Пять тысячелетий назад было изобретено колесо. Сначала появились, так называемые, катки, которые использовались в Древнем Египте. Их применяли при строительстве пирамид. Для того, чтобы облегчить передвижение грузов, под огромные каменные глыбы подкладывали круглые куски бревен. Отсюда и берет начало история колеса. На протяжении столетий колесо видоизменялось и совершенствовалось. Эволюция колеса продолжалась. Но настоящий переворот в истории колеса произошел в 19-м веке, когда изобрели шину. С момента изобретения пневматической шины, без которой невозможно и существование современного автомобиля прошло около 200 лет. Что же такое шина? Для многих шина представляет собой обыкновенный баллон из резины. С геометрической точки зрения шина — это тор, с механической точки зрения — сосуд в форме упругой мембраны с высоким давлением, с химической — материал, имеющий макромолекулы с длинными цепями. По своей структуре шина обладает высокими эксплуатационными свойствами. А в целом, шина — это одно из достижений научно-технического прогресса, синтез научных и технических знаний и современных технологий. Покрышка автомобильной шины состоит из нескольких элементов. Шина воплотила в себе многие открытия химической промышленности, так как при изготовлении шины применяются синтетические материалы. Шинное производство каждый год расходует миллионы тонн углеродной сажи, эластомеров, масел, пигмента, разных химических соединений и других материалов. Открытие процесса вулканизации способствовало появлению пневматической шины. Это дало возможность найти наилучший материал для ее конструкции, а также стало толчком для развития резинотехнической отрасли в промышленности.
Роберт Уильям Томсон первым запатентовал изобретение пневматической шины («воздушного колеса»)
В это сейчас трудно поверить, но сначала шина была предназначена не для автомобиля. На экипажах, которые передвигались без лошадей, она заменила большие резиновые шины только через много лет после своего появления на свет. Первым официально зафиксировал изобретение пневматической шины Роберт Уильям Томсон. Он родился 29 июня 1822 года в Шотландии, в семье мелкого землевладельца. В 1844 году, когда Томсону исполнилось 22 года, он стал инженером железнодорожного транспорта. В Лондоне у него был свой бизнес и своя контора, где и появилась на свет пневматическая шина. В патенте, который датирован 10 июня 1846 года и написан на высоком уровне, была описана суть изобретения Томсона, конструкция шины и необходимые для изготовления материалы. «Воздушное колесо», которое было описано в патенте, предназначалось для телеги или экипажа. Шина накладывалась на колесо с деревянными спицами, которые вставлялись в деревянный обод, а тот в свою очередь был обит обручем из металла. Шина состояла из камеры (несколько слоев парусины, пропитанных раствором гуттаперчи или натуральным каучуком) и наружного покрытия, состоящего из кусков кожи, которые соединялись заклепками. На обод шина крепилась болтами. Покрышка из кожи имела необходимое сопротивление износу и многочисленным изгибам. Так как кожа имеет свойство растягиваться в мокром виде и расширяться под воздействием внутреннего давления, камеру усилили парусиной. В патенте описывается также клапан для закачивания шины. Экипаж с воздушными колесами Томсон испытал, замеряя силу тяги. Проверка обнаружила снижение силы тяги на щебеночном покрытии — на 38%, а на покрытии из дробленой гальки — на 68%. Были отмечены также такие качества, как удобство езды, бесшумность, легкий ход. Результаты проведенных испытаний были опубликованы в 1849 году в журнале Mechanics Маgazin. Но появление этого значительного изобретения, продуманного к воплощению в жизнь, доказанное и обоснованное проведенными испытаниями и готовое к дальнейшим улучшениям и преобразованиям, не стало поводом к массовому производству. Не было энтузиастов, которые бы выпустили это изделие с приемлемой стоимостью. Томсон умер в 1873 году, а само «воздушное колесо» забыли, однако были сохранены образцы изделия.
Джон Данлоп применил пневматическую шину на практике
К пневматической шине снова вернулись в 1888 году. Это был шотландец Джон Данлоп. Он стал известен как автор пневматической шины. В 1887 году он усовершенствовал трехколесный велосипед своего маленького сына, надев на колесо широкие обручи, которые соорудил из шланга для поливки сада, а затем надул их воздухом. 23 июля 1888 года, Дж. Б. Данлопу выдали патент на изобретение, а приоритет в использовании «пневматического обруча» для транспорта был подтвержден патентом от 31 августа этого же года. Преимущества шины оценили очень быстро. В июне 1889 года на стадионе в Белфасте Уильям Хьюм участвовал в соревнованиях по гонкам на велосипеде с пневматическими шинами. И, несмотря на то, что Хьюм был средним гонщиком, он выиграл все заезды, в которых принимал участие. Изобретению нашлось и коммерческое применение. В Дублине в 1889 году была организована небольшая компания «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов». В настоящее время это одна из крупнейших в мире компаний по изготовлению шин — «Данлоп».
Читайте также: Рекомендуемые размеры шин для лада веста
Дальнейшее усовершенствование пневматической шины
В 1890 году молодой инженер Чальд Уэлтч внес предложение: отделить камеру от покрышки, вставить в края покрышки проволоку и посадить на обод, у которого было углубление к центру. Француз Дидье и англичанин Бартлетт изобрели способы монтажа и демонтажа шин. Пневматическую шину можно было использовать на автомобиле. Первыми это сделали французы Андре и Эдуард Мишлен, имеющие к тому времени опыт в изготовлении шин для велосипедов. В 1895 году в автомобильной гонке Париж — Бордо принял участие автомобиль с пневматическими шинами, который справился с расстоянием в 1200 км, пришел к финишу своим ходом, несмотря на неоднократные проколы. В 1896 году в Англии шины «Данлоп» были установлены на автомобиле «Ланчестер». Пневматические шины способствовали плавному ходу и проходимости автомобилей. Но шины еще не были достаточно надежны и требовали много времени для монтажа. Последующие разработки в этой области были связаны с увеличением износоустойчивости шин и быстрым монтажом-демонтажом. Прошло еще немало лет, прежде чем пневматическая шина бесповоротно вытеснила литую резиновую шину. Для усовершенствования шины стали использовать более крепкие и долговечные материалы. В шине появился корд — прочный слой из текстильных нитей. Начали также использовать быстросъемные конструкции, что дало возможность менять шины в течение нескольких минут. Усовершенствованные пневматические шины получили повсеместное применение и привели к бурному всплеску в развитии шинной промышленности. Первая мировая война дала толчок в разработке шин для грузовых автомобилей и автобусов. Первыми в этом производстве стали США. Шины для грузового транспорта были высокого давления, и способные воспринимать большие нагрузки, но при этом обладающие необходимыми скоростными характеристиками. В 1925 году в мире было уже около 4 млн. автомобилей с пневматическими шинами. А это уже почти весь автомобильный парк. Исключение составляли лишь отдельные типы грузовиков. Появились большие компании по производству шин, причем многие из них успешно работают и в настоящее время: «Данлоп» в Англии, «Пирелли» в Италии, «Мишлен» во Франции, «Континенталь», «Метцелер» в ФРГ, «Гудьир», «Файрстоун» и «Гудрич» в США.
Научный подход к изготовлению шины
К концу 20-х годов прошлого века заканчивается создание шин только за счет интуиции конструктора. Появляется необходимость в научном подходе к созданию пневматических шин. В это время уже была база хорошо освоенной химической технологии. Ее можно было применять для приготовления резиновых смесей шин. В сфере конструирования и испытания шин для автомобилей опыт пришел не сразу. Для этой цели проводились научные исследования, и осуществлялась практическая деятельность многих компаний разных стран. Для определения эксплуатационных характеристик шин создавалась специальные испытательные стенды. В 30-е годы конструкторы работали над формой и рисунком протектора, а также пытались определить роль шины в управляемости автомобиля. Во время Второй мировой войны для создания новых усовершенствованных шин в рецептурах резин начали активно использовать синтетический каучук (СК). В бывшем СССР в шинной промышленности синтетический каучук вместо натурального стали применять еще в 1933 году. Следующим этапом в развитии шинного производства стало применение корда из вискозы и нейлона. Шины с вискозой улучшили характеристики и сократили случаи выхода из строя шин. Нейлон сделал шины более прочными. В результате разрывы каркаса практически свелись к нулю. В середине 20 века компанией «Мишлен» была предложена новая конструкция шин. Ее особенностью был жесткий пояс, который состоял из слоев металлокорда. Нити корда располагались не диагонально, а радиально от борта к борту. Эти шины стали называться радиальными и дали увеличение проходимости. В это же время конструкторы уделяли большое внимание износоустойчивости и сцепным свойствам шины, как на сухом, так и на мокром дорожном покрытии. В следующее десятилетие изменилось отношение высоты шины к ширине профиля. Радиальные шины изготавливают низкопрофильными. Стремление к низким профилям шин объяснялось увеличением площади контакта с дорогой. Это способствовало увеличению срока службы шины, и к тому же улучшило боковую устойчивость и сцепные свойства. По сравнению с 50-ми годами в 70-е годы пневматическая шина достигла определенного уровня совершенства. Увеличилась безопасность, и снизился расход топлива. Легковые автомобили перешли на радиальные шины. Компания «Континенталь» в 80-годы предложила новую конструкцию шины с креплением на Т-образном ободе колеса. Это обеспечило безопасное движение на маленькой скорости даже при спущенных шинах. Новая эпоха в создании шин началась с полетами в космос и космическими исследованиями. Луноходы и лунороботы потребовали производства новых типов шин, которые не боятся ни жары, ни холода, ни вакуума, способные двигаться по любой поверхности. В настоящее время проявляется общая тенденция к использованию бескамерных радиальных шин низкого профиля. Применение этих шин предоставляет возможность использовать рабочие характеристики транспортного средства по грузоподъемности и объему, а также обеспечить безопасность перевозок и эффективную работу транспортного средства. Усовершенствование шин продвигается по всем направлениям и характеризуется широкой специализацией в соответствии с их назначением. Уделяется внимание сцепным качествам, сопротивлению качения, грузоподъемности шин. Разработчики шинной промышленности работают над химическим составом, увеличением срока службы шины и безопасности движения транспортных средств, рисунком протектора, упрощением технологии производства, улучшением технико-экономических показателей шин.
Видео:Основы конструкции пневматических шин - TECH TIRES 101Скачать
Читайте также: Диапазон работы летних шин
История появления шины
Колеса были изобретены 5 тысяч лет назад. Первое их появление было зафиксировано в Древнем Египте. При строительстве пирамид для облегчения передвижения грузов использовали особые изобретения. Они назывались «катки» и выглядели, как круглые куски бревен. Их подкладывали под большие каменные глыбы. Это можно назвать началом в истории колеса.
На протяжении многих столетий колесо подвергалось видоизменениям и совершенствованиям. Однако в 19 веке произошел настоящий переворот во всей истории колеса. Около 200 лет назад была изобретена пневматическая шина, которая используется и в настоящее время для эксплуатации современного автомобиля. Ее открытию способствовало открытие процесса вулканизации. Что являлось толчком в развитии резинотехнической отрасли в промышленности.
Что такое шина?
О том, что же такое шина, существует множество мнений. Многие считают, что это резиновый баллон. С геометрической точки зрения шина — это тор. Механическая точка зрения определяет шину сосудом в форме упругой мембраны с высоким давлением.
Химия принимает шину, как материал, который имеет макромолекулы с длинными цепями. Шина воплотила в себе открытия химической промышленности, ведь при изготовлении шины применяют различные синтетические материалы. Производство шин каждый год затрачивает несколько миллионов тонн углеродной сажи, масел эластомеров, пигмента и других материалов.
Видео:Адгезия и диффузия при вулканизации шины. Углерод и каучук. Состав резиновой смеси. Почему это важноСкачать
В широком же смысле, шина — достижение научно-технического прогресса, а также синтез научных знаний и современных технологий.
В 1844 году впервые шина была запатентована официально.
Изобретение пневматической шины было официально запатентовано Робертом Уильямом Томсоном, 1822 года рождения. В 22 года – в год изобретения шины – он был инженером железнодорожного транспорта, а также имел свой бизнес в Лондоне.
В 1846 году 10 июня был датирован патент, описаны суть изобретения, конструкция шины и все необходимые для ее изготовления материалы. В патенте описывалось, что «воздушное колесо» предназначалось для телеги или экипажа.
Изобретение заключалось в следующем: шина накладывалась на колесо, которое имело деревянные спицы. Деревянный обод был обит обручем из металла, в него и вставлялись спицы. Шина состояла из камеры, которая представляла собой нескольких слоев парусины, которые были пропитаны раствором гуттаперчи или натуральным каучуком. Также шина состояла из наружного покрытия, а точнее, из кусков кожи, которые были соединены заклепками. Шина крепилась на обод болтами. В патенте было написано, что кожаная покрышка имела необходимое сопротивление износу, а также многочисленным изгибам. Кожа имеет свойство растяжения при попадании воды и расширения при внутреннем давлении. Поэтому камера была усилена парусиной.
Испытания проводились с экипажем с воздушными колесами. Томсон замерял силу тяги, в результате было обнаружено, что на щебеночном покрытии сила тяги снижается на 38%, а на покрытии из дробленой гальки — на 68%. Испытания доказали удобство езды, бесшумность и легкий ход.
После проведенных испытаний, их результаты опубликовали в журнале Mechanics Маgazin в 1849 году. Однако появление этого значительного изобретения, а также доказательств и обоснования продуманного воплощения в жизнь, оказалось недостаточным для повода к массовому производству. Основная причина – не было добровольцев изготавливать это изделие с приемлемой стоимостью. После смерти Томсона про «воздушное колесо» все забыли, однако были сохранены образцы изделия.
Первое практическое применение пневматической шины.
Видео:Конструкция пневматических шин TECH Int.Скачать
О пневматической шине вспомнили в 1888 году. Шотландец Джон Данлоп усовершенствовал трехколесный велосипед, соорудив из шланга для поливки сада широкие обручи и, надув их воздухом, надел их на колесо. Он получил патент на изобретение и стал известен как автор пневматической шины.
Шина быстро получила распространение в применении. В 1889 году Уильям Хьюм, который участвовал в гонках на велосипедах, для своего транспорта использовал пневматические шины. Его талант в этом деле находился на среднем уровне. Тем не менее, выиграл все заезды.
В 1889 году этому изобретению нашлось и коммерческое применение. Существующая и до сих пор самая крупная компания «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов» была организована в Дублине. Сейчас ее название – «Данлоп».
Усовершенсование
В 1890 году инженером Чальдом Уэлтчем было предложено отделить камеру от покрышки. Также он счел необходимым вставить в края покрышки проволоку и посадить на обод. Англичанин Бартлетт и француз Дидье также внесли свою лепту относительно монтажа и демонтажа шин.
Французы Андре и Эдуард Мишлен первыми использовали пневматическую шину на автомобиле. Они имели большой опыт в изготовлении шин для велосипедов. В 1895 впервые в автомобильной гонке принял участие автомобиль с пневматическими шинами. Водителем был француз Бордо. Он справился с расстоянием в 1200 км, а также пришел к финишу. А уже в 1896 году пневматические шины были установлены на автомобиле «Ланчестер».
Читайте также: Mitsubishi outlander 2013 размер шин
Пневматические шины были толчком в развитии плавности хода и проходимости автомобилей. Но надежность была под сомнением и требовала времени для монтажа. Последующее усовершенствование в этой области было связано с увеличением износоустойчивости шин, а также их быстрым монтажом и демонтажом.
Видео:В чем проблема Кировца? Часть 1. Как заставить работать советскую машину?Скачать
Прошло много лет, и пневматическая шина навсегда вытеснила литую резиновую шину. Для дальнейшего усовершенствования шины использовали более дорогие и долговечные материалы. В шине появился корд – это прочный слой, который состоит из текстильных нитей. Также использовали быстросъемные конструкции, ведь это дало реальную возможность менять шины в течение нескольких минут.
Модернизация уже имевшейся модели пневматические шины получила повсеместное применение и привела к бурному всплеску инноваций в шинной промышленности. Толчок в развитии дала первая мировая война, который заключался в разработке шин для грузовиков и автобусов. Первым производителем стала Америка. Шины для грузовиков имели высокое давление, и были способны воспринимать большие нагрузки. Кроме того, они имели необходимые скоростные характеристики.
В 1925 году в мире было зафиксировано уже почти 4 миллиона автомобилей с пневматическими шинами. Исключениями были отдельные типы грузовиков. Начали появляться крупные компании по изготовлению шин. Некоторые из них успешно работают и на сегодняшний день. Например: «Данлоп» (Англия), «Пирелли» (Италия), «Мишлен» (Франция), «Гудьир», «Метцелер» (ФРГ), «Файрстоун» и «Гудрич» (США).
Наука и пневматические шины
Создание шин заканчивается к концу двадцатых годов прошлого века благодаря интуиции конструктора. Дело в том, что появилась необходимость научного подхода к усовершенствованию пневматических шин. В то время база химической технологии уже была хорошо освоена. Ее применяли для приготовления резиновых смесей шин.
Конструирование и испытания шин для автомобилей не сразу получили опыт. Проводились многочисленные научные исследования, и использовались на практике в деятельности многих компаний различных стран. Для разработки дальнейших эксплуатационных характеристик шин создавали особенные стенды для испытаний.
В тридцатые годы конструкторы видоизменяли форму и рисунок протектора и старались отразить важность роли шины в управляемости автомобиля.
Во времена второй мировой войны начали целостно использовать синтетический каучук. Это делалось для создания усовершенствованных шин в рецептурах резин.
Видео:Виды колёс для погрузчиков. Пневматические шины.Скачать
Следующим этапом в развитии шинного производства можно считать применение корда из вискозы и нейлона. Так как шины с вискозой улучшили характеристики шин и сократили некоторую долю случаев выхода из строя шин. Шины с нейлоном были более прочными. Таким образом, разрывы каркаса некоторым образом свелись к нулю.
Компания «Мишлен» в середине двадцатого века предложила новую конструкцию шин. Изюминка в этой идее была заключена в жестком поясе, который состоял из слоев металлокорда. Нити корда были расположены не в диагональном виде, а в радиальном — от борта к борту. Далее эти шины называли радиальными и позволили автомобилю быть более проходимым транспортом. В то же время конструкторы работал и над износоустойчивостью и сцепными свойствами шины.
В следующее десять лет было изменено отношение высоты шины к ширине профиля. Стремление к более низким профилям шин случилось благодаря повышению площади контакта с дорогой. Что способствовало повышению общего срока службы шины, а также улучшило устойчивость боков и сцепные свойства.
В семидесятые годы, по сравнению с пятидесятыми годами, пневматическая шина достигла определенного уровня усовершенствования. Были замечены следующие изменения: была увеличена безопасность, и снижен расход топлива. Кроме того, легковые автомобили перешли на использование радиальных шин.
Компания «Континенталь» в восьмидесятые годы предложила новое усовершенствование: конструкцию шины с особым креплением на Т-образном ободе колеса. Данное новшество обеспечило более безопасное движение на маленькой скорости, даже если будут спущены шины.
Одновременно с полетами в космос и исследованиями космоса началась новая эпоха в создании шин. Так как луноходы и лунороботы требовали производства новых видов шин, которым бы не было страшно ни жары, ни холода, ни даже вакуума, которые могли бы двигаться по любой поверхности.
Современный этап развития
В современное время действует тенденция к эксплуатации бескамерных радиальных шин низкого профиля. Эти шины предоставляют возможность использовать различные рабочие характеристики транспортного средства по степени грузоподъемности и объема и обеспечивать безопасность перевозок и эффективность работы транспортного средства.
Модернизация шин движется по всем направлениям и обосновывается широкой специализацией в соответствии с назначением. Долгое время уделялось большое внимание сцепным качествам, грузоподъемности и сопротивлению качения шин. Разработчики шинной промышленности трудятся над химическим составом, увеличением длительности срока службы шины и безопасности передвижения транспортных средств, рисунком протектора, упрощением производства и улучшением технико-экономических показателей шин.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
📽️ Видео
ЕСЛИ ЭТО НЕ УКАЗАНО НА ШИНАХ - ЭТО ПОДДЕЛКА!Скачать
Сегодня поговорим об устройстве, а также о преимуществах и недостатках цельнолитых шин.Скачать
Как делают шины для скоростных мотоцикловСкачать
Срок годности шин. Как Мосавтошина кидает покупателейСкачать
А знаете ли вы, что пневматические шины изобрелСкачать
Michelin История пневматической шиныСкачать
5 ошибок о РЕМОНТНЫХ ШИПАХСкачать
Какая твердость по ШОРУ у автошины? Как сделать шину мягче? Обучение для специалистов шиномонтажа.Скачать
Экспертиза выхода шин из строя 5. Вздутие в плечевой зонеСкачать
Как производят шины без ContinentalСкачать
Эти шины выдержат всёСкачать
Как производят восстановленные шины | Как это сделано?Скачать
Импортные шины против локализованных. В чём разница? Made in Russia - как приговор.Скачать
Колёса и шиныСкачать
Почему пистолет РП12 от Ремшип лучше чем ПШ12 от Сибек для ошиповки шин. ГлавШип показывает.Скачать
