Архивная версия статьи, 2002 год (без графики и таблиц)

  Шины и все о них

   Предлагая в 1888 г. первую пневматическую шину, Джон Данлоп вряд ли мог предположить, что его изобретение надолго, а может быть, и навечно предопределит направление развития человечества, отныне тесно связанное в использованием транспортных средств. Еще труднее поверить, что более чем за 100 лет непрерывного совершенствования пневмошины, несмотря на бесчисленные аварии и тысячи жертв, вызванные лопнувшими шинами, человечество будет мириться с главным их недостатком - аварийным выходом из строя при проколе. И вот на 22-й Международной выставке «Шины» в германском городе Эссене был, наконец, предложен реальный путь устранения этого недостатка. Около 400 фирм из 37 стран продемонстрировали на главной отраслевой выставке свои достижения в области производства и ремонта шин. Наряду c конструкциями и технологией производства шин и дисков, шиномонтажным оборудованием, способами восстановления и уничтожения старых шин впервые (и сразу несколькими фирмами!) было показано главное техническое достижение отрасли - так называемая самонесущая пневмошина (run-flat-tyre). При проколе такой шины автомобиль не только не потеряет управления, но может даже продолжить движение на спущенной шине и, не останавливаясь, проехать еще несколько сотен километров до места ремонта. Самонесущие шины Самонесущие шины появились два года назад, однако серьезные недостатки, которыми были отмечены первые образцы, не позволили вести речь о практической зрелости идеи. И только на стендах эссенской выставки производители шин продемонстрировали технически завершенные и прошедшие испытания конструкции, предложили широкую гамму типоразмеров самонесущих шин, начав тем самым активное продвижение технической новинки в каждодневную практику. Из пяти производителей, предлагающих сегодня на мировом рынке серийные самонесущие шины, четыре фирмы - Dunlop, Goodyear, Pirelli, Bridgestone - приняли за основу конструкцию, в которой эффект повышения несущей способности достигается за счет увеличения толщины боковин покрышки. В шинах Michelin использован принцип опорного кольца. Немецким автомобильным обществом ADAC были проведены сравнительные испытания самонесущих шин всех пяти производителей. Шины с индексом категории скорости H, V и W испытывали на участке извилистой дороги на скорости 80 км/ч при длине пробега 170 км. Заезды на мокром и сухом покрытии показали, что все шины успешно выдержали испытания, заслужив оценки от очень хороших до удовлетворительных по показателям управляемости, комфорта и сцепления с покрытием в любую погоду. На выставочном стенде фирмы Dunlop в Эссене можно было увидеть широкий ассортимент зимних и летних самонесущих шин типа DSST. Шина обладает таким значительным запасом несущей способности, что возникает опасность, что падение давления при проколе останется незамеченным для водителя, и если он будет продолжать движение по автомагистрали с прежней высокой скоростью, то через какое-то время приспустившая шина все же нагреется и может лопнуть. Поэтому автомобили с самонесущими шинами должны быть дополнительно оборудованы системой контроля давления в шине. Системы контроля давления в шине По желанию заказчиков автомобилестроители уже сейчас начинают устанавливать на новых автомобилях системы, контролирующие давление в шине любой конструкции. Контроль давления воздуха основан на прямой регистрации давления высокочувствительным сенсорным датчиком, закрепленным под шиной на диске. В соответствии с принятым Конгрессом США и вступающим в действие с 2003 г. законом все вновь регистрируемые автомобили должны быть оснащены системами контроля давления воздуха. Ориентируясь на эту перспективу, фирма Dunlop разработала систему Warnair, призванную сигнализировать водителю, что шина спустила и нужно изменить режим движения. Сначала подается оптический сигнал - загорается лампочка на спидометре. После потери шиной 30% воздуха подается звуковой сигнал: в качестве такового используется сигнал системы ABS. Сигнал срабатывает независимо от конструкции шины, скорости и условий движения колеса по дороге. Система Warnair проста в эксплуатации, которая сводится к установке нуля простым нажатием кнопки настройки на приборном щитке. При выпуске нового автомобиля в память системы с помощью той же кнопки вносится начало отсчета, соответствующее размеру данной шины. В дальнейшем после каждой корректировки давления в шине или при смене шины с помощью той же кнопки нулевой отсчет корректируется. Фирмой Nokian предложена несколько иная концепция системы контроля давления с использованием такого же сенсорного датчика на диске колеса и сигнально-регистрирующего устройства в виде ручного пульта, бесконтактным способом определяющего, в какой шине произошло падение давления. Пульт подает одновременно звуковой и оптический тревожные сигналы. Ведущие автомобильные фирмы уже начинают оснащать системами контроля давления на основе сенсорных датчиков автомобили высшего и среднего класса. Можно предположить, что через пару лет указатель давления в шине займет место на приборном щитке каждого автомобиля. Наряду с функцией контроля давления, конструкторы видят дальнейшие принципиальные возможности использования этого же сенсорного датчика для информирования бортового компьютера о состоянии покрытия или в составе системы противоугонной сигнализации. Еще одна безопасная при проколе шина Самонесущие шины - не единственный реализованный вариант конструкции безопасной при проколе автомобильной шины. На выставке в Эссене фирма DS-Stelzer предложила и продемонстрировала так называемую ячеистую шину cells-tyre. Идея конструкции заключается в том, чтобы разделить единый объем шины на мелкие ячейки и локализовать повреждение. Для этого весь объем шины равномерно заполняется множеством упругих ячеек. В зависимости от типа и размера шины число ячеек может достигать 400 шт. для легковых и 2000-4000 шт. для грузовых автомобилей. При проколе повреждаются 3-5 ячеек, остальные сохраняют работоспособность, поддерживают давление в шине и зажимают отверстие прокола. Разрыв шины или резкое падение давления исключаются, и автомобиль может спокойно доехать до ближайшей мастерской даже при разрезах длиною до 10 см. Необходимость в запасном колесе отпадает. По своим упругим свойствам ячеистые шины не отличаются от обычных, их можно накачивать и спускать воздух через вентиль. Технология их производства довольно проста, и стоит ячеистая шина не больше, чем обычная. Такими шинами можно оснащать не только автомобили, но и велосипеды, строительные и сельскохозяйственные машины, военную технику. По такому же принципу можно делать непотопляемые надувные лодки, спасательные средства, искусственные острова в бассейнах. Шины для высоких скоростей В области общей конструкции шин для легковых автомобилей особенно динамично развивается направление по выпуску широкопрофильных высокоскоростных шин, пионером которого является фирма Pirelli. Около 30 лет назад она начала первые разработки по широкопрофильным шинам и сейчас сохраняет ведущие позиции в этом секторе рынка. Продемонстрированные на выставке нововведения касаются совершенствования конструкции шины, увеличения ее ширины и диаметра, применения новых материалов. Обычно новые модели высокоскоростных шин сначала выпускаются для автомобилей люксовых марок, таких как Lamborghini или Bugatti, а затем ими начинают оснащать серийные автомобили высшего и среднего класса. На стендах Pirelli, Michelin и Brigestone были показаны последние модели широкопрофильных шин с отношением высоты к ширине профиля 70, 60 и даже 50%, с индексами категории скорости H, V и W и расчетной скоростью 210, 240 и 270 км/ч. Самый быстрорастущий сектор рынка сегодня - это шины V-класса. Но и шины W-класса перестали быть редкостью. Подчас ими комплектуют даже автомобили среднего класса с большим объемом двигателя, например, BMW 3-й модели. Перспективные разработки фирм направлены на создание шин классов Y и Z с расчетной скоростью до 300 и свыше 300 км/ч. И хотя шины, рассчитанные на скорость свыше 300 км/ч и обладающие запасом прочности, достаточным для эксплуатируемого на обычных дорогах легкового автомобиля (впрочем, не вполне понятно, как можно развивать такие скорости на обычных дорогах), приближаются по техническому уровню и стоимости к уникальным, не имеющим цены баллонам Формулы-1, появление в продаже шин высших классов вполне вероятно. Все три вышеназванные фирмы уже сейчас делают шины для гоночных автомобилей высшей категории и не видят принципиальных препятствий для технической реализации шины, рассчитанной на скорость 300 км/ч и гарантирующей при этом достаточный уровень надежности. Другие тенденции на мировом рынке шин Непрерывно растет и диаметр автомобильного колеса. Мировое производство самых распространенных сейчас дисков диаметром 13 и 14 дюймов снижается. На каждый второй новый автомобиль ставятся диски 15 дюймов. В будущем году самым распространенным диаметром на новых машинах станет диск 16 дюймов, и уже сегодня каждый десятый автомобиль выходит с дисками 17 дюймов. Выставка показала, что такие фирмы, как Audi, BMW, Mercedec ставят на свои престижные модели диски 18 и даже 19 дюймов. Предельный размер дисков, которые сейчас устанавливают на легковые автомобили, - 20 дюймов. Причем речь идет не о самых дорогих моделях автомобилей повышенной проходимости. «Мерседес», например, показал на выставке джип GST с дисками 22 дюйма, а «Иокогама» продемонстрировала прототип гигантского автомобильного колеса 335/25 R 26. Непрерывно совершенствуются и шины, рассчитанные на массового потребителя. Причем все более активно предлагают свою продукцию на мировом рынке производители шин из Восточной Европы, осуществляющие их производство совместно с крупнейшими западными фирмами. Например, купленная в 1993 г. концерном Continental чешская фирма Barum показала в Эссене новую модель шин Bravuris c V-образным рисунком протектора и широким продольным дренажным каналом. При приготовлении резиновой смеси была применена новая технология с улучшенным перемешиванием, благодаря которой удалось получить равномерную тонкодисперсную смесь с высокой энергией межмолекулярных контактов и резину с высокими механическими характеристиками. Плоский профиль шины позволил добиться более равномерного распределения давления по площади контактного пятна и равномерного износа покрышки. Шина имеет короткий тормозной путь, хорошую устойчивость против аквапланирования. Охватывающий каркас и массивные борта шины обеспечивают надежное ведение колеса по прямой. В рисунке протектора шины нашли отражение многие современные тенденции: глубокий центральный дренажный канал создает хорошие условия для сброса гидродинамического давления при движении в дождь; закругленная форма поперечных каналов способствует эффективной защите колеса как от продольного, так и от поперечного аквапланирования; несимметричная нарезка боковых дорожек протектора снижает шум от движения, а добавка силиката в резину протектора увеличивает сцепление с мокрым покрытием. Покрышки изготавливаются 35 типоразмеров под диски диаметром от 14 до 17 дюймов. Финский производитель шин фирма Nokian продемонстрировала серию зимних шин, в т. ч. самую быструю в мире зимнюю шину 235/50 R 18 W, рассчитанную на скорость до 270 км/ч. В конструкции зимних шин использован ряд технических новинок. Стреловидный рисунок протектора оптимизирован в зависимости от ширины колеса. Это позволило не только улучшить дренаж и сцепление с покрытием, но и снизить шум в салоне и вне его. Громкость шума лежит в пределах норм ЕЭС, которые вступают в силу в 2003 г. Применена новая технология изготовления протектора, благодаря которой даже при глубоком профиле нарезки жесткость ячеек не снижается и тем самым повышается устойчивость качения колеса. По мере истирания протектора обнажаются дополнительные элементы рисунка, увеличивающие сцепление с покрытием. В середине беговой дорожки шины нанесен показатель износа и глубины протектора, позволяющий оценить износ шины и его неравномерность. Согласно разработанному фирмой Nokian ноу-хау в протекторе шины использована совершенно новая полносиликатная резиновая смесь, реагирующая на изменение погодных условий (тепло-холодно, сухо-мокро). В результате повышается сцепление с мокрым покрытием при температуре около 0 °С и уменьшается сопротивление качению. Проведенные в США испытания показали, что износоустойчивость новой шины по сравнению со старой моделью увеличилась на 15%. Главное - безопасность движения Большое внимание уделялось эксплуатационным аспектам безопасности движения. В экспозиции фирмы Beissbarth был представлен первый в мире автоматический стенд для диагностики шин и обнаружения скрытых дефектов. Он сконструирован наподобие стенда для балансировки колес. Колесо закрепляется в зажиме, снабженном оптоэлектронной диагностирующей системой. Боковая поверхность шины разделяется на 7-9 сегментов, исследуемых с помощью лазера и электронной камеры. Испытание основано на сопоставлении электронных фотографий шины при нормальном эксплуатационном давлении и при измененном давлении. Сопоставление двух изображений позволяет выявить дефектные места. Стенд способен зафиксировать внутренние обрывы кордных нитей и повреждения каркаса, вызванные ударом, наездом на бордюр или порезом. Результаты испытания обрабатываются и анализируются компьютером. Продолжительность диагностирования одной шины - 1,5 мин. Фирма Corghi выставила семейство пневмогидравлических автомобильных домкратов, включающее пять типов домкратов с грузоподъемностью от 2 до 60 т, высотой подъема с насадкой до 605 кг и собственным весом 38-116 кг. Трехступенчатый домкрат марки СА330 может работать под автомобилем с просветом 175 мм и поднимать на высоту до 560 мм. Домкрат оснащен патентованным страховочным устройством типа «мертвец», исключающим любые перемещения в случае, если оператор отпустил рычаг управления. Система сброса давления сконструирована таким образом, что опускание идет с постоянной скоростью. Гидравлическая система снабжена ограничительным вентилем, позволяющим сохранять постоянное усилие подъема при колебаниях подаваемого давления. Домкрат имеет три ступени грузоподъемности: 60, 40 и 20 т при рабочем давлении 8-10 бар и собственном весе 82 кг. Заполнение шин азотом Эффективным средством повышения безопасности движения при повреждении шины является применение азота для заполнения шин. Заполнение шин азотом вместо воздуха позволяет избежать агрессивного воздействия кислорода на материалы обода, диска и шины, уменьшить диффузионные потери давления, снизить вероятность загорания при разрыве шины. Заполненные азотом шины используют при транспортировке пожароопасных грузов, в воздухоплавании, в гоночных автомобилях Формулы-1. Одним из пионеров перевода серийных автомобильных шин на азот считается фирма Butler. Она является держателем всемирного патента на применение азота в пневмошинах. Фирма изготавливает установки для получения азота из воздуха и накачивания азота в шины, а также стенды для монтажа шин. Азот получают путем прокачки сжатого воздуха через мембранный модуль, отделяющий на молекулярном уровне кислород от азота, содержание которых в воздухе составляет соответственно 21 и 78%. Все установки совершенно пожаробезопасны в работе, поскольку запитываются только сжатым воздухом без подключения к электросети. Фирма предлагает два вида установок для получения азота: большие, закачивающие азот в резервные емкости на случай пикового или сезонного спроса, и малые, работающие непосредственно на потребителя без использования резервных баллонов. Большие азотные установки требуют подачи сжатого воздуха под давлением 8-12,5 бар и имеют производительность по азоту 10-12 тыс. л/ч. Однако более распространена малая азотная установка размером 800х360х210 мм и весом 33 кг. Она рассчитана на давление 8-10 бар при производительности 1-2 тыс. л или 15-20 шин в час. Ее обычно используют в комбинации со стендами для монтажа шин автомобилей и мотоциклов, тоже рассчитанных на монтаж 15-20 шин в час. Для небольших мастерских особенно удобны настенные азотные установки, закрепляемые на стене рядом с шиномонтажным стендом. Обе установки работают при температуре окружающего воздуха от 2 до 60 °С и позволяют получать азот со степенью чистоты 98%. Для переработки пригоден чистый воздух, не содержащий органических примесей, масел, паров растворителей. Предварительная подсушка воздуха не обязательна. Утилизация изношенных покрышек и шин На протяжении многих лет утилизация старых изношенных покрышек и шин представляет собой не менее серьезную техническую проблему, чем собственно производство шин. Решается эта проблема двумя способами: первый - это резка старых покрышек и получение резиновой крошки, второй - восстановление старых покрышек путем наварки нового протектора. Фирма MeWa показала несколько видов установок: для грубой резки старых покрышек, для получения резиновой крошки и для выпуска резинового порошка. Мобильная установка для измельчения покрышек представляет собой седельный тягач с прицепом, на котором установлен силовой агрегат с генератором, гидравлический кран с грейфером, роторные ножницы UC 150, транспортеры и приемный бункер. Резка покрышек осуществляется роторными ножницами типа UC 150 с рабочей камерой размером 1510х1100 мм, потребляемой мощностью 60-150 кВт, весом 18 т и производительностью от 8 до 15 мт. Производительность установки - от 3 до 10 т/ч. Стационарная установка для приготовления крупной резиновой крошки работает по двухступенчатой схеме: сначала производится грубая резка покрышек (как в мобильной установке), затем дополнительное измельчение роторными ножницами UC 105 с рабочей камерой размером 1060х850 мм, потребляемой мощностью 30-75 кВт, весом 5-6 т и производительностью резки 3-6 т/ч. Перед отгрузкой в бункер резиновая крошка пропускается через контрольное сито. Остаток на сите направляется на повторную резку. Производительность установки - от 3 до 25 т/ч. Еще более глубокая переработка резинового гранулята достигается в трехступенчатых установках. Резиновая крошка измельчается в них до тонкости резинового порошка, который может быть использован и как готовый материал, и в качестве добавки при приготовлении других материалов, например, асфальтобетона. Все установки для переработки шин комплектуются по блочному принципу из отдельных агрегатов и могут быть приспособлены к конкретным требованиям заказчика. Восстановление изношенных шин Способ восстановления изношенных шин был изобретен Новаком в Германии еще в годы Второй мировой войны. В 1957 г. на основе этого патента в США была основана фирма Bandag, которая с тех пор выросла в большой концерн, акции которого котируются на Нью-Йоркской бирже. На стенде фирмы в Эссене было продемонстрировано новое оборудование для восстановления шин. Технология ремонта включает визуальный осмотр внешних дефектов и инструментальное обследование скрытых дефектов с помощью нового сканирующего прибора типа 7400 Isight. Затем следует срезка старого протектора на высокоточном станке, позволяющем достигать степени осесимметричности выше, чем у некоторых новых шин. После исправления обнажившихся скрытых дефектов и предварительной вулканизации каркас покрывают связующим слоем резины и наваривают новый протектор с окончательной вулканизацией в автоклаве. Новый полуавтоматический станок фирмы Bandag модели 9105ЕS для наварки протектора сконструирован с учетом последних технических достижений в области ремонта шин. Работа станка автоматизирована и компьютеризирована. Станок замеряет длину окружности и боковые отклонения поверхности шины, отмеряет необходимую длину протектора и накладывает его с постоянным натяжением по длине, прихватывая скобками. Станок может наваривать любые виды протектора - от стандартных до специальных. Характеристики всех образцов протектора заложены в банке данных. На этом станке можно ремонтировать шины диаметром 630-1400 мм, шириной до 465 мм, весом до 175 кг с диаметром борта 14-24,5 дюйма. Размер станка - 755х207х200 см, вес - 3290 кг. Для работы требуется подводка сжатого воздуха 8 бар/1600 л/мин. и электричества 400 В/50 Гц. Фирма Safety Seal предложила ремонтный набор, включающий самовулканизирующийся микроволокнистый состав для заполнения проколов, очищающий праймер и жидкий пластырь. С помощью этого набора можно ремонтировать тонкие проколы без рассверливания отверстий или зачистки внутренней поверхности шины. Технология приготовления ремонтного состава позволяет создавать оболочку из самовулканизирующейся резины на каждом волокне, благодаря чему состав хорошо заполняет отверстие прокола, создавая пробку, которая не отслаивается от стенок в процессе эксплуатации шины. Жидкий пластырь из бутилрезиновой смеси наносится на внутреннюю резинокордную поверхность шины и обеспечивает дополнительное длительное уплотнение прокола. Ремонт можно производить при температуре от -17 до +49 °C. Несколько способов улучшить шины Оригинальный способ защиты шины от снижения давления воздуха c помощью жидкого уплотнителя был предложен фирмой V-TEC. В шину помещается эмульсия, приготовленная на основе соединений пропиленгликоля с микроволокнистым наполнителем. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении колеса, эмульсия растекается по внутренней поверхности камеры или бескамерной шины равномерным слоем, заполняя и уплотняя поры резины, стыки и швы. При проколе шины эмульсия заполняет отверстие и создает воздухонепроницаемую герметичную пробку. Шина может продолжать работать без потери давления при диаметре прокола до 16 мм. Эмульсия не агрессивна по отношению к коже человека, резине или металлу. Она способна работать в диапазоне температур от -23 до +100 °С, не распадается и не утрачивает эффективности на протяжении всего срока службы шины, который составляет 5 лет. Заполнение шины эмульсией производится непосредственно через вентиль. Так же просто происходит и обратный слив ее из шины. Эмульсию можно применять в шинах легковых и грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин, велосипедов. Исключение делается только для общественного транспорта, скорость которого может превышать 80 км/ч. Норма расхода эмульсии дается фирмой в зависимости от размера колеса. На сходном принципе использования центробежной силы основан предложенный фирмой Соunteract способ балансировки колес. В шину насыпаются мелкие шарики, которые при вращении колеса перераспределяются внутри нее таким образом, что выравнивают биения и автоматически балансируют колесо. В начале вращения колеса шарики равномерно распределяются по внутренней поверхности шины. Одновременно они приобретают заряд статического электричества, удерживающий их на стенках шины. С увеличением скорости движения и появлением биений несбалансированного колеса возникают колебания подвески. Шарики перемещаются в направлении, противоположном перемещениям подвески, уравновешивая биения. От других подобных методов балансировки новый метод отличается тем, что в нем шарики сделаны из материала, приобретающего устойчивый положительный заряд статического электричества. Под действием приобретенного зарядка шарики прочно удерживаются на стенках шины при сотрясениях или при остановке автомобиля, т. е. балансировка колеса сохраняется на протяжении всего срока службы шины. Альберт Полуновский, кандидат технических наук, г. Эссен, Германия

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок