История автомобильных шин

История автомобильных шин

На сегодняшний день невозможно представить поездку на автомобиле без покрышек. Сейчас существуют шины грузовые и легковые самых разных моделей – летние, зимние, для различных дорожных условий. Покрышки гасят вибрации, возникающие во время движения, обеспечивают сцепление с трассой и повышают управляемость. Но еще пару сотен лет назад люди были вынуждены обходиться без них.

Первые попытки на пути создания шин

После того, как из каучука научились производить резину, этот материал стали использовать для создания “предшественницы” современной шины. Она представляла собой простой обод, который надевался на колесо. Прослойка воздуха между ним и покрышкой отсутствовала, так что особых изменений ни в управляемости, ни в комфорте на дороге добиться не удалось.

Дальнейшие разработки

Первую пневматическую шину изготовил в 1846 году Роберт Уильям Томсон из Шотландии. Он запатентовал свое т. н. “усовершенствованное колесо”. Его основой служил обод, выполненный из дерева. С внешней стороны к нему болтами привинчивалась полая труба из кожи. Внутри нее находилась другая труба, изготовленная из прорезиненной парусины и заполненная воздухом. Но “усовершенствованное колесо” обладало низкой прочностью и потому широкого распространения не получило.

Однако изобретатели не оставляли попыток. В 1888 году Джон Бойд Данлоп из Великобритании изготовил более совершенный вариант пневматической шины. Правда, она предназначалась для велосипеда. Основой покрышки был обыкновенный шланг для полива растений. Внутри него был воздух. Изобретатель обмотал шланг вокруг обода, используя для этого парусиновую ленту. Поверх нее располагался слой резины. Для велосипеда такие покрышки подходили идеально, а для более массивного автомобиля – нет. Но уже через семь лет после Данлопа братья Мишлен изобрели шины, которые подходили для автомашин на 100%. На протяжении последующих 125 лет конструкция постоянно модернизируется: меняется профиль, рисунок, материал и т. д. Вряд ли этот процесс когда-нибудь закончится, ведь, как говорил Сальвадор Дали, “Не бойтесь совершенства. Вам его не достичь”. А если вас интересует круглосуточный грузовой шиномонтаж в Москве, обращайтесь к нам.

История шин

АВТОМОБИЛЬНАЯ ШИНА – один из наиболее важных элементов колеса, представляющий собой упругую резино-металло-тканевую или резинометаллическую оболочку, установленную на обод диска.

Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным полотном, предназначена для поглощения незначительных колебаний, вызываемых несовершенством дорожного покрытия, компенсации погрешности траекторий колёс, реализации и восприятия сил.

Отработанные покрышки являются отходами IV класса опасности.

ИСТОРИЯ

История автомобильной шины начинается в 1839 году, после того, как американский изобретатель Чарльз Гудьир в ходе работ по поиску стабильного каучука случайно открыл процесс получения резины путем вулканизации каучука и запатентовал его в 1844 году. Почти через четыре десятилетия после смерти Чарльза Гудьира, в 1898 году, была основана компания, названная в его честь, Goodyear Tire and Rubber Company.

Хотя это открытие по праву принадлежит Гудьиру, существуют свидетельства 15 века от первых европейцев, попавших на американский континент, что южно-американские индейцы использовали стабилизированный каучук для производства мячей и других объектов.

В качестве первых шин стали использовать цельный резиновый обод, натянутый на деревянное колесо.

Он не имел воздушной прослойки, поэтому движение на повозке с такой шиной по неровным дорогам было абсолютно некомфортным по нынешним меркам, хоть резиновый слой колеса отчасти и поглощал толчки и вибрацию.

Первая в мире пневматическая шина была разработана шотландским изобретателем Робертом Уильямом Томсоном, которое представляло собой деревянный обод, к которому с помощью болтов прикреплялось наружное кожаное покрытие в форме трубы, а в него в свою очередь помещалась воздушная “камера” из прорезиненной парусины.

В патенте № 10990 от 10.06.1846 года, написано: «Суть моего изобретения состоит в применении эластичных опорных поверхностей вокруг ободьев колёс экипажей с целью уменьшения силы, необходимой для того, чтобы тянуть экипажи, тем самым, облегчая движение и уменьшая шум, который они создают при движении».

Патент Томсона написан на очень высоком уровне. В нём изложена конструкция изобретения, а также материалы, рекомендуемые для его изготовления. Шина накладывается на колесо с деревянными спицами, вставленными в деревянный обод, обитый металлическим обручем. Сама шина состояла из двух частей: камеры и наружного покрытия. Камера изготавливалась из нескольких слоёв парусины, пропитанной и покрытой с обеих сторон натуральным каучуком или гуттаперчей в виде раствора. Наружное покрытие состояло из соединённых заклёпками кусков кожи. Томсон оборудовал экипаж воздушными колёсами и провёл испытания, измеряя силу тяги экипажа.

Испытания показали уменьшение силы тяги на 38 % на щебёночном покрытии и на 68 % на покрытии из дроблёной гальки. Особо отмечались бесшумность, удобство езды и лёгкий ход кареты на новых колёсах. Результаты испытаний были опубликованы в журнале «Mechanics Magazine» 27 марта 1849 года вместе с рисунком экипажа.

Можно было констатировать, что появилось крупное изобретение: продуманное до конструктивного воплощения, доказанное проведёнными испытаниями, готовое к совершенствованию.

К сожалению, на том дело и закончилось. Не нашлось никого, кто бы занялся этой идеей и довёл её до массового производства с приемлемой стоимостью. После смерти Томсона в 1873 году «воздушное колесо» было забыто, хотя образцы этого изделия сохранились.

В 1887 году земляк Томпсона шотландский изобретатель Джон Данлоп придумал надеть на обод металлического колеса со спицами трёхколёсного велосипеда своего 10-летнего сына широкие обручи.

Суть задумки состояла в изготовлении обручей из шланга для поливки сада надутых воздухом, конструкция закреплялась лентой из парусины , а для увеличения прочности, поверх конструкции прикреплялся слой резины. 23.07.1888 года Данлоп получил патент № 10607 на изобретение, а 31.08.1888 года, Данлоп получил патент о приоритете «пневматического обруча» для транспортных средств.

Уже в июне 1889 года на стадионе в Белфасте Уильям Хьюм выступил в гонках на велосипеде с пневматическими шинами. И хотя Хьюма описывали как среднего гонщика, он выиграл все три заезда, в которых участвовал.

Коммерческое развитие изобретения началось с образования маленькой компании в Дублине и конце 1889 года под названием «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов», которая позже преобразовалась в известную корпорацию “Dunlop Tire”.

В 1890 году инженер Чальд Уэлтч предложил отделять камеру от покрышки, вставлять в края покрышки проволочные кольца и сажать на обод, который впоследствии получил углубление к центру (ручей обода).

Чуть позже англичанин Бартлетт и француз Дидье изобрели вполне приемлемые способы монтажа и демонтажа шин. Всё это определило возможность применения пневматической шины на автомобиле.

Первым, кто стал использовать пневматические шины на автомобилях, были французы Андре и Эдуард Мишлен, которые уже имели достаточный опыт в производстве велосипедных шин.

В 1895 году к гонке Париж—Бордо они изготовили и презентовали пневматические шины для автомобилей.

Автомобиль, на которые были установленные первые пневматические автошины, не смотря на многочисленные проколы, преодолел расстояние в 1200 км и достиг финиша в десятки лидеров своим ходом, а в 1896 году в Британии на свет появились первые автомобильные шины «Данлоп».

С установкой пневматических шин существенно улучшились плавность хода, проходимость автомобилей, несмотря на ненадёжность и не приспособленность первых автошин к быстрому монтажу.

В дальнейшем основные изобретения в области пневматических шин были, устремлены на повышение их безотказности и долговечности, облегчении монтажа-демонтажа, с изобретением шиномонтажного станка, борта шины стало возможным сделать более жесткими.

Потребовалось много лет постепенного совершенствования конструкции пневматической шины и способа её изготовления, прежде чем она окончательно вытеснила литую резиновую.

В первой четверти XX века всё чаще стали использовать конструкции быстросъёмных креплений колёс к ступицам на нескольких болтах, что позволило заменять шины вместе с колесом в течение нескольких минут. Все эти усовершенствования привели к повсеместному применению пневматических шин на автомобилях и к бурному развитию шинной индустрии и смежных отраслей по производству шиноремонтных материалов и шиномонтажного оборудования. Стали применяться всё более надёжные и долговечные материалы, в шинах появился корд-особо прочный слой из упругих текстильных нитей и стальных нитей, технологии по увеличению ресурса и восстановлению шин.

До чего докатилась покрышка: факты из истории автомобильной резины

На первый взгляд автомобильное колесо XIX века не сильно отличается от современного. Но за свою полуторавековую историю произошло слишком много технических изменений: менялся состав резины, изобретались новые рисунки протекторов, произошло разделение на «зимнюю», «летнюю» и «внесезонную». Поэтому «резиновую» историю можно разделить на несколько ключевых этапов.

Из «ямы» с любовью

Сложно поверить, но автомобильная резина обязана своему появлению долговой тюрьме. В начале позапрошлого века молодой и амбициозный Чарльз Гудьир много и долго «колдовал» с составом резины. Главным требованием было сделать популярный в то время каучук безразличным к температурным скачкам. «Резиновые» опыты довели Гудьира до банкротства и долговой ямы. Но именно в переполненной американской тюрьме не самый удачливый торговец из Филадельфии сделал главное открытие в своей жизни. В 1839 году впервые был описан процесс, который впоследствии назвали вулканизацией. Химическая реакция превратила «хрупкий» к температурным перепадам каучук в выносливую резину. Однако самому Гудьиру изобретение принесло больше проблем, чем пользы. «Вулканизатор» резины умер в 1860 году в нищете, оставив долг в 200 000 долларов, но его опыты перевернули автомобильную индустрию.

Перебороть зависимость

Вулканизация – дело хорошее! Но все равно основным ингредиентом резины оставался каучук, который добывали на бразильских плантациях гевеи и перепродавали с выгодой до 1 000%. Тогда перед мировыми умами встал другой вопрос: как синтезировать каучук, чтобы не зависеть от своенравных южноамериканских плантаторов, которые ежегодно заламывали цены? Тут на помощь автомобилестроительной (и не только) общественности пришел русский ученый Сергей Лебедев, который первым в 1927 году сумел синтезировать драгоценный и баснословный по стоимости материал. Наступила новая «резиновая» эра.

Обруч с воздухом

Вернемся в XIX век и ближе к автомобильным колесам. Сначала Чарльз Макинтош придумал, как придать каучуку воздухо- и водонепроницаемые свойства. Тогда у учёного получились отличные непромокаемые плащи. «Резиновые» инновации перекачивали в автомобильную сферу благодаря другому американцу – Джону Данлопу. В 1887 году он пристально наблюдал за своим сыном, который резво катался на велосипеде. Когда неказистое двухколёсное транспортное средство в очередной раз подпрыгнуло на упругом резиновом шланге, Данлопа осенило. Он отрезал кусок шланга по размерам колеса, вмонтировал его в обод и примастерил к этой конструкции обыкновенный по сегодняшним меркам ниппель. Не прошло и года, как бойкий американец запатентовал изобретение «пневматического обруча». Правда, первое время этим изобретением пользовались исключительно велосипедисты.

Доехать до финиша

Только в 1895 году братья Андрэ и Эдуард Мишлен «обули» свой автомобиль «Молния» в пневматические колеса и отправились на гонку Париж – Бордо – Париж. Сражаясь против соперников с «литой» резиной на колесах, Мишлены заслужили только насмешки и неодобрительные оскорбления, так как в соревнованиях пришли последними. Этот факт братьев нисколько не расстроил. Несмотря на то что во время гонки им пришлось менять резину не менее 60 раз, они верили, что будущее – за ниппелем и воздушной подушкой. Братьям приходилось бесплатно раздавать непопулярные шины владельцам первых парижских таксомоторов. Со временем «пневматика» окончательно вытеснила литую резину. А Мишлены открыли на Лазурном побережье собственную фабрику. Впрочем, «шинная» эволюция на этом не закончилась.

Без шипа и задоринки

Первые зимние шины вошли в автомобильный обиход в начале прошлого века, но популярность к ним пришла спустя несколько десятилетий. Отличить «зиму» от «лета» было очень просто: первые имели на протекторе большие шипы, причем химический состав резины для разных погодных условий ничем не отличался. В этом и крылась главная ошибка, которую активно взяли на вооружение современные инженеры. От шипа как такового, конечно, зависит очень много, но далеко не все: за «цепкость» отвечает также мягкость и прочность протектора. Отсюда и выросла «липучка» – зимняя шина без шипов. Вопросы о ее эффективности оставим экспертам. Но факт остается фактом – Европа борется с шипованой резиной на всех фронтах, но побеждают в этом противостоянии в первую очередь маркетологи. Кстати, несколько слов о так называемой «внесезонке» – шине для европейской мягкой зимы, которую можно использовать круглогодично. Для России – не лучший вариант, так как зима в Мурманске и Ницце – это две большие разницы.

Не без проколов

В 1974 году на «шинном» рынке появился принципиально новый игрок, который свел угрозу безопасности водителя и пассажиров на нет, во всяком случае так утверждали создатели инновационной шины. Подобный тип колёс называется ранфлэт (run-flat), и особенно часто его стали ставить на свои творения немецкие автопроизводители. Если попробовать перевести это выражение на русский, то получится что-то типа «плоскокатящийся». Словечко корявое, но правильное. Шины ранфлет по своей специфике – те же бескамерные шины, но с единственным и довольно принципиальным отличием: боковые края у ранфлета намного жестче «стандартной» резины.

Фото: BMK, Germany, wikipedia.org

Разбалованные мягкой подвеской автолюбители утверждают, что такой рецепт безопасности негативно сказывается как на комфорте, так и на семейном бюджете: на российских дорогах ранфлет шумит, «жестит» и норовит покрыться «грыжами», а стоимость у такой резины – заоблачная. Изюминка в том, что в случае прокола можно смело ехать дальше, правда, медленно и недолго, не больше 50 километров. Машину в рабочем состоянии удерживает не столько сжатый воздух, сколько сама резина, точнее, ее усиленная боковина. Ранфлет, кстати, можно подобрать далеко не для каждого авто. Дело в том, что по соображениям безопасности, run-flat-покрышки могут корректно работать только на современных машинах, оборудованных системой электронного контроля устойчивости и датчиком давления воздуха, встроенным в «мозги» автомобиля.

Вывод

Известную поговорку о том, что «история нас ничему не учит», можно смело отнести и к автомобильным шинам. Казалось бы, все уже придумано, но с каждым годом в шинной индустрии появляются инновации. Известные производители то отказываются от шипов, то, наоборот, увеличивают их количество. Индустрия не стоит на месте, но сейчас ее двигателем является скорее не инженерная мысль, а находчивый маркетинг. Согласитесь, многие подбирают резину, опираясь не на характеристики, а на «красивый» рисунок протектора, что является уже чистой победой продающих.