Шина из чего состоит: Из чего делают шины для автомобиля

Из чего делают шины для автомобиля

Расскажем из чего делают шины для автомобиля и какие компоненты используют. Хотя рецептуры приготовления для производства некоторых шин держатся в секрете, основные компоненты состава известны.

Процесс изготовления шины

Он включает четыре этапа:

  1. Производство автомобильной шины начинается с приготовления резиновых смесей. Рецептура зависит от назначения покрышки и может включать до 20 химикатов – от серы и технического углерода и до каучука – натурального и/или синтетического.
  1. Создаётся протекторная заготовка для шины. Получается профилированная резиновая лента, которая после охлаждения водой разрезается на заготовки по размеру шины. Скелет шины (каркас и брекер) — изготавливаются из слоёв обрезиненного текстиля или высокопрочного металлокорда. Прорезиненное полотно раскраивается под определённым углом на полосы различной ширины в зависимости от размера шины.

Важным элементом шины является борт — это нерастяжимая, жёсткая часть шины, с помощью которой она крепится на ободе колеса. Основная часть борта — крыло, которое изготавливается из множества витков обрезиненной бортовой проволоки.

  1. Все детали шины соединяются в единое целое. На сборочный барабан последовательно накладываются слои каркаса, борт, по центру каркаса протектор с боковинами. Для легковых шин протектор относительно расширен и заменяет собой боковину. Это повышает точность сборки и снижает количество операций в производстве шин.
  2. Процесс вулканизации. Собранная шина помещается в пресс-форму вулканизатора. Внутрь шины под высоким давлением подаётся пар или перегретая (200°C) вода. Под давлением по боковинам и протектору прорисовывается рельефный рисунок. Происходит химическая реакция (вулканизация), которая придаёт резине эластичность и прочность.

Химический состав

Главным материалом является резина. Она бывает разной и может изготавливаться из синтетического или натурального каучука. Наиболее часто встречаются шины изготовленные из синтетического каучука, т.
к. он прост в разработке, намного дешевле и по качестве не уступает натуральному каучуку.

Натуральный каучук изготавливается из высушенного сока (латекса) бразильской гевеи, а также содержится в некоторых видах сорных трав и одуванчиков. В производстве его используют мало, т.к. он обходится слишком дорого. А современная скоростная шина состоит из синтетического каучука, производимого из нефти. Встречаются несколько десятков различных синтетических каучуков. Каждый из них имеет свои особенности и назначение.

В зимние колёса некоторые производители добавляют натуральный каучук и силику — это способствует эластичности при низких температурах.

Второй по количественным показателям – углерод технический (сажа). На его долю приходится примерно 30% всей смеси и он придаёт шине её специфичный цвет. Для чего используется углерод? Это скрепляющий компонент смеси (влияющий на износостойкость), действующий на молекулярном уровне. Без использования сажи покрышки были бы недолговечными, непрочными и отличались бы повышенным износом протектора.

Вместо технического углерода используется сера. Но выбор компонента – вопрос стоимости. С технологической точки зрения разница невелика. Эта добавка – вулканизирующий агент. Они связывают молекулы полимера «мостиками» с образованием пространственной сетки. Пластичная сырая резиновая смесь превращается в эластичную и прочную резину.

Кремниевая кислота используется в качестве замены сажи из ограниченного доступа к источникам природного газа в Европе. Она не обеспечивает высокую прочность, как сажа, но улучшает сцепление шины с мокрой поверхностью дороги. Так же она меньше вытирается из резины при эксплуатации покрышки. Это свойство менее пагубно для экологии. Чёрный налёт на дорогах — технический углерод, вытертый из шин. В рекламе покрышки с использованием кремниевой кислоты называются «зелёными».

Какие бывают добавки

В качестве добавок для приготовления компаундов применяются различные масла и смолы. Они выполняют смягчающую функцию, что особенно важно при производстве зимней резины. Они обозначаются как мягчители и служат в качестве вспомогательных материалов. От достигнутой жёсткости резиновой смеси во многом зависят ездовые свойства и износостойкость шины.

Вулканизационные активаторы, такие как оксид цинка и стеариновые кислоты, а также ускорители инициируют и регулируют процесс вулканизации в горячей форме (под давлением и при нагреве) и направляют реакцию взаимодействия вулканизующих агентов с каучуком в сторону получения пространственной сетки между молекулами полимера.

Факт присутствия в резине крахмала кукурузы, оливкового масла, активированного угля или других добавок, на которых делается реклама – ничего не значит. Их в составе шины может составлять менее 1 процента. Важно изобрести, а потом воспроизвести рецепт, который бы с применением этих компонентов обеспечил превосходные характеристики. Это удается не всем производителям.

  • Новая маркировка шин по шумности и качению

Все автомобильные шины изготавливаются из резины или других материалов, но с добавлением каучука. У производителей имеется свой оптимальный химический состав, который определяет различные характеристики. Одна фирма делает упор на срок службы, другая – на динамику авто, а третья – поведение на мокрой дороге. Они определяют цену и качество покрышки.

Из чего делают шины?

Любой шинный продукт имеет те или иные свойства в первую очередь благодаря своему составу. Шинный коктейль, пожалуй, самый значительный фактор влияющий на технические характеристики той или иной модели. Изготовители автошин обычно держат в строжайшем секрете состав резиновой смеси своих изделий, это является коммерческой тайной любой компании. Но так или иначе, основные компоненты резины известны всем, как и известно об их химических свойствах, которые отражаются на качестве передвижения.

Главные составляющие материалы, используемые при производстве, влияющие на технические показатели автошины:

  • Натуральный каучук. Компонент добываемый из сока бразильской гевеи. На данный момент используется чаще всего в резиновом составе боковин моделей, гарантирую эластичность и упругость. Таким образом существенно улучшается маневренность. Натуральный каучук обладает белым молочным цветом, поэтому до того как стали использовать синтетический каучук шины обладали белым цветом.
  • Искусственный каучук. Главный элемент в шинном коктейле, занимает большую долю резинового состава и непосредственно влияет на ходовые показатели. Натуральный каучук использовался на протяжении львиной часть 20 века, до тех пор пока не был синтезирован искусственный каучук (Бутадиен-стирольный, изопреновый, бутилкаучук и т.д.). От твердости каучуковой смеси зависит показатели
    износа    , сцепления и торможения. То есть основные технические свойства. В зависимости от предназначения резины производители обозначают необходимую жесткость. Например, для высокоскоростных моделей состав используется более жесткий каучук, а для классических дождевых – более мягкий (так как такая резина хорошо сцепляется с мокрой дорогой).
  • Технический углерод (ТУ) или сажа. Представленный материал занимает 1/3 состава и, как правило, обозначает для изделия такие характеристики как износоустойчивость и прочность. Также дает изделию характерную цветовую гамму. Технический углерод синтезируют путём деструкции природного газа, то есть, по сути, данный материал является отходом при добыче природного газа. Шины произведенные в СССР включали в себя большую долю сажи, по причине легкодоступности материала. К сожалению данный материал экологически вредный, поэтому с каждым годом производители стараются сократить его долю в своих изделиях.
  • Диоксид кремния или силика. Заменой технического углерода являются специфические кремниевые кислоты в различных вариациях. Силика используется, прежде всего, в производстве зимней автошины. Она лучше чем ТУ внедряется в соединения каучука и не вытесняется из смеси подобно саже (черные следы идущие от шины ничто иное как вытесненный из состава технический углерод). Диоксид кремния обеспечивает резину эластичностью, мягкостью, комфортностью
    и великолепным сцеплением с мокрой дорогой. Но главным преимуществом кремниевой кислоты является стойкость к низким температурам. Шины с большим содержанием силики обычно характеризуются как экологически чистые.
  • Сера. Сера используется как вспомогательный элемент для связи молекул вышеописанных полимеров. Это отражается на целостности, прочности и эластичности шины.
  • Натуральные масла или смолы. Смягчающие элементы природного происхождения (например рапсовое масло или канола). Обычно используются в зимних моделях.
  • Помимо прочего используется большое количество уникальных натуральных элементов для предоставления тех или иных свойств. Например крахмал кукурузы снижает сопротивление качению, а молотая скорлупа грецкого ореха увеличивает сцепление на заледенелой поверхности.

Резиновая смесь того или иного изделия — залог безопасного передвижения того или иного автотранспорта.

При выборе шины обязательно нужно поинтересоваться у продавца составом резины. Как правило, чем дороже автошины, тем шинный коктейли в них более сложный и, соответственно, более эффективный. При выборе следует учитывать и предназначенность шины. Например для UHP-класса необходим жесткий резиновый состав, а для зимней шины нужен мягкий, с большой долей силики. Есть много нюансов, поэтому лучше всего следует обратится к профессионалам.

Читайте в этом разделе


Что такое маркировка XL на шине?
XL (Extra Load) – маркировка на шине, которая буквально означает «дополнительная нагрузка». Это указывает на то, что автошина рассчитана на больший вес, чем стандартная резина..
23 Февраля 2023, 15:32
 Какие зимние шины купить? Дорогие или дешевые?
Для начала, стоит знать деление на классы автомобильных шин. Полезно знать, когда нужно покупать дорогие шины премиум-класса, а когда выбирать более дешевые аналоги из эконом-сегмента…
06 Сентября 2022, 10:06
Шины для электромобилей – какие выбрать?
Вождение электрокара отличается от вождения автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Это чувствует и водитель, и пассажиры. Для автошин также важен другой тип привода. Резина на..
09 Августа 2022, 11:58
Кому подходят низкопрофильные шины?
Колеса автомобиля – первое, что приходит на ум в контексте визуального тюнинга. Не каждый автомобиль станет лучше после установки спойлера на заднюю дверь. А большие..
18 Апреля 2022, 15:42
Что такое UHP (HP) шины? Лучший выбор на лето
Автошины High Performance и Ultra High Performance приобретают все большую популярность во всем мире. Наши автомобили все быстрее, эффективнее, лучше разгоняются и обеспечивают более уверенное..
28 Февраля 2022, 15:06

Что внутри шины | Ассоциация производителей шин США

Блок логотипа сайта

Форма поиска

Шины

содержат много резиновых смесей и других материалов, потому что они должны безопасно работать в самых разных сложных условиях.

  • Пучки бортов BeadTire (обычно пряди проволоки) крепят шину к колесу.
  • Наполнитель бортовРезиновая смесь, размещенная над комплектом бортов, может использоваться между слоями корпуса, которые охватывают борта для улучшения характеристик плавности хода и управляемости.
  • РемниОбычно два ремня со стальными кордами, уложенными под противоположными углами. Ремни обеспечивают стабильность протектора шины, что способствует износу, управляемости и сцеплению.
    • Шины
  • Body PlyMost имеют один или два основных слоя, каждый из которых обычно состоит из корда из полиэстера, вискозы или нейлона внутри резинового слоя. Слои кузова функционируют как структура шины и обеспечивают прочность, чтобы сдерживать внутреннее давление.
  • InnerlinerРезиновая смесь, используемая для сохранения давления внутри шины.
  • Боковина Резиновая смесь, используемая для покрытия слоев корпуса по бокам шины, обеспечивает устойчивость к истиранию, истиранию и атмосферным воздействиям.
    • Протектор
  • Резиновая смесь протектора и рисунок протектора обеспечивают сцепление и стойкость к истиранию, улучшая сцепление и износ протектора.

СОСТАВ ШИН

Натуральный каучук

Натуральный каучук придает шинам особые эксплуатационные характеристики. Это особенно хорошо для сопротивления разрыву и усталостному растрескиванию.

Синтетические полимеры

Двумя основными полимерами синтетического каучука, используемыми в производстве шин, являются бутадиеновый каучук и стирол-бутадиеновый каучук. Эти каучуковые полимеры используются в сочетании с натуральным каучуком. Физические и химические свойства этих каучуковых полимеров определяют характеристики каждого компонента шины, а также общие характеристики шины (сопротивление качению, износ и сцепление).

Другим важным синтетическим каучуком является галогенированный полиизобутиленовый каучук (XIIR), широко известный как галобутиловый каучук. Этот материал делает внутренний слой непроницаемым, что помогает удерживать давление в шине.

Сталь

Стальная проволока используется в шинных лентах и ​​бортах, а также в слоях грузовых шин. Ремни под протектором служат для придания жесткости каркасу шины и улучшения характеристик износа и управляемости шины. Бортовая проволока закрепляет шину и фиксирует ее на колесе.

Текстиль

Текстиль в шинах представляет собой различные типы тканевых кордов, укрепляющих шину. Тканевые корды шин обеспечивают стабильность размеров и помогают поддерживать вес автомобиля.

Эти текстильные изделия представляют собой полиэфирные кордные ткани, вискозные кордные ткани, нейлоновые кордные ткани и арамидные кордные ткани. Они используются для изготовления слоев шин в легковых шинах. Хотя они служат основным армирующим материалом в каркасе шины, они также помогают шине сохранять свою форму в различных дорожных условиях, что обеспечивает дополнительную износостойкость и эксплуатационные характеристики шины.

Наполнители (сажа, аморфный осажденный диоксид кремния)

Как сажа, так и диоксид кремния являются наполнителями, которые усиливают резину, то есть улучшают такие свойства, как сопротивление разрыву, прочность на растяжение и истирание. Это приводит к улучшению характеристик износа и сцепления. Использование диоксида кремния улучшает сопротивление качению.

Антиоксиданты

Антиоксиданты помогают предотвратить разрушение резины под воздействием температуры и кислорода.

Антиозонанты

Антиозонанты используются для предотвращения воздействия озона на поверхность шины.

Системы вулканизации (сера, оксид цинка)

Оксид серы и цинка являются важными ингредиентами для превращения резины в твердое изделие во время вулканизации или вулканизации шин. Системы вулканизации сокращают время вулканизации и влияют на длину и количество поперечных связей в матрице каучука, которые образуются во время вулканизации или вулканизации шины.

Наверх

Из чего сделаны шины?

Возможно, вы нечасто думаете об этом, но это черное кольцо вокруг колеса вашего автомобиля содержит гораздо больше, чем просто резину.

Шины состоят из сложной смеси различных каучуков – натуральных и синтетических – и целого ряда других конструкционных материалов. В среднем шина современного легкового автомобиля содержит до 25 компонентов и до 12 различных резиновых смесей. Все начинается с натурального каучука, добываемого из особых деревьев, выращенных на больших плантациях. Эта жидкость (латекс) коагулирует кислотой, очищается водой и прессуется в блоки.

Синтетический каучук, тем временем, создается в отдельном процессе с использованием смеси химических веществ в лаборатории. На этапе производства блоки (как натуральные, так и синтетические) разрезают, взвешивают и смешивают с другими ингредиентами.
 

Армирующая нить
Текстильная промышленность поставляет основные материалы (вискозные, нейлоновые, полиэфирные и арамидные волокна) для производства кордов, которые служат в качестве армирующего материала внутри шины.

Сталь для прочности
Сталелитейная промышленность поставляет высокопрочную сталь. Это служит сырьем для производства стальных лент (стальной корд) и бортовых сердечников (стальная проволока) внутри шины.

Материал для каждого компонента
Мы можем разобрать шину на ее компоненты, чтобы увидеть, где используется каждый материал. Начнем с дорожного покрытия и будем продвигаться внутрь.

  • Протектор – натуральный и синтетический каучук
    • Протектор шины соединяется с дорогой и боковиной и имеет три зоны:
      • Колпачок: это часть шины, которая больше всего соприкасается с дорогой. Обеспечивает сцепление на всех дорожных покрытиях, износостойкость и курсовую устойчивость.
      • Основание: под колпаком основание снижает сопротивление качению и повреждение внутренней структуры шины — каркаса.
      • Плечо: На внешних краях протектора эта область образует оптимальный переход от протектора к боковине шины.
         
  • Бесшовные верхние слои – нейлон, залитый резиной
    • Этот слой, расположенный непосредственно под протектором, позволяет двигаться на высоких скоростях. Представьте, что вы собираете кусок бечевки обратно в клубок и сматываете его снова и снова. Бесшовные кепки немного похожи на это. Они состоят из одного прочного шнура из нейлона, залитого резиной. Этот корд закручивается по окружности шины от одной стороны к другой, не перекрывая друг друга.
       
  • Стальной корд для брекерных лент – высокопрочный стальной корд
    • Повышает сохранение формы и курсовую устойчивость
    • Снижает сопротивление качению
    • Увеличивает пробег вашей шины.
       
  • Слой текстильного корда – прорезиненная вискоза или полиэстер
    • Этот слой ткани регулирует внутреннее давление в шине и поддерживает ее форму.