Как делают шины для автомобилей?
Говоря об автомобильной резине, мы редко задумывается из чего и как делают этот товар. А между тем всё не так просто, как может показаться на первый взгляд. Технология производства покрышек включает множество этапов и нюансов. Начальной стадией создания автомобильных шин является разработка их профиля и рисунка протектора посредством специализированных компьютерных программ объёмного моделирования. Далее компьютер просчитывает и анализирует эффективность шины в различных ситуациях и условиях эксплуатации, после чего устраняются недостатки, пробные образцы нарезаются на специальных станках вручную и тестируются в реальных условиях.
Содержание статьи :
- Изготовление резиновой смеси
- Производство компонентов
- Сборка и вулканизация
- Видео по теме
В результате испытаний происходит сбор информации для сравнения с показателями лидеров рынка того же класса, после чего осуществляется финальная доводка, предшествующая запуску на конвейер и массовому производству.
Изготовление резиновой смеси
Материал, из которого изготовлена покрышка, имеет первостепенное значение. Следует понимать, что шины различных производителей существенно отличаются в первую очередь свойствами резины, состав которой зачастую является коммерческой тайной. Столь серьёзный подход объясняется тем, что резиновая смесь определяет технические характеристики шин, включая:
- Уровень сцепления с дорогой.
- Долговечность и надежность.
- Сезонность и износостойкость.
Состав резины современных автопокрышек включает множество материалов и компонентов: всевозможных присадок и химических соединений, которые и определяют свойства и поведение шин. Подбором и комбинацией этих элементов занимаются целые лаборатории в каждой компании, ведь именно химические добавки и их дозировка позволяют изделию превзойти конкурентов. Базой же для всех служит обычная резина, состав которой ни для кого не является секретом. Она состоит из:
- Каучука, который бывает изопреновым (натуральным) и синтетическим, и является основой резиновой смеси (от 40 до 50 процентов состава).
- Технического углерода (промышленная сажа), благодаря молекулярным соединениям которого шина имеет не только чёрный цвет, но и становится прочной и устойчивой к износу и температурам (от 25 до 30 процентов состава).
- Кремниевой кислоты, повышающей показатели сцепления покрышки с влажным покрытием, и применяемой в основном иностранными шинниками (примерно 10 процентов состава).
- Смол и масел, выступающих вспомогательными составляющими для обеспечения мягкости и эластичности изделия (около 10-15 процентов состава).
- Вулканизирующих агентов, роль которых чаще всего отводится соединениям серы и специальным активаторам.
Отметим, что российский каучук признан лучшим во всём мире, а потому востребован и применяется большинством ведущих мировых компаний-производителей. А поскольку синтетический каучук уступает натуральному по всем показателям, то в этой области РФ останется лидером ещё очень долго.
Производство компонентов
Технологический процесс создания шины, кроме прочего, включает в себя несколько параллельных этапов изготовления её компонентов, среди которых:
- Прорезиненная лента – это первичная заготовка для изготовления протектора, разрезаемая в зависимости от требуемого размера.
- Брекер и каркас – элементы, несущие ответственность за устойчивость к порезам, прорывам и прочим повреждениям. Также брекер и каркас отвечают за жёсткость всей конструкции покрышки.
- Борт шины — является наиболее жёсткой её частью, и обеспечивает герметичность при монтаже на обод колеса.
В качестве материала для каркаса и брекера современных шин служит либо металлокорд, либо стекловолокно. Последнее применяется при изготовлении покрышек класса «премиум», в то время как металлокорд незаменим в моделях, предназначенных для оснащения грузового автотранспорта.
Сборка и вулканизация
Заключительным этапом производства автопокрышки является сборка. Данная технологическая процедура выполняется методом наложения слоев каркаса, боковин, борта и протекторной части, и осуществляется на специальном сборочном барабане. После компоновки и придания нужной формы все составляющие элементы соединяются в монолитную конструкцию посредством процедуры вулканизации. Далее изделие проходит необходимые проверки, маркируется и отправляется на рынки по всему миру.
Видео по теме:
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).
- 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
Какие зимние шины купить? Дорогие или дешевые? 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 | |
Дата изготовления колес Белшина В последнее время участились случаи недоверия со стороны клиентов, относительно даты изготовления продукции торговой марки Белшина. Негодование вызывает не совсем аккуратные штансформы с указанием недели и.. 16 Февраля 2022, 12:59 | |
How A Tire Is Made
Современная шинная технология сочетает в себе уникальное сочетание химии, физики и техники, чтобы обеспечить потребителям высокий уровень комфорта, производительности, эффективности, надежности и безопасности. Многие шины разрабатываются по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать нагрузкам и требованиям к производительности, указанным производителем конкретной модели автомобиля.
Каждая шина тщательно проверяется, и для дополнительных испытаний на безопасность отбираются случайные образцы. В рамках этих испытаний шины подвергают рентгеновскому излучению, разрезают и осматривают, обкатывают на тестовых колесах или испытывают на дороге для оценки управляемости, пробега и тяговых характеристик. При правильном уходе шины могут прослужить долго — обычно от 40 000 до 80 000 миль, в зависимости от применения.
Целых двести различных сырьевых материалов объединяются в уникальную смесь химии, физики и техники, чтобы предоставить потребителям высочайший уровень комфорта, производительности, эффективности, надежности и безопасности, который могут обеспечить современные технологии и креативность. Вот основные этапы:
Планирование и проектирование
Многие шины разрабатываются по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать нагрузкам и эксплуатационным характеристикам, указанным производителем конкретной модели автомобиля. Процесс начинается с компьютера, который преобразует математические данные об особых потребностях автомобиля в технические характеристики. Затем изготавливается прототип шины для проверки способности конструкции шины обеспечивать желаемые характеристики. Индивидуальная разработка шины для конкретного автомобиля обычно занимает много месяцев испытаний, осмотров и проверок качества производителями шин и автомобилей. Только после этого производитель транспортного средства оформляет заказ.
Производство
Производственный процесс начинается с выбора нескольких типов каучука, а также специальных масел, технического углерода, пигментов, антиоксидантов, диоксида кремния и других добавок, которые в совокупности обеспечивают желаемые характеристики. Отдельные составы используются для разных частей шины. Машина, называемая смесителем Бенбери, объединяет различное сырье для каждого соединения в гомогенизированную партию черного материала с консистенцией жевательной резинки. Процесс смешивания контролируется компьютером для обеспечения однородности. Затем смешанные материалы отправляются на машины для дальнейшей переработки в боковины, протекторы или другие части шины.
Затем начинается сборка шины. Первым компонентом шиномонтажного станка является внутренний слой, специальная резина, устойчивая к проникновению воздуха и влаги и заменяющая внутреннюю камеру. Затем идут слои и ремни корпуса, которые часто изготавливаются из полиэстера и стали. Слои и ремни придают шине прочность, а также гибкость. Ремни обрезаются под точным углом и размером, указанным шинным инженером, чтобы обеспечить желаемые характеристики плавности хода и управляемости. Пряди стальной проволоки с бронзовым покрытием, свернутые в два кольца, вживляются в боковину покрышки, образуя борт, который обеспечивает герметичное прилегание к ободу колеса. Протектор и боковины устанавливаются на брекер и слои кузова, а затем все детали плотно прижимаются друг к другу. Конечный результат называется «зеленой» или невылеченной шиной.
Последний шаг — вылечить шину. «Зеленая» шина помещается в форму и надувается, чтобы прижать ее к форме, формируя протектор и идентификационную информацию о шине на боковине. Затем его нагревают при температуре более 300 градусов по Фаренгейту в течение двенадцати-пятнадцати минут, вулканизируя его для соединения компонентов и отверждения резины. ( ФАКТ : Этот процесс отверждения от двенадцати до пятнадцати минут предназначен только для шин легковых автомобилей и легких грузовиков, отверждение внедорожных и больших шин может занять день из-за их размера!) Каждая шина затем проверяется, и образцы шин случайным образом берутся из линии и тестируются. Некоторые из них подвергаются рентгеновскому излучению, некоторые разрезаются на части для поиска дефектов, другие обкатываются на тестовых колесах или проходят дорожные испытания для оценки управляемости, пробега и тяговых характеристик.
Как производятся шины? | The Drive
Если вы похожи на нас, вы тратите нездоровое количество своего драгоценного времени на размышления о шинах. Если вы похожи на всех остальных, вы, вероятно, задумываетесь о своих шинах только тогда, когда они вызывают у вас проблемы или когда их нужно заменить. Но даже если вы думаете о них в последнюю очередь, шины — это важнейший компонент автомобильной конструкции, изменивший способ передвижения в транспортных средствах всех типов, поэтому стоит потратить время на то, чтобы узнать о них больше.
За последние двенадцать десятилетий или около того шины и автомобили прошли долгий путь, если не сказать больше. Резина, на которой вы ездите каждый день, во многом похожа на шины многолетней давности, но новые технологии и требования безопасности выдвинули современный дизайн шин на захватывающую территорию. Шины способны улучшить управляемость, безопасность и ходовые качества вашего автомобиля, поэтому редакторы Guides & Gear из The Drive здесь, чтобы помочь вам понять основы их изготовления. Мы проконсультировались с профессионалами Michelin, чтобы объяснить, как они устроены, из чего они сделаны и как они изменились за эти годы.
The Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее. , GoodyearНачнем.
Грунтовка для шин
Проще говоря, шины представляют собой резиновые кольца, которые надеваются на колеса автомобиля, чтобы смягчить удар по дороге и помочь сохранить управляемость. Шины — это единственные части автомобиля, предназначенные для контакта с дорожным покрытием. Хотя существует много типов шин, наиболее распространенными для легковых автомобилей являются пневматические шины, которые накачиваются воздухом или газом для поддержания давления. Большинство современных шин являются радиальными, что означает, что корд и внутренние компоненты выровнены перпендикулярно (90 градусов) с направлением движения.
Важно отметить, что шины не являются монолитной группой. Существуют различные типы, каждый из которых имеет определенную функцию и назначение. Гоночные шины, например, предназначены для обеспечения максимального сцепления с дорогой и прохождения поворотов за счет всего остального (в основном качества езды и долговечности), в то время как шины для легковых автомобилей предназначены для обеспечения плавного и тихого движения автомобиля, хорошей экономии топлива, и разумная безопасность.
Как появились современные автомобильные шины?
Хотя мы не можем вернуться в прошлое, чтобы встретиться с людьми, которые изобрели колесо, мы знаем, когда впервые начали использовать современные пневматические шины. Первые пневматические шины были разработаны в середине 1800-х годов парнем по имени Робер Уильям Томсон, но они были недостаточно практичны и доступны для массового производства. В 1888 году Джон Бойд Данлоп разработал пневматическую шину для велосипедов, которая считается первой широко доступной моделью. Хотя Michelin разработала шину для автомобиля, она оказалась недостаточно прочной, чтобы продаваться, и не стала популярной. Прошло до 1911, чтобы шина с заполненной воздухом камерой имела успех.
Поскольку все предпочитали защиту от ударов, нормой стали пневматические шины. Затем в начале 1900-х годов были добавлены протекторы, и технология шин быстро развивалась, хотя и не без некоторых довольно ужасных перспективных путей на этом пути. Компания DuPont разработала коммерчески жизнеспособный синтетический каучук в начале 1930-х годов, проложив путь к смеси натурального и синтетического материалов, которая до сих пор является предпочтительным методом изготовления шин.
С момента появления первых шин в конце девятнадцатого века шины разрабатывались для конкретных применений, включая бескамерные шины, радиальные шины, шины Run-Flat, зимние шины, грязевые шины и многие другие. Понимая, что производство шин и их последующая утилизация или переработка оказывают значительное и негативное воздействие на окружающую среду, производители шин пытаются сместить свое внимание на то, чтобы их шины и процессы, в которых они производятся, наносили как можно меньший вред. Такие шинные гиганты, как Michelin, например, запустили тщательно продуманные долгосрочные инициативы по обеспечению устойчивого развития, которые предусматривают использование как можно большего количества переработанных и биоматериалов. Michelin говорит, что ее современные шины изготавливаются из более чем 200 компонентов и материалов, и отмечает, что она вложила средства в собственный технологический инкубатор, чтобы найти способы превратить как можно больше этих компонентов в экологически чистые и переработанные материалы, что, безусловно, является сложной задачей.
Другим аспектом такого внимания к экологическим проблемам стало то, что в последние годы тема сопротивления качению шин стала основным направлением развития. Для электромобилей и гибридов шины разработаны таким образом, чтобы найти баланс между производительностью, сцеплением и уровнями коэффициента качения, что помогает увеличить общий запас хода.
Возможно, наиболее впечатляющая инновация, которая продолжается и сегодня, — это радиальная шина. Радиальные шины имеют стальные брекеры и слои, которые состоят из стали с резиновым покрытием. Слои расположены радиально вокруг шины и обеспечивают лучшую гибкость, комфорт и эффективность. Прежде чем мы перейдем к тому, как изготавливаются современные шины, давайте углубимся в их анатомию.
Шины прессуются в пресс-формы, чтобы придать им форму и добавить детали., MichelinАнатомия типичной радиальной шины
Вот основные части средней радиальной шины:
Внутренний слой : Внутренняя камера изготовлен из синтетического каучука, поддерживающего давление воздуха
Слой каркаса : тонкие текстильные шнуры, прикрепленные к резине, которые обеспечивают структуру и поддержку колесо при перекатывании по земле
Бортики : Каждое колесо имеет два борта или круглые металлические проволоки, которые обеспечивают герметичное прилегание к ободу колеса и удерживают шину на посадке
Боковина : Наружная часть шины, которая ее защищает от бордюров и других разрушительных внешних воздействий
Слой каркаса : Обеспечивая большую часть прочности шины, слой каркаса состоит из пучка крошечных металлических кордов
Поверхностный слой : То, что Michelin также называет « пояс нулевого градуса», верхний слой изготовлен из армированного нейлонового корда с резиновым покрытием и сохраняет форму шины при одновременном снижении нагрева
Слои короны : Структурная основа протектора
Протектор : Протектор представляет собой рисунок, видимый на плоской внешней части шины. Это не только создает тягу и сцепление с дорогой, но и помогает удалить воду и грязь с поверхности шины.
Как производятся современные автомобильные шины?
Обычно процесс сборки начинается со смешивания и комбинирования сырья. Оттуда он проходит через различные этапы, чтобы сформировать шину и склеить вместе различные компоненты, такие как протекторы и боковины. Заключительный этап включает в себя отверждение шин для отверждения резины и установку окончательных деталей, таких как информация о бренде и размерах шин. Разберём каждую.
Выбор материаловВ зависимости от типа шины и ее назначения в жизни выбираются различные каучуки, пигменты, масла и добавки для создания желаемых характеристик. Эта смесь в конечном итоге состоит примерно из 20 процентов натурального каучука и 25 процентов синтетического каучука, а остальная часть шины состоит из металлов и других материалов. Michelin отмечает, что его шины содержат множество химических веществ, которые придают шинам различные качества, такие как низкое сопротивление качению или сверхвысокое сцепление с дорогой.
СтроительствоДаже в современном мире с высокой степенью автоматизации все еще есть части производства шин, которые зависят от человеческих рук. Michelin говорит, что ее шины проходят как ручное, так и автоматизированное производство, и отмечает, что при необходимости изобретает собственные производственные машины и технологии. Производство шин начинается со смешивания ингредиентов, в результате чего получается однородная черная смесь шинной слизи. Компьютеры отслеживают и контролируют этот процесс, чтобы обеспечить согласованность между огромным количеством производимых шин. Затем смесь перемещается на другие машины для переработки в различные детали шин.
Сборка продолжается, когда внутренний слой находится внутри шины. Поскольку в современных автомобильных шинах нет камер, их место занимает этот воздухо- и влагостойкий материал. Затем добавляются ремни и слои, которые изготавливаются из стали и других материалов. Чтобы обеспечить плотное прилегание к колесу, к боковинам шин добавляют стальные проволоки с бронзовым покрытием. Компоненты шины размещаются на месте, а затем сжимаются вместе, чтобы создать «зеленые» шины.
ЛечениеПеред отверждением шины называются «зелеными» шинами, и их необходимо нагреть, чтобы завершить процесс формования и сборки. Шины помещаются в форму и либо накачиваются, либо прижимаются к ней, что придает шине как рисунок протектора, так и штамповку боковины. После завершения формовки шины нагревают до высокой температуры — обычно 300 градусов по Фаренгейту и выше — в течение получаса. Этот процесс вулканизирует шину, что упрочняет резину и способствует ее отверждению. Специальные шины, особенно большие внедорожные шины и шины для тяжелой техники, могут занять гораздо больше времени для отверждения.
Зимние шины изготавливаются из специальных каучуков и материалов, обеспечивающих сцепление в зимних условиях., Michelin Испытания и контроль качестваУ каждого производителя шин есть свои собственные методы испытаний, но иногда процесс требует случайный выбор шин, сходящих с конвейера. Шины тестируются в дороге, разрезаются на целостность и дефекты и подвергаются рентгеновскому излучению.
Часто задаваемые вопросы о производстве шин
У вас есть вопросы, У Драйва есть ответы!
В: Каков срок службы шин?A: Это сильно зависит от условий вождения, манеры вождения и типа шин, но общее правило заключается в том, что шины могут служить до 5-6 лет. Для получения дополнительной информации об уходе за шинами и их техническом обслуживании прочитайте нашу статью «Как долго служат шины и когда их следует заменять?».
В: Используется ли в шинах натуральный каучук?A: Да, но сумма разная для каждой шины. В общем, шины сегодня содержат около 20 процентов натурального каучука и около 25 процентов синтетического каучука. Металл и другие материалы составляют оставшийся список материалов для шин.
В: Что означают цифры на боковой стороне моей шины?A: Мы предполагаем, что вы спрашиваете о строке текста, которая начинается с «P». Это обозначение размера вашей шины. Если вы видите P225/65R17 сбоку на шине, это означает следующее:
- P — это означает P-Metric, который является стандартом, используемым в США для размеров шин.
- 225 — это ширина вашей шины в миллиметрах.
- 65 — это соотношение сторон вашей шины, которое представляет собой сравнение высоты ее боковины с шириной. В этом случае боковина составляет 65 процентов от ширины шины.
- R — это означает радиальные шины, которые имеют радиальные слои, пересекающие их.
- 17 — это размер колес вашего автомобиля. Эта шина подходит для 17-дюймовых колес.
A: Хотя дешевые шины не всегда плохи, есть причина, по которой дорогие шины стоят дороже, и дело не только в брендинге. Дешевые шины могут содержать меньше резины или могут быть изготовлены из смеси материалов, которые не обеспечивают им долговечности более дорогих моделей шин.
В: Что означает гарантия пробега на мои шины?A: Гарантия пробега на ваши шины означает, что производитель застрахует их от дефектов в течение срока действия этой гарантии и что компания ожидает, что ее шины прослужат как минимум столько же, сколько гарантия в идеальных условиях. Это не означает, что только проехав 25 000 миль из шины с пробегом 50 000 миль, вы получите новый комплект шин, если пожалуетесь. Это означает, что после осмотра вы можете получить новый комплект шин по пропорциональной цене, которая будет зависеть от того, сколько миль у вас осталось по гарантии. Если вы не переставили шины или не позаботились о них должным образом, вы можете ожидать некоторого сопротивления при попытке подать гарантийный иск.
Интересные факты о шинах
Вы знаете, что хотите больше фактов о производстве шин!
- В какой-то момент в 1960-х компания Goodyear решила, что было бы неплохо сделать шину с подсветкой, в которой использовалась бы прозрачная резина и подсветка. В то время шины демонстрировались на таких автомобилях, как Dodge Polara и Chrysler Silver 300, но так и не поступили в продажу.
- Резина для шин обычно белого цвета и должна быть затемнена сажей.
- Шины Run-Flat довольно распространены, но производители шин продемонстрировали прототипы моделей, в которых вообще не используется воздух. Michelin предлагает шины Tweel, представляющие собой безвоздушные радиальные шины, которые полностью заменяют колесо и шину. В настоящее время они предлагаются для UTV и некоторого тяжелого оборудования, но компания разработала и продемонстрировала автомобильные прототипы.
- Инженер Michelin сказал The Drive , что его мечты будут о шинах, которые могут взаимодействовать с транспортным средством, а это означает, что транспортное средство сможет подстраивать свои характеристики под конкретную шину, которую оно носит в любой момент времени.