Как подобрать резину для легкового автомобиля или кроссовера

Шинные резины

Резину получают при смешении и последующей вулканизации (нагрев до 150—160° С) различных компонентов, основными из которых являются:

• каучук
• сажа
• сера

Разнообразием характера работы, выполняемой различными частями и деталями шины, вызвано применение при производстве шин резин с различным качественным и количественным содержанием компонентов и, следовательно, с разными физико-механическими свойствами.

Резины, применяемые в производстве шин, подразделяются по назначению на следующие основные группы:

• протекторные
• каркасные
• бортовые
• камерные

Условиями работы шин определяются основные требования к протекторным резинам: высокая сопротивляемость абразивному износу, образованию и разрастанию трещин, порезам, сопротивление старению и термостойкость, т. е. сохранение физико-механических свойств при длительном (в процессе всего срока эксплуатации) воздействии солнечных лучей, озона и кислорода воздуха, а также при повышении температуры в результате длительного движения, особенно при высоких скоростях.

Учитывая, что подавляющее большинство шин выходит из строя из-за износа рисунка протектора, износостойкость является главным требованием, предъявляемым к протекторной резине.

В первую очередь это относится к шинам для дорожных мотоциклов и спортивных, предназначенных для ШКГ.

Исходя из этого, протектор дорожных шин изготавливают на основе комбинации синтетических каучуков (СК) — стереорегулярного полибутадиенового (СКД) и бутлдиенметилстирольного (БСК) с большим наполнением активной сажей ПМ-100.

Резина на основе указанных компонентов обеспечивает высокую износостойкость протектора, однако обладает большой жесткостью.

Элементы рисунка протектора спортивных шин, предназначенные для кросса и многодневных соревнований, имеют довольно большую высоту и при эксплуатации подвергаются значительным деформациям. Поэтому применение в протекторе таких шин резин с большой жесткостью приводит к образованию трещин и скалыванию элементов рисунка.

В связи с этим протектор шин для кросса и многодневных соревнований изготавливают на основе комбинации натурального каучука (НК) с добавлением синтетического каучука типа СКД, поскольку резина на такой основе обладает высокой эластичностью, прочностью, стойкостью к многократным деформациям, износостойкостью и т.п.

Каркасные резины, изолирующие нити корда друг от друга, должны обеспечивать хорошую прочность связи между элементами покрышки, обладать высокой усталостной выносливостью при многократных деформациях, малой жесткостью и высоким сопротивлением тепловому старению. Каркасные резины для мотоциклетных шин изготовляют с применением НК, БСК и полиизопренового (СКИ-3) каучуков.

Камерные резины для мотоциклетных шин должны обладать:

• воздухонепроницаемостью
• хорошей сопротивляемостью разрыву
• теплостойкостью
• незначительными остаточными деформациями при удлинении

Их изготовляют из НК.

Резину для ободных лент делают на основе СК с большим наполнением регенерата.

Сезонность автопокрышек

Отличия протектора автошин в зависимости от сезонности резины

Типы шин для автомобилей разделены в зависимости от сезона их использования на три группы.

Летние автошины обеспечивают должное сцепление колес с асфальтом, нагретым до высокой температуры. Они имеют большой индекс скорости, обладают увеличенной стойкостью к износу при воздействии абразивных частиц дорожного покрытия. При снижении температуры до +7 С и меньше такая авторезина начинает утрачивать свои изначальные характеристики, ее эластичность падает, снижается управляемость автомобилем. Шины, разработанные на лето, во время минусовых температур за бортом авто начинают «дубеть».

Зимняя авторезина, рассчитана на применение в условиях минусовых температур. Отличается узкими канавками протекторного слоя, достаточно мягкая, позволяет ездить на заснеженной либо обледененной поверхности. При возрастании температуры выше +9С шины, разработанные на зиму быстро истираются и становятся непригодными к использованию. Их небезопасно применять при очень высоких температурах, они могут расплавиться при езде по раскаленному асфальту.

Различают такие типы зимних шин для автомобилей:

1. Ошипованные на их поверхности присутствуют специальные шипы, для увеличения проходимости машины по заснеженной либо обледененной дороге. При этом ламели, характерные для обычной резины отсутствуют. Применять шипованные покрышки без необходимости не стоит: шипы могут вырываться с мест крепления, а также способны повредить асфальтированную поверхность дороги.
2. Шипуемые. На поверхности указанных автопокрышек расположены специальные отверстия для установки шипов. Приобретая такие автошины учитывайте: ошиповать легко новую резину, протекторный слой которой не истерт, в противном случае подобрать высоту шипов можно в определенных рамках в зависимости от остаточной высоты протекторного слоя.
3. Фрикционные покрышки. У таких изделий рисунок протекторного слоя имеет яркий волнообразный характер. Автолюбители именуют указанные автошины «липучками» за их способность прилипать к дорожному покрытию. При минусовых температурах эти шины обеспечивают хорошее сцепление с обледененной поверхностью, гарантируют хорошую устойчивость транспортного средства. Они разделяются на резину скандинавского и европейского типа. Первый вид рассчитан на суровую зиму, в состав такой резины многие производители домешивают силику, обеспечивающую большую устойчивость автомобиля при езде по льду. При этом, маневрирование на асфальтированной поверхности затруднено из-за мягкости резины, резкое торможение может привести к увеличению тормозного пути. Применение таких шин актуально для езды на размеренной скорости в достаточно холодных регионах. Использование европейского типа покрышек позволяет ездить по асфальту. Такая резина имеет уменьшенное количество ламелей и обладает достаточной жесткостью. Указанные шины позволяют быстро ездить в условиях теплой зимы с умеренными осадками. Им характерна высокая маневренность на асфальтированной поверхности.

Подбирая покрышки на зиму, особое внимание уделите маркировке, можно легко перепутать всесезонные шины с зимними изделиями. В обоих вариантах на боковой поверхности шин присутствует обозначение M&S, но шины, предназначенные для зимы, дополнительно маркируются знаком со снежинкой внутри, на всесезонке, такого рисунка нет

Всесезонные автопокрышки занимают промежуточное значение между зимним и летним типом резины для автомобилей. Их можно применять в температурном диапазоне от-5С до +10С. Они характеризуются специальным протекторным слоем, обеспечивающим нужное сцепление колес с дорожным покрытием в условиях мягкой зимы и не слишком жаркого лета. В регионах с большим перепадом температур, применение всесезонной авторезины не актуально: с увеличением температуры выше нормы покрышки могут поплавиться, они больше подвержены деформации. Если температура упадет ниже рекомендованной нормы, то всесезонная авторезина «задубеет».

Многие автолюбители отдают предпочтение всесезонным шинам, с целью экономии: нет необходимости покупать два типа шин для автомобиля (на зиму и на лето), а также не нужно беспокоиться о правильном хранении автопокрышек. Такая позиция является правильной, если в регионе, в котором эксплуатируется автомобиль, температурный диапазон составляет от-5С до +10С. В противном случае стоит задуматься о приобретении двух комплектов авторезины (для зимы и лета).

Хранение резиновых изделий

Медицинские изделия

Жгуты, зонды хранятся в подвешенном состоянии на съемных вешалках, расположенных под крышкой шкафа.
Резиновые грелки, накладные круги, пузыри для льда хранят слегка надутыми.
Съёмные резиновые части приборов необходимо хранить отдельно.
Эластичные катетеры, перчатки, бужи, резиновые бинты, напальчники хранят в плотно закрытых коробках, пересыпав молотым тальком. Резиновые бинты пересыпают тальком по всей поверхности и хранят в скатанном виде.
Шкафы для резиновых изделий должны иметь плотно закрывающиеся дверцы, гладкую внутреннюю поверхность.

Отдельно хранят прорезиненную ткань в рулонах, горизонтально подвешенную на стойках. Можно хранить её на полках, уложенной не более чем в 5 рядов. Эластичные лаковые бужи, катетеры, зонды хранят в сухом месте. Изделия бракуются, если появляется их клейкость и размягчение.

При потере эластичности резиновых перчаток их помещают в теплый 5%-ный раствор аммиака на 15 мин, затем разминают и помещают на 15 минут в 5%-ном водно-глицериновом растворе с температурой 40—50 °С.

Где применяется резиновая крошка?

Покрытие из измельченной резиновой крошки популярно и широко используется:

• в спортзалах;
• на стадионах;
• теннисных кортах;
• детских площадках;
• объектах животноводства.

Прочным материалом выкладывают дорожки или выстилают площадки.

Новый материал стал находкой для строительства, особенно дорожного. Бесшовное напольное покрытие из крошки используется при прокладке дорог и устройстве тротуаров. Сырье из покрышек стало выигрышным компонентом в производстве асфальта.

Для бытовых нужд из крошки производят:

• прямоугольную брусчатку;
• различной формы плитку;
• каучуковые полы, ковры.

Используют в виде каучуковой напольной заливки.

Покрытие для пола на основе резиновой крошки

Перспективы бизнеса

Выгоду бизнеса по переработке шин трудно переоценить. Постоянное появление новых машин на рынке допускает практически неиссякаемый источник сырьевого материала – покрышки, подлежащие утилизации.

Но для них есть альтернативный вариант – получение крошки, которую при грамотном подходе можно применить для изготовления множества полезных предметов как для дома и дачи, так и для многих отраслей хозяйственной деятельности человека.

Специалисты подсчитали при имеющемся начальном капитале в 160 тыс. долларов период окупаемости составит около года, и затем прибыль в месяц будет составлять более 15 тыс. долларов.

Если вы интересуетесь оборудованием для механической переработки резины, то читайте наш материал о станках, линиях и заводах.

Производство компонентов

Технологический процесс создания шины, кроме прочего, включает в себя несколько параллельных этапов изготовления её компонентов, среди которых:

• Прорезиненная лента – это первичная заготовка для изготовления протектора, разрезаемая в зависимости от требуемого размера.
• Брекер и каркас – элементы, несущие ответственность за устойчивость к порезам, прорывам и прочим повреждениям. Также брекер и каркас отвечают за жёсткость всей конструкции покрышки.
• Борт шины — является наиболее жёсткой её частью, и обеспечивает герметичность при монтаже на обод колеса.

В качестве материала для каркаса и брекера современных шин служит либо металлокорд, либо стекловолокно. Последнее применяется при изготовлении покрышек класса «премиум», в то время как металлокорд незаменим в моделях, предназначенных для оснащения грузового автотранспорта.

Состав резины

Резины являются сложной смесью различных ингредиентов, каждый из которых выполняет определённую роль в формировании её свойств (рис. 6). Основу резины составляет каучук. Основным вулканизирующим веществом является сера.

Рис. 6 Компоненты, которые входят в состав резины

Вулканизирующие вещества (сера, оксиды цинка или магния) непосредственно участвуют в образовании поперечных связей между макромолекулами. Их содержание в резине может быть от 7 до 30 %.

Наполнители по воздействию на каучуки подразделяют на активные, которые повышают твёрдость и прочность резины и тем самым увеличивают её сопротивление к изнашиванию и инертные, которые вводят в состав резин в целях их удешевления.

Пластификаторы присутствия в составе резин (8 – 30%), облегчают их переработку, увеличивают эластичность и морозостойкость.

Противостарители замедляют процесс старения резин, препятствуют присоединению кислорода. Кислород способствует разрыву макромолекул каучука, что приводит к потере эластичности, хрупкости и появлению сетки трещин на поверхности.

Красители выполняют не только декоративные функции, но и задерживают световое старение, поглощая коротковолновую часть света. Наибольшее распространение получили сорта натурального каучука янтарного цвета и светлого тона.

Обычно приняты классификация и наименование каучуков синтетических по мономерам, использованным для их получения (изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные и т.п.), или по характерной группировке (атомам) в основной цепи или боковых группах (напр., полисульфидные, уретановые, кремнийорг), фторкаучуки.

Каучуки синтетические подразделяют также по другим признакам, например, по содержанию наполнителей – на ненаполненные и наполненные каучуки, по молекулярной массе (консистенции) и выпускной форме – на твердые, жидкие и порошкообразные.

Основные маркировки

Как вы знаете, на боковых поверхностях шин маркировка имеет множество параметров. К основным параметрам, обязательно включаемым в обозначение маркировки включает в себя:

• производитель (название фирмы);
• модель покрышки и торговая марка (производитель может иметь много торговых марок);
• размер шины;
• индекс максимальной нагрузки;
• индекс скорости;
• назначение;
• уровень защиты;
• сезон (зима, лето, всесезонная);
• дополнительная информация.

Рассмотрим подробнее, что включает в себя каждые перечисленные выше пункты:

• Производитель. Обозначается большими буквами. В настоящее время существуют огромное количество производителей качественных автомобильных шин.
• Модели и торговая марка. Производители для покрышек для машин могут иметь много торговых марок.
• Размер покрышки. Это самое основное, что нужно знать при выборе покрышек. Возьмем в качестве примера такой шифр в маркировке — 195 / 60 R 14. Первое число 195 — это ширина профиля шины в миллиметрах, то есть это расстояние между внешними границами боковых граней накаченного колеса, но без учета защитных поясов. Второе число, которое после дроби, 60 — это отношение высоты профиля к его ширине в процентах. В примере данного обозначения получается 195 * 0,6 = 117 мм. Латинская буква R означает, что шина радиального типа (Radial). Еще диагональный тип покрышки, но сейчас используют почти все шины радиального типа. И, что касается последнего числа в данном обозначении, то есть 14, он обозначает посадочный диаметр, то есть диаметр диска в дюймах. Есть шифры в маркировке, где после обозначения посадочного диаметра указывается буква С (comercial), которая говорит о том, что шина имеет дополнительные слои. Такие шины можно использовать для небольших грузовиков, джипов, микроавтобусов, фургонов. В последние годы индекс грузоподъемности обозначают двумя числами, первая из которых дает информацию о том, какую нагрузку можно использовать для одного колеса, вторая — для сдвоенных колес.

Есть модели покрышек, на которых в маркировке не обозначается соотношение шириной и высотой профиля в процентах. Если нет обозначения, то необходимо знать, что соотношение находится от 0,8 до 0,82. Если значение меньше 0.8, то оно всегда указывается на шине с шагом 0.05.

Пример обозначения маркировки шин в США

35/12.5 R15 113Q расшифровывается маркировка следующим образом:

1. Внешний диаметр шины в дюймах — 35.
2. Номинальная ширина в дюймах — 12,5.

Все остальные параметры расшифровываются также, как было рассмотрено на примере выше. Основное отличие — это первые два параметра, которые в США измеряются в дюймах, а в России и СНГ — в миллиметрах.

* — рекомендуемый профиль обода для данной покрышки.

Индекс максимально допустимой нагрузки (Load Index)

Индекс максимальной нагрузки — это максимальная масса, которую может выдержать шина. В маркировке цифры не показывают конкретную массу, это шифр. Примерный расчет будет такой: полную массу транспортного средства делим на 4 и получаем максимально допустимую массу на покрышку колеса. В маркировке шин индекс нагрузки указывается сразу после обозначения размера.

Для легковых автомашин — зная индекс нагрузки, необходимо придерживаться правила, чтобы не нагружать массу автомобиля до того, как нагрузка станет больше 80% от допустимой нагрузки на шину.

Для внедорожников — не более 70%.

Этапы процесса изготовления резиновых изделий

Промышленное изготовление резины начинается с процесса пластификации сырья, то есть каучука. На этом этапе обретается главное качество будущей резины – пластичность. Посредством механической и термической обработки каучук смягчается до определенной степени. Из полученной основы в дальнейшем будет осуществлено производство резины, но перед этим пластифицированная смесь подвергается модификации рассмотренными выше добавками. На этой стадии формируется резиновый состав, в который добавляют серу и другие активные компоненты для улучшения характеристик состава.

Важным этапом перед вулканизацией является и каландрование. По сути, это формование сырой каучуковой смеси, прошедшей обогащение добавками. Выбор способа каландрирования определяет конкретная технология. Производство резины на этом этапе может предполагать также и выполнение экструзии. Если обычное каландрование ставит целью создание простых резиновых форм, то экструзия позволяет выполнять сложные изделия в виде шлангов, кольцевых уплотнителей, протекторов для автомобильных шин и т. д.

Из чего состоит автомобильная шина?

Устройство автомобильной шины рассмотрим на примере бескамерной резины для легкового автомобиля.

Устройство автомобильной резины

Как правильно выбрать шины? Примеры подбора на конкретных автомобилях

Как мы видим,  автомобильные шины – это не простой выбор. Многочисленные параметры, свойства  и разнообразие производителей может поставить в тупик любого автомобилиста. Для того чтоб совершить верный выбор и не потратить деньги впустую, необходимо ориентироваться на следующие компоненты:

• Рекомендации производителя. Для каждой марки автомобиля завод-изготовитель предусмотрел резину определенного размера и типа. Водитель должен обязательно учитывать это при выборе.
• Условия эксплуатации. Даже самый крутой внедорожник не следует оборудовать шинами с высоким коэффициентом проходимости, если он передвигается преимущественно по городу.
• Характеристики безопасности. Не стоит экономить на покупке зимней резины, так как это напрямую отражается на безопасности вождения. Производить сезонную замену необходимо вовремя.
• Стоимость. Долговечность и эксплуатационные характеристики напрямую зависят от качества резины, а чем оно выше, тем изделие дороже. Конечно, устанавливать самую крутую резину на старенькие Жигули не имеет смысла, но позаботиться о комфорте и безопасности вождения стоит.

Разберем подбор на примере. Допустим, у нас есть автомобиль Ваз 2110, который перемещается, в основном, по сельской местности и нуждается в новой летней резине.

Шины на Ваз 2110

Прежде чем покупать шины, необходимо выяснить, что рекомендует производитель. В паспорте автомобиля указано175/70 R13 или 175/65 R14, значит, ориентироваться будем на эти показатели.

Так как машина ездит не всегда по хорошим дорогам, лучше выбирать направленный тип протектора или ассиметричный. Резину с камерами и практически вышедшие из употребления диагональные покрышки рассматривать не будем.

В итоге, резина должна обладать такими параметрами:

• Диаметр колеса 13 или 14 дюймов;
• Тип протектора – направленный;
• Сезонность – лето;
• Ширина профиля175/70 или 175/65;
• Наличие камеры – бескамерная;
• Тип корда – радиальный.

Второй пример HYUNDAI SantaFe, выпуска 2014 года, который ездит в основном по городу. Необходим также летний комплект.

HYUNDAI SantaFe 2014 года

Согласно рекомендации производителя размер может быть 235/65R17, 235/60R18 или 235/55R19. Так как внедорожник перемещается чаще по асфальтному покрытию,  выбирать следует резину с маркировкой HP или HT.

Параметры шины:

• Диаметр колеса 17, 18 или 19 дюймов;
• Класс шины HP или HT;
• Сезонность – лето;
• Ширина профиля 235/65, 235/60или 235/55;
• Наличие камеры – бескамерная;
• Тип корда – радиальный.

Шины с этими параметрами стоят в диапазоне от 80 до 300 долларов.

Получение и применение каучуков

Более широкое применение в производстве резин получили синтетические каучуки, отличающиеся разнообразием свойств. Синтетические каучуки получают из спирта, нефти, попутных газов нефтедобычи, природного газа и т.д. (рис. 7).

Рис. 7 Схема получения синтетических каучуков

СКБ – бутадиеновый каучук, чаще идёт на изготовление специальных резин (рис. 8).

Рис. 8 Уплотнители – упругие прокладки трубчатого или иного сечения

СКС – бутадиенстирольный каучук. Каучук СКС – 30, наиболее универсальный и распространённый, идёт на изготовление автомобильных шин, резиновых рукавов и других резиновых изделий (рис. 9). Каучуки СКС отличаются повышенной морозостойкостью (до -77оС).

Рис. 9 Изделия из каучука СКС

СКИ – изопреновый каучук. Промышленностью выпускается каучуки СКИ-3 – для изготовления шин, амортизаторов; СУИ-3Д – для производства электроизоляционных резин; СКИ-3В – для вакуумной техники (рис. 10).

Рис. 10 Вакуумный выключатель-прерыватель (а), электрозащитные перчатки (б)

СКН – бутадиеннитрильный каучук. В зависимости от содержания нитрила акриловой кислоты бутадиеннитрильные каучуки разделяют на марки СКН-18, СКН-26, СКН-40. Они стойки в бензине и нефтяных маслах. На основе СКН производят резины для топленных и масляных шлангов, прокладок и уплотнителей мягких топливных баков (рис. 11).

СКТ – синтетический каучук теплостойкий имеет рабочую температуру от -60 до +250оС, эластичный. На основе этих каучуков производят резины, предназначенные для изоляции электрических кабелей и для герметизирующих и уплотняющих прокладок (рис. 12).

Рис. 11 Масляные шланги и уплотнители топливных баков

Рис. 12 Уплотняющая прокладка и изоляция электрических кабелей

Детальный взгляд

Рассмотрим более подробно состав современной шины и назначение каждого из входящих в него элементов.

Протектор, как уже было сказано, выполняет ключевую роль, обеспечивая отведение воды из пятна контакта при езде по асфальту и надежное сцепление с дорогой при поездках по снегу и льду.

Еще один неотъемлемый элемент покрышки, входящий в ее состав — это ее каркас. Из чего его делают? Каркас изготавливается из тонкой стальной нити, равномерно покрывающей всю внутреннюю поверхность между шиной и камерой. Главная функция каркаса — обеспечение максимальной жесткости и упругости шины, а также противодействие ударам при проезде ухабов и неровностей.

Технология изготовления шины также включает в себя применение так называемого брекера. Брекер располагается между протектором и каркасом и берет на себя достаточно важную роль. Первая его функция — обеспечение равномерного давления покрышки на пятно контакта. Таким образом, площадь соприкосновения протектора с дорожным покрытием увеличивается, а вместе с тем повышается и управляемость автомобиля в целом. Вторая функция — это максимальная защита каркаса от деформации. Это позволяет достичь большего ресурса работы и меньшего износа протектора.

Борт — еще одна крайне важная часть, входящая в состав автомобильной шины. По своей сути, борт предназначен для надежного соединения резины и диска, что позволяет добиться максимальной герметичности. Стоит напомнить, что большинство шин, выпускаемых на сегодняшний день, имеют бескамерную технологию изготовления, а потому максимальная герметичность здесь играет не просто важную, а ключевую роль.

Боковая часть предназначается для того, чтобы предохранить шину и диск от ударов, приходящихся сбоку. Такой риск действительно есть, а потому технология изготовления шины такова, что боковая часть выполняется максимально усиленной и имеющей наиболее толстый слой резины.