Шины - Tire

Для использования в других целях см. Шина (значения).
«Резиновые шины» перенаправляются сюда. Для немого фильма см. Резиновые шины.

Новые автомобильные дорожные шины в ассортименте с разнообразным рисунком протектора.
Шины трактора имеют значительные ребра и пустоты для сцепления на мягком грунте.

А утомлять (Американский английский ) или утомлять (Британский английский ) представляет собой кольцевой компонент, окружающий обод колеса для передачи нагрузки транспортного средства от оси через колесо на землю и обеспечения тяга на поверхности, по которой движется колесо. Большинство шин, например, для автомобилей и велосипедов, являются пневматически надутые конструкции, которые также обеспечивают гибкую подушку, которая поглощает удары, когда шина катится по неровным поверхностям. Шины оставляют след, называемый пятно контакта, Который предназначен, чтобы соответствовать весу транспортного средства с прочностью несущей поверхности, что она переворачивается, обеспечивая давление подшипника, который не будет деформироваться поверхностью чрезмерно.

Материалы современных пневматических шин: синтетическая резина, натуральная резина, ткань и проволока, а также угольно черный и другие химические соединения. Они состоят из ступать и тело. Протектор обеспечивает тяга в то время как тело обеспечивает сдерживание некоторого количества сжатый воздух. Перед резина была разработана, первые версии шин представляли собой простые металлические полосы, обтянутые вокруг деревянных колес для предотвращения износа. Ранние резиновые шины были сплошными (не пневматическими). Пневматические шины используются на многих типах транспортных средств, в том числе на легковые автомобили, велосипеды, мотоциклы, Автобусы, грузовые автомобили, тяжелое оборудование, и самолет. Металлические шины все еще используются на локомотивы и вагоны, а шины из твердой резины (или другого полимера) все еще используются в различных неавтомобильных приложениях, например, в некоторых ролики, телеги, газонокосилки, и тачки.

Этимология и орфография

Слово утомлять это короткая форма наряд, из идеи, что колесо с шиной - одетое колесо.[1][2]

Произношение утомлять не появляется до 1840-х годов, когда англичане начали сжимать колеса железнодорожных вагонов с помощью ковкого железа. Тем не менее традиционные издатели продолжали использовать утомлять. Времена газета в Великобритании все еще использовала утомлять еще в 1905 году.[3] Произношение утомлять начали широко использоваться в 19 веке для пневматических шин в Великобритании. В Издание 1911 г. Британская энциклопедия заявляет, что «[t] он правописание« шина »в настоящее время не принято лучшими английскими авторитетами и не признается в США»,[4] в то время как Фаулера Современное использование английского языка в 1926 году говорит, что «нет ничего, что можно сказать о« шине », что является этимологически неверным, а также напрасно расходится с нашим собственным [sc. британским] древним и современным американским употреблением».[5] Однако в течение 20 века утомлять стало стандартным британским правописанием.[2]

История

Джон Бойд Данлоп на велосипеде c. 1915 г.

Самые ранние шины были полосами кожа,[6] тогда утюг (позже сталь ) на деревянных колесах, используемых на тележках и вагоны. Квалифицированный рабочий, известный как колесный мастер, приведет к расширению шины за счет ее нагрева в ковать огня, поместите его на колесо и погасите, заставляя металл сжаться до своего первоначального размера, чтобы он плотно прилегал к колесу.

Первый патент на стандартную пневматическую шину появился в 1847 году.[7] подан шотландским изобретателем Роберт Уильям Томсон. Однако в производство это так и не пошло. Первая практичная пневматическая шина была изготовлена ​​в 1888 году на Майской улице, Белфаст, рожденные в Шотландии Джон Бойд Данлоп, владелец одной из самых процветающих ветеринарных клиник Ирландии. Это была попытка предотвратить головные боли у его 10-летнего сына Джонни, когда он ехал на своем трехколесный велосипед на неровных тротуарах. Его врач Джон, позже сэр Джон Фэган, прописал мальчику езда на велосипеде в качестве упражнения и был постоянным посетителем. Фаган участвовал в разработке первых пневматических шин. Велосипедист Вилли Хьюм продемонстрировал превосходство шин Dunlop в 1889 году, выиграв первые в истории гонки шины в Ирландии, а затем в Англии.[8][9] В описании патента на шины Данлопа от 31 октября 1888 года его интересует только использование шины в велосипедах и легких транспортных средствах. В сентябре 1890 года ему стало известно о более ранней разработке, но компания держала информацию при себе.[10]

В 1892 году патент Данлопа был объявлен недействительным из-за предшествующего уровня техники забытым коллегой-скоттом Робертом Уильямом Томсоном из Лондона (патенты Лондон 1845 г., Франция 1846 г., США 1847 г.), хотя Данлопу приписывают «понимание того, что каучук может выдерживать износ и износ. шина, сохраняя при этом свою упругость ».[11] Джон Бойд Данлоп и Харви дю Кро вместе преодолели последовавшие за этим значительные трудности. Они наняли изобретателя Чарльза Кингстона Уэлча, а также приобрели другие права и патенты, которые позволили им ограниченную защиту их Пневматическая шина положение бизнеса. Пневматическая шина станет резиной Dunlop и Шины Dunlop. Развитие этой технологии зависело от множества инженерных достижений, в том числе вулканизация из натурального каучука с использованием серы, а также путем разработки обода "клинчера" для удержания шины на месте сбоку на ободе колеса.

Синтетические каучуки были изобретены в лабораториях Байер в 1920-е гг.[12] В 1946 г. Мишлен разработал радиальная шина способ строительства. Мишлен купил банкрота Citroën автомобильной компании в 1934 году, поэтому она сразу же смогла применить эту новую технологию. Благодаря превосходству в управляемости и экономии топлива,[13] Использование этой технологии быстро распространилось по Европе и Азии.[14] В США устаревшая конструкция диагональных шин сохранялась, пока компания Ford Motor Company не приняла радиальные шины в начале 1970-х годов.[15] после статьи 1968 года в влиятельном американском журнале, Потребительские отчеты, подчеркивая превосходство радиальной конструкции.[16][17] Шинная промышленность США уступила долю рынка японским и европейским производителям.[18] которые выкупили компании США.[19][мертвая ссылка ]

Приложения

Шины можно классифицировать по типу транспортного средства, которое они обслуживают. Их можно различать по нагрузке, которую они несут, и по их применению, например на автомобиль, самолет или велосипед.

Автомобильная промышленность

Легкая - средняя нагрузка

Зимняя шина без шипов с рисунком протектора, предназначенным для уплотнения снега в зазорах.[20]
Высокая производительность ралли шины

Легковые шины для легковых автомобилей несут нагрузку на ведущее колесо от 550 до 1100 фунтов (от 250 до 500 кг). Легкие и средние грузовики и фургоны перевозят на ведущем колесе грузы от 1100 до 3300 фунтов (от 500 до 1500 кг).[21] Они различаются по рейтинг скорости для различных транспортных средств, в том числе (от самой низкой до максимальной): зимние шины, шины для легких грузовиков, шины для легковых автомобилей начального уровня, седаны и фургоны, спортивные седаны и высокопроизводительные автомобили.[22] Помимо дорожных шин, есть особые категории:

  • Зимние шины предназначены для использования на снег и лед. У них есть ступать конструкция с большими зазорами, чем на летних шинах, увеличивая тяга по снегу и льду. Такие шины, прошедшие специальное зимнее испытание на сцепление с дорогой, имеют право на нанесение на их боковины символа «Трехпиковые снежные хлопья». Шины, предназначенные для зимних условий, оптимизированы для работы при температурах ниже 7 ° C (45 ° F). Некоторые зимние шины имеют металлические или керамические шипы, которые выступают из шины для увеличения сцепления на плотном снегу или льду. Шпильки истирают сухое покрытие, вызывая пыль и износ дорожки колеса.[23] Правила, которые требуют использования зимних шин или разрешают использование шипов, различаются в зависимости от страны в Азии и Европе, а также от штата или провинции в Северной Америке.
  • Всесезонные шины обычно рассчитаны на грязь и снег (M + S). У этих шин зазоры протектора меньше, чем у зимних шин, и больше, чем у обычных шин. Они тише зимних шин на чистых дорогах, но менее эффективны на снегу или льду.[24]
  • Внедорожные шины предназначены для обеспечения адекватного сцепления с дорогой на бездорожье, но при этом обладают хорошими характеристиками управляемости и шума при движении по шоссе.[25] Такие шины лучше оцениваются на снегу и дожде, чем уличные, и «хороши» на льду, камнях и песке.[26]
  • Шины для бездорожья имеют более глубокий и открытый протектор для хорошего сцепления с грязью, чем шины для бездорожья, но хуже работают на асфальте.[27]
  • Высокопроизводительные шины рассчитаны на скорость до 168 миль в час (270 км / ч), а сверхвысокопроизводительные шины рассчитаны на скорость до 186 миль в час (299 км / ч), но имеют более жесткие ходовые качества и долговечность.[28]

К другим типам легковых автомобильных шин относятся шины Run Flat и шины для гоночных автомобилей:

  • Шины Run-Flat избавляют от необходимости в запасном колесе, поскольку в случае прокола по ним можно ездить на пониженной скорости, используя жесткую боковину, чтобы предотвратить повреждение обода шины.[29] Транспортные средства без покрышек, работающих в спущенном состоянии, используют запасную шину, которая может быть компактной, для замены поврежденной шины.[29]
  • Шины для гоночных автомобилей бывают трех основных категорий: ТОЧКА (уличный), ловкий, и дождь. Шины для гоночных автомобилей сконструированы таким образом, чтобы обеспечить максимальное трение при поворотах и ​​ускорении за счет увеличения срока службы. Гоночные слики не имеют протектора для максимального контакта с тротуаром, а дождевые шины имеют каналы для выброса воды, чтобы избежать аквапланирование.[30]

Тяжелые условия

Внедорожные шины под транспорт

Шины для тяжелых условий эксплуатации для крупногабаритных грузовиков и автобусов бывают разных профилей и выдерживают нагрузку от 4000 до 5500 фунтов (1800–2 500 кг) на ведущее колесо.[21] Обычно они устанавливаются тандемом на ведущую ось.[29]

  • Шины для грузовиков бывают разных профилей, включая «низкопрофильные» с высотой профиля, составляющие от 70 до 45% ширины протектора, «широкобазовые» для тяжелых транспортных средств и «супер-одиночные» шины с такими же характеристиками. общее контактное давление в комбинации с двумя шинами.[29]
  • Внедорожные шины используются на строительных машинах, сельскохозяйственном и лесохозяйственном оборудовании, а также на других участках, которые работают на мягком грунте. В эту категорию также входят машины, которые перемещаются по твердым поверхностям на промышленных объектах, в портах и ​​аэропортах.[31] Шины, предназначенные для мягкого грунта, имеют глубокий и широкий протектор, обеспечивающий сцепление с рыхлой грязью, грязью, песком или гравием.[32]

Другой

Самолеты, велосипеды и различные промышленные применения предъявляют особые требования к конструкции.

Шины на колесах тележка на Боинг 777
  • Авиационные шины предназначены для посадки на асфальтированные поверхности и рассчитаны на их шасси чтобы поглотить шок от приземления. Для экономии веса и необходимого пространства они обычно имеют небольшие размеры по сравнению с поддерживаемым ими транспортным средством. Большинство из них имеют радиальную конструкцию. Они рассчитаны на максимальную нагрузку, когда самолет находится в неподвижном состоянии, хотя боковые нагрузки при посадке являются важным фактором.[33] Хотя аквапланирование является проблемой для авиационных шин, они обычно имеют радиальные канавки и не имеют боковых канавок или ламелей.[34] Некоторые легкие самолеты используют большой диаметр с низким давлением тундровые шины для посадки на неподготовленную поверхность в глуши.[35]
  • Велосипедные шины может быть разработан для езды по дорогам или по неулучшенной местности и может устанавливаться на транспортных средствах с более чем двумя колесами. Выделяют три основных типа: решающий довод, проводной и трубчатый.[36] Большинство велосипедных шин решающий довод и имеют бортик, который прижимается к ободу колеса. Внутренняя трубка обеспечивает давление воздуха и контактное давление между бортом и ободом колеса.[37]
  • Промышленные шины подходят для таких транспортных средств, как вилочные погрузчики, тракторы, экскаваторы, дорожные катки и ковшовые погрузчики. Те, которые используются на гладких поверхностях, имеют гладкий протектор, тогда как те, которые используются на мягких поверхностях, обычно имеют большие характеристики протектора.[38] Некоторые промышленные шины бывают сплошными или заполнены пеной.[39]
  • Шины для мотоциклов обеспечивают сцепление, сопротивляются износу, поглощают неровности поверхности и позволяют мотоцикл повернуть через противодействие. Контакт двух шин с землей влияет на безопасность, торможение, экономию топлива, шум и комфорт водителя.[40][самостоятельно опубликованный источник? ]

Типы строительства

Поперечное сечение шины с указанием ориентации слоев

Конструкционные пролеты шин пневматический шины, используемые на автомобилях, грузовиках и самолетах, но также включают в себя неавтомобильные приложения для тихоходных, легких грузовых автомобилей или железнодорожных приложений, которые могут иметь непневматические шины.

Автомобильная промышленность

После 1968 г. Потребительские отчеты объявление о превосходстве радиальной конструкции, радиальные шины начал неумолимый рост доли рынка, достигнув 100% рынка Северной Америки в 1980-х годах.[16] Технология радиальных шин теперь является стандартной конструкцией практически для всех автомобильных шин, но использовались и другие методы.[22]

В радиальной конструкции шины используются корды, идущие от бортов и поперек протектора, так что корды уложены примерно под прямым углом к ​​центральной линии протектора и параллельно друг другу, а также стабилизирующие ремни непосредственно под протектором. Ремни могут быть кордовыми или стальными. Преимущества этой конструкции включают более длительный срок службы протектора, лучшее управление рулем, меньшее количество выбросов, улучшенную экономию топлива и более низкое сопротивление качению. Недостатки радиальной шины - более тяжелая езда на низких скоростях по неровной дороге и в условиях бездорожья, пониженная способность к самоочищению и меньшее сцепление на низких скоростях.[22]

В конструкции диагональной шины (или перекрестного слоя) используются корды основного слоя, которые проходят по диагонали от борта к борту, обычно под углами в диапазоне от 30 до 40 градусов, с последовательными слоями, уложенными под противоположными углами, формируя перекрестный рисунок, на который наносится протектор. Конструкция позволяет всему корпусу шины легко изгибаться, обеспечивая главное преимущество этой конструкции - плавность хода по неровной поверхности. Эта характеристика амортизации также вызывает основные недостатки диагональной шины: повышенная сопротивление качению и меньше контроля и тяга на более высоких скоростях.[22]

Брекерная диагональная шина начинается с двух или более диагональных слоев, к которым стабилизирующие ремни прикрепляются непосредственно под протектором. Эта конструкция обеспечивает более плавную езду, аналогичную диагональной шине, при уменьшении сопротивления качению, поскольку ремни увеличивают жесткость протектора. Дизайн был представлен Армстронгом, а Goodyear сделал его популярным среди "Полиглас «шина торговой марки с каркасом из полиэстера с лентами из стекловолокна.[41] «Ременная» шина начинается с двух основных слоев из полиэстера, вискозы или нейлона, отожженных, как в обычных шинах, а затем поверх них размещаются кольцевые ремни под разными углами, которые улучшают характеристики по сравнению с диагональными шинами без ремня. Ремни могут быть из стекловолокна или стали.[41]

Другой

Безвоздушная шина

Бескамерные шины пневматические шины, не требующие отдельного внутренняя труба.

Полупневматические шины имеют полый центр, но они не находятся под давлением. Они легкие, недорогие, устойчивые к проколам и обеспечивают амортизацию.[42] Эти шины часто поставляются в сборе с колесом и даже в виде одного шарикоподшипники. Они используются на газонокосилки, инвалидные коляски, и тачки. Они также могут быть прочными, обычно используются в промышленных приложениях,[43] и предназначены не для того, чтобы обод в использовании.

An безвоздушная шина представляет собой непневматическую шину, не поддерживающую давление воздуха. Чаще всего они используются на небольших транспортных средствах, таких как тележки для гольфа, и на грузовых автомобилях в ситуациях, когда риск прокола высок, например, на строительной технике. Многие шины, используемые в промышленных и коммерческих целях, не являются пневматическими и изготавливаются из твердой резины и пластмассовых смесей посредством операций формования. Цельные шины включают те, которые используются для газонокосилок, скейтбордов, тележек для гольфа, скутеров и многих типов легких промышленных транспортных средств, тележек и прицепов. Одно из наиболее распространенных применений твердых шин - это погрузочно-разгрузочное оборудование (вилочные погрузчики). Такие шины устанавливаются с помощью гидравлического шинного пресса.

Немного железнодорожные колеса подвижной состав и другие старые типы подвижного состава оснащены железнодорожными шинами, чтобы исключить необходимость полной замены колеса. Шина, обычно сделанная из стали, окружает колесо и в основном удерживается на месте с помощью посадка с натягом.

Авиационные шины могут работать при давлении, превышающем 200 фунтов на квадратный дюйм (14 бар; 1,400 кПа ).[44] Некоторые авиационные шины накачаны азот чтобы «исключить возможность химической реакции между кислородом воздуха и летучими газами из внутренней оболочки шины, вызывающей взрыв шины».[45]

Производство

Основная статья: Производство шин

Пневматические шины производятся примерно на 450 шинных заводах по всему миру. Производство шин начинается с сыпучих материалов, таких как резина (60% -70% синтетики).[46][47]), технического углерода и химикатов, и производит множество специализированных компонентов, которые собираются и отверждаются. Используются многие виды резины, наиболее распространенными из которых являются стирол-бутадиен сополимер. Статья Производство шин описывает компоненты, собранные для изготовления шины, различные используемые материалы, производственные процессы и оборудование, а также общую бизнес-модель.

В 2004 году по всему миру было продано шин на 80 миллиардов долларов.[48] в 2010 году это было 140 миллиардов долларов[49] (рост примерно на 34% с поправкой на инфляцию), и ожидается, что к 2019 году он вырастет до 258 миллиардов долларов в год.[50] В 2015 году в США было произведено почти 170 миллионов шин.[51] Ежегодно производится более 2,5 миллиарда шин, что делает шинную промышленность основным потребителем натурального каучука. Предполагается, что к 2019 году во всем мире будет продаваться 3 миллиарда шин ежегодно.[50]

По данным на 2011 год, тройка крупнейших компаний-производителей шин по выручке Бриджстоун (производство 190 миллионов шин), Мишлен (184 миллиона), Хороший год (181 миллион); за ними последовали Континентальный, и Pirelli.[52][53] В Лего группа произвела более 318 миллионов игрушечные шины в 2011 году и был признан Книга Рекордов Гиннесса как имеющий самый высокий годовой объем производства шин среди всех производителей.[54][55]

Компоненты

Компоненты радиальной шины
Покрышки для горных велосипедов с открытыми выступами для сцепления с мягкой почвой
Отсутствие канавок увеличивает трение о сухом покрытии на скользком покрытии. Шины Формулы-1.

Шина состоит из нескольких компонентов: протектора, борта, боковины, плеча и слоя.

Протектор

В ступать это часть шины, которая контактирует с дорожным покрытием. Участок, контактирующий с дорогой в данный момент времени, является пятно контакта. Протектор представляет собой толстую резину или смесь резины и композита, созданную для обеспечения надлежащего уровня сцепления, которая не изнашивается слишком быстро.[56]

Рисунок протектора характеризуется системой кольцевых канавок, боковых ламелей и прорезей для дорожных шин.[22] или система проушин и пустоты для шин, предназначенных для мягкого бездорожья или снега. Канавки проходят по окружности шины и необходимы для отвода воды. Выступы - это та часть рисунка протектора, которая контактирует с дорожным покрытием. Канавки, ламели и прорези позволяют шинам отводить воду.

На дизайн протекторов и взаимодействие конкретных типов шин с дорожным покрытием влияет шум проезжей части, источник шумовое загрязнение исходящие от движущихся транспортных средств. Эта сила звука увеличивается с увеличением скорости автомобиля.[57] Протекторы шин могут иметь различное расстояние между пазами (длина шага) для минимизации уровня шума на дискретных частотах. Канавки - это прорези, прорезанные поперек шины, обычно перпендикулярные канавкам, которые позволяют воде из канавок выходить вбок и смягчать ее воздействие. аквапланирование.[22]

Различные рисунки протектора подходят для различных условий движения. По мере увеличения отношения площади протектора шины к площади канавки увеличивается и трение шины о сухое покрытие, как показано на Шины Формулы-1, некоторые из которых не имеют бороздок. Высокопроизводительные шины часто имеют меньшие пустоты, чтобы обеспечить больший контакт резины с дорогой для лучшего сцепления с дорогой, но могут быть смешаны с более мягкой резиной, которая обеспечивает лучшее сцепление, но быстро изнашивается.[58] Шины для грязи и снега (M&S) имеют большие и глубокие прорези для сцепления с грязью и снегом.[22] Зимние шины имеют еще большие и глубокие прорези, которые уплотняют снег и создают прочность на сдвиг в утрамбованном снегу, чтобы улучшить характеристики торможения и прохождения поворотов.[59]

Планки износа (или индикаторы износа) - это выступающие элементы, расположенные в нижней части канавок протектора, которые указывают на то, что шина достигла предела износа. Когда проушины протектора изношены до такой степени, что изнашиваемые планки соединяются через проушины, шины полностью изношены и должны быть выведены из эксплуатации, обычно при остаточной глубине протектора 1,6 миллиметра (0,063 дюйма).[60]

Другой

В борт шины часть шины, которая контактирует с обод на колесе. Бортик обычно армируется стальной проволокой и состоит из высокопрочной резины с низкой гибкостью. Борт плотно прилегает к двум ободам колеса, чтобы бескамерная шина удерживала воздух без утечки. Посадка борта плотная, чтобы шина не смещалась по окружности при вращении колеса. Ширина обода относительно шины является фактором характеристик управляемости автомобиля, поскольку обод поддерживает профиль шины.[нужна цитата ]

Боковина - это та часть шины, или велосипедная шина, который соединяет протектор и борт. Боковина в основном выполнена из резины, но усилена тканью или стальным кордом, обеспечивающим прочность на разрыв и гибкость. Боковина содержит давление воздуха и передает крутящий момент, прилагаемый ведущей осью к протектору, для создания сцепления, но поддерживает небольшую часть веса транспортного средства, что видно из полного разрушения шины при проколе. Боковые стенки отформованы с деталями, специфичными для производителя, предупредительными этикетками, указанными правительством, и другой информацией для потребителей, а иногда и с декоративным орнаментом, например белые стены или надпись на шинах.[нужна цитата ]

Плечо - это часть шины на краю протектора, которая переходит к боковине.[нужна цитата ]

Слои представляют собой слои относительно нерастяжимых шнуров, встроенных в резину[61] сохранять форму, предотвращая растяжение резины в ответ на внутреннее давление. Ориентация слоев играет большую роль в характеристиках шины и является одним из основных способов классификации шин.[62]

Материалы

Материалы современных пневматических шин можно разделить на две группы: корды, из которых состоит слой, и корды. эластомер который их окружает.

Шнуры

Шнуры, образующие слой и шарик и обеспечивает прочность на разрыв, необходимую для сдерживания внутреннего давления, может состоять из сталь, натуральные волокна, такие как хлопок или шелк, или синтетические волокна, такие как нейлон или кевлар.

Эластомер

Около 50% шин используют Стирол-бутадиен сополимер в качестве основного ингредиента.[12]

Эластомер, образующий ступать и покрывает корды, чтобы защитить их от истирания и удерживать их на месте, является ключевым компонентом конструкции пневматических шин. Он может состоять из различных композитных материалов из каучука, наиболее распространенным из которых является стирол-бутадиен сополимер - с другим химическим соединением, таким как кремнезем и угольно черный.

Оптимизация сопротивление качению Использование эластомерного материала является ключевой проблемой для снижения расхода топлива в транспортном секторе. Подсчитано, что легковые автомобили потребляют примерно 5-15% топлива для преодоления сопротивления качению, тогда как для тяжелых грузовиков эта оценка выше.[63] Однако существует компромисс между сопротивлением качению и сцеплением на мокрой дороге и сцеплением: низкое сопротивление качению может быть достигнуто за счет снижения вязкоупругих свойств резиновой смеси (низкое касательная (δ) ), это достигается за счет сцепления на мокрой дороге и сцепления, что требует гистерезис и диссипация энергии (высокий тангенс (δ)). Низкое значение тангенса (δ) при 60 ° C используется как индикатор низкого сопротивления качению, а высокое значение тангенса (δ) при 0 ° C используется как показатель высокого сцепления на мокрой дороге.[27] Разработка эластомерного материала, который может обеспечить как высокое сцепление с мокрой дорогой, так и низкое сопротивление качению, является ключом к обеспечению безопасности и топливной эффективности в транспортном секторе.

Наиболее распространенный эластомерный материал, используемый сегодня, - это стирол -бутадиен сополимер. Он сочетает в себе свойства полибутадиен, который представляет собой высокоэластичный полимер (Tg = -100 ° C), имеющий высокий гистерезис и, таким образом, обеспечивающий хорошее сцепление на мокрой дороге со свойствами полистирол, который представляет собой стеклообразный полимер (Tg = 100 ° C) с низким гистерезисом и, следовательно, с низким сопротивлением качению в дополнение к носить сопротивление. Следовательно, соотношение двух мономеров в сополимере стирола и бутадиена считается ключевым при определении температура стеклования материала, что коррелирует с его характеристиками сцепления и сопротивления.[64]

На колесе

Основные статьи: Рулевое колесо, Велосипедное колесо, и Колесо мотоцикла
А камера велосипеда с участием шток клапана

Связанные компоненты шины включают колесо, на котором она установлена, шток клапана, через который подается воздух, и, для некоторых шин, внутреннюю камеру, которая обеспечивает герметичное средство для поддержания давления в шинах.

  • Рулевое колесо—Пневматические шины установлены на колеса которые чаще всего имеют встроенные обода на своих внешних краях для удержания шины. Автомобильные колеса обычно изготавливаются из штампованной и сварной стали или из легкого металла. сплавы, например алюминий или магний. Есть два аспекта того, как пневматические шины поддерживают обод колеса, на котором они установлены.[65] Во-первых, напряжение в шнуры тянуть шарик равномерно по колесу, за исключением случаев, когда он уменьшается выше пятна контакта.[66] Во-вторых, бортик передает эту чистую силу на обод.[67][66] Шины устанавливаются на колесо путем вдавливания его борта в канал, образованный внутренним и внешним ободом колеса.[68][69]
  • Шток клапана—Пневматические шины получают воздух через шток клапана - трубка из металла или резины, с обратный клапан обычно Клапан Шредера на автомобилях и большинстве велосипедных шин, или Клапан Presta на высокопроизводительных велосипедах. Они устанавливаются непосредственно на обод, в случае бескамерных шин, или являются неотъемлемой частью камеры.[нужна цитата ] Большинство современных легковых автомобилей теперь должны иметь система контроля давления в шинах который обычно состоит из стержня клапана, прикрепленного к электронному модулю.[29]
  • Внутренняя труба-Наиболее велосипедные шины, много шины для мотоциклов, и многие шины для больших транспортных средств, таких как автобусы, тяжелые грузовики и тракторы, предназначены для использования с камерами. Внутренние трубы тор -образные воздушные шары из непроницаемого материала, такого как мягкий эластичный синтетический каучук, для предотвращения утечки воздуха. Камеры вставляются в шину и накачиваются, чтобы сохранить давление воздуха. Большие камеры можно использовать для других целей, например, для плавания и рафтинга (см. кольцо для плавания ), тюбинг (отдых), катание на санях, и шатание. Специально изготовленные надувные торы также производятся для этих целей, предлагая выбор цветов, тканевое покрытие, ручки, настилы и другие аксессуары, а также устранение выступающего стержня клапана.[нужна цитата ]

Тактико-технические характеристики

Характеристики шин Goodyear

Взаимодействие шины с дорожным покрытием сложное. Обычно используемая (эмпирическая) модель свойств шины: «Волшебная формула» Пацейки.[70] Некоторые из них объяснены ниже в алфавитном порядке по разделам.

Динамика

  • Остаток средств-Комбинации колеса и шины требуют равномерного распределения массы по окружности для поддержания баланс шин при повороте на скорости.Шины проверяются на месте изготовления на предмет чрезмерного статического дисбаланса и динамического дисбаланса с использованием автоматических балансировочных машин. Шины снова проверяются на заводе по сборке автомобилей или в розничном магазине шин после установки шины на колесо. Сборки, в которых наблюдается чрезмерный дисбаланс, исправляются путем применения противовесов к колесам для противодействия дисбалансу шины / колеса. Альтернативным методом балансировки шин является использование средств для внутренней балансировки шин. Эти агенты используют центробежную силу и инерцию для противодействия дисбалансу шин.[нужна цитата ] Чтобы облегчить надлежащую балансировку, большинство производителей высокопроизводительных шин наносят красные и желтые метки на боковины, чтобы обеспечить наилучшее согласование монтажа шины / колеса в сборе. Есть два метода подгонки высокопроизводительной шины к колесным узлам с использованием этих красных (однородность) или желтых (вес) меток.[71]
  • Центробежный рост- Шина, вращающаяся на более высоких скоростях, имеет тенденцию к увеличению диаметра из-за центробежные силы которые отталкивают резину протектора от оси вращения. Это может вызвать ошибка спидометра. Как шина диаметр растет, ширина шины уменьшается. Этот центробежный рост может вызвать трение шины о автомобиль на высоких скоростях. Мотоцикл шины часто конструируются с усилением, направленным на минимизацию центробежного роста.[22]
  • Пневматический след—Пневматический след шины - это эффект следа, создаваемый податливыми шинами, катящимися по твердой поверхности и подверженными боковым нагрузкам, например, при повороте. С технической точки зрения, это расстояние, на которое в результате сила из боковое скольжение происходит за геометрическим центром пятно контакта.[72]
  • Угол скольжения—Угол скольжения или угол бокового скольжения - это угол между фактическим направлением движения катящегося колеса и направлением, в которое оно указывает (т. е. угол векторной суммы поступательной скорости колеса и скорость скольжения ).[22]
  • Продолжительность релаксации—Продолжительность релаксации это задержка между появлением угла скольжения и достижением угловой силы своего установившегося значения.[22]
  • Весенняя ставка—Вертикальная жесткость, или пружина, - это отношение вертикальной силы к вертикальному прогибу шины, которое влияет на общие характеристики подвески транспортного средства. Как правило, жесткость пружины увеличивается с давлением инфляции.[73]
  • Тормозной путь—Шины, ориентированные на рабочие характеристики, имеют рисунок протектора и резиновые смеси, предназначенные для сцепления с дорожным покрытием, и поэтому обычно имеют немного меньший тормозной путь. Однако для получения данных, выходящих за рамки обобщений, необходимы специальные тесты на торможение.[22]

Силы

  • Развал тяги—Развал тяги и сила развала - это сила, создаваемая перпендикулярно направлению движения катящейся шины из-за ее угол развала и конечное пятно контакта.[22]
  • Круг сил-В круг сил, круг сцепления, круг трения или эллипс трения - полезный способ подумать о динамическом взаимодействии между шиной транспортного средства и поверхностью дороги.[74]
  • Пятно контакта—The пятно контакта След, или отпечаток шины, - это площадь протектора, контактирующая с дорожным покрытием. Эта область передает силы между шиной и дорогой посредством трения. Отношение длины пятна контакта к ширине влияет на управляемость и прохождение поворотов.[22]
  • Поворотная сила—Угловая сила или боковая сила - это боковая (т.е. параллельная поверхности дороги) сила, создаваемая шиной транспортного средства во время поворота.[22]
  • Сухая тяга—Сухое сцепление с дорогой - это мера способности шины обеспечивать сцепление с дорогой в сухих условиях. Сцепление на сухой дороге зависит от липкости резиновой смеси.[22]
  • Изменение силы—Элементы протектора и боковины шины подвергаются деформации и восстановлению при входе в след и выходе из него. Поскольку резина является эластомерной, во время этого цикла она деформируется. По мере того как резина деформируется и восстанавливается, она передает на автомобиль циклические силы. Эти вариации вместе именуются однородность шин. Однородность шин характеризуется изменение радиальной силы (RFV), изменение поперечной силы (LFV) и изменение тангенциальной силы. Изменение радиальной и поперечной силы измеряется на машина изменения силы в конце производственного процесса. Шины, выходящие за установленные пределы для RFV и LFV, не принимаются. Геометрические параметры, в том числе радиальное биение, боковое биение и выпуклость боковины, измеряются с помощью машины для проверки однородности шин на заводе по производству шин в конце производственного процесса в качестве проверки качества.[22]
  • Сопротивление качению—Сопротивление качению сопротивление качению, вызванное деформацией шины при контакте с дорожным покрытием. Когда шина катится, протектор входит в зону контакта и деформируется, чтобы прилегать к дорожному покрытию. Энергия, необходимая для деформации, зависит от давления в шине, скорости вращения и многих физических свойств конструкции шины, таких как сила пружины и жесткость. Производители шин стремятся улучшить конструкцию шин с более низким сопротивлением качению. экономия топлива в легковых и особенно грузовых автомобилях, где сопротивление качению составляет значительную долю расхода топлива. Пневматические шины также имеют гораздо более низкое сопротивление качению, чем цельнолитые шины. Поскольку внутреннее давление воздуха действует во всех направлениях, пневматическая шина способна «поглощать» неровности дороги, когда она катится по ним, не испытывая силы реакции, противоположной направлению движения, как в случае с твердым (или пенопластом) -залитая) покрышка.[22]
  • Самоустанавливающийся момент -Самоустанавливающийся момент, также известный как центрирующий момент, SAT или Mz, является крутящий момент то, что шина создает, когда она катится, стремится направить ее, то есть вращать вокруг своей вертикальной оси.[22]
  • Мокрая тяга -Мокрая тяга - это тяга или сцепление во влажных условиях. Сцепление на мокрой дороге улучшено за счет способности конструкции протектора отводить воду от следов шины и уменьшать аквапланирование. Однако шины с круглым поперечным сечением, такие как те, которые используются на гоночных велосипедах, при надлежащем накачивании имеют достаточно малый след, чтобы не быть восприимчивыми к аквапланированию. Было замечено, что для таких шин полностью скользкие шины обеспечивают превосходное сцепление как на мокром, так и на сухом асфальте.[75]

Загрузить

  • Чувствительность к нагрузке—Чувствительность к нагрузке поведение шин под нагрузкой. Обычные пневматические шины не ведут себя как классическое трение теория подсказывает. А именно, чувствительность к нагрузке большинства реальных шин в их типичном рабочем диапазоне такова, что коэффициент трения уменьшается с увеличением вертикальной нагрузки Fz.[22]
  • Нагрузка- Рабочая нагрузка шины контролируется, чтобы она не подвергалась чрезмерной нагрузке, которая может привести к ее преждевременному выходу из строя.[76] Рабочая нагрузка измеряется в Тонно-километр в час (ТКПХ). Название и единицы измерения совпадают. Недавний дефицит и рост стоимости шин для тяжелое оборудование сделал TKPH важным параметром при выборе шин и обслуживании оборудования для горнодобывающей промышленности. Именно по этой причине, производители шин для больших землеройных и горнодобывающих машин присваивайте шинам рейтинг TKPH в зависимости от их размера, конструкции, типа протектора и состава резины.[77][78] Рейтинг основан на весе и скорости, с которыми шина может справиться без перегрева и преждевременного износа. Эквивалентная мера, используемая в США: Тонна миля в час (TMPH).

Носить

Смотрите также: Загрязнение резиной и Дорожный износ
Шина демонстрирует неравномерный износ протектора вплоть до обнажения каркаса
Износ протектора
Это происходит при нормальном контакте с дорогами или местностью; Существует несколько типов аномального износа протектора. Бедный регулировка углов установки колес может вызвать чрезмерный износ внутренних или крайних ребер. Гравийные дороги, каменистая местность и другая пересеченная местность вызывают ускоренный износ. Чрезмерное накачивание выше максимума боковины может вызвать чрезмерный износ центра протектора. Для предотвращения этого в современные шины встроены стальные ремни. Недостаточное накачивание вызывает чрезмерный износ внешних ребер. Несбалансированные колеса могут вызвать неравномерный износ шин, так как вращение может быть не идеально круговым. Производители шин и автомобильные компании установили взаимно установленные стандарты для испытаний на износ протектора, которые включают параметры измерения профиля потери протектора, количества выступов и износа между пяткой и пяткой.[22]
Индикаторы износа протектора (T.W.I.)
Поднятые полосы в каналах протектора указывают на то, что протектор изношен и, следовательно, небезопасен. Индикаторы требуются на всех новых шинах с 1968 года в США.[79] Во многих странах Правила дорожного движения запрещают движение по дорогам общего пользования, когда контактная поверхность находится на одном уровне с любым из этих стержней - это часто определяется, когда глубина канавки составляет приблизительно 1,5 или 1,6 мм (2/32 дюйма). TWI также можно использовать для обозначения маленьких стрелок или значков на боковой стенке шины, указывающих на расположение выступающих планок износа.
Ущерб от старения
Старение шины или «термоокислительная деградация» может быть вызвано временем, окружающей и рабочей температурой, парциальным давлением O2 в шине, усталостью при изгибе или характеристиками конструкции и компаунда. Например, длительное воздействие ультрафиолета приводит к деформации химикатов резины, потенциально вызывая сухую гниль. Различные методы хранения могут замедлить процесс старения, но не устранят деградацию шины.[80]

Регулирование

Схема идентификации шин с коды шин

Автомобильные шины имеют множество опознавательных знаков, нанесенных на боковину в виде код шины. Они обозначают размер, рейтинг и другую информацию, относящуюся к данной отдельной шине.

Америка

В Национальное управление шоссейных дорог и безопасности дорожного движения (NHTSA) - правительственный орган США в Департамент транспорта (DOT) отвечает за регулирование автомобильной безопасности в Соединенных Штатах.[81] НАБДД установило Единую систему оценки качества шин (UTQG ), представляет собой систему для сравнения характеристик шин в соответствии с Сводом федеральных правил 49 CFR 575.104; он требует маркировки шин с указанием износа протектора, сцепления с дорогой и температуры. Код DOT - это буквенно-цифровой Последовательность знаков нанесена на боковину шины и позволяет идентифицировать шину и ее возраст. Код предусмотрен Министерство транспорта США[81] но используется во всем мире.[82] Код DOT также полезен для идентификации шин, подлежащих отозвать продукт[83] или в конце жизни из-за возраста. В Ассоциация шин и дисков (T&RA) - это добровольная организация по стандартизации США, которая способствует взаимозаменяемости шин, колесных дисков и родственных деталей. Особый интерес представляет то, что они публикуют основные размеры шин, размер контура обода, стандарты размеров шинных клапанов и стандарты нагрузки / накачки.

В Национальный институт метрологии стандартизации и промышленного качества (INMETRO) - это Бразильский федеральный орган, отвечающий за сертификацию автомобильных колес и шин.[84]

Европа

В Европейская техническая организация по шинам и ободьям (ETRTO) - это европейская организация по стандартизации, «устанавливающая технические размеры, характеристики нагрузки / давления и руководящие принципы эксплуатации».[85] Все шины, проданные для использования на дорогах в Европе после июля 1997 года, должны иметь знак E. Сама метка представляет собой букву «E» в верхнем регистре или букву «е» в нижнем регистре, за которой следует число в круге или прямоугольнике, за которым следует еще одно число. Буква «E» (верхний регистр) означает, что шина сертифицирована в соответствии с требованиями к размерам, характеристикам и маркировке Регламента 30 ЕЭК. Буква «e» (нижний регистр) означает, что шина сертифицирована на соответствие габаритам и характеристикам. и требования к маркировке Директивы 92/23 / EEC. Число в круге или прямоугольнике обозначает код страны правительства, предоставившего официальное утверждение типа. Последнее число за пределами круга или прямоугольника - это номер сертификата утверждения типа, выданного для данного размера и типа шины.[86]

В Британская ассоциация производителей каучука (BRMA), опубликованная в июне 2001 года, гласит: «Члены BRMA настоятельно рекомендуют не вводить в эксплуатацию неиспользованные шины, если им больше шести лет, и заменять все шины через десять лет с даты их изготовления».[87]

Азия

В Японская ассоциация производителей автомобильных шин (JATMA) - это японская организация по стандартизации шин, колесных дисков и клапанов.[88] Он выполняет те же функции, что и T&RA и ETRTO.

В Обязательная сертификация Китая (CCC) - это обязательная система сертификации безопасности продукции в Китае, которая вступила в силу в августе 2002 года. Система сертификации CCC находится в ведении Главного государственного управления по надзору за качеством, инспекции и карантину Китайской Народной Республики (AQSIQ) и Управление сертификации и аккредитации Китайской Народной Республики (CNCA).[89]

Обслуживание

Мастерская по ремонту шин в Нигере

Для поддержания здоровья шины необходимо несколько действий: вращение шины, регулировка углов установки колес и, иногда, восстановление протектора шины.

  • Вращение—Шины могут демонстрировать неравномерный характер износа после установки на транспортное средство и частичного износа. Передний привод автомобили имеют тенденцию изнашивать передние шины в большей степени, чем задние. Вращение шин перемещает шины в различные положения автомобиля, например, спереди назад, чтобы выровнять износ с целью продления срока службы шины.[90]
  • Выравнивание—Регулировка углов установки колес помогает предотвратить износ, заставляя шину вращаться в направлении, отличном от траектории движения автомобиля. При установке на транспортном средстве колесо и шина могут не быть идеально выровнены по направлению движения и, следовательно, могут иметь неравномерный износ. Если расхождение в центровке велико, неравномерный износ станет значительным, если его не исправить. Регулировка углов установки колес - это процедура проверки и исправления этого состояния путем регулировки выпуклость, заклинатель и палец на ноге углы. Регулировка углов должна выполняться в соответствии со спецификациями OEM.[нужна цитата ]

Инфляция

Сопротивление качению как функция накачивания шин

Инфляция является ключом к надлежащему износу и сопротивлению качению пневматических шин. Многие автомобили имеют системы контроля для обеспечения надлежащего накачивания.

  • Технические характеристики—Шины указываются производителем транспортного средства с рекомендованным давление холодной инфляции, что обеспечивает безопасную работу в пределах указанной грузоподъемности и загрузки автомобиля. Большинство шин имеют штамп с указанием максимального давления. Для легковых автомобилей и легких грузовиков шины должны быть накачаны в соответствии с рекомендациями производителя транспортного средства, которые обычно находятся на наклейке прямо внутри двери водителя или в справочнике владельцев транспортных средств. Как правило, шины не следует накачивать до давления на боковину; это максимальное давление, а не рекомендуемое давление.[91]
  • Контакт с землей- Пятно контакта шины легко изменяется как при избыточном, так и при недостаточном накачивании. Чрезмерное накачивание может увеличить износ центрального пятна контакта, а недостаточное накачивание вызовет вогнутый протектор, в результате чего центральный контакт будет меньше, хотя общее пятно контакта все равно будет больше.[92] Большинство современных шин изнашиваются равномерно при высоком давлении в шинах, но при недокачивании изнашиваются преждевременно. Повышенное давление в шинах может снизить сопротивление качению, а также может привести к сокращению тормозного пути.[93] Если давление в шинах слишком низкое, пятно контакта шины значительно увеличивается. Это увеличивает сопротивление качению, изгиб шины и трение между дорогой и шиной. Недостаточная накачка может привести к перегреву шины, преждевременному износу протектора и в тяжелых случаях отслоению протектора.[94]
  • Мониторинг—Системы контроля давления в шинах (TPMS) - это электронные системы, которые контролируют давление в шинах на отдельных колесах транспортного средства и предупреждают водителя, когда давление опускается ниже предела предупреждения. Существует несколько типов конструкций для контроля давления в шинах. Некоторые на самом деле измеряют давление воздуха, а некоторые делают косвенные измерения, например, при изменении относительного размера шины из-за более низкого давления воздуха.

Опасности

Шинный пузырь
Покрытие растрескивается при длительном воздействии погодных условий

Опасность для шины может возникнуть из-за выхода из строя самой шины или потери сцепления с поверхностью, по которой она катится.

Неудача

Шины могут выйти из строя по любой из множества причин, в том числе:[95]

  • Ремень Разделение- Разделение ремня может быть между ремнем, протектором и ремнем или отделением края ремня. Отслоение ремня от ремня может происходить из-за слишком сильного прогиба шины из-за высоких температур покрытия, ударов на дороге и других причин, связанных с обслуживанием и хранением.
  • Не-ленточные отделения—Безременные разделения включают в себя разделители на протекторе шины, в области борта, в нижней боковине, между усиливающими слоями и между армирующими стальными или тканевыми материалами.
  • Другое - другие типы отказов включают разрушение, химическое разложение, растрескивание, вмятины и вздутия.

Потеря тяги

  • Плавильная резина—По мере нагрева резиновых смесей шины из-за трения при остановке, повороте или ускорении они могут начать плавиться, смазывать зону контакта шины с дорогой и оседать на асфальте. Этот эффект усиливается при повышении температуры окружающей среды.[22]
  • Гидропланирование- Шины автомобиля или самолета, проезжающие по мокрому асфальту, могут потерять контакт с достаточной скоростью или глубиной воды для данной конструкции протектора. В этом случае зона контакта шины с водной пленкой теряет трение, необходимое для торможения или поворота, и начинает двигаться. гидросамолет (или акваплан). Гидропланирование может происходить как динамичный аквапланирование при наличии стоячей воды на глубине не менее 0,12 дюйма (3 мм) над текстурой дорожного покрытия, а скорость поддерживается выше порогового уровня. Это также может произойти как вязкий аквапланирование, при котором резина шины плавится на короткий промежуток времени и вызывает проскальзывание это может оставить отложения резины на посадочной части взлетно-посадочной полосы.[96] Динамическое аквапланирование снижает трение и контакт с увеличенной скоростью шины.[97]
  • Снег- Степень, в которой шина может сохранять сцепление на снегу, зависит от ее способности уплотнять снег, и этот материал затем приобретает прочность против проскальзывания в плоскости сдвига, параллельной области контакта шины с землей.[98] В то же время нижняя часть протектора шин сжимает снег, на который они опираются, также создавая трение. Процесс уплотнения снега в протекторах требует, чтобы он вытеснялся вовремя, чтобы протектор снова уплотнил снег при следующем повороте. Процесс уплотнения / контакта работает как в направлении движения при движении и торможении, так и в боковом направлении при прохождении поворотов.[59]
  • Ледяной- Лед обычно близок к точке плавления, когда шина движется по нему. Это в сочетании с гладкой текстурой способствует низкому коэффициенту трения и снижению тяги при торможении, поворотах или ускорении.[22]
  • Мягкая земля—Почва может смазываться водой, что снижает ее способность сохранять прочность на сдвиг, когда шина пытается приложить силу при ускорении, торможении или повороте. Сухой песок также имеет низкую прочность на сдвиг из-за плохой когезионной способности частиц песка.[99]

Конец использования

Основная статья: Переработка шин

После того, как шины выброшены, они считаются утильными. Изношенные шины часто повторно используются для изготовления таких вещей, как автомобильные ограждения на бамперах, до грузов, удерживающих брезент. Шины нежелательны при свалки, из-за их большого объема и 75% пустого пространства, которые быстро занимают ценное пространство. Резиновые шины могут содержать следы тяжелые металлы или другие серьезные загрязняющие вещества, но они плотно связаны внутри резиновой смеси, они вряд ли будут опасными, если конструкция шины не будет серьезно повреждена огнем или сильными химикатами.[100] Некоторым предприятиям разрешается перерабатывать утильные шины путем измельчения и переработки в новые продукты или продавать материал лицензированным электростанциям в качестве топлива. Некоторые шины также можно восстановить для повторного использования.

Экологические проблемы

Американцы производят около 285 миллионов утильных шин в год.[101] Во многих штатах есть правила относительно количества утильных шин, которые могут храниться на месте, из-за опасений, связанных со свалкой, опасностью пожара и комарами. В прошлом миллионы шин выбрасывались в открытые поля. Это создает питательную среду для комаров, поскольку шины часто удерживают воду внутри и остаются достаточно теплыми для размножения комаров. Комары причиняют неудобства и могут увеличить вероятность распространения болезни. Это также создает пожарную опасность, так как такая большая куча покрышек - это много топлива. Немного возгорание шин горели месяцами, так как вода не проникает в горящие шины и не охлаждает их. Известно, что шины разжижаются, выделяя углеводороды и другие загрязняющие вещества в землю и даже в грунтовые воды при сильной жаре и температурах от огня. Черный дым от возгорания шины вызывает загрязнение воздуха и опасен для ветра.[нужна цитата ]

Использование утильных шин для озеленения вызывает споры из-за вымывания металлов и других загрязняющих веществ из кусков шин. Цинк концентрируется (до 2% по весу) до уровней, достаточно высоких, чтобы быть очень токсичным для водных организмов и растений.[102] Особое беспокойство вызывают доказательства того, что некоторые из соединений, которые вымываются из шин в воду, содержат разрушители гормонов и вызывают поражения печени.[103]

Шины - основной источник микропластик загрязнение.[104]

Восстановление

Полностью изношенные шины можно восстановленный, переработанный для замены изношенного протектора.[105] Это называется восстановлением протектора или восстановлением покрытия - процессом удаления изношенного протектора и нанесения нового протектора.[106] Для восстановления протектора шин используются два основных процесса: методы отверждения и предварительного отверждения. Оба процесса начинаются с осмотра шины, за которым следует метод неразрушающего контроля, такой как шеарография[107] для обнаружения невидимых повреждений и встроенных мусор и гвозди. Некоторые кожухи ремонтируются, а некоторые выбрасываются. Шины можно восстанавливать несколько раз, если каркас находится в рабочем состоянии. Шины, используемые для автомобилей с короткими поставками, восстанавливаются больше, чем шины для дальних перевозок, в течение всего срока службы корпуса шины. С каркасов, пригодных для восстановления, старый протектор отшлифован для подготовки к восстановлению.[108]

В процессе восстановления протектора специалисты по восстановлению должны следить за тем, чтобы обсадная труба находилась в наилучшем возможном состоянии, чтобы свести к минимуму возможность ее разрушения. Кожухи с такими проблемами, как покрышки протектора, отслоение протектора, непоправимые порезы, корродированные ремни или повреждение боковины, а также любые спущенные или скользящие шины будут отклонены. Метод отверждения формы включает нанесение необработанной резины на предварительно отшлифованную и подготовленную оболочку, которая позже отверждается в матрицах. Во время отверждения происходит вулканизация, и необработанный каучук связывается с каркасом, принимая форму протектора матрицы. С другой стороны, метод предварительного отверждения включает нанесение готовой протекторной ленты на отшлифованный и подготовленный кожух, который позже отверждается в автоклаве, чтобы могла произойти вулканизация.[108]

Переработка отходов

Шины могут быть переработаны, среди прочего, в термоклей. асфальт, обычно как резиновая крошка модификатор - асфальтовое покрытие из вторсырья (CRM — RAP),[109][110] и как совокупность портландцемент бетон.[111] Измельченные шины могут создавать резиновая мульча на игровых площадках, чтобы уменьшить травмы при падении.[112] Есть несколько «зеленых» зданий, которые строятся как частные, так и общественные здания из старых покрышек.[113]

В пиролиз шин Метод утилизации использованных шин - это метод нагрева целых или измельченных шин в реакторе, содержащем бескислородный атмосфера и источник тепла. В реакторе резина размягчается, после чего полимеры каучука непрерывно распадаются на более мелкие молекулы.

Другое использование

Дети на качелях из покрышек

Для изношенных шин были разработаны другие последующие применения, в том числе:

  • Строительные элементы- Шины, наполненные землей, использовались в качестве садовых контейнеров.[114] фундамент дома,[115] пуленепробиваемые стены[116] и для предотвращения эрозии почвы в поймах рек.[117]
  • Рекреационное оборудование—Используемые шины используются в качестве тренажеров для таких спортивных программ, как Американский футбол.[118] Одним из классических упражнений по кондиционированию, оттачивающим скорость и маневренность игроков, является «Tire Run», когда шины располагаются бок о бок, причем каждая шина слева на несколько дюймов опережает шину справа зигзагообразно. Затем спортсмены пробегают рисунок шины, наступая на центр каждой шины. Упражнение заставляет спортсменов поднимать ноги над землей выше, чем обычно, чтобы не споткнуться о шины.[119] Старые шины иногда превращают в качели для игры.[120]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Харпер, Дуглас. "шина". Интернет-словарь этимологии.
  2. ^ а б "шина, п.2". OED Online. Oxford University Press, декабрь 2016 г. Интернет. 26 января 2017.
  3. ^ Питерс, Пэм (2004). Кембриджское руководство по использованию английского языка. Издательство Кембриджского университета. п.553. ISBN  978-0-521-62181-6.
  4. ^ Чисхолм, Хью, изд. (1911). Британская энциклопедия, т. 26. Encyclopdia Britannica. п. 1007.
  5. ^ Фаулер, Х. В. (2009). Дэвид Кристал (ред.). Словарь современного английского языка: классическое первое издание. Издательство Оксфордского университета. п. 655. ISBN  978-0-19-953534-7. Получено 23 октября 2010.
  6. ^ Бертман, Стивен (2005). Справочник по жизни в Древней Месопотамии. Издательство Оксфордского университета. п. 35. ISBN  9780195183641. Получено 2 августа 2014.
  7. ^ ( см. патент США 5104 )
  8. ^ Золотая книга велоспорта - Уильям Хьюм, 1938. Архив ведет «Клуб педалей». В архиве 3 апреля 2012 г. Wayback Machine
  9. ^ «Технологии и инновации». www.dunlop.eu.
  10. ^ Сэр Артур Дю Кро, Bt, Колеса фортуны, салют пионерам, Chapman & Hall, Лондон, 1938 г.
  11. ^ Данлоп, Джон Бойд (2008). Словарь научной биографии Хатчинсона. AccessScience. Получено 9 июля 2009.
  12. ^ а б Вернер Обрехт, Жан-Пьер Ламберт, Майкл Хапп, Кристиан Оппенгеймер-Стикс, Джон Данн и Ральф Крюгер «Резина, 4. Эмульсионные каучуки» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.o23_o01
  13. ^ Мишлен. «Радиальный или диагональный, правильный выбор / Правильно используйте свои шины - шины Michelin для сельского хозяйства». www.michelinag.com. Получено 4 августа 2017.
  14. ^ "История". www.jags.org.
  15. ^ Шульц, Морт (июнь 1985 г.). Шины: век прогресса. Нью-Йорк: Популярная механика. п. 64.
  16. ^ а б Уэлч, Тед (4 мая 2006 г.). «Сказка о двух шинах». Bloomberg. Получено 5 мая 2019.
  17. ^ Ренн, Аарон М. (16 июля 2018 г.). «Мидл-Сити, США». Городской журнал. Получено 6 мая 2019.
  18. ^ Милнер, Хелен В. (21 сентября 1989 г.). Сопротивление протекционизму: глобальные отрасли и политика международной торговли. Издательство Принстонского университета. п.151. ISBN  9780691010748. доля рынка радиальных шин.
  19. ^ Моррис, Питер (2010). "Резина". Беркширская энциклопедия всемирной истории. Издательство Berkshire Publishing. п. 2218.[мертвая ссылка ]
  20. ^ Хайссинг, Бернд; Эрсой, Метин (2010). Руководство по шасси: основы, динамика движения, компоненты, мехатроника, перспективы. Springer Science & Business Media. п. 591. ISBN  9783834897893.
  21. ^ а б Даффи, Оуэн С.; Райт, Гас (20 июля 2015 г.). Основы систем коммерческих автомобилей средней и большой грузоподъемности. Издательство "Джонс и Бартлетт". С. 663–672. ISBN  9781284041170.
  22. ^ а б c d е ж г час я j k л м п о п q р s т ты v Gent, Alan N .; Уолтер, Джозеф Д. (2006). Пневматическая шина (PDF). DOT HS 810 561. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная администрация безопасности дорожного транспорта.
  23. ^ «Тестер Prall - Тест на износ шин с шипами». www.cooper.co.uk. Cooper Research Technology ООО. Получено 1 сентября 2014.
  24. ^ Ньютон, Ричард (2007). Справочник по характеристикам колес и шин. Сент-Пол: MotorBooks International. п. 35. ISBN  9781610592512.
  25. ^ Аллен, Джим. Руководство по характеристикам Jeep 4X4. MotorBooks International. ISBN  9781616730536.
  26. ^ Хансин, Майкл (15 августа 2018 г.). Jeep TJ 1997-2006: как строить и модифицировать. CarTech Inc. ISBN  9781613254288.
  27. ^ а б «Динамические механические свойства протекторов шин легковых и легких грузовиков». Отчет № ТОЧКА HS 811 270. Национальная администрация безопасности дорожного движения Министерства транспорта США. 2010.
  28. ^ Александр, Дон (15 февраля 2013). Высокопроизводительное управление для улицы или трассы. Мотоциклы. ISBN  9780760339947.
  29. ^ а б c d е Эрджавец, Джек (2005). Автомобильные технологии: системный подход. Cengage Learning. п. 1100. ISBN  9781401848316.
  30. ^ Ньютон, Ричард. Справочник по характеристикам колес и шин. MotorBooks International. п. 52. ISBN  9781610592512.
  31. ^ Хейнс, Элизабет. Некоторые внедорожные шины из Китая (Издание 701-TA-448 и 731-TA-1117). Комиссия по международной торговле США. п. 4. ISBN  9781457817304.
  32. ^ Персонал (8 мая 2019 г.). «Глобальный рынок внедорожных шин: история развития, текущий анализ и прогноз до 2025 года | Промышленная журналистика». Промышленная журналистика. Получено 9 мая 2019.
  33. ^ Карри, Норман С. (1988). Конструкция шасси самолета: принципы и практика. AIAA. С. 123–5. ISBN  9781600860188.
  34. ^ Маккенни, Эрл Ф. (май 1964 г.). Авиакосмическая безопасность. Вашингтон, округ Колумбия: Департамент ВВС США. С. 5–7.
  35. ^ Ричфилд, Пол Дж. (Сентябрь 2005 г.). Tundra Tire Nation. Нью-Йорк: Flying Magazine. С. 88–92.
  36. ^ Шарп, Арчибальд, Велосипеды и трехколесные велосипеды: элементарный трактат об их конструкции и конструкции, Лонгманс-Грин, Лондон и Нью-Йорк, 1896 г., страницы 494-502; перепечатано MIT Press, 1977, ISBN  0-262-69066-7
  37. ^ Дэймон Ринард (2000). «Испытание бортов шин». Шелдон Браун. Получено 10 марта 2013. Вывод: Клинчерные шины остаются на ободе в основном за счет выступа зацепленной боковины, которая удерживает борт шины, а не за счет окружного натяжения в борте.
  38. ^ Джинкья, А. (10 мая 2019 г.). «Рынок промышленных шин: ожидается, что к 2018–2026 гг. Будет наблюдаться значительный рост». Новости Market Talk. Получено 10 мая 2019.
  39. ^ Трибунал, Канада Антидемпинговый (1971). Промышленные цельнолитые резиновые шины с напрессовкой: экспортируются в Канаду компанией Bearcat Tire Company, Чикаго, Иллинойс, Соединенные Штаты Америки. Информация Канада.
  40. ^ Cossalter, Витторе (2006). Динамика мотоцикла (Второе изд.). Lulu.com. С. 37–72. ISBN  978-1-4303-0861-4.[самостоятельно опубликованный источник ]
  41. ^ а б «Слои и углы - посмотрите, как они бегут». Популярная механика. 136 (3): 62. Март 1972 г.. Получено 13 марта 2014.
  42. ^ Джонс, Томас Х. (1980). «Приведите вещи в движение с помощью роликов, направляющих и колес». Популярная наука. 216 (5): 148. ISSN  0161-7370.
  43. ^ Полупневматические колеса "Thomas Net sources для промышленного использования"'". Thomasnet.com. Получено 23 октября 2010.
  44. ^ Фабр, К. (2009). Тутумлуер, Эрол; Аль-Кади, Имад Л. (ред.). Несущая способность автомобильных и железных дорог и аэродромов: материалы 8-й Международной конференции по несущей способности автомобильных и аэродромов, Шампейн, Иллинойс, США, 29 июня - 2 июля 2009 г.. Лейден, Нидерланды: CRC Press / Balkema. п. 1405. ISBN  978-0-203-86528-6. OCLC  636611702.
  45. ^ «Директива FAA по летной годности». Получено 15 июн 2013.
  46. ^ «Неизвестный объект: шина - Материалы». Мишлен Дайджест шин. Получено 21 июля 2017.
  47. ^ «В чем разница между натуральным и синтетическим каучуком для шин?». Kal Tyre. 21 июля 2017 г.. Получено 21 июля 2017.
  48. ^ «Найти местных подрядчиков - подрядчиков по ремонту дома на Ecnext». goliath.ecnext.com.
  49. ^ [1] В архиве 11 мая 2015 г. Wayback Machine
  50. ^ а б «Мировые шины». Freedonia. Freedonia Group. Получено 19 мая 2017.
  51. ^ Дэвис, Брюс. «2015 год был успешным для шинной промышленности США». Шинный бизнес. Crain Communications. Получено 13 декабря 2016.
  52. ^ "Отчет об исследовании 50 крупнейших шинных предприятий мира, отчет об исследовании рынка за 2010-2011 годы", Companiesandmarkets.com, Vertical Edge Limited, 2 декабря 2010 г., архивировано из оригинал 20 января 2011 г.
  53. ^ «Крупнейшие мировые производители шин в первом и втором кварталах 2016 года по продажам шин (в миллиардах долларов США)», Statista, 2016
  54. ^ «Смещение акцента». Резиновый мир. 1 апреля 2012 г.
  55. ^ Кук, Дэвид (2015). Роботостроение для начинающих (3-е изд.). Апресс. п. 458. ISBN  9781484213599.
  56. ^ Мейер, В. Э. (1983). Фрикционное взаимодействие шины и покрытия. ASTM International.
  57. ^ Хоган, К. Майкл (сентябрь 1973 г.). «Анализ дорожного шума». Журнал загрязнения воды, воздуха и почвы. Springer Verlag. 2 (3): 387–392. Bibcode:1973WASP .... 2..387H. Дои:10.1007 / BF00159677. ISSN  0049-6979. S2CID  109914430.
  58. ^ Эрнст, Курт (12 августа 2013 г.). «Монжуик, 1971: когда Формула 1 встретилась с гоночными сликами». Hemmings Daily. Получено 1 мая 2019.
  59. ^ а б Хейс, Дональд (2013). Физика шинной тяги: теория и эксперимент. Springer Science & Business Media. п. 428. ISBN  9781475713701. Получено 25 декабря 2016.
  60. ^ Даффи, Оуэн С.; Райт, Гас (20 июля 2015 г.). Основы систем коммерческих автомобилей средней и большой грузоподъемности. Издательство "Джонс и Бартлетт". п. 678. ISBN  9781284041170.
  61. ^ Джазар, Реза Н. (2008). Динамика автомобиля: теория и приложения. Springer. п. 11. ISBN  978-0-387-74243-4. Получено 16 марта 2011. Внутренние слои изготавливаются из разных тканей, называемых слоями.
  62. ^ «Зимние шины: часто задаваемые вопросы и инструкции». Производительность TDot. Получено 16 апреля 2020.
  63. ^ «Центр данных по альтернативным видам топлива: шины с низким сопротивлением качению». www.afdc.energy.gov. Получено 31 октября 2015.
  64. ^ Хао П. Т., Исмаил Х. и Хашим А. С. (2001). Исследование двух типов бутадиен-стирольного каучука в составах протектора шин. Полимерные испытания, 20(5), 539-544.
  65. ^ Сэмюэл К. Кларк, В. Э. Гоф (1981). Механика пневматических шин. Министерство транспорта США. п. 245. Рассмотрим два параллельно действующих механизма передачи силы.
  66. ^ а б Сэмюэл К. Кларк, В. Э. Гоф (1981). Механика пневматических шин. Министерство транспорта США. п. 246. Единственно возможный путь развития реакции на ободе - это изменение величины и направления напряжений мембраны в точках их прикрепления к ободу, в области мембраны вблизи точки, в которой пластина прижимается к ней. .
  67. ^ Сэмюэл К. Кларк, В. Э. Гоф (1981). Механика пневматических шин. Министерство транспорта США. п. 246. Эта сила притягивает катушку борта к основанию обода колеса над областью контакта, передавая, таким образом, восходящую силу на колесо.
  68. ^ Американский машинист, том 40. 2 апреля 1914. С. 597–598.. Получено 14 марта 2012.
  69. ^ «Порядок демонтажа и монтажа» (PDF). Управление по охране труда. 2011 г.. Получено 14 марта 2012.
  70. ^ "Дань: Ганс Пацейка 1934-2017". Tire Technology International. 19 сентября 2017 г.. Получено 1 октября 2017.
  71. ^ Агентство, ИНК. «Монтаж и балансировка шин - Yokohama Tire». www.yokohamatire.com. Архивировано из оригинал 29 сентября 2007 г.. Получено 24 июля 2007.
  72. ^ Кларк, Сэмюэл Келли (1981). Механика пневматических шин (PDF). Департамент транспорта США, Национальное управление безопасности дорожного движения, Вашингтон, округ Колумбия
  73. ^ Николас Д. Смит (2003). «Понимание параметров, влияющих на моделирование шин» (PDF). Кафедра машиностроения, Государственный университет Колорадо. Архивировано из оригинал (PDF) 20 сентября 2008 г.. Получено 23 ноября 2014.
  74. ^ Вонг, Чо Юнг (2008). Теория наземной техники (Второе изд.). Вайли. С. 52–53. ISBN  978-0-470-17038-0.
  75. ^ Браун, Шелдон. «Шелдон Браун на шинах». Получено 1 июля 2008.
  76. ^ SAE. «Приложение ТКПХ». Получено 7 октября 2007.
  77. ^ Бриджстоун. «Как пользоваться ТКПХ». Архивировано из оригинал 27 сентября 2006 г.. Получено 7 октября 2007.
  78. ^ Хороший год. «Новая модель прогнозирования температуры улучшает текущую формулу TKPH». Архивировано из оригинал 6 ноября 2006 г.. Получено 7 октября 2007.
  79. ^ "Шина". Резиновый век. Издательство "Палмертон". 100 (1): 102. 1968. Получено 7 августа 2019. Одно требование предусматривает, что ... все новые шины должны быть оснащены индикатором износа протектора, который сразу показывает, когда глубина протектора была изношена до 1/16 дюйма.
  80. ^ Кейн, Шон (10 декабря 2014 г.). "Симпозиум NTSB по безопасности шин" Старение и срок службы шин " (PDF). NTSB. Получено 7 августа 2019.
  81. ^ а б «49 CFR 574.5 - Требования к идентификации шин»..
  82. ^ «Департамент транспорта выдает новые коды DOT». 9 марта 2016. Архивировано с оригинал 7 мая 2019 г.. Получено 29 декабря 2018.
  83. ^ «Отзыв Goodyear Tire - Шины Goodyear». www.goodyear.com.
  84. ^ Лондоно, Кармина (июль 1999 г.). Инфраструктура оценки соответствия зоны свободной торговли Америки (FTAA) (PDF). Гейтерсбург, доктор медицины: Национальный институт стандартов и технологий.
  85. ^ Руководство по стандартам ETRTO 2007. Брюссель, Бельгия: ETRTO. 2007. С. I.
  86. ^ Джазар, Реза Н. (19 ноября 2013 г.). Динамика транспортного средства: теория и применение. Springer Science & Business Media. ISBN  9781461485445.
  87. ^ Рассел, Ричард (31 октября 2018 г.). "Срок годности ваших шин истек? | The Chronicle Herald". Хроники Вестник. Получено 6 мая 2019.
  88. ^ Персонал (2019). Годовой справочник JATMA: стандарты шин. 2019 г.. Токио: Японская ассоциация производителей автомобильных шин. ISBN  9784909716026. OCLC  1086187385.
  89. ^ Буш, Джулиан (2013). Краткое руководство по CCC: обязательная сертификация в Китае. CreateSpace Independent Publ. Платформа. ISBN  9781484115534. OCLC  959836294.
  90. ^ Жиль, Тим (2005). Автомобильное шасси: тормоза, подвеска и рулевое управление. Санта-Барбара: обучение Томпсона Делмара. п. 551. ISBN  9781401856304.
  91. ^ «Консультации по обслуживанию автомобилей: давление в шинах». Архивировано из оригинал 3 декабря 2011 г.. Получено 16 января 2009.
  92. ^ «Воздух или шина». Получено 15 апреля 2015.
  93. ^ "FEA Глава III: Исследование давления в шинах и результаты испытаний". Получено 16 января 2009.
  94. ^ «Тест NHTSA». Получено 16 января 2009.
  95. ^ Джаппони, Томас Р. (2008). Судебно-медицинское исследование шин: анализ неисправности шин. Варрендейл, Пенсильвания: SAE International. ISBN  9780768019551. OCLC  213080702.
  96. ^ Сваттон, Питер Дж. (30 апреля 2008 г.). Теория летно-технических характеристик самолета для пилотов. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. С. 89–91. ISBN  9780470693056.
  97. ^ Хейслер, Хайнц (17 июля 2002 г.). Передовые автомобильные технологии. Эльзевир. ISBN  9780080493442.
  98. ^ Блейсделл, Джордж Л. (1983). Сцепление на льду с всесезонными и грязеснежными радиальными шинами. Инженерный корпус армии США, Исследовательская и инженерная лаборатория холодных регионов.
  99. ^ Аллен, Джим (2009). Библия четырёх колес. MotorBooks International. ISBN  9781616730888.
  100. ^ Лю, Х., Мид, Дж., Стэйсер, Р. Центр переработки и экономического развития Челси. (1998). Воздействие на окружающую среду повторного использования каучука в легких заполнителях: резюме и оценка существующей литературы Массачусетского университета
  101. ^ "Топливо из шин". Агентство по охране окружающей среды США. Получено 29 декабря 2011.
  102. ^ Салливан, Джозеф П. (2006). «Оценка экологической токсичности и потенциального загрязнения искусственным газоном с использованием измельченной резиновой крошки» (PDF). Получено 1 июня 2009.
  103. ^ Чалкер-Скотт, Линда. «Миф про прорезиненные пейзажи» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 7 октября 2009 г.. Получено 1 июня 2009.
  104. ^ «Автомобильные шины и тормозные колодки выделяют вредные микропластики». Новости науки. 12 ноября 2018 г.. Получено 6 октября 2019.
  105. ^ Бойкеринг, П. Дж. Ван (28 февраля 2001 г.). Переработка, международная торговля и окружающая среда. Springer Science & Business Media. ISBN  9780792368984.
  106. ^ "Что такое восстановленные шины?". Руководство по лучшим шинам. Архивировано из оригинал 17 июля 2014 г.. Получено 6 апреля 2014.
  107. ^ М.К. Мейбоди, И. Добрев, П. Клаусмейер, Э. Дж. Харрингтон, К. Ферлонг "Исследование термомеханических эффектов условий освещения на холстах картин методом лазерной ширографии. ", SPIE Optical Engineering + Applications, 2012 г.
  108. ^ а б Бодзяк, Уильям (2008). Доказательства протектора и следа шины: восстановление и судебно-медицинская экспертиза Практические аспекты уголовных и судебно-медицинских расследований. CRC Press. п. 90. ISBN  978-1420006827.
  109. ^ Kandhal PS. (1992). ОТХОДЫ В ГОРЯЧЕЙ СМЕСИ АСФАЛЬТА - ОБЗОР. Национальный центр технологии асфальта.
  110. ^ Т. Э. Бейкер (2003). Оценка использования утильных шин в транспортных средствах в штате Вашингтон В архиве 2011-06-10 на Wayback Machine
  111. ^ М. Нехди, А Хан, (2001). Цементные композиты, содержащие переработанную резину для покрышек: обзор инженерных свойств и потенциальных областей применения. Цемент, бетон и заполнители.
  112. ^ Спросите садового врача: 1200 лекарств от обычных садовых проблем. Шрок, Денни. Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley. 2010 г. ISBN  9780470878422. OCLC  656770746.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)
  113. ^ Биньоцци, Мария Кьяра (2011). «Экологичный цемент для строительства зеленых зданий». Разработка процедур. 21: 915–921. Дои:10.1016 / j.proeng.2011.11.2094.
  114. ^ «Новое применение старых покрышек: сад с покрышками - Backwoods Home Magazine». www.backwoodshome.com.
  115. ^ "'Земные корабли в пустыне экономят деньги владельцев ». ABC News. 30 декабря 2010 г.
  116. ^ "404 Not Found - Блог Survivalist". www.thesurvivalistblog.net.
  117. ^ РОТШТЕЙН, АРТУР Х. (28 июля 1996 г.). «Плотина из покрышек для решения проблемы эрозии» - через LA Times.
  118. ^ Маккормик, Шон. "Футбольная подготовка без излишеств". About.com. Архивировано из оригинал 3 апреля 2013 г.
  119. ^ Ирландия, Джей (24 ноября 2010 г.). "Тренировки для футбольных шин". Жить сильным. Получено 1 апреля 2013.
  120. ^ Сойерс, Гарри. "One Day Project: Детские качели на заднем дворе". Популярная механика. Получено 1 апреля 2013.

внешние ссылки