История современных шин берет свое начало в 1846 году, когда Роберт Томпсон, инженер железнодорожного транспорта, зарегистрировал свой патент на пневматическую шину. Его конструкция уже тогда имела преимущества над многими более поздними: дело в том, что внутри шины Томпсона располагалось несколько пневмобаллонов, и даже пробив один из них или пару, можно было продолжать движение. Как указал в сопроводительных документах сам Томпсон, его шина должна была уменьшить силы, затрачиваемые на передвижение экипажей, а также снижение шума. Покрышка была изготовлена из кожи, что, в принципе, обеспечивало среднюю износостойкость.
В 1888 г. Джон Данлоп изготовил свои первые покрышки для трехколесного велосипеда своего сына. 23 июля 1888 г. Данлопу был выдан патент N 10607 на изобретение, а приоритет на применение «пневматического обруча» для транспортных средств подтверждал следующий патент от 31 августа того же года.
Первыми, кто додумался использовать пневматические шины на автомобилях, были французы Андре и Эдуард Мишлен, уже производившие тогда шины для велосипедов. Первый заезд по маршруту Париж - Бордо на автомобиле с пневмошинами был осуществлен в 1895 году, а уже через год своими шинами оснастил автомобиль Джон Данлоп.
В 1911 году Филипп Страус изобрел первую камерную шину. Бескамерные шины, изобретенные ранее, в 1903 году инженерами GoodУear, снискали популярность только после войны - в 1954 году первым автомобилем, серийно оснащенным бескамерными покрышками, стал Packard.
В 1923 году Continental начал применять в шинах кордовую ткань. Этот элемент состоял из челночных нитей, удерживаемых опорными нитями и покрытых каучуком. Изготовленные таким образом шины служили значительно дольше.
В 50-х годах Michelin совершила переворот в индустрии, внедрив в производство радиальные шины. Французам удалось добиться двукратного увеличения ресурса, кроме того, радиальные шины были несколько тише диагональных. Однако переход с диагональной на радиальную конструкцию затянулся почти на 20 лет и связано это было с тем, что производители экспериментировали с материалами и технологиями, и только в 70-х достигли того уровня соотношения «цена-качество», который позволил почти всему легковому автопарку перейти на использование радиальных шин.
С конца 40-х годов производятся шины, ширина которых больше, чем высота - так называемые супер-баллоны. Затем последовали шины с низким и сверхнизким поперечным сечением, у которых соотношение между высотой и шириной было снижено до 80%.
Сегодня стандартным для большинства автомобилей является отношение высоты к ширине в 65%. Современные шины становятся все шире - в настоящее время соотношение высоты к ширине снижено уже до 30%. Сверхширокие шины производятся для мощных спортивных моделей автомобилей, и не получают широкого распространения из-за дороговизны и особенностей эксплуатации.
Современные радиальные шины для легковых автомобилей включают в себя до 25 различных конструктивных частей и до 12 различных смесей.
НОВЕЙШИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ В
ШИННОЙ ИНДУСТРИИ
Шинная индустрия, как и
любая другая
высокотехнологичная
отрасль,
развивается
постоянно. Еще
несколько лет
назад все
восхищались тем,
как шинники
умудряются
делать
сверхнизкопрофильную
резину на 22
дюйма, а сейчас
в фаворе уже
совсем другие
изыски.
Наиболее
популярной в
последние годы
стала технология
«самонесущих
шин». Эта
разновидность
резины позволяет
не прекращать
движение даже
при полной
потере давления
в шине, причем
скорость и
расстояние тоже
не страдают. Эта
технология
получила общее
название Run
Flat Tires,
сокращенно -
RFT, причем
каждый из
производителей
именует подобную
продукцию по
своему.
Герметик поможет затянуть один прокол. У шин RFT боковины значительно укреплены. Система PAX используется на бронированных лимузинах. Необходимость в подобных колесах назрела давно. Мало кому понравится менять колесо в походных условиях. Вот тогда-то новые шины RFT и пригодятся.
Лет пятнадцать назад ведущие мировые производители шин практически единовременно озаботились данной проблемой. Как удержать в покрышке воздух при проколе? Было разработано три основных варианта решения этой проблемы. В начале конструкторский гений додумался до самогерметизирующихся шин. Принцип действия прост: на внутреннюю поверхность покрышки нанесен слой жидкого герметика. В случае прокола герметик быстро затягивает прокол, и в таком состоянии автомобиль может доехать до шиномонтажа без потери управляемости.
Однако у данной технологии было много недостатков. Более одного прокола - и герметик уже не справляется со своей задачей. Если пробита боковина - он вообще бессилен. Но технология оказалась весьма доступной, поэтому используется многими производителями и по сей день. Но вот с другой бедой - медленной разгерметизацией колеса - эти герметики справиться не могут. А такие неприятности возникают очень часто, например, после сильного удара гнется обод - в результате воздух из покрышки медленно стравливается.
Здесь-то «самонесущие» шины проявят себя во всей красе! Их преимущество - автомобиль сможет проехать достаточное расстояние без потери управляемости, даже если колесо пробито в нескольких местах и воздуха в покрышке нет совсем. Конструкция проста до гениальности: у шин RFT боковины значительно укреплены, и в случае потери давления вся масса автомобиля ложится на них, сберегая диски. Впервые подобные шины появились в качестве серийного оборудования на Chevrolet Corvette в 1993 году. RFT-технология позволяет проехать 100-200 км на полностью спущенной шине при скорости не более 90 км/ч.
Сейчас практически все производители имеют в своем арсенале подобную продукцию.
Шины RFT справляются со своей задачей великолепно, но у данной технологии есть и свои минусы: в спущенном состоянии они ведут себя практически так же, как и полностью накачанные, и если автомобиль не оборудован датчиками давления в покрышках, водитель может просто не заметить разницы. Кроме того, такие шины более жестки, шумны и весят больше обычных, а последний фактор не может не сказаться на экономичности.
Еще один вариант решения проблемы со спущенной покрышкой - вставка на ободе внутри покрышки. Эта технология уже давно и успешно используется на бронированных лимузинах. Но вставки тоже жестковаты, и особо долго на них не покатаешься.
ИСТОРИЯ
НЕКОТОРЫХ
ПОПУЛЯРНЫХ
БРЭНДОВ
DUNLOP
Заслуги фирмы Dunlop в
развитии и
совершенствовании
пневматических
шин значительны
и несомненны!
Dunlop
был первым в
применении
резиновых и
стальных шипов
на протекторе.
Инженеры фирмы
были первыми,
кто разделил
протектор шины
на несколько
рядов, что
повысило
износостойкость
при сохранении
сцепления с
дорожным
покрытием.
Dunlop первым
создал шину с
боковыми
грунтозацепами.
Как известно,
камера,
запатентованная
Дж. Данлопом,
была
позаимствована у
футбольного мяча
и не могла быть
заменена, так
что первым
изобрел камеру
для
пневматических
шин сотрудник
Dunlop Ч. Вудс.
Фирма первой
воплотила в
жизнь идею
бескамерной
шины.
Команда Dunlop с самого начала рассматривала шину не как отдельный элемент, чем грешили инженеры многих фирм, а как неотъемлемую часть автомобиля. Результатом такого подхода стало создание первой в мире лаборатории для испытания шин. Сотрудники Dunlop первыми в мире ещё в конце 70-х годов разработали шины системы Denovo, которые позволяли продолжать движение даже в случае прокола шины. Другая идея, над которой инженеры Dunlop работают с середины 90-х годов, состоит в том, чтобы шины информировали водителя о своём состоянии так же, как это делают другие системы автомобиля, например, система охлаждения двигателя или система электрооборудования.
Компания Dunlop занимает 5-е место в мире по объёму производства шин. Dunlop имеет контракты на поставку шин с 33-мя автогигантами.
MICHELIN
В 1829 Эдуард Даубри
женился на
молодой
шотландке
Элизабет Баркер,
племяннице
ученого по
фамилии
Макинтош,
который первым
обнаружил, что
каучук
растворяется в
бензоле, и
который первым
покрыл ткань
этим раствором,
положив начало
изготовлению
первых
прорезиненных
плащей,
называемых
иногда с тех
давних пор
«макинтошами».
Мадам Элизабет
Даубри (Баркер)
первой поняла
всю прелесть
раствора каучука
в бензоле и
начала делать
для своих детей
надувные шарики
и мячики для
игры. В это же
самое время,
насмотревшись на
проделки малышей
с мячами и
шариками, два ее
кузена решили
развить идею и
организовали в
местечке
Clermont-Ferrand
крохотную
фабрику по
производству
резиновых
изделий. 28 мая
1889 года эта
компания
получила
название
Michelin. Эдуард
Мишелин был
первым ее
директором и
так, волей
случая,
увековечил свое
имя в истории. В
1891 году
велосипед с
шиной Michelin
одержал первую
победу в гонках
и через год уже
на 10.000
велосипедах
стояли шины
именно этой
фабрики. В 1895
году, когда
появился первый
автомобиль,
альтернативы для
его колес уже не
было - только
Michelin.
Впервые в мире
автомобиль «Eclair»
был оборудован
пневматическими
шинами. Это
привело к победе
в гонке «Париж -
Бордо - Париж».
После этого
автомобиль и
пневматическая
шина стали
неотделимыми… В
1903 году на
фабрике была
изготовлена
самая первая
шина для
мотоцикла.Несколько
слов о самом
Эдуарде Мишелине
(1859-1940).
Одаренный и
талантливый
человек,
закончивший
задолго до
участия в
резиновом
бизнесе
Парижскую Школу
Искусств, где
серьезно изучал
живопись. Но,
уйдя в бизнес,
занимал пост
руководителя
фирмы в течение
51 года.
GOODYEAR
Торговая марка GoodYear
принадлежит The
GoodYear Tire -
Rubber Company,
которой
принадлежат
также торговые
марки «Dunlop»,
«Fulda»,
«Kelly», «Debica»,
«Sava». Своим
названием
корпорация
обязана Чарльзу
Гудьиру,
американскому
изобретателю,
который первым в
1834 г. открыл
процесс
вулканизации
резины. История
фирмы началась в
1898 году в США,
когда братья
Фрэнк и Чарлз
Сейберлинги
основали
компанию по
производству шин
для велосипедов
и грузовиков. В
1903 году
инженер фирмы
Личфилд получил
патент на
изобретение
бескамерной
шины. Новейшая
история GoodУear
ознаменована,
прежде всего,
появлением в
1992 году
дождевых шин
Aquatread. Идея
разделить
протектор
глубокой
центральной
канавкой для
лучшего
водоотвода
оказалась
революционной. В
настоящее время
компания
представлена на
шести
континентах и
продает свои
шины в 185
странах.
В настоящее время уже не найти человека, который бы не знал, для чего предназначены шины на автомобилях. Но не все знают, что такими автопокрышки стали относительно недавно. Чтобы проследить историю автомобильных шин, необходимо вернуться практически на полтора века назад в историю.
Первые резиновые шины появились в середине 19-го века, почти сразу после изобретения Чарльзом Гудиером процесса получения резины из каучука. Изначально подобные шины представляли собой деревянные колеса, на которые надевали обод из сплошного резинового слоя. Литые резиновые шины были прорывом в обеспечении плавности езды, позволяя немножко смягчить поездку, поглощая удары от неровностей на дороге. Однако, хоть использование литых резиновых шин позволило уменьшить тряску и вибрацию, все равно поездка на транспортном средстве с такими колесами была далека от комфортной.
Считается, что идея использовать прослойку воздуха для смягчения ударов и для уменьшения трения качения пришла в голову шотландскому инженеру Роберту Томсону, получившему 10 декабря 1845 года патент на изобретение «усовершенствованного колеса для повозок и других передвигающихся объектов».
«Усовершенствованное колесо» Томсона состояло из деревянного обода, обитого металлическим обручем, на который при помощи болтов прикручивалось наружное покрытие из кожи. С внешней стороны куски кожи скреплялись с помощью заклепок. Внутри образовавшейся кожаной трубы помещался прообраз современной камеры, только у Томсона она была сделана из парусины, пропитанной резиновой смесью.
Томсон даже провел испытания, которые показали, что применение «воздушного колеса» позволяет существенно уменьшить силу, необходимую для передвижения экипажа. Подобные колеса Томсон предполагал использовать на каретах, особо отмечая, что карета теперь может двигаться особенно плавно и что она, благодаря использованию воздушных шин, выглядит будто парящей над землей. Свои результаты испытаний Роберт Томсон опубликовал 27 марта 1849 года в журнале «Mechanics Magazine», приложив подробные рисунки и описание своего изобретения.
Однако никого данное изобретение не заинтересовало, и производство «воздушных колес» так и не было начато.
Повторно пневматическая шина была изобретена в 1888 году Джоном Бойд Данлопом в Ирландии. Первое пневматическое колесо Данлопа состояло из накачанного воздухом куска садового шланга, надетого на обод колеса детского велосипеда его сына. Шланг прикреплялся к ободу при помощи намотанной ленты из прорезиненной парусины. Чтобы предотвратить быстрое истирание ленты об дорожную поверхность, Данлоп прикрепил кусок плотной резиновой ленты поверх намотанной парусиновой ленты.
В 1889 году была проведена гонка на велосипедах, на которой победу одержал гонщик, использовавший на своем велосипеде необычную для всех шину — с пневматической камерой.
Поняв перспективность своего изобретения, Джон Данлоп открыл в 1889 году мастерскую по производству пневматических велосипедных шин - «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов». Сейчас эта компания выросла из маленькой мастерской в международную корпорацию «Данлоп».
Однако в том виде пневматическую шину нельзя было использовать на автомобилях. Кроме того, шина была несъемной, что доставляло большие неудобства при эксплуатации. Спустя совсем небольшое время, в 1890 году, была решена проблема с адаптацией шины для монтажа на автомобилях. Инженер Кингстон Уэлтч предложил новую схему для колеса: покрышки делались съемными, отдельными от камеры. В края покрышки вставлялась металлическая проволока для прочности. Благодаря углублению камера лучше фиксировалась на ободе. Для исключения соскальзывания покрышки с обода его края выступали и удерживали бока шины.
В этом же году были разработаны способы относительно удобного монтажа и демонтажа шины. Начало использования пневматических шин на автомобилях уже было делом времени. Оставалось лишь адаптировать конструкцию для использования на автомобилях с их высокими (для того времени) скоростями и большими нагрузками на колеса.
Первыми автомобильные пневматические шины начали выпускать два брата-француза Андре и Эдуард Мишлен, представив их в 1895 году перед гонкой «Париж - Бордо». У братьев уже был опыт изготовления шин для велосипедов. Автомобильные шины они сделали специально к данной гонке. В наши дни фамилию братьев знает уже практически каждый - компания «Мишлен» выросла в корпорацию международного масштаба.
Благодаря использованию пневматических шин у автомобилей увеличилась плавность движения и проходимость, поездка по неровной дороге перестала быть столь неприятной. Однако всеобщему распространению подобных шин мешала их капризность в эксплуатации, а также сложности при монтаже и демонтаже. Потому цельнорезиновые и пневматические шины производились параллельно.
Дальнейшие изыскания инженеров по улучшению пневмошин были направлены на устранение вышеуказанных недостатков. Вскоре в шины стали внедрять специальные полосы из различных упрочняющих материалов - кордов, которые увеличивали срок службы и неприхотливость покрышки. Существенно ускорило монтаж/демонтаж колес появление специальных монтажных станков. Кроме всего прочего, сами колеса стали съемными. Теперь они крепились к ступицам при помощи нескольких болтов.
Вскоре прочность пневматических шин стала достаточной для использования их на грузовых автомобилях. Количество выпущенных шин уже насчитывалось миллионами.
Для улучшения управляемости разрабатывались различные рисунки протектора, производились изыскания с различными составами резиновой смеси. Для уменьшения зависимости от стран-поставщиков натурального каучука, используемого для изготовления резины, был разработан синтетический каучук. Это позволило снизить себестоимость шин, а также стабилизировать химический состав резины, что позволяло добиться постоянства химических и физических характеристик для каждой шины в серии.
Химические компании принимали активное участие в улучшении качества шин не только подбором новых добавок для резины, но и поиском лучшего материала для корда. Изначально корд изготавливался из текстиля, но он обладал низкой прочностью, из-за чего были нередки случаи разрывов шин. Инженеры компаний стали экспериментировать с синтетическими материалами – новейшими вискозой и нейлоном. Использование данных материалов позволило значительно увеличить прочностные характеристики шин. Теперь случаи взрывов шин стали совсем редким явлением.
В середине 20-го века компания «Мишлен» разработала совершенно новый тип шин: нити корда изготавливались из металла и располагались радиально - от борта до борта. Шины с таким типом корда получили название радиальных. Применение радиального корда позволило в несколько раз увеличить прочность и срок службы шины при той же массе. Или же, сохраняя прежние прочностные и скоростные характеристики, иметь гораздо меньшую массу.
При всех своих достоинствах традиционная шина с камерой обладает одним существенным недостатком - при проколе она практически мгновенно сдувается и движение становится невозможным. Для избавления от этого недостатка было необходимо найти способ обходиться без камеры. И потому были разработаны бескамерные шины, которые даже в случае прокола позволяли проехать какое-то расстояние без существенной потери своих прочностных качеств. Однако бескамерные шины более требовательны к качеству изготовления как самой шины, так и диска. Все это обусловлено тем, что в подобных колесах покрышка должна как можно плотнее прилегать в станке диска для обеспечения необходимого уровня герметичности, чтобы удерживать находящийся внутри воздух.
Современным автовладельцам покажется удивительным, но до 60-х годов 20-го века профиль шины представлял собой практически круг. Далее высота шины все время уменьшалась, достигая порой 50 процентов от ширины профиля. Низкопрофильные шины обладают лучшим сцеплением с дорогой благодаря большей поверхности соприкосновения. К тому же, благодаря уменьшению высоты профиля, улучшилась курсовая устойчивость, так как такая шина меньше деформируется при боковых нагрузках. Низкопрофильная шина обладает многими достоинствами, включая нестандартный внешний вид, который придает автомобилю с такими колесами некую спортивную агрессию. Но надо помнить, что при этом приходится жертвовать максимальной грузоподъемностью. Хотя это для спортивных автомобилей далеко не самый важный критерий. При тюнинге автовладельцы частенько ставят «спортивные» низкопрофильные шины даже на автомобили, не обладающие «спортивным» внешним видом. Но тут это уже дело вкуса.
Со времени появления первого «воздушного колеса» и до сегодняшнего дня не прекращаются изыскания, которые позволили бы улучшить потребительские качества пневматических шин. Если раньше исследования в основном шли в направлении повышения прочности покрышек и улучшения сцепления с дорожной поверхностью, то сейчас к этому добавилось и стремление создать шину, наносящую минимальный вред окружающей среде. Это включает в себя не только экологичность при изготовлении (шинное производство - исторически очень грязное с точки зрения экологии), но и нанесение минимального вреда при эксплуатации (отслаивающиеся кусочки резины и выделяющиеся газы являются важными загрязняющими экосистему факторами). Кроме того, не стоит забывать, что после прекращения эксплуатации шины необходимо как-то утилизировать. Этот процесс тоже далеко небезопасен для экологии.
Раньше люди не задумывались над уроном, наносимым человечеством окружающей среде. Но сейчас, к счастью, все меняется к лучшему. Ведутся исследования, которые позволили бы не только минимизировать вред от классических резиновых шин, но и направленные на поиск абсолютно другого, экологически чистого, материала для изготовления обувки для автомобилей. Кроме того, ищется способ как-то отойти от необходимости использования воздушной камеры в качестве амортизирующего средства. Например, уже имеются предложения изготавливать шины, у которых вместо воздушной «подушки» был бы слой в виде губки или же в виде крупных ячеек.
Изобретение первой резиновой шины зафиксировано в патенте № 10990, датированным 10 июня 1846 г., выданном на имя Роберта Уильяма Томсона. В патенте изложена конструкция изобретения, а также материалы, рекомендуемые для его изготовления. Томсон оборудовал экипаж воздушными колесами и провел испытания, измеряя силу тяги экипажа. Особо отмечались бесшумность, удобство езды и легкий ход кареты на новых колесах. Результаты испытаний были опубликованы в журнале «Mechanics Маgazin» 27 марта 1849 г. вместе с рисунком экипажа. Фактически появилось изобретение, продуманное до конструктивного воплощения, доказанное проведенными испытаниями, готовое к совершенствованию. Как часто случается, на том дело и закончилось. Не нашлось никого, кто бы занялся этой идеей и довел ее до массового производства с приемлемой стоимостью. После смерти Томсона в 1873 г. «воздушное колесо» было забыто, хотя образцы этого изделия сохранились.
Легенда гласит
По поводу даты знаменательного события - создания всеми признанной шины - единства, как ни странно, нет. Называют 1887 год или 1888. Как бы то ни было, разница в год не столь принципиальна. Куда важнее кто же был этим замечательным человеком и при каких обстоятельствах его осенила чудная идея создания шины. По первому пункту - кого благодарить - разногласий, к счастью, нет. Капризная дама-история сохранила имя - Джон Бойд Данлоп (John Boyd Dunlop). Причастен к этому изобретению и его сын, который, собственно, и подал идею.
А вот версий, при каких обстоятельствах эта идея возникла, известно как минимум две. Первая особого доверия не внушает: Данлоп-старший якобы заметил, что при езде по мощеному тротуару его сын испытывает неудобство и дискомфорт и понял, что в этом виноваты твердые деревянные колеса велосипеда. Тогда-то он и обернул диск колеса несколькими склеенными тонкими резиновыми слоями и раздул их с помощью велосипедного насоса – для создания эффекта амортизации.
Второй же вариант этой истории куда более похож на все прочие рассказы о гениальных озарениях. Согласно ему, Джон Данлоп поливал огород. А его маленький сын гонял на трехколесном велосипеде и приходил в восторг от проезда по резиновому шлангу . Отец с улыбкой наблюдал за проказником, пока не обратил внимание на мягкую амортизацию шланга под металлическим колесом велосипеда. Забыв про огород, господин Данлоп тут же отрезал кусок шланга, обернул резиновую сосиску вокруг колеса, заварил шов и - прославился на весь мир, как изобретатель надувной, или пневматической шины.
Изобретение своё находчивый шотландский ветеринар запатентовал в июне 1888 года и с этого момента начинается уже совсем другая история.
История одной компании
Преимущества пневматической шины были оценены достаточно быстро. Уже в июне 1889 г. на стадионе в Белфасте Уильям Хьюм выступил в гонках на велосипеде с пневматическими шинами. И хотя гонщиком он был "средненьким", Хьюм выиграл все три заезда, в которых участвовал.
Со временем была реализована идея "обуть" и колёса немногочисленных тогда автомобилей. Первыми, кто воплотил смелую задумку в жизнь стали французы Андре и Эдуард Мишлен, уже имевшие на тот момент достаточный опыт в производстве велосипедных шин.
С реализацией идеи они выступили на гонке в 1895 г. Париж - Бордо. Автомобиль успешно преодолел расстояние в 1200 км и достиг среди девяти других финиша своим ходом. В Англии в 1896 г. шинами «Данлоп» был оснащен автомобиль Ланчестер. С установкой пневматических шин существенно улучшились плавность хода, проходимость автомобилей, хотя первые шины были не надежны и не приспособлены к быстрому монтажу.
Коммерческое развитие изобретения началось с образования маленькой компании в Дублине и конце 1889 г. под названием «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов». В настоящее время «Данлоп» - одна из крупнейших фирм в мире по изготовлению шин.
Заслуги фирмы Dunlop в развитии и совершенствовании пневматической шины:
- Dunlop первым использовал резиновые и стальные шипы на протекторе;
- Dunlop первым разделил протектор шины на несколько рядов, что повысило его износостойкость при сохранении хорошего сцепления с дорожным покрытием;
- Dunlop первым в мире создал шину с боковыми грунтозацепами;
- Первым изобрел камеру специально для пневматической шины сотрудник Dunlop’a Ч.Вудс;
- инженеры Dunlop"a первыми, воплотили в жизнь идею бескамерной шины;
- Dunlop первым создал водоотталкивающую резиновую смесь, что дало возможность изготовить зимние модели автошин со свойствами, которые делают ненужным применение шипов противоскольжения.
Так или иначе, сегодня представить себе колёса автомобилей без покрышек невозможно. Нам остаётся только добрым словом поминать всех, поучаствовавших в их разработке.
Со дня изобретения наполняемой воздухом шины, без которой сложно представить современный автомобиль, минуло свыше 160 лет. Первым официально зарегистрировал изобретение пневматической шины шотландец Роберт Уильям Томпсон.
В патенте № 10 990, датированным 10 июня 1846 года, написано: «Суть моего изобретения состоит в применении эластичных опорных поверхностей вокруг ободьев колес с целью облегчения движения и уменьшения шума, который они создают при движении». Хотя автомобиль появился позже, пневматическая шина сменила на колесах массивные литые резиновые так называемые грузоленты спустя годы после его рождения.
В 1888 г. идея пневматической покрышки появилась вновь. Новым изобретателем был тоже шотландец Джон Бойд Данлоп , который и известен как автор пневматической шины. Чтобы трехколесный велосипед сына не портил садовых дорожек, Данлоп на колеса надел широкие обручи из шланга для поливки сада и надул их воздухом. Вскоре Данлопу был выдан патент на изобретение. Достоинства пневматической шины оценили быстро. В 1889 году гонщик среднего уровня Уильям Хьюм выступил в гонках на велосипеде с пневматическими шинами и выиграл все три заезда, в которых участвовал. Коммерческое развитие изобретения началось с образования маленькой компании в Дублине в конце 1889 года под названием «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов». Ныне это Dunlop - одна из крупнейших фирм в мире по изготовлению шин. Вскоре англичанин Бартлетт и француз Дидье изобрели вполне удобные способы монтажа и демонтажа покрышек, что дало возможность применять пневматические шины на автомобилях.
Создатели первых пневматических шин едва ли могли мечтать о надежности и долговечности «обутых» колес. Примитивный протектор не имел рисунка и легко повреждался. Водители с недоверием глядели на «резиновое чудо». Первыми стали использовать пневматические шины на автомобилях французы Андре и Эдуард Мишлен, имеющие опыт в производстве велосипедных шин. За время гонки 1895 года «Париж – Бордо» братья двадцать два раза меняли шины на своем «Пежо». Несмотря на многочисленные проколы, автомобиль прошел 1200 км и достиг финиша своим ходом, в отличие от девяти других участников гонки. Это был первый успех.
В Британии уже в 1896 г. покрышками Dunlop был оснащен автомобиль «Ланчестер». С установкой пневматических шин улучшились плавность хода и проходимость, хотя первые шины были ненадежны и не приспособлены к быстрому монтажу. Через некоторое время в широком прокате появились-таки автомобили на пневматических шинах. По сравнению с предшественниками они обладали явными преимуществами в комфорте и скорости, но по-прежнему были ненадежны. Водители брали с собой в дорогу по шесть запасок и полный багажник инструментов, которыми пользовались по нескольку раз в день. Потребление шин с каждым днем росло, что сулило немалые прибыли первым шинным предприятиям – Dunlop, Michelin, Continental, Goodyear. Вскоре кто-то из шинников догадался, что поперечный рисунок протектора может улучшить сцепление машины с дорогой. Тогда же в резину стали добавлять сажу – вместо бело-желтого цвета шины обрели черный.
В первой четверти двадцатого века стали чаще использовать конструкции быстросъемных креплений колес к ступицам, что позволило заменять покрышки вместе с колесом в течение нескольких минут. Эти усовершенствования привели к повсеместному применению пневматических шин на автомобилях и бурному развитию шинной промышленности. Дальнейшие изобретения в этой области были, прежде всего, связаны с повышением безотказности и долговечности шин, а также с облегчением монтажа-демонтажа. Потребовалось много лет совершенствования конструкции и способа изготовления пневматической шины, прежде чем она окончательно вытеснила литую резиновую. Применялись все более надежные и долговечные материалы, появился в покрышках корд – особо прочный слой из упругих текстильных нитей.
Во время Первой мировой войны начались разработки конструкций шин для грузовых автомобилей и автобусов. Пионерами в этом отношении были США. К 1925 г. в мире насчитывалось порядка 4 млн. автомобилей с пневматическими шинами, т.е. практически весь парк, за некоторым исключением отдельных типов грузовиков. Количество компаний по производству покрышек резко увеличилось, многие из них существуют и сейчас, «Файрстоун» и «Гудрич» в США, «Континенталь», «Метцелер» в ФРГ, «Пирелли» в Италии. Вторая мировая война заставила принять ряд мер по использованию синтетического каучука (СК) вместо натурального.
Применение же СК в рецептуре шинных резин нашей страны относится еще к 1933 году, а к 1940 г. потребление СК в советских шинах достигло 73%. Благодаря специфическим свойствам СК и их влиянию на эксплуатационные характеристики шин появились перспективы создания новых типов усовершенствованных шин. Тем не менее за сорок лет с начала века радикальных изменений в конструкциях покрышек не происходило. Но в 1946 году специалисты Michelin изобрели шины радиальной конструкции со стальным кордом. Они более прочные и надежные, на них можно развивать большую скорость или стоять в пробках – радиальным шинам не повредит ни то ни другое. А главное, они тормозят хорошо!
В 1980-е годы появилась конструкция шины фирмы «Континенталь» с креплением на Т-образном ободе колеса, обеспечивающая безопасное движение на небольшой скорости даже при спущенных шинах. Дальнейшее усовершенствование покрышек идет и в направлении применения современных материалов, уменьшения содержания резины, повышения прочности корда, улучшения связи корда с резиной, создания шин с малой высотой, увеличения насыщенности рисунка и применения ребристых и комбинированных рисунков протектора. Усовершенствование шин направлено также на увеличение срока службы, допускаемых нагрузок, упрощения технологии производства, улучшения технико-экономических показателей, увеличения безопасности движения транспортных средств.
До недавнего времени наибольшее внимание уделялось улучшению конструкции обычных диагональных шин. За последние 20 лет вес таких шин уменьшился на 20-30%, грузоподъемность повысилась на 15-20%, срок службы увеличен на 30-40%, дисбаланс и биение шин уменьшены на 15%, повысились тягово-сцепные качества. Однако многие шинные компании считают ненужным в дальнейшем развивать работы по совершенствованию этих покрышек, так как их возможности почти полностью исчерпаны. Сегодня основное внимание уделяется развитию и совершенствованию радиальных шин как наиболее перспективных. Наиболее перспективными сейчас считаются радиальные бескамерные однослойные покрышки с металлокордом, предназначенные для монтажа на полуглубокие ободья – их выпускают и Pirelli, и Michelin, и Dunlop.
На рынке постоянно появляются новинки. Так, в 2000 году специалисты Michelin заявили, что готовы выпускать цветные шины для Формулы-1. А компания Kumho, специализирующаяся на изготовлении авто- и мотоаксессуаров, пошла еще дальше, предложив ароматические шины – они не пахнут резиной: меняя колесо, можно ощутить тонкий запах лаванды, жасмина или цитрусов. Это, конечно, ходы, рассчитанные на специфическую аудиторию, тогда как основные сражения шинных компаний идут за господство на рынке. На полях маркетинговых войн брендов и многообразия тестов статистика выводит свои сухие данные: самым популярной в мире маркой автомобильных шин является-таки Goodyear, а лидером этого рынка в России по-прежнему остается Bridgestone. Им уступили даже легендарный Dunlop с его правом открытия первых шин; Michelin с его неизменным символом – надувным человечком Бибендумом; аристократичный Pirelli, сумевший воплотить дух компании в таком, казалось бы, отвлеченном от их бизнеса деле, как ежегодный календарь, который неизменно становится эстетическим открытием наступающего года…
У шин есть и своя «книга рекордов». Самые большие шины в мире – это Bridgestone 59/ 80 R63 V-Steel E-Lug S и Michelin 59/80 R63 XDR для карьерных самосвалов грузоподъемностью до четырехсот тонн. Их размеры впечатляют – каждое достигает 4,02 метра в высоту, 1,47 метра в поперечнике, и весит 5,1 тонны. А самые маленькие шины – у микромодели от «Ниппонденсо» – действующей копии седана «Тойота АА» 1936 года. Оснащенная электромотором крохотная машинка насчитывает в длину около 4,8 мм, при этом диаметр колеса малютки – примерно 0,8 мм. Самые дорогие серийные шины – Pirelli Scorpion Zero, они изначально разрабатывались для внедорожника Lamborghini LM002. Их ориентировочная цена – около 900 долларов за покрышку. Среди более массовых шин для обычных легковых автомобилей на первой строке прайса – около 600 долларов – покрышки Michelin Pilot Sport. Самые скоростные шины, сертифицированные для движения по дорогам общего пользования, – Continental ContiSport Contact 2Vmax, предназначенные для езды на скорости до 360 км/ч.
Самые бесшумные шины, как считают специалисты и показывают различные замеры и тестирования, – это Yokohama серии AVS. Также высокими показателями акустического комфорта отличаются покрышки Pirelli P6 и Goodyear Eagle NCT-5. Самые экологически чистые шины выпускает Nokian Tires. В составе резиновой смеси своих покрышек компания полностью исключила полиароматические соединения, признанные вредными для окружающей среды. Вместо них Nokian использует смесь на рапсовом масле. Экологичность совсем не снижает ходовые качества шины, напротив – благодаря новой смеси достигается более низкий коэффициент сопротивления качению и улучшенное сцепление с дорогой. Самые низкопрофильные шины продемонстрировал Dunlop, укомплектовавший Opel Astra Coupe OPC X-treme покрышками 305/25-ZR20 на задней оси и 265/30-ZR20 на передних колесах. С ним спорит Continental со своим «атомным» 2Vmax, шинами которого оснащен заряженный Porsche Boxster. Не уступает и Pirelli, предлагая в гамме моделей Pzero Direzionale и Pirelli P Zero Assimetrico такие типоразмеры, как 355/25 R19 и 345/25 R20.
Автомобильная шина прошла долгий путь от первого изобретения, которое было запатентовано в далеком 1846 году, до современного многообразия и технологического совершенства. Больше века назад в производству шин участвовал один единственный человек, а первые мануфактуры, фактории и конвейеры стали появляться десятилетиями позже. Это сейчас гигантские трансконтинентальные корпорации обладают собственными базами для тестирования, огромными производственными мощностями и штатом в десятки тысяч человек…
А 10 июня 1846 года в США выдали знаменательный для истории автомобилестроения патент под номером 10990, который закреплял за Робертом У. Томпсоном право на производство и установку первых в мире пневматических шин, с примитивным по современным меркам инженерным решением, которое было основано на воздушной камере из парусины, пропитанной для удержания воздуха раствором каучуковой массы и гуттаперчей.
Внешняя часть состояла из клепанных кусков дубленной кожи. Первые испытания нового изобретения состоялись в том же году, когда Томпсон установил шины на карету, а потом проверил уровень снижения тяги. Результаты были великолепны. Сила тяги уменьшалась на 38% при езде по пересеченной местности, а на не самом лучшем в мире дорожном покрытии почти на 70. К тому же путешествовать каретой на этих шинах было удобнее, мягче и тише. Правда, сразу же после смерти изобретателя об этих шинах забыли. Мир стал ждать появления нового гуру в области производства пневматических шин, пытаясь меньше ругаться во время тряски в каретах.
Самым мощным прорывом в области стал патент от 1888 года, который был выдан Джону Данлопу, имя которого сегодня знает, наверное, каждый школьник, который поиграл в любую игру про гонки. Именно фамилия Данлоп ассоциируется с появлением первой пневматической шины в таком виде, который мы привыкли ее видеть.
В 1887 году после многочисленных жалоб сына на неудобство велосипеда Джон Данлоп склеил два обруча из садового шланга, накачал их воздухом, а потом натянул на колесо велосипеда. Опять среди материалов фигурировала прорезиненная парусина. Успех этой шины Danlop был практически доказан во время исторической гонки на велосипедах, в которой ужасный велосипедист Уильям Хьюм на велосипеде с пневматическими покрышками с легкостью выиграл все заезды, в которых вообще решился участвовать. Этот успех стал основной причиной для Джона Данлопа (кроме, конечно же, проблем с деньгами в семье) организовать собственное небольшое производство шин в городе Дублин. Компания «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов» стала первой в мире компанией, которая начала изучать и производить пневматические шины на промышленном уровне.
Всего год спустя никому неизвестный инженер, работающий в компании Данлопа предложил отделить покрышку от камеры, а также армировать покрышку проволочными кольцами. В это же время был придуман первый способ монтажа и демонтажа шин, который стал прорывом для всех компаний по производству шин.
После этого всего пять лет понадобилось миру, чтобы французы Андре и Эдуард Мишелин (Michelin) изготовили первую в мире автомобильную шину, которая с трудом, но доехала до финиша. Это был сырой образец пневматической шины, который не учитывал множества внешних условий, а материал обладал огромным количеством внутренних напряжений, что привело к десяткам проколов на трассе, протяженной на 1200 км.
Всего год спустя в 1896 году Автомобиль Ланчестер был укомплектован шинами от Данлоп, которые постарались учесть ошибки конкурентов. Первые автомобильные шины в разы увеличили проходимость, комфорт, плавность и скорость автомобиля, но были неудобны с точки зрения монтажа. На установку шин уходил порой весь рабочий день. Конкуренция между производителями шин, растущий спрос, а также довольной быстрый рост цен на пневматические шины привели к постоянному поиску новых инженерных решений, что привело к появлению стандартизации, улучшения систем монтажа-демонтажа шин, а также появлению нововведений, которые используются и по сей день. Например, внедрение корда в шину из особо прочных нитей, новые системы крепежа, которые стали основной причиной валообразного роста шинной промышленности в начале двадцатого века.
Именно в этот период времени наиболее четко прослеживает динамика развития науки, влияющей на производство шин, в первую очередь химии. Самые первые шины были низкопрофильными, тонкими и походили на велосипедные. Это было связано не столько с особенностями моды того времени, сколько с отсутствием углеродных наполнителей для увеличения прочности и снижения внутренних напряжений, а также для придания более жесткой формы. Именно отсутствие углерода в составе резины обусловило белый и бежевый цвета шин в начале двадцатого века.
Однако уже в двадцатых-тридцатых годах двадцатого века углерод стал неотъемлемой частью состава резины наравне с каучуком, что привело к значительному увеличению высоты и ширины протектора. Это увеличило максимальную нагрузку на шину, позволив улучшить показатель грузоподъемности, а также повысило проходимость за счет увеличения пятна контакта протектора с дорогой. Шины из мягкого каучука, который из-за особой химической структуры смеси с углеродом имеют только радиальное направление нитей каркаса, а потому очень четко передают все неровности дороги на автомобиль. Это некомфортно и жестко.
Настоящим прорывом стало появление химических полимеров, которые позволили увеличить жесткость конструкции, не теряя в комфортности и проходимости, а также увеличивая нагрузку на шину. Диагональные шины становятся повсеместно используемыми.
Сейчас наука шагнула далеко вперед, а соревнования компаний между друг другом носят настолько детальный характер, что порой их даже трудно оценить обыкновенному покупателю. Доли секунды, граммы грузоподъемности, незаметные проценты увеличения тяги, снижения сопротивления качению. Цифры-цифры…
Материал подготовлен в «Покрышка.ру»
Дата публикации: 17.02.2011.
Внимание! Все содержимое этого сайта охраняется законодательством об интеллектуальной собственности (Роспатент, свидетельство о рег. №2006612529). Установка гиперссылки на материалы сайта не рассматривается как нарушением прав и согласования не требует. Юридическая поддержка сайта - юр.фирма «Интернет и Право».
Дополнительно
