Классификация автомобильных шин

Автомобильные шины классифицируют по назначению, способу герметизации, конструкции, форме профиля, габаритам и типу рисунка протектора. Наибольшее распространение получила классификация шин по назначению, т.е. для какого типа транспортного средства они предназначены. На этой основе обычно строятся справочники и фирменные каталоги по шинам, аксессуарам для их эксплуатации и ремонта и др.

Классификация шин по их назначению носит универсальный характер. Каждая классификационная категория включает шины разных конструкций и размеров, с различными скоростными характеристиками и разными несущими нагрузками, а также шины, отличающиеся друг от друга применяемыми для их изготовления материалами, оборудованием, технологическими процессами и т.д. Ниже приведены наиболее типичные классы и группы, на которые принято разделять шины при их классификации.

Легковые шины

В эту категорию входят шины для всех легковых автомобилей, независимо от дорожных, климатических условий их эксплуатации или особенностей конструкции автомобиля (полноприводная, с передним или задним приводом и т.д.). К легковым шинам предъявляют высокие требования безопасности и комфортабельности. Они должны выдерживать длительное безостановочное движение с высокими скоростями (свыше 140 км/ч), обеспечивать при этом высокую надежность, безопасность, устойчивость и управляемость, передачу тяговых и тормозных усилий на сухой дороге и в дождь, независимо от погодных и климатических условий.



К этой же группе часто относят шины для массовых спортивных автомобилей (SUV) и автомобилей для туристических путешествий. Такие шины предназначены для эксплуатации в основном на хороших дорогах с твердым покрытием, но имеют дополнительную защиту от пробоев, порезов и других механических повреждений на случай, когда автомобиль оказывается на бездорожье. В последнее время они получают во всем мире все большее распространение и могут рассматриваться как отдельная категория шин.

Легкогрузовые (коммерческие) шины

Легкогрузовые шины применяются на микроавтобусах (автобусах особо малой вместимости), малотоннажных грузовых автомобилях и прицепах к ним. Такие транспортные средства внешне похожи на большие легковые машины, но вместо задних пассажирских мест и багажника имеют кузов и обычно пользуются популярностью в сфере малого бизнеса. Поэтому такие машины и шины для них еще называют коммерческими. Обозначения легкогрузовых шин обычно содержат букву «С».

Грузовые и автобусные шины

К этой группе относят шины, эксплуатирующиеся преимущественно на дорогах с твердым покрытием. Сюда относятся шины для грузовых автомобилей, осуществляющих городские, междугородные и международные перевозки, шины для автобусов и троллейбусов. Предполагается, что транспортные средства на этих шинах оказываются в условиях бездорожья лишь на короткое время, например, для подъезда к месту погрузки или разгрузки. Требования, предъявляемые сегодня к грузовым шинам, очень близки требованиям к легковым шинам, особенно в вопросах безопасности, скорости, а также шумообразования и однородности. Повышенные требования предъявляют к их грузоподъемности и экономичности. Кроме того, сейчас на первый план выступают экологические требования, не столь актуальные в прежние годы.

Грузовые внедорожные шины

В отличие от предыдущей группы эти шины лишь на короткое время попадают на твердую ровную дорогу, а большую часть времени эксплуатируются в полевых условиях, на бездорожье. Это шины для автомобилей внедорожников, для строительной техники, дорожных машин, экскаваторов, грейдеров и других подобных машин (рис. 3.1). Они не работают на больших скоростях движения, но должны иметь высокую прочность, выдерживать большие нагрузки и перегрузки, противостоять механическим повреждениям, обладать высокими тяговыми и тормозными свойствами на мягких грунтах.

Крупногабаритные шины

К ним относятся шины карьерных самосвалов и другой автомобильной техники, используемой для перевозки тяжелых грузов. Процесс изготовления шин этой группы близок к обычным грузовым шинам. Их конструкция и свойства используемых при производстве материалов позволяют им выдерживать значительные эксплуатационные нагрузки.

Сверхкрупногабаритные шины

Отличаются от предыдущей группы не только особенно большими размерами и грузоподъемностью, но и тем, что технологический процесс производства этого класса шин принципиально отличается от производства других пневматических шин. Диаметр шины может достигать 2 м и более. Применяются на гигантских карьерных самосвалах (рис. 3.2). Сверхкрупногабаритные шины производят только несколько компаний в мире, среди которых Goodyear, Bridgestone, Белорусский шинный комбинат.

Шины специального назначения

К этой группе относятся шины с регулируемым давлением, шины военного назначения и некоторые другие.

Шины высшего класса

Шины высшего класса разрабатываются для высокоскоростных автомобилей. Они имеют более эластичную резину протектора и специальный рисунок, обеспечивающие хорошее сцепление с дорогой, особенно при поворотах на высокой скорости. Оборотной стороной этих особенностей шин является повышенный износ протектора и меньший общий ресурс. Способность обеспечивать «высший класс» как на сухой, так и на мокрой дороге на высоких скоростях сильно отличается у шин разных производителей и даже у разных моделей одного производителя. Создание таких шин является объектом научных исследований и перспективных разработок.

Безопасные шины

Безопасная шина — это шина, способная в случае частичной или полной потери воздуха в ней сохранять движение и свои основные качества, достаточные для безопасного достижения ближайшего пункта технического обслуживания. В последние годы за такими шинами закрепилось название run-flat. Большинство ведущих шинных компаний мира ведет разработку run-flat шин, выданы сотни патентов на конструкции таких шин, обзор которых может быть темой самостоятельного интересного исследования. Однако до настоящего времени общепризнанной надежной конструкции безопасной шины не существует, они выпускаются лишь небольшими партиями, а их рынок ограничен. Например, фирма Michelin разработала и с 2005 по 2008 год поставляла на американский рынок для некоторых моделей автомобилей «Хонда» run-flat систему РАХ (рис. 3.3, 3.4).







Как видно из рисунков, РАХ состоит из аркоподобной по конфигурации профиля шины и специального обода. Конфигурация бортов шины и посадочного места обода обеспечивают надежное крепление борта при потере давления в шине. Кроме того, в центральной части обода располагается полиуретановое кольцо, служащее опорой беговой части при качении колеса со спущенной шиной. Система РАХ, по данным фирмы Michelin, при потере давления воздуха в шине обеспечивает безопасный пробег до 200 км на скорости более 80 км/ч. Однако фирме не удалось решить проблему экономической эффективности применения таких шин и преодолеть технические сложности монтажа-демонтажа и ремонта. В начале 2008 года Michelin принял решение о прекращении работы по совершенствованию РАХ.



Другой пример шин run-flat — это шины с усиленными боковинами, благодаря которым при потере давления шина в основном сохраняет свою формуй способность к движению. Этот принцип использован, в частности, фирмой Bridgestone в ее run-flat шине (рис. 3.5). Такая шина способна пробежать без давления до 80 км при скорости до 85 км/ч. Однако усиленные боковины способствуют повышенному теплообразованию и преждевременному выходу шины из эксплуатации. Такие шины требуют замены уже через 25 тыс. км пробега, в то время как стандартные шины заменяют в среднем через 65 тыс. км пробега. Хотя применение таких шин дешевле, чем шин РАХ, и они монтируются на стандартный обод, но их долговечность и эффективность, по мнению экспертов, пока недостаточна, чтобы реально конкурировать с обычными шинами.

Спортивные шины или шины для гоночных автомобилей

Шины для гоночных автомобилей занимают очень специфический сектор шинного рынка. Основной характеристикой этих шин является способность развивать высокую скорость, выдерживать значительные боковые нагрузки и обеспечивать при этом прекрасные тягово-сцепные свойства. Такие шины выпускаются для всех видов транспорта, которые участвуют в гонках: велосипедов, мотоциклов, легковых гоночных автомобилей и болидов, грузовых автомобилей. Для гонок на сухих покрытиях спортивные автомобильные шины, как правило, не имеют рисунка протектора, для увеличения площади сцепления с дорогой. На кольцевых гонках левые и правые шины имеют различное внутреннее давление. На рис. 3.6 представлены гоночная и обычная шины «Игл» (Eagle) фирмы Goodyear сопоставимых размеров, а в таблице 3.1 приведены сравнительные характеристики этих шин. Как видно из таблицы 3.1, ресурс спортивных шин очень мал, их протектор втрое тоньше, зато беговая дорожка на 30% шире, и они на 30% легче. К этому можно добавить, что стоимость приведенной в таблице 3.1 спортивной шины почти вдвое выше, чем обычной.

Таблица 3.1

Параметры	Гоночная шина	Обычная шина
Средний пробег, км	250	80,000
Внутреннее давление, МРа	0,21 МПа — справа 0,31 МПа — слева	0,24 (с обеих сторон)
Газ, используемый для накачивания шины	сухой воздух или азот	атмосферный воздух
Толщина протектора, мм	3,2	9,5
Ширина беговой дорожки, мм	292,1	228,6
Масса шины, кг	10,9	13,6

Запасные шины

Запасные шины, предназначены для того, чтобы обеспечить автомобилю возможность доехать до ближайшего сервиса при выходе из строя одной из штатных шин. Исходя из этой концепции запасные шины, которыми комплектуются некоторые современные легковые автомобили, отличаются от обычных шин меньшим размером рис. 3.7) и заниженными эксплуатационными характеристиками — меньшей прочностью, выносливостью, скоростью и др. В то же время эти шины дешевле обычных, они легче и занимают в багажнике автомобиля меньше места.

«Умные» шины

Попытка создания такой конструкции шины, которая могла бы осуществлять самотестирование своего состояния, ведется как шинными компаниями, так и различными исследовательскими центрами. В последние годы с появлением бортовых автомобильных компьютеров и совершенствованием возможностей измерительных устройств и датчиков эти работы получают практическую реализацию. Например, специальные электронные датчики или микрочипы, располагаемые на ободе колеса во внутренней полости шины, в протекторе шины, распознают состояние шины, ее температуру и внутреннее давление, определяют остаточный ресурс рисунка протектора, сообщающие на компьютер о необходимости замены шины и прочие характеристики работы шины (рис. 3.8).



В одном из американских университетов уже проходят испытания 24 экспериментальные шины, которые благодаря применению специальных сенсоров и особых многослойных материалов способны отслеживать любые изменения в своей структуре. Они предупреждают водителя о снижении давления, проколах, «грыжах», порезах, заводских дефектах покрышки, нарушении балансировки, неверной установке колеса и даже о возможных разрушениях шины, которые могут произойти в ближайшее время. В условиях массового производства, по расчетам исследователей, внедрение такой измерительной системы обойдется потребителю всего в 1 доллар, так что, возможно, в скором времени надпись «Умная шина» появится на боковине многих серийных шин.

(Оригинал статьи можно найти тут: www.LRman.ru)

Другие шины

В ряде случаев шины не совсем обычного применения могут отличаться по своим габаритам, нагрузке и другим характеристикам от принятых стандартов и нормативов, например шины для поездов метро или шины автомобилей-«монстров» (рис. 3.9).



Другой пример — литые шины с полиуретановым каркасом (рис. 3.10), отличающиеся высокой долговечностью, экономичностью, возможностью 100%-ной регенерации каркаса и повторного использования для производства новых шин.



Новейшие шины фирмы Michelin, как никакие другие, соответствуют названию данного подраздела: «Другие шины» (рис. 3.11 и 3.12). У этих шин эластичные элементы из синтетического материала, поддерживающие упругий цилиндр с резиновым протектором, способны заменить по прочности каркас и брекер и, одновременно, обеспечить амортизирующие свойства, подобно сжатому воздуху в традиционной пневматической шине. Если эта разработка фирмы оправдает ожидания и такие шины появятся на рынке, то они, очевидно, займут отдельный раздел в классификации.