Устройство и виды автомобильных шин

Диагональная и радиальная конструкция моторезины

Особенности радиального и диагонального строения мотошин.

Ко всем двухколесным транспортным средствам предъявляются единые эксплуатационные требования –качественные, правильно подобранные под вид дорожного покрытия шины. Будь это быстрый спортивный мотоцикл, эндуро для бездорожья или городской скутер – всех их объединяет проблема выбора колесных шин.

Шины для мотоциклов имеют свои особенности, которые связаны с конструкцией, условиями эксплуатации этих транспортных средств, но в целом их можно подразделить на два больших вида – радиальные (Radial) и диагональные (Bias).

В первой категории, радиальной, корд расположен продольно, т.е. нити не перекрещиваются. Над каркасом располагается многослойный прочный брекер с основой из стальных или синтетических нитей, воспринимающий и распределяющий нагрузки. В радиальной шине меньше внутреннее трение – отсюда и меньший нагрев. При этом центральная часть устроена так, что нити образуют дополнительный, защитный слой. Структура покрышки получается разнородной – центральная часть и боковины обладают разными свойствами. Это сделано для того, чтобы более гибкая боковина и прочный центр протектора обеспечивали надежное сцепление с дорожным покрытием. Особенность двухколесного транспорта в том, что колесо должно обеспечивать надежное сцепление с дорогой не только при вертикальном расположении, но и при кренах, в глубоких поворотах. Радиальные шины имеют широкое пятно контакта, но не такое длинное, как у диагональной покрышки. Этот фактор в сочетании с гибкой боковиной обеспечивает лучшее сцепление шины с дорогой в повороте при наклоне. Свойство пластичной боковой части шины также способствует более мягкому проезду мелких дорожных неровностей, что в общем ощущается большим комфортом в поездках.

В диагональной разновидности нити корда, образующего каркас, расположены диагонально и укладываются под углом к радиусу колеса. При этом структура покрышки получается однородной – и центральная часть, образующая пятно контакта, и боковые части обладают одинаковыми свойствами. Нити корда перекрещиваются. Нагрузка, которую может выдержать моторезина, зависит от количество слоёв корда каркаса. Как правило, их от 2-ух до 6-ти (эта информация есть в маркировке покрышки). Чем больше слоёв — тем больше выдерживаемая нагрузка. Конструкция диагональной шины проще, что обеспечивает ей более низкую стоимость по сравнению с радиальной.

Радиальная конструкция обеспечивает также равномерное давление в пятне контакта и обуславливает равномерный износ. Все эти особенности делают шины с радиальной конструкцией оптимальными для эксплуатации на мощных, скоростных спортивных моделях. Такие шины сохраняют все свойства на скоростях до 240 км/ч (150 миль/ч).

Диагональные шины отлично зарекомендовали себя на тяжелых мотоциклах, грузовых моделях, которые двигаются на относительно невысоких скоростях и загружены больше своих скоростных и спортивных собратьев. На больших скоростях структура диагональной покрышки сказывается на управляемости мотоцикла не в лучшую сторону.

Большой популярностью также пользуются мотошины, объединяющие в себе радиальную и диагональную конструкцию. 2 AT (Dual Angle Technology). Это позволяет объединить достоинства обоих видов и обеспечить сочетание высокой грузоподъемности, комфорта и устойчивости на высокой скорости. Такая конструкция оптимальна для тяжелых круизных мотоциклов, чопперов, рассчитанных на дальние поездки с комфортом. Стоит отметить модель компании Michelin, в строении каркаса модели Michelin Pilot Road 4 которой использованы элементы радиальной и диагональной конструкции.

Основное различие при эксплуатации шин, отличающихся строением кордового слоя

Диагональная авторезина На автомобильном рынке есть два типа автопокрышек:

1. Радиального типа. Такая автошина состоит из одного кордового слоя (допускается и несколько слоев). Нити корда расположены перпендикулярно ободу покрышки и не пересекаются между собой. В большинстве случаев радиальные шины являются бескамерными и имеют одно бортовое кольцо. Маркируются указанные автопокрышки буквой «R» либо обозначениями «Radial» или «Belted», расположенными на боковой поверхности автошины.
2. Диагонального типа. Такая авторезина состоит из нескольких слоев корда (в основном их количество четное). Нити корда пересекаются между собой под определенным углом. В большинстве случаев радиальные автопокрышки, имеют два бортовых кольца и являются камерными.

Отличие в строении каркаса оказывает влияние на основные характеристики покрышек. Радиальные автошины имеют следующие преимущества:

1. Есть возможность использования минимального количества кордовых слоев — это позволяет:

• увеличить жесткость авторезины;
• снизить общий вес изделия благодаря уменьшению толщины каркаса, что позитивно сказывается на ресурсе подвески машины и скоростных характеристиках авто, плюс снижается быстрота нагревания авторезины, увеличивается ее эксплуатационный период;
• увеличить глубину протекторного слоя для лучшей проходимости машины.

1. Выдерживают большие нагрузки.
2. Могут использоваться без камер.
3. Обеспечивают равномерность износа протекторного слоя.
4. Устанавливаются, в основном, на легковые машины.

Из недостатков следует выделить:

• боковая часть автошин поддается механическим воздействиям;
• относительно высокая стоимость.

Преимущества диагональной авторезины:

• боковины устойчивы к механическим воздействиям;
• меньшая стоимость, чем у радиальных изделий;
• возможность установки на специальные виды транспорта — тракторы, экскаваторы и так далее.

Недостатки указанного типа автошин:

1. Из-за переплетения нитей кордового слоя увеличивается напряжение — это приводит к увеличению количества слоев авторезины, замедленному отводу тепла. Если вы любите ездить на больших скоростях, то будьте готовы к разрыву диагональных автошин из-за перегрева.
2. Высокая жесткость покрышек сказывается на их эластичности, следовательно, снижается контакт колес с дорожным покрытием.
3. Низкий комфорт во время вождения.
4. Высокая шумность.
5. Неравномерный износ протекторного слоя.
6. Отличаются увеличенной массой — это оказывает воздействие на снижение скоростных характеристик машины, а также возрастанию нагрузки на подвеску.

Разница в эксплуатационных характеристиках радиальных и диагональных шин значительна. Поэтому большинство заводов-изготовителей отказалось от выпуска второго типа авторезины.

Из каких элементов состоит конструкция шины

Чтобы разобраться, как устроена шина рассмотрим все ее конструктивные элементы.

• Каркас. Часто этот элемент называют – корд. Это нити корда, придающие автошине достаточную прочность и жесткость. Существует несколько типов покрышек по типу расположения корда в каркасе.
• Брекер. Прослойка отделяющая протектор и каркас. Состоит из нескольких слоев корда, между которыми помещают резину. Обеспечивает дополнительную надежность и устойчивость к повреждениям, при этом достаточно гибкий.
• Протектор. Внешний слой резины на профиле шины. Отличается не только высокой прочностью, но и специальным рисунком, который обеспечивает более надежное сцепление с дорогой.
• Боковина. Слой резины над боковыми частями каркаса, обязательно имеют брекер.
• Борт. Позволяет покрышке наиболее эффективно садиться на обод диска.
• Бортовое кольцо. Специальный элемент борта, который позволяет добиться герметичности при сборке шины и колесного диска.
• Плечо. Часть протектора, которая размещена сбоку профиля. Зимние шины обычно имеют развитую плечевую часть, что улучшает проходимость на снегу.

Как видите, строение автошины достаточно сложное. Ниже рассмотрим основные элементы более подробно.

«Самолечащиеся шины»

Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.

Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.

Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.

Виды конструкций автошин

Строение автошины может предполагать наличие камеры, или обходиться без этого элемента. Рассмотрим, основные различия.

• Камерная авторезина. Предполагается наличие герметичной камеры, находящейся внутри шины. Камера делается в виде герметичного тора, накачиваемого воздухом. Сейчас применяется нечасто, в основном на спецтехнике. Недостатком является быстрая потеря воздуха при проколах.
• Бескамерная шина. Воздух накачивается непосредственно в полость, образующуюся внутри покрышки. Сейчас технология используется повсеместно. Основное преимущество — при большей части повреждений воздух выходит медленно. Прокол возможно отремонтировать прямо на дороге.

Автомобильная резина подразделяется по типу конструкции. Этот параметр определяется размещением корда внутри покрышки. Особенности конструкции влияют на технические характеристики, особенности эксплуатации автошины.

• Диагональная покрышка. Маркируется буквой D. Корд тут расположен по диагонали к радиусу шины. Отклонение составляет 34–38°. Важным моментом является размещение слоев с уклоном противоположным друг другу. То есть, корд слоев пересекается друг с другом под перпендикуляром. Корд всегда размещен парными слоями, это увеличивает прочность конструкции. Преимуществом считается высокая устойчивость к боковым порезам. При этом, срок службы покрышек данного типа несколько ниже. Степень амортизации у автошин снижена.
• Радиальная покрышка имеет корд размещенный параллельно радиусу автошины. Обозначаются такие покрышки латинской буквой R, она размещается в типоразмере. Основным преимуществом такой конструкции является более высокие амортизационные свойства. Подобное устройство покрышки позволяет максимально эффективно гасить удары от неровностей дороги. Итогом становится улучшение устойчивости автомобиля на дороге, повышение экономичности. Недостатком можно назвать полную непереносимость боковых порезов, при таком повреждении ремонт автопокрышки невозможен.

Иногда встречаются комбинированные покрышки, имеющие участки диагональной и радиальной конструкции.

Маркировка автомобильных покрышек

Производители автомобильных шин маркируют всю продукцию согласно общим требованиям, на боковой поверхности проставляются условные обозначения, по которым можно определить основные характеристики покрышки. Они указывают тип конструкции, ее основные размеры (значение посадочного диаметра обода и ширины профиля). Маркировка радиальных и диагональных шин бывает в дюймовой, метрической или в смешанной системе.

Пользуясь современными машинами, водители используют радиальные шины, основной особенностью обозначения такого типа является наличие в обозначении буквы «R», указывающей на радиальную конструкцию и обозначение размера в миллиметрах имеют такой вид – 225/70R15. Где 225 означает ширину шины, 70 – высота шины в процентном соотношении от ширины.

Радиальные шины также могут иметь обозначение: 185R14, где отсутствие знака «/» указывает на то, что данная резина – полнопрофильная. Сейчас появились автомобильные шины с полным обозначением в миллиметрах, к примеру 265/790R540, такие шины используют на Rolls-Royce, где первая цифра означает ширину шины, вторая – общий диаметры шины, а буква R традиционно обозначает радиальную конструкцию шины, а третья цифра указывает на посадочный диаметр шины.

Диагональные шины имеют, в основном имеют обозначения в дюймах, например, 6-16”, полное отсутствие букв в индексе указывает, что покрышка диагональной конструкции, здесь нет знака «/», что говорит о том, что покрышка – полнопрофильная, ширина шины и высота профиля одинакова.

Радиальная шина – особенности конструкции

Они предназначены для транспорта, в котором большую роль играет на грузоподъемность и прочность к боковым порезам, а управляемость и устойчивость на дорогах, повышенные скоростные режимы, сцепные свойства с дорогой, износоустойчивость. К таким можно отнести не только легковые автомобили, но и пассажирский городской автотранспорт.

Нити каркаса не переплетаются, они направлены от одного борта к другому. Они уложены параллельно друг к другу поперек всей ширины. Для усиления рабочей части шины под протектором укладывается усиленный слой корда – брекер. Он может состоять из высокопрочных стальных или текстильных нитей. Если в нем присутствует сталь, то в маркировке присутствует надпись: «Steel Belted» или «Belted» – опоясанная сталью.

Этот дополнительный нерастяжимый слой обеспечивает радиальной покрышке устойчивость на дороге, повышенные сцепные свойства и управляемость авто в целом. Потому что он не позволяет выступам, ламелям протектора сминаться при поворотах или боковом скольжении. При изменениях нагрузки на колесо или качению во время езды деформация незначительная, поэтому пятно контакта остается постоянным, с максимально возможной площадью сцепления с асфальтом.

https://vk.com/video_ext.php

Несмотря на все положительные стороны, такой тип имеет недостатки. Рассмотрим их.

Минусы радиальных шин:

• Высокая стоимость производства
• Избыточная эластичность боковой стенки каркаса. Это чревато повреждениями боковины при проезде по бездорожью, склонность к боковым порезам и проколам.

Последний пункт – самая большая ложка дегтя в бочке с медом. При боковых ударах о камни или бордюры, при долгой езде на спущенных колесах вероятность повредить боковой мягкий корд радиальной шины выше. Что в большинстве случаев и происходит.

Во время парковок, не заметил острый бордюр – получи порез или разрыв резины. При проезде глубоких ям, неровностей на дороге чаше всего страдает именно боковина – появляются «шишки», что влечет к непоправимому изменению конструкции каркаса, а как следствие – ухудшение его характеристик.

Но, несмотря на все минусы радиальных шин, ее достоинства неоспоримо выше. Это скоростные режимы, износоустойчивость, управляемость и высокий коэффициент сцепления с дорогой позволили полностью вытеснить второй тип с рынка покрышек для легковых автомобилей.

Преимущество бескамерных шин перед камерными

Бескамерная резина считается более удобной и технологичной благодаря ряду преимуществ:

1. Если случится проколоть колесо в пути, в шине сохранится нормальное давление. Даже на пробитом колесе можно проехать несколько десятков километров, а если его периодически подкачивать, то и того больше.
2. Плавное снижение давления внутри колеса уменьшает риск потери управления, например, в ДТП, что делает этот тип резины более безопасным. Вероятность быстрой потери работоспособности практически равна нулю благодаря особенностям строения и прочности.
3. Она легче, поэтому меньше нагружает подвеску. Одновременно уменьшается инерционное движение колеса, если автомобиль разгоняется или тормозит. В результате ходовая часть изнашивается меньше.
4. Не так сильно, как камерная резина, нагревается в условиях быстрой езды и в долгих поездках. У предшественника камера и покрышка трутся друг об друга. Это не только ускоряет износ, но и увеличивает риск внезапной потери герметичности, особенно в условиях летней жары.
5. Быстрые ремонт можно выполнить в пути с помощью пасты или спрея. Это позволит доехать до ближайшей СТО.
6. На 10-12% дольше служит именно резина без камеры, потому что нагрев от шины передаётся диску и тепло отводится.
7. Одна из хороших характеристик, которая делает бескамерные шины лучше камерных – они издают менее заметный шум при движении.
8. Выдерживают большие грузы.
9. Улучшают проходимость автомобиля.

Однако есть у бескамерной резины и недостатки:

1. Их устанавливаются на специальном оборудовании и на геометрически правильный диск. Повреждения диска могут привести к разгерметизации бескамерной шины.
2. Как и установку, ремонт требуется выполнять на спецоборудовании – это дорого, времязатратно. Обычные покрышки можно починить в домашних условиях.
3. Если колесо сильно спущено, то долго ездить на нем нельзя, это приведёт к выходу шины из строя. После таких экспериментов она не подлежит восстановлению – разрушается герметизационный слой.
4. Слабая боковина. Но в этом есть и плюс, потому что она обеспечивает плавность движения, амортизируя кочки и ухабы на дороге.
5. Уязвимость к боковым повреждениям. Если в пути на место стыковки шины и диска придётся удар, который приведёт к деформации диска и бортовых закраин, то колесо может спуститься моментально из-за нарушения герметичности.

Как узнать, какая резина установлена – камерная или бескамерная – будет рассмотрено ниже.

Сезонность автопокрышек

Отличия протектора автошин в зависимости от сезонности резины

Типы шин для автомобилей разделены в зависимости от сезона их использования на три группы.

Летние автошины обеспечивают должное сцепление колес с асфальтом, нагретым до высокой температуры. Они имеют большой индекс скорости, обладают увеличенной стойкостью к износу при воздействии абразивных частиц дорожного покрытия. При снижении температуры до +7 С и меньше такая авторезина начинает утрачивать свои изначальные характеристики, ее эластичность падает, снижается управляемость автомобилем. Шины, разработанные на лето, во время минусовых температур за бортом авто начинают «дубеть».

Зимняя авторезина, рассчитана на применение в условиях минусовых температур. Отличается узкими канавками протекторного слоя, достаточно мягкая, позволяет ездить на заснеженной либо обледененной поверхности. При возрастании температуры выше +9С шины, разработанные на зиму быстро истираются и становятся непригодными к использованию. Их небезопасно применять при очень высоких температурах, они могут расплавиться при езде по раскаленному асфальту.

Различают такие типы зимних шин для автомобилей:

1. Ошипованные на их поверхности присутствуют специальные шипы, для увеличения проходимости машины по заснеженной либо обледененной дороге. При этом ламели, характерные для обычной резины отсутствуют. Применять шипованные покрышки без необходимости не стоит: шипы могут вырываться с мест крепления, а также способны повредить асфальтированную поверхность дороги.
2. Шипуемые. На поверхности указанных автопокрышек расположены специальные отверстия для установки шипов. Приобретая такие автошины учитывайте: ошиповать легко новую резину, протекторный слой которой не истерт, в противном случае подобрать высоту шипов можно в определенных рамках в зависимости от остаточной высоты протекторного слоя.
3. Фрикционные покрышки. У таких изделий рисунок протекторного слоя имеет яркий волнообразный характер. Автолюбители именуют указанные автошины «липучками» за их способность прилипать к дорожному покрытию. При минусовых температурах эти шины обеспечивают хорошее сцепление с обледененной поверхностью, гарантируют хорошую устойчивость транспортного средства. Они разделяются на резину скандинавского и европейского типа. Первый вид рассчитан на суровую зиму, в состав такой резины многие производители домешивают силику, обеспечивающую большую устойчивость автомобиля при езде по льду. При этом, маневрирование на асфальтированной поверхности затруднено из-за мягкости резины, резкое торможение может привести к увеличению тормозного пути. Применение таких шин актуально для езды на размеренной скорости в достаточно холодных регионах. Использование европейского типа покрышек позволяет ездить по асфальту. Такая резина имеет уменьшенное количество ламелей и обладает достаточной жесткостью. Указанные шины позволяют быстро ездить в условиях теплой зимы с умеренными осадками. Им характерна высокая маневренность на асфальтированной поверхности.

Подбирая покрышки на зиму, особое внимание уделите маркировке, можно легко перепутать всесезонные шины с зимними изделиями. В обоих вариантах на боковой поверхности шин присутствует обозначение M&S, но шины, предназначенные для зимы, дополнительно маркируются знаком со снежинкой внутри, на всесезонке, такого рисунка нет

Всесезонные автопокрышки занимают промежуточное значение между зимним и летним типом резины для автомобилей. Их можно применять в температурном диапазоне от-5С до +10С. Они характеризуются специальным протекторным слоем, обеспечивающим нужное сцепление колес с дорожным покрытием в условиях мягкой зимы и не слишком жаркого лета. В регионах с большим перепадом температур, применение всесезонной авторезины не актуально: с увеличением температуры выше нормы покрышки могут поплавиться, они больше подвержены деформации. Если температура упадет ниже рекомендованной нормы, то всесезонная авторезина «задубеет».

Многие автолюбители отдают предпочтение всесезонным шинам, с целью экономии: нет необходимости покупать два типа шин для автомобиля (на зиму и на лето), а также не нужно беспокоиться о правильном хранении автопокрышек. Такая позиция является правильной, если в регионе, в котором эксплуатируется автомобиль, температурный диапазон составляет от-5С до +10С. В противном случае стоит задуматься о приобретении двух комплектов авторезины (для зимы и лета).

Устройство покрышки

Бескамерная автошина состоит из 1 составной покрышки. Ее прочность и герметичность обеспечивается резиновым, текстильным и металлическим слоями.

Отличие от камерных шин

Камерная шина устроена следующим образом:

1. Наружный резиновый слой контактирует с дорогой, имеет протектор. Благодаря высокой износостойкости он препятствует истиранию и защищает внутреннюю полость от повреждения.
2. Камера — полый замкнутый контур, который накачивается воздухом и обеспечивает качение автомобиля. Неплотное прилегание внутренней части к покрышке провоцирует трение и разогрев внутри колеса. При этом основная нагрузка от давления газа приходится на материал камеры, поскольку контакт контура и шины является неравномерным.

Бескамерные изделия являются одной цельной системой.

Эластичная камера толщиной в 2 мм надежно удерживает воздух, т.к. полностью прилегает к прочным внешним слоям.

Особенности конструкции

Автошины без камеры состоят из нескольких слоев:

1. Протектора. Массивный внешний слой выполнен из высокопрочной резины и имеет рельефный рисунок из канавок и выступов. Протектор непосредственно контактирует с дорогой и обеспечивает сцепление колеса.
2. Брекера (бандажа). Эта часть является промежуточной между кордом и резиной. Она амортизирует нагрузку, улучшает связь каркаса с протектором и предотвращает отслоение последнего. Бандаж состоит из прорезиненных нитей каркаса, которые пересекаются между собой. Свойства брекера зависят от типа корда. При радиальном расположении нитей он жесткий, а при диагональном — более мягкий и способный к растяжению.
3. Металлической или текстильной основы. Корд сделан из стальной проволоки, натурального или синтетического волокна, которое прорезинено для эластичности. Каркас, который принимает на себя основную нагрузку при движении, состоит из нескольких переплетенных слоев корда.
4. Бортовых колец и ленты. Герметизацию соединения покрышки и обода колеса обеспечивает сплетенная резиновая проволока, обернутая в каучуковый наполнительный шнур. От истирания об диск борт защищают ленты корда или обрезиненные текстильные ленты. Между боковой дорожкой и бортом расположена боковина и плечевая зона. Они воспринимают боковые нагрузки, предотвращая отслоение резины. Кроме этого, на боковину наносятся все обозначения и маркировки.
5. Внутреннего слоя. Эластичная резиновая часть обеспечивает герметичность покрышки при проколе. Ее толщина составляет всего 2-3 мм. При проколе мягкий каучук растягивается и обволакивает острый предмет. Оставаясь внутри колеса, острие частично герметизирует повреждение.

Как самому определить бескамерную шину

Рекомендации, как определить бескамерную автошину:

1. По маркировке. Самый простой признак, по которому можно отличить 2 типа автошин — это обозначение на боковине. При наличии камеры внутри покрышки резина маркирована «Tube type» (TT), а при отсутствии — «Tubeless» (TL).
2. По форме клапана. Ниппель на камерной шине является длинным и гладким. Он независим от протектора, поэтому при надавливании на золотник на спущенном колесе он легко проваливается внутрь. В бескамерной конструкции клапан является одним целым с колесом. Ниппель на ней короткий, имеет небольшой бортик. Вокруг него расположен усиленный резиновый пояс, который мешает вдавливанию.