Изобретатель надувной шины для автомобиля (8 видео)

130 лет назад шотландский врач-ветеринар Джон Бойд Данлоп запатентовал пневматическую шину – важнейший сегодня элемент автомобиля и многих других транспортных средств. Владея вместе с братом Джеймсом одной из крупнейших клиник для животных в Ирландии, он не ограничивал свои интересы только профессиональной деятельностью. Особенно Данлоп любил ездить на велосипеде по грунтовым дорожкам. Еще в 1818 году немецкий профессор барон Карл фон Дрез из Карслруэ запатентовал двухколесный самокат, названный им «машиной для бега». К концу XIX века созданный на его базе велосипед приобрел значительную популярность в Европе.

Данлопа очень волновал вопрос смягчения хода колес, причем не для себя: его десятилетнему сыну в качестве восстановления после тяжелой болезни прописали велосипедные прогуки, а ездить по ухабам было некомфортно – слишком отдавало в пятую точку.

Однажды ему в голову пришла идея: изобретатель разрезал на полосы медицинскую грелку, склеил из них длинную трубку и надул ее. Получилась упругая баранка.

Затем с помощью инструмента Данлоп проточил в ободе велосипедного колеса наружную канавку и, немного растянув надутую резиновую баранку, надел ее на обод. Канавка прочно держала резиновую шину. По другой версии, ветеринар использовал в качестве прообраза будущей шины обруч, сделанный из шланга для поливки сада. Впрочем, совсем не исключено, что Данлоп проверил в деле оба метода.

Замкнув шланг в кольцо, ветеринар приладил к нему клапан, пропускающий воздух внутрь камеры и не позволяющий ему выйти наружу.

Для понимания процесса пришлось разобрать трехколесный велосипед сына. Данлоп увидел, что колесо с шиной катится гораздо увереннее и дальше, чем обычное металлическое или цельнорезиновое. Следующие наблюдения давали все более поразительные результаты.

Изначально велосипедисты презрительно окрестили новые шины «пудинговыми колесами» — ирландцы и британцы привыкли к жесткому контакту с покрытием. Изобретение Данлопа, говорили они, — для неженок или женщин.

После проведения ряда экспериментов, ради которых медику пришлось на какое-то время оставить практику, Данлопу удалось усовершенствовать свою задумку. Резиновая камера крепилась на обод металлического колеса со спицами. Для надежности элементы обматывали прорезиненной парусиной. Получался бандаж, который позже модифицировали в покрышку.

31 октября 1888 года Данлоп запатентовал изобретение. Ему предоставлялся приоритет на использование надувной шины для велосипедов и легковых автомобилей.

Преимущества «пневматического обруча» над голым колесом показали дальнейшие опыты. Так, престижную гонку на велосипедах летом следующего года выиграл средний спортсмен, но чей байк, в отличие от остальных, был оснащен шинами. Оказавшиеся среди проигравших сыновья президента Ассоциации ирландских велосипедистов предложили Данлопу совместно основать компанию по производству шин и выкупили права на патент. В это же время Чайлд Кингсти Уэлтч из-за непрочности, а также сложности парусинового бандажа и частых проколов колеса предложил разделить шину на камеру и покрышку. Камера оставалась резиновым обручем, а покрышка образовывалась благодаря двум стальным кольцам и резиновой перемычке между ними.

До этого приходилось возить с собой большой комплект запаски – валяющиеся на дорогах гвозди от лошадиных подков регулярно превращали жизнь велосипедистов и пилотов «самобеглых колясок» в каторгу. Массовое использование шин непосредственно для машин началось спустя полтора-два десятилетия после изобретения Данлопа – когда система и средства их изготовления претерпели необходимые усовершенствования.

Данлопу не удалось обогатиться на своем детище.

В 1890 году неожиданно выяснилось, что задолго до него, еще в 1846-м шотландский инженер-железнодорожник Роберт Уильямс Томпсон получил патент в США и Франции на шину из прорезиненной ткани.

Изобретение было довольно примитивно: камера изготовлялась из нескольких слоев парусины, пропитанной и покрытой с обеих сторон натуральным каучуком или гуттаперчей в виде раствора, а наружное покрытие состояло из соединенных заклепками кусков кожи. Вся эта конструкция крепилась на обод болтами, в ней был предусмотрен клапан, через который шину накачивали, — прообраз современного ниппеля.

Читайте также: Минитрактор с газонными шинами

«Воздушные колеса» сглаживали неровности дорог, но были очень дорогими – промышленное производство резины еще только начиналось.

Разработку Томпсона ввиду ее несовершенности и хрупкости едва ли можно было применять на практике. К тому же она значительно опередила свое время. В общем, о надувных колесах забыли, а популярность приобрело другое изобретение Томпсона — цельнолитые шины из вулканизированной резины.

Тем не менее, в целях соблюдения исторической справедливости патент Данлопа был аннулировал в пользу коллеги-конкурента, о работе которого ветеринар узнал уже после своего собственного изобретения (то есть, шотландца нельзя называть плагиатором или кем-то в этом роде).

И все же имя Данлопа прочно ассоциируется с появлением и повсеместным применением надувной шины.

Сегодня оно увековечено в названии всемирно известного бренда, который во второй половине XX века являлся официальным поставщиком для «Формулы-1», а сегодня активно сотрудничает с мотоспортом, слившись с другой компанией.

Что же до Джона Бойда Данлопа, то в 1895 году он продал свою долю в бизнесе и больше никогда не занимался шинами, сосредоточившись на ветеринарной практике и магазине тканей. Коммерческий успех пришел к производству шин еще при его жизни (Данлоп умер в 1921 в 81-летнем возрасте), однако сам он не получил от этого ничего, кроме славы.

Содержание

Изобрести колесо: эволюция автомобильной шины
Как изобрели современное колесо
Итальянская Pirelli в России
Как делают шины
Шинные инновации: без шума и проколов
События, связанные с этим
🔍 Видео

Видео:Шина с индексом С - стоит ли брать для легкового авто?Скачать

Изобрести колесо: эволюция автомобильной шины

Совместное предприятие Ростеха и итальянской Pirelli является ведущим производителем автомобильных шин в России. На заводах в Кирове и Воронеже «современное колесо» продолжает совершенствоваться. Инновации в этой сфере позволяют повысить безопасность на дорогах, например, управлять автомобилем стало возможно даже в случае прокола шины. Об эволюции автомобильных шин и новых технологиях в их производстве – в нашем материале.

Видео:Michelin показала безвоздушную шину для серийных автоСкачать

Как изобрели современное колесо

Если считать изобретателем шины шотландца Роберта Уильяма Томсона, то покрышка имеет 170-летнюю историю. В 1846 году, когда был получен патент на «воздушное колесо», на улицах городов не было еще никаких автомобилей, но грохотали кареты с металлическими колесами. Сам Томпсон в своем патенте писал: «Суть моего изобретения состоит в применении эластичных опорных поверхностей вокруг ободьев колес экипажей с целью уменьшения силы, необходимой для того, чтобы тянуть экипажи, тем самым, облегчая движение и уменьшая шум, который они создают при движении».

Идея оказалась вполне рабочей, но, к сожалению, на тот момент недооцененной. Не нашлось никого, кто бы довел новое изобретение до массового производства. После смерти Томсона в 1873 году «воздушное колесо» было забыто.

Джон Данлоп

Про покрышку вспомнили лишь спустя 15 лет. Новым изобретателем пневматической шины неожиданно стал… ветеринар – шотландец Джон Данлоп. В 1887 году он придумал надеть на колеса велосипеда своего сына широкие обручи, сделанные из шланга для поливки сада, и надуть их воздухом.

Конечно, в те годы, пневматическая шина вовсе не ассоциировалась с автомобилями, а скорее с велосипедами. Уже в июне 1889 года на стадионе в Белфасте Уильям Хьюм выступил в гонках на велосипеде с пневматическими шинами и выиграл все три заезда, в которых участвовал. Изобретение Данлопа было обречено на успех. Сегодня фирма Dunlop, названная так в честь изобретателя – в числе самых крупных производителей автомобильных шин.

Первый автомобиль братьев Мишлен на съемных пневматических шинах. Фото: michelin.ru

В конце XIX века появились и другие легендарные компании, лидеры современной шинной индустрии. Так, первыми, кто стал использовать пневматические шины на автомобилях, были французы Андре и Эдуард Мишлен, основавшие знаменитый Michelin. В 1900 году к производству автомобильных шин приступила компания Джованни Батисты Пирелли. Сегодня Pirelli – один из крупнейших мировых производителей шин премиум-класса. Компания насчитывает более 19 заводов по производству шин в 12 странах мира, в том числе два из них – в России.

Читайте также: Низкий профиль шин это сколько

Видео:Как делают шины для автомобиля #shortsСкачать

Итальянская Pirelli в России

Итальянская Pirelli представлена в России в рамках совместного предприятия ООО «Пирелли Тайр Руссия», организованного с Ростехом, которому принадлежит 25% совместного предприятия. Со стороны Ростеха цель создания СП – привлечение иностранных инвестиций и передовых технологий, со стороны Pirelli – ускоренный выход на российский рынок.

В состав совместного предприятия входят шинные заводы в Кирове и Воронеже. Первый из них был приобретен СП в конце 2011 года, второй – в 2012 году. С момента приобретения СП обоих предприятий началась глубокая модернизация производства. В 2012 – 2019 годы на модернизацию Воронежского и Кировского шинных заводов направлено более 250 млн евро. Ежегодно завод в Кирове выпускает более 6 миллионов легковых шин размером от 14 до 17 дюймов под брендом Pirelli, в том числе шин линейки Green Performance, эксплуатация которых оказывает минимальное воздействие на окружающую среду.

Воронежский завод серийно производит легковые шины премиального сегмента с диаметром от 16 до 21 дюйма. В 2013 году здесь состоялся запуск нового производства мощностью 2 млн шин в год. В октябре 2018 года Госкорпорация Ростех подписала с СП Меморандум о взаимопонимании в отношении оценки возможности увеличения мощностей по производству премиальных шин на Воронежском шинном заводе. При благоприятной рыночной конъюнктуре объем производства планируется увеличить в два раза до 4 млн шин в год. Инвестиции по этому проекту оцениваются примерно в 100 млн евро. Помимо этого на базе Воронежского шинного завода создан логистический центр, который позволяет отправлять продукцию СП на экспорт в Европу и страны СНГ.

Видео:Галилео. Автомобильные шины (часть 1)Скачать

Как делают шины

Заводы в Кирове и Воронеже являются одними из самых передовых с технологической точки зрения предприятий по выпуску шин. И конструкция шины, и сама технология производства, используемые материалы сильно эволюционировали.

Материал, из которого изготовлена покрышка, имеет первостепенное значение. Шины различных производителей отличаются в первую очередь свойствами резины. Ведь именно она определяет многие технические характеристики шин, такие как уровень сцепления с дорогой, долговечность и износостойкость. Поэтому подбором компонентов резиновой смеси занимаются целые лаборатории в каждой компании, а ее состав зачастую является коммерческой тайной. Единственный компонент, который точно не является секретом, – это полимеры/элатомеры, такие как каучук, который может быть натуральным или синтетическим.

Своим черным цветом шина обязана техническому углероду или промышленной саже, как его еще называют. Благодаря его молекулярным соединениям, покрышка не только становится черной, но и прочной и устойчивой к износу и температурам. На третьем месте в составе – кремниевая кислота, которая повышает показатели сцепления покрышки с влажным покрытием. Кроме того, около 10 процентов шинных ингредиентов составляют вспомогательные компоненты – смолы и масла, для обеспечения мягкости и эластичности изделия. В специальном «котле» все это смешивается и превращается в единую массу.

Готовая резиновая смесь формируется в виде непрерывного листа, который охлаждается и направляется на участок изготовления полуфабрикатов. Здесь из резиновых листов «кроят» детали будущей шины: протектор, боковины, слои обрезиненного металлокорда и другие.

Читайте также: Зимние шины 215 55 r18 tigar

Затем специальный станок собирает все эти детали в единое целое. Этот этап так и называется – «сборка». Буквально за минуты из отдельных частей получается покрышка. После чего на шине при помощи пресса и воздействия высокого давления пара при повышенной температуре выдавливается рисунок протектора.

Готовые шины по конвейеру отправляются на визуальный, весовой и инструментальный контроль. Лазерный сканер позволяет выявить мельчайшие воздушные полости внутри шины, а рентген проверяет качество распределения слоев. Несколько шин из каждой партии проходят испытания прочности в специальной лаборатории – это десятки тысяч километров с повышенной нагрузкой.

Видео:СПОРТИВНЫЕ ПОКРЫШКИ (опыт №5) ACRGСкачать

Шинные инновации: без шума и проколов

Производители шин продолжают совершенствовать свои технологии и материалы. В последние несколько лет особое внимание и инвестиции направлены на обеспечение безопасности при вождении. Самая частая проблема, связанная с шинами, – это проколы. Новые технологии способны решить это, гарантируя безопасность даже в случае проколотой шины. В компании Pirelli для этого были разработаны две технологии: Seal Inside и Run Flat.

Технология Pirelli Seal Inside действует на основе самогерметизации посредством дополнительного специального слоя на внутренней поверхности шины. Другими словами – герметизирующая мастика охватывает вызвавший прокол и застрявший в шине предмет, создавая уплотнение вокруг него. После извлечения предмета из шины уплотняющаяся мастика затягивается в отверстие, герметизируя его края. Такие самогерметизирующиеся шины Pirelli позволяют безопасно продолжить поездку даже на проколотой шине, сохраняя полный контроль над автомобилем.

Фото: Pirelli

Технология Run Flat – сегодня одна из самых распространенных в производстве всех ведущих производителей автомобильных шин. Pirelli также не является исключением. На русский язык название этой технологии можно перевести как «езда на спущенной покрышке». Шина Run Flat имеет усиленное и более широкое бортовое кольцо. Когда обычная покрышка сдувается, она оседает под действием веса автомобиля, а борта просто сплющиваются. Несколько километров при такой ситуации способны почти полностью «убить» шину.

Технология Run Flat подразумевает применение в составе конструкции покрышки усилителей, в роли которых выступает оригинальный каркас, бортовые кольца, а также уникальная высокопрочная вставка в боковине шин. Pirelli использует в производстве своих шин множество типов резиновых смесей, часть из которых идет на основную часть покрышки, часть – на боковую. Это максимально безопасная шина, которая, в случае прокола, позволит вам доехать до пункта назначения, не прибегая к замене шины.

Еще одна инновация от Pirelli – технология шумоподавления Pirelli Noise Cancelling System (сокращенно PNCS). Это наилучшее решение по снижению шума, создаваемого шинами на дороге. Вибрации, создаваемые конструкцией шины во время поездки и проявляющиеся внутри салона, называются кавитационным шумом. Система PNCS снижает шум на два-три децибела, в среднем уменьшая его вдвое. Можно представить, что шум от четырех шин с действующей технологией PNCS равен шуму двух «обычных» шин.

Фото: Pirelli

Шумопоглощающая технология PNCS – это, прежде всего, специальный материал, который находится внутри полости шины на гермослое. Он представляет собой своеобразную звукопоглощающую губку, открытые поры которой гасят вибрации воздуха и не дают им передаваться далее в узлы подвески и нарастать, создавая шум внутри салона автомобиля.

Чаще всего шины Pirelli с технологией шумоподавления PNCS приходятся на автомобили премиум- и люкс-класса для наивысшего комфорта внутри салона во время движения. На данный момент этой технологией оснащены шины Pirelli P Zero, которые подходят автомобилям марок Audi, Ferrari, Jaguar, Porsche и McLaren.