1. Короткий курс еволюції шин
2. Слідами Pirelli і Michelin: історія штатних шин автомобілів ВАЗ
3. Ігри зі складом гуми і формою протектора
4. Ранфлет, або життя без проколів: вивчаємо технології захищених шин
5. альтернатива RunFlat
6. магнітна левітація
7. замість висновку

Ви напевно не раз бачили в описі шин всякі рекламні формулювання: «ще на 5% міцніше, на 8% швидше, на 3% довговічніше». Спробуємо розібратися, за рахунок чого виробники рік від року вдосконалюють «автомобільну взуття», а заодно пофантазуємо, який може стати шина майбутнього.

Короткий курс еволюції шин

Ч уть менше 130 років тому - зовсім недавно за історичними мірками - саме поняття автомобільної шини було зовсім не таким, як зараз. Цілісні шматки гуми, загорнуті навколо обода колеса - ось інженерний стелю і межа комфорту того часу. Зрозуміло, комфорту, як і інженерії, в цьому було небагато, а вже про такі характеристики, як рівень зчеплення з поверхнею, максимальна допустима швидкість або зносостійкість, і говорити було нічого. Якось чіпляється, скільки-то тримається, а швидкість сповна обмежувалася самими транспортними засобами. Сьогоднішні шини - річ зовсім іншого штибу.

Історія про Джона Данлопа, який обернув колеса дитячого велосипеда садовим шлангом і наповнив його повітрям, мабуть, відома всім: саме ця подія і вважається народженням пневматичної шини. Однак покришки пройшли чималий шлях, щоб називатися таким складним і високотехнологічним інструментом досягнення швидкості і комфорту, як зараз. У цьому довгому подорожі від шланга до того, що може назвати шиною наш сучасник, було багато маленьких кроків - цікаво те, що часом рішення, скасовується як застарілі, ставали актуальними знову, отримавши друге дихання.

На фото: син Джона Данлопа на велосипеді

У самому зародковому виконанні кінця 80-х років 19 століття шина являла собою все той же «шланг», примотати до спиць колеса прогумованої тканиною - виробництво каучуку, зрозуміло, теж стало однією з найважливіших віх в історії колеса. У цій тканині, якщо придивитися, можна вгадати не що інше, як примітивний протектор - верхній покривний шар, що захищає внутрішні шари, що визначає зчеплення з поверхнею і приймає на себе основний знос.

Але життєздатність практично будь-якого винаходу визначає навіть не його функціональність, а ... пристосованість до масової експлуатації. Саме вона загубила шину за часів її першого народження ще за 40 років до Данлопа - дітище винахідника Роберта Томсона просто не було достатньо простим для широкого використання, так як перемотувати вручну пошкоджене виріб був би дуже трудомістким. В кінці 19 століття же технології, помножені на інтерес широкої публіки, посприяли створенню пневматичної шини, придатною для заміни в більш-менш розумні терміни.

Наступним кроком в історії шин стала поява корду з текстильних ниток і посилення боковин - в цьому виді покришки вже були придатні для масової експлуатації, а також забезпечували непогані показники по зносостійкості і легкості монтажу. Було, правда, і рішення, що ілюструє тезу з першого абзацу цієї глави - на довгий час шина стала одним з елементів колеса, який не використовувався сам по собі: її супутницею стала внутрішня камера. Проте пневматичні покришки, що мали на той момент кордової структуру діагональної конструкції, де волокна були укладені під кутом один до одного по ходу руху колеса, вже остаточно і безповоротно застовпили за собою посаду світової автомобільної «взуття», ставши «реалізованої інновацією» своїх років .

На фото: Daimler. модель 1903

Пройшов ще десяток-другий років, і діагональна конструкція покришок остаточно і безповоротно поступилася місцем радіальної - тієї, де шари корду спрямовані вздовж радіуса покришки або, інакше кажучи, поперек осі руху. Радіальна конструкція принесла з собою радикальні зміни: зниження числа шарів корду з відповідним зниженням товщини і ваги шини, а заодно і підвищення жорсткості загальної конструкції. Тут минуле і перемогло: в поєднанні з жорсткою боковиною і жорсткими ж бортовими кільцями, щільно садять шину на диск, необхідність в зайвій елементі усередині колеса відпала. Камера давала лише додатковий вага і непотрібне тертя (а значить, і нагрів), а заодно і могла зіграти злий жарт при різкій розгерметизації, одномоментно знижуючи тиск в колесі і провокуючи небезпечну ситуацію. Позбувшись від камери, колеса придбали найбільш звичний для нас сьогодні вид, але ключову роль на цей момент грала вже не тільки камера - вірніше сказати, не так вона, скільки ...

На фото: Lanchester. модель 1912

Скільки склад покришки і малюнок її протектора - так, в «відсутність прогресу» конструкційного в хід пішли фізико-хімічні хитрощі, що дозволяють радикально змінити характеристики при збереженні зовнішнього вигляду. При виборі сучасної покришки мало хто замислюється про те, камерна вона, радіальна або діагональна - безкамерні радіальні конструкції стали неписаним стандартом для легкових авто, а головними критеріями вибору (крім параметрів розмірності, зрозуміло) стали жорсткість, максимальне навантаження і малюнок протектора. Просунуті споживачі, крім іншого, цікавляться і складом, з якого виготовлена ​​шина - за складний склад його називають компаунд (від англ. Compound - суміш, сплав, складна речовина). Що ж можна дізнатися з процентних співвідношень компонентів у складі «гуми»?

Для початку варто з'ясувати, що взагалі входить до її складу - тим більше, що за останні роки він теж зазнав змін. Раніше основним матеріалом, «базою» для виготовлення шин служив каучук - натуральний або штучний. Сьогодні каучук, зрозуміло, теж в ходу, але його частка в складі знизилася - багато в чому завдяки силіки, або кремнієвої кислоти, яка раніше була занадто дорога для великого застосування в складі суміші. Ще одним обов'язковим компонентом є сажа (або, якщо по науковому, технічний вуглець), що надає шинам характерний чорний колір і сприяє скріпленню складових компаунда при вулканізації - об'єднанні молекулярної структури компаунда в єдину сітку.

Решта його компоненти теж важливі, але набагато менш об'ємні в загальній масі - це смоли та олії, які виступають в ролі пластифікаторів, а також сірка, стеаринова кислота та інші речовини, що сприяють процесу вулканізації.

Ігри зі складом гуми і формою протектора

Але все перераховане вище - лише загальний опис складу: суть створення «ідеальної» гуми якраз в тому, щоб підібрати потрібні компоненти в необхідній пропорції, отримавши на виході компаунд, що дає шукані характеристики. Так, наприклад, силика сприяє кращому зчепленню шини з мокрою поверхнею, але заодно схильна до швидшого зносу; сажа ж - навпаки, надає покришці міцності. Підсумковий результат «змішання» в теорії унікальний для кожного продукту на ринку - тобто при скрупульозному виборі варто вчитуватися в склад компаунда. Для наочності розглянемо пару прикладів.

За першим далеко ходити не будемо - звернемося прямо до одного з тестів шин, який ми проводили близько року тому: Hankook Dynapro HP2 . Той тест цілком наочно ілюстрував як особливості складу, так і суть малюнка протектора. Розглянемо їх ще раз.

У тому тексті ми згадували, що за заявами виробника, шини стали «на 8%« рогач »на мокрому асфальті», і причиною тому називали саме те, про що тут говорилося вище: збільшення процентного обсягу силики в складі. З огляду на, що це шини для міських кросоверів, питання максимальної зносостійкості стоїть не так гостро - манера їзди для цих машин просто не передбачає надмірно активних дій, динамічних стартів, поворотів і гальмувань на межі можливостей. А ось підвищення стабільності і прогнозованості поведінки автомобіля на мокрій дорозі - питання куди більш насущний, особливо з поправкою на масу кроссоверним братії.

Малюнок протектора - теж штука досить прозора. Поздовжні канавки - на розглянутій шині, наприклад, їх чотири - відповідають за відведення води із зони контакту шини з поверхнею. Це одна з найголовніших характеристик, що перешкоджають акваплануванню - «спливання» шин при русі по калюжах і надмірно мокрим дорогах. Поперечні ж канавки, або ламелі, відповідають як за відведення води в сторони від колеса, так і за зчеплення з дорогою. Знову повертаючись до минулого тесту, згадуємо, що «в порівнянні з попередником шини стали на 4% тихіше», а досягнуто це було як раз «за рахунок зміни довжини і конфігурації поперечних канавок».

Але склад і малюнок протектора - не всі інновації сучасних покришок щодо їх півсторічних предків. Правда, за більш цікавими характеристиками доведеться і піднятися в більш високий ціновий сегмент: ось, наприклад, інший примірник від того ж виробника - Hankook Ventus Prime.

Ці шини позиціонуються вже як преміальні, і орієнтовані не на швидкість, а на комфорт. Опускаючи маркетингові рогачі начебто бионического малюнка протектора у вигляді зуба ягуара, відразу заглиблюємося в суть: оскільки їздовий комфорт тут підвищений, то і компаунд, очевидно, інший - силика займає ще більш важливе місце.

Статті / Історія

Ранфлет, або життя без проколів: вивчаємо технології захищених шин

Чому всередині повітря Перші гумові покришки, які прийшли на зміну дерев'яним і окута ободам, були непробивними і зовсім не боялися цвяхів - більш того, в кожному колесі машини тоді цвяхів і штатно ...

21.09.2016

Ще одне цікаве зауваження в складі - високомолекулярні полімери, що підвищують зносостійкість на 9%, що цілком логічно, якщо ці складні полімери служать для кращого скріплення структури при вулканізації.

альтернатива RunFlat

Читаємо далі, натикаємося на якусь «технологію Sealguard». Мінімальні пізнання в найлегшому іноземною мовою дозволяють легко зробити висновок, що це самозатягивающиеся покришки, здатні протистояти проколів - так воно і є. Максимальний заявлений діаметр «ворожого цвяха» - немаленькі 5 мм: після «наскрізний зустрічі» з таким перешкодою шина не втрачає функціональності, а сама затягує прокол в'язким матеріалом, нанесеним на її внутрішню поверхню. Таким чином, відпадає навіть необхідність зупинятися, щоб поміняти колесо.

Самозатягивающиеся шини - ще одна альтернатива технології RunFlat і інших антипрокольной шин, які заслуговують окремого матеріалу. Ну і, зрозуміло, технологія «самолікування» покришок не ексклюзивний для Hankook - подібні рішення присутні і в арсеналі деяких інших лідируючих виробників гуми.

Загалом, з інноваціями минулого і сьогодення ми поверхнево розібралися - тепер нам відомо, чим займалися і продовжують займатися інженери і хіміки шинної промисловості. Саме час з'ясувати, які інновації сприймаються ними як технологій майбутнього.

магнітна левітація

Продовжуючи тему інновацій від корейського виробника, варто згадати цілу «колоду» проектів, представлених тим же Hankook в 2012 і 2014 роках.

Ці концепти цікаві тим, що вони анітрохи не втратили своєї свіжості і зараз, через 2-4 роки - частково тому, що поки залишаються на стадії проектів, але багато в чому завдяки своїй технічній вишуканості.

Ось, наприклад, Tiltread - знову включаємо «філологічний режим» і переводимо назву як «нахиляється протектор», отримуючи в двох словах практично всю технічну суть. Ця концептуальна шина складається з трьох окремих один від одного сегментів, які при русі по прямій ведуть себе як звичайна покришка. Революція настає при повороті: кожен із сегментів уявляє себе колесом мотоцикла на віражі і активно нахиляється всередину повороту. Сумарний «бутерброд» з трьох сегментів дозволяє отримати мотоциклетний «укладку» для збереження максимальної швидкості при чотириколісною автомобільної стійкості - чому не гоночний прорив? Крім того, ці та наступні шини - представники прогресивної когорти NPT: «non-pneumatic tires» або непневматіческіх, безповітряних шин.

Другий концепт 2012 роки від Hankook - це Motiv: позашляхова шина з незалежними поліуретановими блоками протектора, які схожі на пелюстки. Вони гнучко підлаштовуються під нерівності дороги, а в поєднанні з нахиляється маточиною самого колеса два блоки можуть рухатися відносно один одного. Безпрокольні майбутнє оффроуда - правда, тільки сухого: грязьові умови творці цієї позашляхової шини явно не враховували.

Хочете паливної економічності? Купуйте шини зі зниженим опором коченню вже сьогодні і накачуйте їх відповідно c інструкцією - або почекайте світлого завтра, де реалізується ідея eMembrane. Вона грає на тому, чого старанно уникають творці сьогоднішніх шин: зниженні плями контакту. Хитрість в тому, що на звичайних шинах ситуація, коли дороги стосуються лише зовнішні краї, практично в плечовій зоні, можлива лише при зниженому тиску в них - але тоді і опір коченню зростає в рази. У свою чергу eMembrane зберігає пружність, скорочуючи тертя кочення на невеликих швидкостях за рахунок зменшеної зони контакту з дорогою - а при швидкому русі, коли безпека вимагає максимального зчеплення, «вигинається» до звичного нам вигляду, забезпечуючи повний контакт.

Залишивши останній концепт 2012 року на солодке, поглянемо на інноваційні рішення 2014 року. Ось, наприклад, ще одна «суховнедорожная» ідея під ім'ям Boostrac, що поєднує в собі характеристики шин AT (All Terrain) і MT (Mud Terrain), «стискаючи» протектор на асфальті і «ощетінівая» його на бездоріжжі. Це, зрозуміло, підвищує її тягово-зчіпні властивості і навіть сприяє збільшенню дорожнього просвіту. Залишилося лише з'ясувати, чи зможе протектор, щільно забитий густим суглинком, «стиснутися» назад ...

Alpike - це ще один позашляховий концепт, і він теж збільшується в складних дорожніх умовах, але не в ширину, а в діаметрі. Колесо при цьому нагадує розрізаний на частини святковий торт - ось тільки вкусити його буде проблематично через висуваються назовні шипів, які, як і острогранная структура зовнішньої частини, сприяє підвищенню зчеплення на засніжених і зледенілих поверхнях.

Ну а hyBlade - це не шина, а ціла турбинка або, якщо хочете, крилатий колесо. Використовуючи принцип водяного колеса, похилими лопатями hyBlade буквально загрібає воду, в теорії дозволяючи проїжджати по поверхні водойми за умови достатньої швидкості. В оригінальності такого концепту не відмовиш: пересуватися «по воді аки посуху» без перевзування коліс - ідея розбурхує.

Але найцікавіший, футуристичний і привабливий концепт від південнокорейських інженерів - це Mag-trac 2012 року. У такого колеса є внутрішня маточина, зовнішній протектор, а з'єднуються між собою вони ... нічим. Так-так, ніякої фізичної прошарку між ними немає: відстань підтримується за рахунок магнітного поля між маточиною і внутрішньою стороною «протектора». Таким чином, автомобіль на Mag-trac в буквальному сенсі левитирует над дорогою - а амортизацію здійснює все те ж магнітне поле. Більш того, в самому автомобілі не залишається обертових елементів приводу: ні тобі приводних валів, ні обертових маточин, ні зношуються підшипників - і, відповідно, ніякого шуму! Проколювати теж нічого: пневматичних елементів в колесі просто немає. Шкода тільки, що магнітні маточини і левітірующіе колеса поки представляють завдання зовсім іншого рівня складності ...

замість висновку

Інновації хороші саме тим, що вони нескінченні: інженерний геній видатних конструкторів в усі віки рухав технології вперед. Ми ж тепер знаємо основні віхи цього прогресу і навіть трохи заглядаємо в майбутнє - і хто знає, може, хтось із нас або наших сучасників і створить те, що змінить шинну і навіть автомобільну промисловість на довгі роки вперед.