Автошина (побутові та жаргонні назви: скат, покришка або опона) — шина, яка встановлюється на ободі колеса автомобіля і заповнюється повітрям або іншим газом під тиском. Залежно від способу герметизації пневматичні шини виготовляються в камерному або безкамерному виконанні.
На практиці найчастіше вживаються скорочені назви — автошина або просто шина, але стандартизованою назвою, яка визначена міждержавним стандартом ГОСТ 24779-81 («Шины пневматические. Упаковка, транспортирование, хранение.»), є — «шина пневматична», тому що пневматичні шини експлуатуються не тільки на автомобілях, але й на тракторах, комбайнах, сільськогосподарській техніці, велосипедах, мотоциклах, інвалідних та дитячих візках, а також на літаках та інших рухомих механізмах та машинах. Клімат регіонів з суворою зимою, навчив автомобілістів підходити відповідально до запасів зимових шин, адже це безпека на дорозі. Моделі і виробники зимової гуми, мають свої недоліки і переваги. Деякі покришки впевнено почувають себе на сухому і глибокому снігу, а деякі легко справляються з крижаною поверхнею .
Історія створення шин На початках автомобілебудування застосовувались та продукувались цільні шини, оскільки тогочасні транспортні засоби були достатньо важкі, а завдання шини — витримати вантаж транспортного засобу, подолати силу тертя та уможливити рух. Саме така шина дозволяла оптимально поєднати ці вимоги. При виготовленні шин вони проходять процес вулканізації. Велосипедні шини дещо простіші.
Історія і розвиток виробництва шин 1846 рік. Роберт Томсон винаходить першу гумову шину, і бере на неї патент. Він проводить випробування і доводить працездатність своєї конструкції. Проте винахід Томсона забувають після його смерті.
1888 рік. Джон Данлоп отримує патент на пневматичні шини для велосипеда. Саме він стає родоначальником виробництва шин.
1891 рік. Винайдено шину з дротяним бортом. Автор винаходу — Чальд Кінгстон Велч — запропонував розділити камери і шини, в вставляти в краї шин дротові кільця. Бартлетт і Дідьє відкривають прості способи монтажу і демонтажу шин, що дає старт широкому застосуванню автомобільних шин.
1914 — 1918 роки. Розробки пневматичних шин для автобусів і вантажівок. Відкриття великих фірм-виробників шин «Dunlop» (Англія), «Michelin» (Франція), «Goodyear», «Firestone» і «BFGoodrich» (США), «Continental» і «Метцелер» (ФРН), «Pirelli» (Італія).
1920-і роки. Відкриття теорії синтетичних реакцій. Нові прогресивні матеріали для виробництва шин.
1948 рік. Віскоза займає лідируючі позиції на ринку виготовлення автомобільних шин. Відкриття нейлонової кордової тканини.
1950-ті роки. Відкриття фірмою «Michelin» радіальних шин, характеристики яких в рази перевершують своїх попередників.
1960-ті роки. Нейлон займає лідируючу роль у виробництві автомобільних шин. Зміна співвідношення висоти шини до ширини профілю Н/В від 1 до 0.6, що поліпшує бічну стійкість автомобільних шин.
1970-ті роки. Відкриття сталевого волокна і активне застосування його у виробництві шин.
Конструкція пневматичних шин
Камерна шина складається з покришки та їздової камери з вентилем. Камерні шини для вантажних автомобілів мають також ободову стрічку.
Безкамерна шина являє собою вдосконалену покришку, що одночасно виконує функцію звичайної покришки і їздової камери. Герметична повітряна порожнина в таких шинах утворюється покришкою та ободом колеса.
Покришка Покри́шка — пружна гумово-кордова оболонка пневматичної шини, яка сприймає тягові і гальмівні зусилля та забезпечує зчеплення шини з дорожнім покриттям. Найважливішими елементами покришки є каркас, брекер, протектор, боковини та борти.
Каркас Карка́с — гумово-кордова (силова) частина покришки виконується з одного або декількох шарів огумованого корду з гумовими прошарками, що закріплені на бортових кільцях.
Брекер Бре́кер складається з одного або декількох шарів огумованого корду, укладеного з меншою щільністю ніж у каркасі, причому шари корду розділені гумовими прошарками. Брекер встановлюється між каркасом і протектором. Залежно від матеріалу корду розрізняють шини з текстильним брекером і з металокордним брекером.
Протектор
Проте́ктор — зовнішня частина покришки являє собою масивний шар спеціальної гуми з рельєфним візерунком на зовнішній поверхні. Протектор забезпечує зчеплення з дорожнім покриттям та захищає каркас шини від механічних пошкоджень. Рельєфна частина поверхні протектора, що складається з сукупності виступів та заглиблень або рівчаків (канавок), а також ламелей (неглибоких тонких дрібних прорізів), називається малюнком або візерунком протектора.
Класифікація малюнків протектора За експлуатаційним призначенням малюнки протектора поділяються на дорожній, універсальний, зимовий та підвищеної прохідності.
Дорожній малюнок — складається з шашок чи ребер розділених канавками (побутова назва «ромбик»), забезпечує збільшену зону контакту з дорожнім покриттям та стійкість до зносу, крім того забезпечує зниження рівні шуму на твердих покращених дорожніх покриттях.
Універсальний малюнок — складається з шашок чи ребер у центральній зоні бігової доріжки та ґрунтозачіпок по її краях. Такий малюнок збільшує зчеплення на м'яких ґрунтах, снігу
Зимовий малюнок — складається з утворених різно-направленими канавками блоків розсічених ламелями, блоки розташовані так, що в них можуть бути вмонтовані металічні шипи для запобігання ковзанню шини по льоду. Краї по контуру блоків гострі, що забезпечує додаткове зчеплення на засніжених та обледенілих дорожніх покриттях.
Малюнок протектора для шин підвищеної прохідності — складається з високих ґрунтозачіпок розділених глибокими й широкими виїмками і призначений для експлуатації в умовах бездоріжжя.
Іноді вживають термін всесезонний малюнок — компромісний малюнок між зимовим і дорожнім малюнками, де глибокі канавки сусідують з ламелями.
Крім того малюнки можуть бути асиметричними (коли відсутня симетрія малюнка відносно осі у площині обертання колеса) та спрямованими або направленими — тобто несиметричний відносно радіальної осі покришки, наприклад поперечні канавки розташовані «ялинкою».
Боковина Бокови́на — зовнішня гумова деталь покришки, розташована паралельно площині обертання колеса, яка захищає каркас шини від бокових зовнішніх пошкоджень. На відміну від протектора боковина має тонший шар гуми і не має рисунка. На боковині також наноситься маркування шини.
Борт шини Борт — жорстка частина покришки пневматичної шини, яка забезпечує її кріплення на ободі колеса. Борти складаються з одного або декількох кілець зі сталевого дроту, на яких закріплено каркас.
Їздова камера Їздова́ ка́мера — герметична тороподібна еластична трубка, зазвичай гумова, яка заповнюється через вентиль газом або повітрям під тиском.
Вентиль камери Ве́нтиль камери — зворотний повітряний клапан їздової камери, що призначений для наповнення камери повітрям, його утримання, випуску та регулювання внутрішнього тиску в шинах. Зазвичай, як вентиль використовується клапан Шрадера.
Ободова стрічка Ободо́ва стрічка або флі́пер — профільоване еластичне гумове кільце, яке розміщується в шині між їздовою камерою, бортами покришки та поверхнею обода колеса. Вона захищає камеру від защемлення між бортом покришки і ободом та від пошкодження нерівностями ободу. Ободна стрічка використовується в камерних шинах вантажних автомобілів і деяких видів сільськогосподарської техніки.
Основні параметри шин
Про́філь шини — контур шини в радіальній площині колеса.
Параметри профілю пневматичної шини визначаються за розмірами покришки, яку змонтовано на ободі рекомендованого розміру при відсутності навантаження та при відповідному заданому значенні внутрішнього тиску в шині.
Зовнішній діаметр (D) — діаметр найбільшого перерізу шини у площині обертання колеса.
Посадочний діаметр (d) — діаметр окружності, яка є лінією перетину поверхні основи борту шини з його зовнішньою поверхнею, практично це лінія контакту борта шини з ободом колеса.
Ширина профілю (B) — віддаль між двома площинами обертання колеса, які є дотичними зовнішніх поверхонь боковин шини.
Висота профілю (H) — половина різниці між зовнішнім (D) і посадочним (d) діаметрами шини.
Серія пневматичних шин — номінальне співвідношення висоти профілю (H) до його ширини (B) визначене у відсотках.
Ширина профілю ободу (A) — віддаль між зовнішніми поверхнями бортів шини встановленої на обід (див. схему профілю шини).
Статичний радіус шини (Rc) — віддаль від центру нерухомого навантаженого нормальним навантаженням колеса з шиною до пласкої опорної поверхні, на яку спирається шина.
Класифікація шин Пневматичні шини класифікуються за різними ознаками: за способом герметизації за формою профіля за типом конструкції за застосуванням по групах транспортних засобів
Класифікація шин за способом герметизації За способом герметизації шини поділяються на камерні та безкамерні.
Класифікація шин за профілем В залежності від співвідношення висоти H до ширини B профілю шини, а також співвідношення ширин профлів B шини та ободу A, шини класифікуються за конфігурацією профілю.
За конфігурацією профілю вирізняють шини: звичайного профілю або повнопрофільні широкопрофільні низькопрофільні наднизькопрофільні
+ Типи профілів автомобільних пневматичних шинПараметрПовнийШирокийНизькийНаднизькийH/B> 0,890,60 — 0,900,70 — 0,88< 0,70A/B0,65 — 0,760,77 — 0,890,69 — 0,760,69 — 0,76+
Зі зменшенням висоти профілю шин поліпшується керованість, стійкість та плавність ходу автомобіля, а отже безпечність та комфортність їзди. Крім того збільшується економічність, пробіг та вантажопідйомність шин. Проте деталі підвіски зазнають набагато більших навантажень через те, що амортизуючі властивості шин зменшуються при зменшенні висоти профілю. Тому у місцевостях, де дороги не найкращі, використання низькопрофільних шин недоцільно (як в плані технічному, так і в плані комфорту).
Для складних умов пересування та для сільськогосподарської техніки за профілем вирізняють також пневматичні шиниДСТУ 2219-93: пневмокоток — з відношенням висоти профілю до його ширини від 0,25 до 0,39 та відношенням ширини профілю обода до ширини профілю шини від 0,90 до 1,00; аркова шина — з відношенням висоти профілю до його ширини від 0,40 до 0,50 та відношенням ширини профілю обода до ширини профілю шини від 0,90 до 1,00.
Класифікація шин за типом конструкції За типом конструкції пневматичні шини поділяють на радіальні, діагональні та цілком металокордні (ЦМК).
Радіальна шина (шина типу R) має меридіальний (від борта до борта) напрямок укладки ниток корду у шарах каркаса, а корд укладається в шарах брекеру майже паралельно (під кутом не менше 65°) до площин бортів, з перехрещенням у суміжних шарах.
В діагональних шинах нитки корду каркаса і брекера у суміжних шарах перехрещуються під кутом від 45° до 60° в середній частині бігової доріжки.
В шинах ЦМК і в каркасі, і у брекері використовують виключно металокорд, практично це повністю металокордний варіант радіальної шини, завдяки чому має більшу товщину протектора та кращі експлуатаційні характеристики.
Класифікація шин за застосуванням В залежності від того, до яких груп відносять транспортні засоби, в яких експлуатуються шини, пневматичні шини умовно поділяються на: шини для велосипедів, мотоциклів і моторолерів (скутерів) шини для легкових автомобілів шини для легких вантажівок та мікроавтобусів шини для вантажних автомобілів і автобусів шини для великогабаритних автомобілів шини для сільськогосподарської техніки (шини для малої сільськогосподарської техніки відомі як «зберігачі дерну») шини для навантажувачів шини для гоночних автомобілів
Такий поділ є досить умовним, бо шини однакового розміру можуть встановлюватись на автомобілі з сусідніх груп. Для прикладу, автошина для легкої вантажівки «Газель» розміром 185/70R16C, може експлуатуватися на легковому автомобілі ВАЗ-2121 «Нива». Крім того, класифікація автомобілів по групах є досить умовною і може суттєво відрізнятися у різних частинах та регіонах світу.
Технологія виробництва шин