегодня есть производители, которые экспериментируют с безвоздушными шинами сочетающими в себе непосредственно само колесо и ту же покрышку (2 в 1). Например, известная всем компания "Michelin" уже в наше время начала производить подобные шины для низкоскоростной, промышленной и внедорожной техники (газонокосилки, садовые культиватора и мини-тракторы). Так же эта компания ("Michelin") производит безвоздушные шины, которые устанавливаются на тележки для гольфа.
По мнению многих экспертов и специалистов в автопромышленности, эти безвоздушные шины в скором времени сделают свой шаг вперед в направлению к автомиру. Где же впервые могут появиться эти безвоздушные покрышки? В первую очередь такие безвоздушные шины впервые появятся на низкоскоростных автомашинах. Например, на автономных машинах компаний "Google" или "Apple", которые в настоящий момент уже разрабатываются этими высокотехнологичными корпорациями.
Существует заблуждение, что изобретением резины европейцы обязаны Колумбу. На самом деле мореплаватель всего лишь оставил описание того, как туземцы островов Гаити играли с мячом, сделанным из загустевшего млечного сока, вытекавшего из порезов на коре гевеи бразильской. Когда с дерева стекал сок, индейцам казалось, что оно плачет. Поэтому они стали называть это растение «плачущим деревом» – от индейских слов кау («дерево») и учу («плакать»).
Значительно позже европейцы, побывавшие в Америке, познакомились с каучуком поближе и даже научились, подобно местным жителям, пропитывать соком каучуконосного дерева свои плащи.
Но в Старый Свет каучук попал только в 1751 году. Немного застывшего сока привез математик Шарль Ла Кондамин. Он долго наблюдал за своим «трофеем», но никак не мог сообразить, какую пользу каучук может принести ему лично и человечеству в целом. Кроме эластичности каучук не имел никаких других свойств. Поэтому математик назвал американскую резинку гуммиластиком и забыл о ней. И только почти 20 лет спустя застывшему соку нашли применение.Английский священник и химик Джозеф Пристли (Joseph Priestley) в 1770 году случайно обнаружил, что сырой натуральный каучук способен стирать следы графита (карандаша) лучше, чем частицы хлеба, которые использовались в то время с этой же целью. Это преимущество каучука связано с тем, что его трение по бумаге вызывает электростатическое напряжение, которое позволяет частицам каучука притягивать частицы графита. Приcтли назвал данное вещество «индийской резиной» (от англ. indian rubber - «индийский каучук»). Местом происхождения каучука была Америка, но в то время все американские вещи называли индийскими, и именно это неточное название сохранилось по сей день.
Однако опыты с каучуком продолжались. Во Франции изобрели удобные подтяжки и подвязки из сплетенных с хлопком резиновых ниток. А после 1823, когда шотландец Ч.Макинтош придумал прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани, начался настоящий «резиновый бум». Так родился прорезиненный плащ, названный в честь его изобретателя макинтошем. Однако «шотландский дождевик» далеко не сразу завоевал всеобщее признание. Дело в том, что натуральный каучук при похолодании терял свою эластичность, а в жару размягчался, становился липким и начинал дурно пахнуть.
Еще не зная о таком свойстве материала, английский сапожник Рилли начал выпускать резиновую обувь. Говорят, его товар поначалу вызвал большой интерес, но когда припекло летнее солнышко, сапоги и калоши буквально расплавились на полках лавки. Несмотря на неудачу, постигшую Рилли, его дело продолжил американец Чарльз Гудир (Charles Goodyear). Он был бедным человеком, но, поставив перед собой цель «приручить» каучук, упорно добивался ее достижения. Рассказывают, что один промышленник, заинтересовавшись опытами изобретателя-самоучки, решил отыскать его. Он поинтересовался у соседей, как найти господина Гудира. Ему ответили, что «если вы встретите человека в резиновой шапке, брюках, сюртуке, накидке, башмаках и с резиновым кошельком без единого цента в нем, то это и будет Гудир». На самом деле изобретатель совершил переворот в технологии изготовления резиновых изделий. Он открыл принцип вулканизации резины, то есть особой обработки каучука, при которой последний соединяется с серой и вследствие этого приобретает способность не реагировать на перепады температуры. В 1843 году он запатентовал этот процесс.
Неудивительно, что Бразилия, которая была крупнейшим импортером каучука, берегла источник своего богатства. Вывоз семян гевеи был запрещен под страхом смертной казни. Однако в 1876 британский шпион Генри Уикхем в трюмах английского судна «Амазонас» тайно вывез 70 000 семян гевеи. В британских колониях Юго-Восточной Азии были заложены первые плантации каучуконосов. На мировом рынке появился натуральный английский каучук, более дешевый, чем бразильский.
Существует заблуждение, что изобретением резины европейцы обязаны Колумбу. На самом деле мореплаватель всего лишь оставил описание того, как туземцы островов Гаити играли с мячом, сделанным из загустевшего млечного сока, вытекавшего из порезов на коре гевеи бразильской. Когда с дерева стекал сок, индейцам казалось, что оно плачет. Поэтому они стали называть это растение «плачущим деревом» – от индейских слов кау («дерево») и учу («плакать»).
Значительно позже европейцы, побывавшие в Америке, познакомились с каучуком поближе и даже научились, подобно местным жителям, пропитывать соком каучуконосного дерева свои плащи. Но в Старый Свет каучук попал только в 1751 году. Немного застывшего сока привез математик Шарль Ла Кондамин. Он долго наблюдал за своим «трофеем», но никак не мог сообразить, какую пользу каучук может принести ему лично и человечеству в целом.
Кроме эластичности каучук не имел никаких других свойств. Поэтому математик назвал американскую резинку гуммиластиком и забыл о ней. И только почти 20 лет спустя застывшему соку нашли применение.
Английский священник и химик Джозеф Пристли (Joseph Priestley) в 1770 году случайно обнаружил, что сырой натуральный каучук способен стирать следы графита (карандаша) лучше, чем частицы хлеба, которые использовались в то время с этой же целью. Это преимущество каучука связано с тем, что его трение по бумаге вызывает электростатическое напряжение, которое позволяет частицам каучука притягивать частицы графита. Приcтли назвал данное вещество «индийской резиной» (от англ. indian rubber - «индийский каучук»). Местом происхождения каучука была Америка, но в то время все американские вещи называли индийскими, и именно это неточное название сохранилось по сей день.
Однако опыты с каучуком продолжались. Во Франции изобрели удобные подтяжки и подвязки из сплетенных с хлопком резиновых ниток. А после 1823, когда шотландец Ч.Макинтош придумал прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани, начался настоящий «резиновый бум». Так родился прорезиненный плащ, названный в честь его изобретателя макинтошем. Однако «шотландский дождевик» далеко не сразу завоевал всеобщее признание. Дело в том, что натуральный каучук при похолодании терял свою эластичность, а в жару размягчался, становился липким и начинал дурно пахнуть.
Еще не зная о таком свойстве материала, английский сапожник Рилли начал выпускать резиновую обувь. Говорят, его товар поначалу вызвал большой интерес, но когда припекло летнее солнышко, сапоги и калоши буквально расплавились на полках лавки. Несмотря на неудачу, постигшую Рилли, его дело продолжил американец Чарльз Гудир (Charles Goodyear). Он был бедным человеком, но, поставив перед собой цель «приручить» каучук, упорно добивался ее достижения. Рассказывают, что один промышленник, заинтересовавшись опытами изобретателя-самоучки, решил отыскать его. Он поинтересовался у соседей, как найти господина Гудира. Ему ответили, что «если вы встретите человека в резиновой шапке, брюках, сюртуке, накидке, башмаках и с резиновым кошельком без единого цента в нем, то это и будет Гудир». На самом деле изобретатель совершил переворот в технологии изготовления резиновых изделий. Он открыл принцип вулканизации резины, то есть особой обработки каучука, при которой последний соединяется с серой и вследствие этого приобретает способность не реагировать на перепады температуры. В 1843 году он запатентовал этот процесс.
Неудивительно, что Бразилия, которая была крупнейшим импортером каучука, берегла источник своего богатства. Вывоз семян гевеи был запрещен под страхом смертной казни. Однако в 1876 британский шпион Генри Уикхем в трюмах английского судна «Амазонас» тайно вывез 70 000 семян гевеи. В британских колониях Юго-Восточной Азии были заложены первые плантации каучуконосов. На мировом рынке появился натуральный английский каучук, более дешевый, чем бразильский.
