Зачем колесам нужны шины?

В общем случае колесо транспортного средства состоит из двух частей: Обода и Ступицы. Обод - это та часть колеса, на которую одевается шина, в связи с чем его размеры, форма и состояние должны такими, чтобы без трудностей принимать конкретную шину, предназначенную именно для данною типа колеса.

Ступица в общем случае представляет собой диск, расположенный в центральной части обода, ее размеры и форма должны соответствовать конструкции втулки колеса, к которой она должна быть прикреплена.

Пневматические шины можно рассматривать в качестве одного из замечательных изобретений нового времени. Правильно говорят, что автомобиль своим успехом в значительной мере обязан пневматической шине, без которой он так бы и не вышел за пределы ненадежного, шумного, медленного и хитроумного дорогостоящего приспособления.

Каковы же в таком случае уникальные и необходимые характеристики, которыми должна обладать пневматическая шина?
Смягчать удары, передаваемые транспортному средству, пассажирам и грузу.
Способствовать перевозке груза. Вообще говоря, это сжатый воздух, находящийся внутри шины, который несет на себе большую часть груза. Одна из задач покрышки и ее стенок в том, чтобы удерживать воздух, который и несет на себе нагрузку.
Обеспечивать сцепление, которое необходимо для передачи ускоряющих и тормозящих усилий от двигателя и тормозов к поверхности дороги, а также реагировать на рулевое управление с целью изменения направления движения транспортного средства.
Обеспечивать общую устойчивость транспортного средства, в частности, когда оно подвергается действию боковых сил и воздействию рулевого управления. Обеспечивать разумные возможности по износостойкости в соответствии с рабочими условиями.
Быть надежными.

Радиальные шины

Описанные выше возможности, если их сопоставить с усовершенствованной конструкцией автомобилей, мощностью двигателя и т.д., подчеркивают необходимость в шинах более усовершенствованной конструкции, поэтому в 1948 г. быларазработана радиальная конструкция шины. В нее входила покрышка из текстильного или стального корда в зависимости от типа и размера шины, который размешали в радиальном направлении под углом 90 градусов к ободу от буртика до буртика. Благодаря этому изобретению возникла конструкция, в которой было устранено взаимодействие между слоями при деформировании шины, что повлекло за собой движение без перегрева и более высокой прочности.

Благодаря своей уникальной конструкции радиальные шины обеспечивают следующие возможности:
Превосходная управляемость транспортным средством - это осуществляется за счет уменьшения искажений протектора, в результате реакция на рулевое управление оказывается более быстрой и положительной.
Большой километраж протектора - благодаря минимизации деформирования протектора, что является основным источником износа.
Работа без перегрева - радиальная покрышка устраняет изменение углов между слоями и трение протектора - это два источника нагрева.
Исключительная устойчивость на дороге - стабилизированный протектор обеспечивает стабильную площадь контакта.
Экономия топлива - деформируемые с большей легкостью стенки и контролируемый протектор снижают сопротивление качения шины, что приводит к сокращению потребления топлива.

Бескамерные шины

Они специально спроектированы так, чтобы не пользоваться камерами. Роль камеры у них играет герметическая прокладка, которая не вытягивается при накачивании гак, как это происходит с обычной камерой. В области буртиков использована специальная резина, обеспечивающая герметичность обода. Шину следует устанавливать очень аккуратно, поскольку повреждение в области буртика может привести к появлению утечек. Эти шины не пригодны для использования на ободах со спицами, а также на старых и поврежденных ободах. В нормальных условиях при проколе быстро не выпускают воздух, а это объясняется тем, что герметизирующая прокладка охватывает проникающий предмет.

Рисунок протектора

Рисунок протектора играет решающую роль в общейэффективности работы шины наряду с составом резины протектора. Он сосотоит из разнообразных продольных, поперечных и косоугольных канавок, к которым добавлены, там, где в этом есть необходимость, щелевые дренажные канавки, выполненные на внешней поверхности протекторного слоя.

Продольные канавки. Как правили, наличие этих сравнительно широких, линейных каналов способствует отсрочке появления у шины склонности к гидропланированию, которое представляет собой существенную потерю бокового/продольного сцепления, вызванного тем, что контактный участок шины отделяется от поверхности дороги слоем воды. Чем выше скорость и глубже слой воды, тем больше опасность гидропланирования.
Вязкопланирование представляет собой потерю сцепления шины с поверхностью слегка мокрой дороги, когда элементы рисунка протектора более не находятся в контакте с поверхностью дороги из-за наличия тонкой пленки воды (в отличие от ситуации с гидропланированием, когда имеется определенная глубина слоя жидкости).

Было подсчитано, что шина 155-13 должна перемешать порядка 25 литров воды на влажной дороге в секунду при скорости порядка 35 - 40 миль/час. Очевидно, что для того, чтобы добиться таких результатов, многое зависит от остаточной глубины протектора и рисунка.

Поперечные канавки. Их используют для уменьшения или предотвращения вязкопланирования, поскольку они способствуют разрушению слоя воды, расположенного между поверхностью шины и поверхностью дороги. Наличие многочисленных дренажныхканавок еще более способствует такому поведению.

Дренажные канавки. Наличие дренажных канавок увеличивает мобильность резиновых блоков протектора, приводя к общему улощению поверхности сцепления, а также к комфорту, при наезде на препятствие. Дренажные канавки резиновых блоков протектора способствуют также охлаждению шины при ее работе.

Канавки заплечиков. Они помагают отбрасывать воду, находящуюся между шиной и поверхностью дороги, когда машина идет по мокрой дороге, благодаря чему улучшается сцепление. Переменный шаг (питч) этих канавок снижает шумообразование катящейся шины.

Отношение площади пустот к общей поверхности. Эту характеристику можно определить по отпечатку следа шины на земле в качестве отношения незаполненных поверхностей рисунка протектора (т.е. канавок) к общей поверхности. В принципе при некоторых ограничениях увеличение этого отношения улучшает влажное сцепление шины за счет более эффективного освобождения от поверхностной воды.
Рисунки протекторов, созданные разработчиками шин, удовлетворяют устоявшуюся потребность в том, чтобы шина удовлетворяла ожидаемым условиям применения. Рисунок протектора нельзя рассматривать в изоляции от способа изготовления покрышки и укрепляющих слоев под ней.