Покрышка: виды, устройство и характеристики¶
Покрышка — это эластичная оболочка из резиновой смеси, надеваемая на обод колеса транспортного средства, велосипеда или другого колёсного механизма. Основные функции покрышки — обеспечение сцепления с дорожным покрытием, восприятие и гашение ударных нагрузок от неровностей дороги, а также герметизация камеры (в шинах камерного типа). Покрышки изготавливают из сложных резиновых композиций с добавлением сажи, серы, полимеров и кордовых материалов — нейлона, полиэстера, кевлара или стальной проволоки.
¶История
Первые прототипы покрышек появились в XIX веке. В 1845 году шотландский инженер Роберт Томпсон запатентовал пневматическую шину — воздушную камеру, обтянутую кожей, — но из-за сложности изготовления конструкция не получила распространения. В 1888 году ирландский ветеринар Джон Данлоп изобрёл надувную шину для велосипеда своего сына, а в 1891 француз Эдуар Мишлен совместно с братом Андре запатентовал съёмную пневматическую шину, замену которой можно было произвести без разрезания обода.
В России промышленное производство пневматических шин началось в 1912 году с открытием первого завода в Москве. В 1930-е годы в СССР налажено серийное производство шин для автомобилей, тракторов и авиации. Крупнейшими советскими и российскими производителями стали «Ярославский шинный завод» (бренд «Яршина»), «Воронежшина», «Нижнекамскшина» и «Кировский шинный завод».
¶Классификация
По конструкции покрышки делятся на три основные группы:
- Камерные — состоят из покрышки и отдельной воздушной камеры. Требуют установки камеры и ободьев с гладким профилем. Применяются в велосипедах, сельскохозяйственной технике, на некоторых грузовых автомобилях.
- Бескамерные — конструкция покрышки обеспечивает плотное прилегание к ободу и герметизацию без камеры. Преобладают в современных легковых автомобилях.
- Покрышки с камерой внутри — объединённая конструкция, где камера вулканизирована в покрышку; применяется в шинах для мотоциклов и некоторых видов спецтехники.
По назначению различают шины легковые, грузовые, мотоциклетные, велосипедные, авиационные, сельскохозяйственные и индустриальные (для погрузчиков, карьерной техники). По типу протектора — шоссейные, грязевые, липучки (для зимнего использования со шипами или ламелями), универсальные.
¶Устройство
Современная радиальная шина состоит из следующих элементов:
- Протектор — наружный слой с рисунком, обеспечивающим сцепление с дорогой и отвод воды.
- Борта — жёсткая часть, садящаяся на обод колеса.
- Кордовый пояс — слои из стальных нитей или синтетических волокон, придающие шине прочность и форму.
- Каркас — нейлоновый или полиэстеровый слой, обеспечивающий гибкость и восприятие нагрузок.
- Бортовые кольца — стальные жёсткие кольца, удерживающие шину на ободе.
По конструкции каркаса шины делятся на радиальные и диагональные. В радиальных шинах нити каркаса идут радиально — от центра к борту, а прочность обеспечивают дополнительные пояса. В диагональных нити перекрещиваются под углом. Радиальная конструкция обеспечивает лучшую управляемость, меньший нагрев и меньший расход топлива, поэтому она полностью вытеснила диагональные шины в легковом автотранспорте.
¶Маркировка
На боковине покрышки нанесена маркировка, содержащая основные параметры. Пример расшифровки: 195/65 R15 91V:
- 195 — ширина профиля в миллиметрах;
- 65 — отношение высоты профиля к ширине в процентах (профиль);
- R — радиальная конструкция;
- 15 — посадочный диаметр обода в дюймах;
- 91 — индекс нагрузки (максимальный вес на шину);
- V — индекс скорости (до 240 км/ч).
Дополнительно указываются дата изготовления (неделя и год), тип конструкции (TL — бескамерная), артикул производителя, а также символы зимних шин (трёхпиковая горная шина с шипом — M+S).
¶Износ и срок службы
Ресурс покрышки зависит от условий эксплуатации, стиля вождения, давления в шинах и качества дорожного покрытия. Средний пробег легковых шин составляет 40–70 тысяч километров. Производители рекомендуют менять шины не позднее 5–6 лет с даты изготовления, даже при отсутствии видимого износа, поскольку резина со временем стареет, теряет эластичность и дубеет.
Износ оценивают по индикаторам износа (USG) — выступам в канавках протектора, расположенным на уровне 1,6 мм. При достижении протектором этого уровня шина считается непригодной для эксплуатации.
¶Хранение
При длительном хранении покрышки рекомендуется снимать с дисков, хранить в сухом тёмном помещении при температуре от −20 до +30 °C, избегая контакта с бензином, маслом и озоном. Шины следует укладывать вертикально или подвешивать, периодически поворачивая, чтобы избежать деформации.
¶Экология
Отработавшие покрышки относятся к твёрдым коммунальным отходам. Утилизация старых шин — отдельная экологическая проблема: полное сгорание резины выделяет вредные вещества. В России действуют нормативы, обязывающие шиноремонтные предприятия и станции технического обслуживания принимать отработавшие шины. Основные способы переработки — измельчение в крошку (каучуковая крошка используется для покрытия спортивных площадок, дорожного строительства), пиролиз (разложение при высокой температуре без доступа воздуха с получением топлива и сажи) и использование в качестве альтернативного топлива в цементных печах.
Источники:
- «Шины. Устройство, эксплуатация, ремонт» — учебное пособие
- Энциклопедия автомобильных шин
- ГОСТ 5513-97 «Шины пневматические. Термины и определения»
- Материалы НИИ шинной промышленности (НИИШП)