Качество шин обеспечивается технологичностью производственного процесса. Какие компоненты используются при изготовлении? Как они влияют на характеристики?
Немного истории
Еще во времена, когда по городам курсировали конные экипажи, стало понятно, что деревянным колесам нужно покрытие, исключающее интенсивный износ и повреждения из-за поездок по мостовым, мощеным булыжником. Специалист по имени Роберт Уильям Томсон предложил покрывать обода специальными полосами на основе парусиновой ткани, пропитанной густым каучуковым раствором, для большей прочности покрытыми кожей.
Разработка не получила широкого распространения, однако, стала отправной точкой для других исследователей. Начался период активных экспериментов, благодаря которым появились пневматические шины из каучука, напоминающие современные. Конечно, такие покрышки были куда совершеннее своих предшественниц на основе кожи и парусины, повышали плавность хода, способствовали гашению вибраций, снижали нагрузку на колеса.
Его величество каучук
80 процентов от общей массы шины приходится на резину, основа которой – каучук. Он представлен в натуральном и искусственном исполнении, при этом, несмотря на постоянное развитие химической промышленности, предпочтение отдается первому варианту. Природный материал мягче, за счет чего покрышка становится эластичнее, лучше прилипает к асфальту, удерживает автомобиль на траектории и сокращает тормозной путь, вдобавок, он обладает уникальным свойством прочно склеивать молекулы вспомогательных компонентов, это положительно сказывается на долговечности изделия.
Для изготовления каучука используют сок дерева гевея, распространенного в Бразилии, тропиках Юго-Восточной Азии, Таиланде, Камбодже, Вьетнаме. Интересно, что крупные шинные производители в последнее время вкладывают большие деньги в поиск альтернативных решений, чтобы снизить нагрузку на тропические леса, считающиеся “легкими” планеты. Гевея имеет свойство подавлять рост других деревьев, вдобавок, многие фермеры культивируют ее специально, вырубая под посадки большие площади. С учетом постоянного роста количества личных автомобилей, такая тенденция угрожает экологической катастрофой.
Один из недавних результатов исследования – возможность получения каучука из одуванчикового молочка. Себестоимость сырья оказывается минимальной, при высоком качестве и полной экологической безопасности, отсутствии негативного воздействия на окружающую среду.
Допустимым является использование не одного конкретного сорта каучука, а их комбинирование, что помогает добиться идеального баланса между ценой, долговечностью и другими важнейшими показателями. Примером такой комбинации может быть технология итальянского бренда Pirelli:
- Натуральный каучук. Его функция – обеспечение мягкости компаунда, улучшение управляемости, сцепления с влажным покрытием, курсовой устойчивости;
- Бутадиеновый – уменьшение износа;
- Стирол-бутадиеновый – улучшение сцепления.
Прочие компоненты
Помимо каучука, в производстве резиновой смеси используется следующее:
- Технический углерод. Его главная функция – общее увеличение прочностных характеристик. Благодаря этому, даже на асфальте с выраженной абразивностью, удается исключить интенсивный износ. Именно за счет углерода, резина приобретает насыщенный черный оттенок.
- Кремниевая кислота. Она обеспечивает лучшее сцепление шины с мокрой дорогой, повышает безопасность вождения в сложных условиях, дождь или туман.
- Масла. На смену маслам, изготовленным путем переработки сырой нефти, пришли растительные. Например, японская марка Yokohama использует апельсиновое масло, молекулярная структура которого почти на 100% идентична каучуку, что улучшает способность к смешиванию, повышает общее качество изделия. Благодаря маслам, резиновая смесь становится однороднее и мягче, служит дольше, лучше прилипает к асфальту.
- Сера. Вещество добавляется на этапе вулканизации, ускоряет процесс, способствует набору максимальной прочности.
Конечно, допустимо использование и других компонентов, если они помогут улучшить характеристики товара. Точную рецептуру производители держат в секрете, она является строго охраняемой коммерческой тайной.
Материалы каркаса
Прочность шины обеспечивается каркасом, воспринимающим внутреннее давление воздуха, внешние вибрационные и ударные нагрузки. При изготовлении каркаса используются следующие материалы:
- Ткань. Нейлоновое или капроновое полотно, пропитанное каучуком. Материал помогает повысить общую конструктивную прочность, уровень защиты от проколов и ударов, равномерно распределить по конструкции точечные воздействия. В наиболее современных покрышках применяется не синтетическая ткань, а кевлар или углепластик, дорогие, однако, максимально прочные материалы.
- Металл. Если точнее – тонкие нити из стали высокой степени легирования, покрытые латунью для защиты от коррозии. Она значительно увеличивает прочностные характеристики, шина легко справляется с продольными и поперечными нагрузками, выдерживает ударные воздействия, возникающие при проезде нервностей на высокой скорости, случайных попаданиях в выбоины.
Шипы
Классический материал для производства шипов зимних шин – сталь, однако, возможны и другие варианты. Например, на покрышки малого радиуса некоторые производители предпочитают алюминиевые шипы. Это достаточно мягкий металл, однако, и его прочности вполне достаточно, с учетом небольших нагрузок, вдобавок, алюминий легкий, что снижает сопротивление качению, способствует снижению топливного расхода.
Шины для внедорожников, грузовиков и других транспортных средств, эксплуатируемых в жестких условиях, зачастую комплектуются шипами, “тело” которых изготовлено из нержавеющей стали, а наконечник – из сплава высокой твердости. Комбинированная конструкция улучшает характеристики, шип остается достаточно пластичным, выдерживающим механические воздействия без появления трещин, при этом обладает отличной “цепкостью”, уверенно вгрызается в лед и спрессованный снег. Покрытие из твердого сплава также положительно сказывается на долговечности.
