Шины с добавлением кремния

«Зеленые» шины, покрышки, экономящие топливо и шины с низким сопротивлением качению – все они, в основном, одинаковые и воплотили в себе различные преимущества благодаря добавлению кремния к резиновой смеси. Основным преимуществом кремния является возможность снизить потребление топлива, увеличив при этом сцепление с мокрыми поверхностями. Шины с добавлением кремния известны на рынке уже более 10 лет, хотя активно данный элемент стал внедряться в производство лишь несколько лет назад. Хотя использование кремния в настоящее время широко распространено, впервые его добавление компанией Michelin в модель шины «Michelin Energy» и компанией Continental в «ContiEcoContact CP и EP» рассматривалось как настоящий прорыв в шинных технологиях. Но почему шины с низким сопротивлением качению считаются революционными в дизайне и преимуществах, которые они предлагают потребителю?

Решение компромисса

Основной проблемой, стоящей перед дизайнерами шин, традиционно является решение компромисса между низким сопротивлением качению и сцеплением с мокрой дорогой. Сопротивление качению — это количество энергии, которое шина поглощает при вращении. Чем ниже сопротивление качению, тем меньше топлива необходимо для движения автомобиля. Снижение сопротивления качения, тем не менее, традиционно означало сокращение сцепления с мокрой поверхностью, что, конечно, было неприемлемо.

Эта проблема была решена путем замены определенного количества карбона на кремний в резиновой смеси протектора шины, что позволило производителям выпускать шины, которые обеспечивают улучшенные свойства при заносе на мокрой поверхности, повышают эффективность управления зимой и в то же время обеспечивают более низкое сопротивление качению.

Разгаданная технология

Причину, почему эта технология считалась настолько революционной, лучше всего можно описать следующим образом:

Контроль зависит от степени деформации шины при вращении — иными словами, в какой степени она изменяет форму благодаря мелким камням и неровностям дорожного покрытия. Контроль движения также лучше всего держат резиновые соединения, которые поглощают большое количество энергии.

На сопротивление качению, с другой стороны, влияет низкий уровень прогиба шины при вращении. Для этого требуются компоненты, которые поглощают низкие количества энергии. Этот контраст – между одновременным поглощением большого и малого количества энергии – не представлялось возможным преодолеть в прошлом, чтобы обеспечить шины уменьшенным сопротивлением качению и, вместе с тем, увеличенным сцеплением с мокрой дорогой.

С добавлением кремния, однако, инженеры были в состоянии производить такие шинные соединения, которые обладают высокими гистерезисом на высоких оборотах (т. е. поглощают большое количество энергии) и низким гистерезисом на низких оборотах (т. е. поглощают малое количество энергии).

Преимущества для пользователя

Использование кремния может привести к снижению сопротивления качению на 20% и более. Используя правильное давление в шинах и придерживаясь разрешенного скоростного режима с учетом ходовых качеств автомобиля, 20%-ное снижение сопротивления качению приравнивается к 5% экономии топлива, которое, согласно исследованиям Michelin, может дать экономию автомобилисту более 100,00 у.е. в год, что покроет расходы на шины в течение всего срока их эксплуатации.

Использование кремния может также улучшить управление при заносе на мокрой поверхности. Включив кремнезем в ассортимент зимних шин, в компании Vredestein утверждают, что улучшили управление при мокром заносе на целых 15%, одновременно сократив тормозной путь.

Кремний также обеспечивает дополнительные преимущества зимним и всесезонным шинам. Соединения с использованием кремнезема — более эластичные и гибкие при низких температурах, что позволяет достичь лучшего сцепления и торможения в зимний период.

Видео:Резина и диск колеса авто из Кремния.Скачать

Идеальное колесо

В чем секрет химической устойчивости автомобильных шин

Шины — удивительный объект с точки зрения химии и материаловедения. Наверное, самое странное в них заключается в том, что если взять всю резину в одной шине, то окажется, что она образует одну огромную молекулу. С другой стороны, мало кто задумывается над тем, что резина составляет меньше половины массы обыкновенной шины. А почему так? И что еще входит в состав шин помимо резины? На эти вопросы мы ответим в нашем материале, созданном в партнерстве с производителем шин Toyo Tires.

Читайте также: Шины maxxis premitra hp5 205 60 r16 92v

Магический треугольник

Создание идеального колеса — сложнейшая задача оптимизации, к которой человечество идет уже сотни лет. К колесу предъявляется огромное количество требований, но есть три самых главных («магический треугольник»): высокое сцепление с дорогой, низкое трение качения и маленький износ. Шина на пути к этому идеальному колесу появилась не так давно — всего лишь в XIX веке.

Сцепление с влажной поверхностью позволяет колесам катиться по дороге без проскальзывания и быстрее тормозить. За сцепление отвечает рисунок протектора, а также сама поверхность шины и ее химические и адгезионные свойства.

Трение качения — это сила, которая сопротивляется вращению колеса. Вообще говоря, потери на трение качения возникают из-за неупругих деформаций колес. Чем сильнее эти потери, тем больше топлива надо на то, чтобы проехать те же самые сто километров (закон сохранения энергии никто не отменял).

Износ шины — самая простая и интуитивно понятная из этих величин. Во время езды колесо подвергается миллионам сжатий и растяжений, и каждое медленно, но неумолимо разрушает материалы, из которых оно сделано. Чем больше таких циклов сжатия и растяжения колесо сможет выдержать, тем дольше оно прослужит.

Обретение вулканизации

В 1830-х годах американский изобретатель и химик Чарльз Гудьир экспериментировал с каучуком, природным полимером, содержащемся в соке гевеи. На тот момент различные компании уже пытались использовать каучук. Например, Чарльз Макинтош пропитывал им ткани для изготовления непромокаемых плащей, а сам Гудьир участвовал в разработке трубок для надувания спасательных плавсредств. Из каучука также делали ластики для карандашей.

Однако серьезный недостаток натурального каучука состоит в том, что он быстро портится при контакте с воздухом: окисление полимера делает материал хрупким, легко поддающимся разрушению. Над тем, чтобы избавить его от этого качества, и работал американский химик.

Сейчас понятно, что нестойкость каучука связана с самой структурой полимера. Каучук — это цис-полиизопрен, как и многие органические полимеры его можно представить себе как цепочку из углеродных атомов, на которую, с определенным шагом, навешены небольшие группы из других атомов.

От крайне стойкого к окружающим воздействиям полиэтилена или полипропилена каучук отличается тем, что некоторые связи между атомами углерода в его основной цепочке — двойные. Именно они являются слабым местом природного каучука. Кислород (точнее, его активные формы) способен легко атаковать эти кратные связи и разрушать их, сильно меняя при этом свойства материала в целом.

В 1839 году Гудьир обнаружил, что нагретая печью смесь каучука с серой превращается в необыкновенно плотный черный эластичный материал, гораздо более устойчивый по сравнению с исходной легкоплавкой полимерной массой. Некоторые свидетельства указывают на то, что это открытие было сделано случайно — якобы химик попросту уронил каучуковый шарик с серой на печь. Но с другой стороны, известно, что Чарльз Гудьир изучал возможность обезвоживать каучук серой. Так или иначе химику удалось открыть процесс вулканизации.

С точки зрения химии суть этого процесса заключается в преобразовании части тех самых двойных связей в цепях каучука. Сера способна точно так же, как и кислород, атаковать их, но вместо полного разрушения в случае серы образуются так называемые сульфидные мостики — прочные связи, соединяющие между собой соседние цепочки каучуков и образующие сетчатую структуру. Полимер становится более упругим и плотным, при этом уменьшается количество «слабых мест» в его структуре.

В пределе можно считать, что все молекулы каучука в вулканизированном образце оказываются связаны в единую молекулу этими сульфидными мостиками.

Победоносный путь каучука

В 1888 году британский ветеринар Джон Данлоп создал и запатентовал шину из вулканизированного каучука — для велосипеда своего сына. По сути, она представляла собой надутый шланг, закрепленный на ободе колеса.

Читайте также: Зимние шины для бентли

В 1895 году первые шины из вулканизированной резины были установлены на автомобиле, участвовавшем в гонке Париж-Бордо-Париж. Авторы идеи — Андре и Эдуард Мишлен. К сожалению, гонку машине выиграть, мягко говоря, не удалось, но тем не менее автомобиль справился с почти 1200 километрами трассы.

Одновременно с ростом популярности автомобилей росло и потребление шин — так за пару десятков лет возникла новая огромная промышленность.

Почему вулканизированный каучук стал таким удобным материалом для колес? В первую очередь, это определяется той самой тройкой свойств — сцепление с поверхностью, трение качения и износ. Благодаря эластичности шина из резины обеспечивает плотное сцепление даже с неровной дорогой, к тому же отсутствие хрупких элементов уменьшает износ по сравнению с металлическими или тем более деревянными колесами.

Стоит заметить, что резиновые шины во многом хороши для обычных дорог, но если мы сменим типичное асфальтовое покрытие на стальные рельсы, то ситуация радикально поменяется. Стальные колеса обладают гораздо меньшим трением качения — оно в 5, а то и в 10 раз меньше, чем у современных автомобильных шин. Сцепление стальных колес с поверхностью определяется во многом весом поезда, для легких автомобилей такой подход не подойдет.

Но можно вспомнить, что резиновые шины используются и на поездах, к примеру на линии M2 метро Лозанны (Швейцария). Там они позволяют бороться с высокой крутизной путей, которая в другой ситуации потребовала бы наличия зубчатой передачи.

Не каучуком единым

С точки зрения механических свойств каучук очень хорош — до сих пор нет дешевых искусственных аналогов, обладающих теми же свойствами. Никакого секрета в этом нет — цепочки природного каучука устроены так, что все боковые «висят» строго по одну сторону от цепи. Добиться того же в промышленном синтезе каучука практически невозможно — тот контроль над сборкой цепи, который обеспечивают сложные ферменты растений, не могут повторить сравнительно более простые металлорганические катализаторы Циглера-Натта.

Но есть и недостатки, причем химической нестабильностью природного каучука они вовсе не ограничиваются. Выращивают каучуконосные культуры в основном в Юго-Восточной Азии и Бразилии, к тому же сырьевая база ограничена и едва ли покрывает весь спрос на каучуки.

Поэтому в шинах доля природного каучука составляет всего около 10-15 процентов, еще около 20 процентов приходится на искусственные полимеры — полиизопрен, полибутадиен, сополимеры полибутадиена с полистиролом и с полиизобутиленом. Главное преимущество искусственных каучуков заключается в относительно большей устойчивости к окислению и ультрафиолетовому излучению.

К нерезиновой части шины относятся стальные корды и всевозможные наполнители: сажа, диоксид кремния (основной компонент стекла и песка) и антиоксиданты. Роль антиоксидантов заключается в том, чтобы «отлавливать» опасные для каучуков и других полимеров активные формы кислорода (например, озон или перекись) и превращать их в безвредную воду или другие молекулы. Кроме того, в шинах остаются различные активаторы вулканизации, например оксид цинка.

Точно спрогнозировать, как различные добавки влияют на свойство шин, достаточно сложно. Для этого необходимо моделировать поведение микро- и наноразмерных частиц, а также окружающих их полимерных цепей и сетей на наноуровне. Компания Toyo Tires впервые в шинной отрасли воспользовалась методами молекулярной динамики, чтобы предсказать энергетические потери в шине по ее микроструктуре.

Грубо говоря, специалисты компании способны оценить, как сильно нагреется шина от наезда на неровность на дороге. Это помогает понять, как уменьшить этот нагрев. Например, расчеты показывают, что подавление физического перемещения молекул резины снижает те самые энергетические потери в шинах. Поэтому в шинах необходимо добиваться более прочных связей между молекулами полимеров и наполнителем.

Интересно заметить, что методы молекулярной динамики часто применяются для прогнозирования поведения белковых молекул и поиска новых лекарств.

Читайте также: Лучшие нешипованные зимние шины 2021 2022

Эта и другие разработки Toyo Tires, связанные со строением шины на наноуровне, являются частью технологии Nano Balance, которая, по своей сути, позволяет спроектировать материал с требуемыми оптимальными свойствами, а затем создать его и испытать.

Видео:На какую ось ставить новые шины | Правила перестановки шинСкачать

Почему шины стали чёрными и зачем в резину добавляют силику (ВИДЕО)

В резиновой смеси шин более сотни ингредиентов. Ни один производитель не расскажет точный состав и долю ингредиентов, поскольку этим воспользуются конкуренты. Но основа резиновой смеси известна: какую шины ни возьми, в ней будет каучук, технический углерод и силика. Причём повышенное содержание силики часто вспоминают в рекламных буклетах как одно из весомых преимуществ шины. В этом ролике мы рассказываем, что такое силика, откуда она взялась в шинах и зачем нужна. Если смотреть неудобно, читай текстовую версию под видео.

Присоединяйтесь к нам в Instagram, Facebook, ВКонтакте или Одноклассниках, чтобы быть в курсе новостей, конкурсов, скидок и акций. Больше интересной информации о шинах и автомобилях – на нашем YouTube-канале.

Видео:Что из себя представляет новинка KAMA FLAME M/T?обзор новой внедорожной шины 2023Скачать

Первые опыты над формулой авторезины

Первооткрывателем резиновой смеси для производства шин стал Чарльз Гудиер. В далёком 1839 году он открыл процесс вулканизации. К слову, этот процесс назвали в честь древнеримского бога огня Вулкана. Чарльз Гудиер опытным путём выяснил, что при нагревании натурального каучука и серы получается достаточно прочная и эластичная резина. Такую резину стали широко применять в промышленности, и поэтому первые автомобильные шины были цвета слоновой кости. Иногда исторические автомобили позируют с такими шинами. Например, как кастомный Pierce-Arrow 66 A-4 с шинами Goodrich.

В начале 20 века в резиновую смесь шин опытным путём добавили промышленный углерод, или техническую сажу. И с того времени все шины, во-первых, стали более износостойкими и более прочными, а во-вторых, приобрели чёрный цвет, к которому мы давным-давно привыкли.

Получают технический углерод путём сжигания природного газа без доступа воздуха. А поскольку запасы природного газа ограничены, стал вопрос о поиске альтернативы, некого вещества, которое, как и технический углерод, усиливало бы молекулярные связи в резиновой смеси шин, придавая им износостойкость и улучшая динамические характеристики. Причём это вещество должно было быть более доступным и распространённые в природе. Поиски привели к тому, что в резиновой смеси появилась силика, или, как её ещё называют, диоксид кремния.

Видео:Секрет шин о котором знают только опытные водители.Скачать

Что такое силика и для чего она

Силика – это природный элемент, из которого состоит, например, песок и кварц. Фактически все горные породы состоят именно из диоксида кремния.

Добавление силики в резиновую смесь улучшает сцепление шин с мокрой поверхностью, поскольку этот элемент имеет естественное абсорбирующее свойство. Другими словами, он собирает влагу. Также силика усиливает молекулярные связи резиновой смеси, что позволяет ей меньше вытираться из шины. Чёрные следы на дорогах – это как раз-таки вытирающийся из резиновой смеси технический углерод. Таким образом, силика делает шины более износостойкими, а заодно и экологичными.

Современная шинная индустрия не может полностью отказаться от использования технического углерода. Однако использование силики позволило сократить долю технического углерода в шинах, сохранив при этом эксплуатационные характеристики шин, а местами даже их улучшив.

Видео:Как выбрать тихую резину на лето?Скачать

О компании «Автосеть»

Материал подготовлен компанией «Автосеть» – лидером шинного рынка Беларуси, по данным Международного агентства MASMI Research Group за 2018 год.

Адреса магазинов «Автосеть»:

• Минск, ул. Радиальная, 40/2;
• Минск, ул. Уманская, 54/1;
• Минск, ул. Промышленная, 2/1;
• Брест, ул. Янки Купалы, 19;
• Бобруйск, ул. Ульяновская, 40;
• Витебск, пр-т Московский, 35;
• Гомель, ул. Барыкина, 321а;
• Гродно, ул. Победы, 17В;
• Могилев, ул. Строителей, 21;
• Мозырь, пер. 1-й Берёзовый, 16г.

Бесплатно доставляем шины и диски по всей Беларуси.

• 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

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/shiny-s-dobavleniem-kremniya

  🔍 Видео

  Обзор новой летней шины Cordiant Gravity 2023 / чем хороши новые шины Cordiant GravityСкачать

  

  Выбор шин, все, что нужно знать о резинеСкачать

  

  Двухлетняя новая шина /// измерим насколько задубелаСкачать

  

  Летние шины Maxxis Premitra HP5.Скачать

  

  Почему одни шины ходят 100 000 км, а другие 20 000 кмСкачать

  

  Плюсы и минусы Китайской резиныСкачать

  

  Шины! Как Выбрать!Скачать

  

  Летние шины WestLake ZuperEco Z-107. Обзор от ВоронежАвтоСкачать

  

  2 ХИТРОСТИ КАК ПРОДАТЬ СТАРУЮ РЕЗИНУ ДОРОГО !Скачать

  

  Почему шины чёрные и зачем в шинах силикаСкачать

  

  Китайские шины без резиныСкачать

  

  Как отличить шины КАМА от Viatti?Скачать

  

  i Бросаем Карбид в Старую Выгребную Яму Вносим Карбид в Септик Carbide to Old Septic tank 20200830Скачать

  

  Шины Triangle 👍🏻Скачать

  

  Летние Шины Для Кроссоверов Цена качестваСкачать