Из чего делают автомобильные шины?

Из чего делают шины?

Любой шинный продукт имеет те или иные свойства в первую очередь благодаря своему составу. Шинный коктейль, пожалуй, самый значительный фактор влияющий на технические характеристики той или иной модели. Изготовители автошин обычно держат в строжайшем секрете состав резиновой смеси своих изделий, это является коммерческой тайной любой компании. Но так или иначе, основные компоненты резины известны всем, как и известно об их химических свойствах, которые отражаются на качестве передвижения.

Главные составляющие материалы, используемые при производстве, влияющие на технические показатели автошины:

Натуральный каучук. Компонент добываемый из сока бразильской гевеи. На данный момент используется чаще всего в резиновом составе боковин моделей, гарантирую эластичность и упругость. Таким образом существенно улучшается маневренность. Натуральный каучук обладает белым молочным цветом, поэтому до того как стали использовать синтетический каучук шины обладали белым цветом.
Искусственный каучук. Главный элемент в шинном коктейле, занимает большую долю резинового состава и непосредственно влияет на ходовые показатели. Натуральный каучук использовался на протяжении львиной часть 20 века, до тех пор пока не был синтезирован искусственный каучук (Бутадиен-стирольный, изопреновый, бутилкаучук и т.д.). От твердости каучуковой смеси зависит показатели износа, сцепления и торможения. То есть основные технические свойства. В зависимости от предназначения резины производители обозначают необходимую жесткость. Например, для высокоскоростных моделей состав используется более жесткий каучук, а для классических дождевых — более мягкий (так как такая резина хорошо сцепляется с мокрой дорогой).
Технический углерод (ТУ) или сажа. Представленный материал занимает 1/3 состава и, как правило, обозначает для изделия такие характеристики как износоустойчивость и прочность. Также дает изделию характерную цветовую гамму. Технический углерод синтезируют путём деструкции природного газа, то есть, по сути, данный материал является отходом при добыче природного газа. Шины произведенные в СССР включали в себя большую долю сажи, по причине легкодоступности материала. К сожалению данный материал экологически вредный, поэтому с каждым годом производители стараются сократить его долю в своих изделиях.
Диоксид кремния или силика. Заменой технического углерода являются специфические кремниевые кислоты в различных вариациях. Силика используется, прежде всего, в производстве зимней автошины. Она лучше чем ТУ внедряется в соединения каучука и не вытесняется из смеси подобно саже (черные следы идущие от шины ничто иное как вытесненный из состава технический углерод). Диоксид кремния обеспечивает резину эластичностью, мягкостью, комфортностью и великолепным сцеплением с мокрой дорогой. Но главным преимуществом кремниевой кислоты является стойкость к низким температурам. Шины с большим содержанием силики обычно характеризуются как экологически чистые.
Сера. Сера используется как вспомогательный элемент для связи молекул вышеописанных полимеров. Это отражается на целостности, прочности и эластичности шины.
Натуральные масла или смолы. Смягчающие элементы природного происхождения (например рапсовое масло или канола). Обычно используются в зимних моделях.
Помимо прочего используется большое количество уникальных натуральных элементов для предоставления тех или иных свойств. Например крахмал кукурузы снижает сопротивление качению, а молотая скорлупа грецкого ореха увеличивает сцепление на заледенелой поверхности.

Резиновая смесь того или иного изделия — залог безопасного передвижения того или иного автотранспорта. При выборе шины обязательно нужно поинтересоваться у продавца составом резины. Как правило, чем дороже автошины, тем шинный коктейли в них более сложный и, соответственно, более эффективный. При выборе следует учитывать и предназначенность шины. Например для UHP-класса необходим жесткий резиновый состав, а для зимней шины нужен мягкий, с большой долей силики. Есть много нюансов, поэтому лучше всего следует обратится к профессионалам.

Из чего и как делают резину для колес вашего автомобиля

Сегодня я же хочу поговорить об резине или шинах. Из чего их делают и какой они проходят путь до наших прилавков. Многие ошибочно думают – что в основе всего лежит нефть, многие даже уверенны – что ее там под 90%, однако это не совсем так. НА заре своего появления шины были продуктом природы практически на 100% …

Прежде чем рассказать вам о современных шинах, позвольте копнуть в историю и рассказать про резину на заре ее производства.

Что такое каучук?

ДА будет вам известно – что основной компонент резины делается из каучука, а это очень даже природный материал который добывают из каучуковых деревьев. В южной Африке такие деревья существуют очень давно, даже сложно подсчитать их возраст. Однако Европейцы познакомились с ними в 16 веке, когда вернулся на родину Христофор Колумб.

Если разложить слово «КАУЧУК» на составляющие, то получается «КАУ» – растение, дерево, «УЧУ» – плакать, течь. ТО есть если дословно перевести то это «плачущее дерево», с языка индейцев племени реки Амазонки. Однако есть и научное название – «КАСТИЛЬЯ», произрастает оно на берегах реки Амазонки в непроходимых джунглях.

«КАСТИЛЬЯ» очень высокое дерево вырастет оно 50 метров в высоту и цветение продолжается круглый год.

Второй по содержанию этого сока является дерево – «ГЕВЕЯ», которое также вырастает до 40-50 метров. Когда растение набирает силу, и доходит до возраста в 9-10 лет, у него на стволе делают насечки в форме буквы «V» из которой и начинает сочиться натуральный каучук. При воздействии воздуха он становится тягучим.

Это два основных растения, которые дают натуральные каучуки. В средней Азии, а также на берегах южной Америки, Бразилии, Перу, острове Шри-Ланка есть целые плантации таких деревьев, которые существуют только с одной целью – добывание этого сока! Это уже давно налаженный бизнес.

В пятерку «популярных» также входят растения: «МАНИОКА», «САЛЬНОЕ ДЕРЕВО» и кустарник «ИН-ТИЗИ». Все они являются источниками для последующего производства резины.

Как я писал, выше каучук был привезен в Европу очень давно, но вот на первое его использование решился – К.МАКИНТОШ, не путать с компьютерами от «APPLE», он впервые пропитал плащ от дождя этим составом, благодаря чему тот получился практически не промокаемым. В холодную погоду он становился плотным и не промокаемым, а вот в жару становился немного «липковатым». Нужно отметить, что МАКИНТОШ подсмотрел этот метод у индейцев с Амазонки, те уже несколько веков пропитывали свою одежду, а также растения нужные для производства крыш домов именно каучуком – характеристики водонепроницаемости намного увеличивались.

Так что появлению резины мы косвенно обязаны – индейцам Амазонки! Посмотрите короткий ролик.

Производство резины

Ну вот мы и подошли до самого интересного до производства самой резины, и это не обязательно колеса автомобиля, резина сейчас применяется везде, даже в резинках для волос.

После того как соберут сок каучука, он еще очень далек от производства резины. Изначально из него производят латекс, это промежуточное звено. Однако чистый латекс сейчас применяется везде, начиная от медицины, заканчивая промышленностью.

Сок наливают в большие чаны и перемешивают в больших чанах с кислотой, обычно в течение 10 часов. После чего он затвердевает. Это уже и есть латекс.

После его пропускают через специальные валы, таким образом, убирая лишнюю влагу. Получается длинная и достаточно широкая лента.

Эту ленту запускают под специальные ножи и измельчают ее. Если посмотреть на этот состав, то это похоже на пережаренный омлет.

Эту воздушную массу, обжигаю в больших печах под воздействием достаточно высоких температур – 13 минут. Теперь он получается эластичным и похожим на бисквит, его прессуют блоками и отправляют на производство.

Конечно в сетях вы не найдете точной формулы производство резины и тем более шин, все это держится в строгом секрете. Однако суть процесса не изменилась за последние 100 лет и всем давно известна.

Чтобы сделать резину, нужно взять эти брикеты латекса и подвергнуть их вулканизации. Также добавляется в этот состав сера и другие «скрытые» ингредиенты. Все это добавляют в специальный котел, нагревают, перемешивают и после таких манипуляций уже и появляется резина.

Как только она разогрета до 120 градусов, ее раскатывают специальными валами, до тонких полос. Там же она и охлаждается.

После эти полоски резины идут на производство колес, читайте статью.

Современная резина для шин

В современном мире шины для колес, делаются в основном из резины. Но она может быть не только натуральной, но и синтетической. Да сейчас научились производить синтетические каучуки. Каучук имеет в составе самую большую долю, обычно это – 40-50% от общей массы.

Далее в резину добавляют сажу (или технический углерод). В массовой доле колеса его примерно 25-30% от общей массы. Его добавляют для большей прочности конструкции, а также для выдерживания высоких температур. Сажа как бы скрепляет молекулы каучука делая их намного прочнее, они легко выдерживают трение и температуры при экстренных торможениях. Без этого углерода (сажи) шины ходили бы раз в 10-15 меньше.

Следующая добавка – это кремниевая кислота. Некоторые производители заменяют ей углерод, так как она дешевле и обладает высокими свойствами для сцепления молекул. Однако другие от нее напрочь отказываются, констатируя что она дает недостаточную износостойкость! Однако если все же проанализировать состав многих ведущих компаний, то она присутствует в составе, она улучшает сцепление на мокрой дороге. Информация разнится, сколько ее добавляют, но если вывести среднюю составляющую примерно 10%.

Еще одни добавки это смолы или масла. Их больше в зимней резине и меньше в летней, они придают «смягчающую роль» резине, не дают ей быть такой «дубовой». Особенно это важно для зимних вариантов. Добавление около 10-15%.

НУ и последнее и очень важное это специфические секретные составы производителя, их также около 10%, но они могут очень сильно изменить параметры готовой шины. Держатся они понятно в строгом секрете.

Справедливости ради стоит отметить что есть еще и металлически-нитевидный каркас, но я его здесь не буду упоминать, все же это немного другая история.

Именно так делают резину (шины) для колес наших автомобилей. Синтетические каучуки хоть и применяются, но они пока не могут потягаться с природными, так что глобальные изменения в строении шин еще долго не предвидятся.

Сейчас полный ролик, в нем найдете ответ – что лучше синтетический или природный материал.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Из чего делают автомобильную резину?

Условия суровой конкуренции заставляют многих производителей автомобильных покрышек утаивать состав резиновой смеси, используемый для производства автошин. Этапы технологического процесса держатся в строгой секретности. При этом основные составляющие, из которых изготавливается авторезина, известны. Без них невозможно создание покрышек. Давайте разберемся, из чего делают резину.

Натуральные и синтетические составляющие

Резину для автомобилей делают из каучука, который может быть природного либо синтетического происхождения. Натуральный каучук добывают из каучуковых деревьев. Дословно название «каучук» переводится как плачущее дерево. Сок указанного дерева имеет очень большую ценность, из него производится авторезина. Синтетический каучук имеет меньшую себестоимость, его чаще применяют для производства.

Примерно 30% от общего состава резины составляет технический углерод (сажа). Он выступает скрепляющим компонентом, действующим на молекулярном уровне. Сажа увеличивает такие характеристики резины:

эксплуатационный период;
прочность изделия;
износостойкость.

Иногда технический углерод заменяется кремниевой кислотой. Этот компонент используют с целью уменьшения себестоимости продукции. Указанная кислота дешевле сажи. При ее использовании увеличивается сцепление колес с мокрым дорожным покрытием, при этом уменьшается стойкость шин к износу.

При производстве резины, для обеспечения ей определенных свойств домешивают разнообразные масла и смолы. Они уменьшают жесткость покрышек, предназначенных для зимы.

Каждый производитель покрышек применяет особый состав авторезины, делает упор на определенные характеристики покрышек:

сцепление с дорожной поверхностью;
устойчивость к абразивным частицам дороги;
улучшение скоростных характеристик и так далее.

Рекомендуем посмотреть видео о том, из чего делают резину:

Технология производства авторезины

Летняя резина отличается от зимней авторезины количеством и качеством, входящего в ее состав каучука. Чтоб сделать летние автошины, необходим каучук ненатурального происхождения. Он обеспечивает жесткость автопокрышкам. Натуральное сырье наоборот смягчает резину, поэтому его используют в зимних шинах. Присутствие натурального каучука позволяет зимним покрышкам не «дубеть» при очень низких температурах.

Сок каучуковых деревьев собирают, затем помещают его в большие чаны, наполненные кислотой на 10 и более часов. Такая технология позволяет сырью затвердеть и в результате получается латекс. Из полученного латекса убирают излишнюю влагу и пропускают его через специальные валы, для образования широкой ленты. Указанная лента с помощью специальных ножей измельчается, в итоге получается легкая воздушная масса, которую с помощью обжига в специальных печах преобразуют в эластичные блоки.

Указанные блоки помещают в специальный котел, в который производителем добавляются дополнительные элементы с учетом четких пропорций для придания резине определенных качественных характеристик. Этот «коктейль», состоящий из каучука и химических элементов нагревается и превращается в резину. Разогретую смесь раскатывают специальными валами в полосы определенной толщины, затем охлаждают.

Процесс изготовления автопокрышек

Из чего делаются покрышки? Готовые автопокрышки состоят не только из резины. Каркас автопокрышек изготавливают из специальных нитей. Они могут быть:

текстильными;
металлическими;
полимерными.

Технология производства корда напоминает работу ткацкого станка. Образованный корд помещается в экструдер, в котором осуществляется его обрезинивание. Готовый каркас раскатывается на полосы, имеющие различную ширину для изготовления покрышек разной размерности.

Для создания протекторного слоя обрезиненный корд помещается на специальный станок, превращающий методом экструзии заготовку в протектор.

Борт авторезины изготавливается следующим образом:

Металлическая проволока обрезинивается.
Производится нарезка обрезиненной проволоки кругами (с учетом радиуса будущей покрышки).
На специальном станке проводится сборка боковин.

Для сбора составляющих элементов шин в единую конструкцию применяют специальный станок. На него устанавливают бортовые кольца и катушки с компонентами. Станок автоматически соединяет все части автопокрышки, затем наполняет заготовку воздухом под протектор с брекетом.

Завершающим этапом создания шин есть вулканизация. После обработки покрышки горячим паром под давлением, каучук с всевозможными присадками спекается. Затем с применением специальных форм для пресса наносится протекторный рисунок с разнообразными надписями. Готовая продукция проверяется на соответствие всем необходимым характеристикам.

Заключение

Автомобильная резина состоит, в большинстве случаев, из таких компонентов:

каучук;
смолы;
кремниевая кислота;
сажа;
секретные химические элементы, добавляемые в резину для придания ей определенных качеств (мел, глицерин, ацетилированный ланолин и так далее).

От качественных и количественных характеристик указанных компонентов зависит качество готовой продукции. Не стоит поддаваться рекламному воздействию и отдавать предпочтение автошинам, изготовленным с применением новых химических компонентов. Перед покупкой таких покрышек, стоит поинтересоваться, насколько заявленные производителем авторезины параметры соответствуют реальности.

Из чего делают шины для автомобиля

Автовладельцы заинтересованы в безопасном передвижении по дорогам. Во многом это зависит от надежности и износостойкости шин. Крупные автоконцерны тратят миллионы на разработку и приобретение новых технологий, в том числе и на улучшение качества автомобильных покрышек. Они являются единственными комплектующими автотранспорта, которые контактируют с дорогой. Современные шины – это не только комфортная езда. Сегодня они помогают снижать расход топлива и дополняют внешний вид автомобиля.

Состав шины для колеса автомобиля

Из чего делают шины? Этот наиболее важный элемент колеса представляет собой упругую оболочку, сделанную из резины. Для прочности и эластичности производители дополнительно используют металл и тканевые материалы. Описать на 100% состав автомобильной шины практически невозможно. Компании стараются держать в секрете процесс изготовления шинной массы. Но основные составляющие смеси известны.

Основой служит резина, изготовленная из каучука. Используется как натуральный, так и искусственный каучук. Натуральный материал добывается из гевеи бразильской или, так называемого, «плачущего дерева». Каучуковый сок, выделяемый деревом, является главным источником натуральной резины на планете. Шины, сделанные из этого материала, недешевое удовольствие. Поэтому на помощь приходят химики. Они создают искусственную резину.

В каждом крупном концерне созданы лаборатории. В них проводятся эксперименты по созданию новых формул для повышения износостойкости автомобильных шин. Первый синтетический каучук был изобретен еще в 30-е годы прошлого века немецкими химиками. Для его создания использовалась нефть. В настоящее время синтезируется более 10 видов искусственной резины и это не является пределом для химической промышленности. Синтетический изопреновый каучук наиболее приближен к натуральному. Сегодня именно он широко применяется при производстве автомобильных шин.

Кроме каучука в состав входят:

промышленная сажа или технический углерод. Материал применяется в качестве наполнителя и придает покрышке привычный темный цвет. В процессе вулканизации резиновых покрышек с серой, технический углерод обеспечивает стойкое молекулярное соединение, благодаря которому у покрышки увеличивается коэффициент износостойкости. Сажу получают в процессе переработки природного газа, поэтому в странах, чьи недра богаты этим полезным ископаемым, нет проблем с техническим углеродом;

кремниевая кислота. Ее ввели в состав шин там, где природный газ не добывается, а автомобилестроение процветает. Такие покрышки называют «зелеными шинами». В отличие от технического углерода, кремниевая кислота наносит окружающей природе меньший урон. Она не обеспечивает такую же износостойкость, как сажа, зато автомобиль надежнее держится при езде по мокрым дорогам. Кремниевая кислота отлично соединяется с резиной и меньше из нее вытирается при эксплуатации;

технические масла;

смолы.

Два последних ингредиента служат вспомогательными материалами для достижения эластичности, повышенной прочности и износостойкости покрышек.

В качестве вулканизирующих агентов и активаторов используются сера, оксид цинка, стеариновые кислоты. Элементы связывают молекулы полимера, ускоряют и регулируют процесс вулканизации. Это основные материалы, из чего делают шины для автомобиля. Остальные компоненты и их процентное соотношение являются промышленной тайной изготовителей.

Производство шин

Производители уделяют огромное внимание трем основным характеристикам шин, которые отвечают за безопасность передвижения транспортного средства. Кроме повышенной износостойкости важным моментом является сцепление с дорожным покрытием. Автомобилю не всегда доводится ездить по автомагистралям. Поэтому шины должны быть устойчивыми к воздействию абразивных материалов дорог. Кроме этого они не должны сдерживать указанный в технических характеристиках скоростной режим.

Создателям моделей необходимо сочетать эти разные характеристики. В производстве используются новейшие химические исследования и технологические разработки. Производитель должен учитывать запросы потребителей его продукции, поэтому привлекает к созданию новых моделей специалистов из разных областей науки и техники.

Процесс изготовления автопокрышек разделен на 4 основные этапа:

Производство резиновой смеси . Масса является основой автомобильной покрышки, а значит самой секретной ее частью. Кроме технического углерода, кремниевой кислоты, натурального или искусственного каучука в состав может входить до 20 дополнительных элементов. Рецептура изготовления массы является собственностью производителя. Около 25-30% смеси составляет технический углерод. Он придает прочность и помогает конструкции выдерживать высокие температуры. В смесь может быть добавлена кремниевая кислота. Она повышает уровень безопасности при движении по мокрым дорогам. Но некоторые производители отказываются добавлять этот компонент из-за того, что он не способствует износостойкости покрышек.

Создание основных составляющих шины . Протекторная лента изготавливается на специальных червячных машинах. Профиль получается за счет шприцевания горячей ленты. Затем заготовка остужается водой и разрезается по размеру будущих шин. Для изготовления каркаса и брекера используются высокопрочный металлический корд и прорезиненный текстиль. Жесткая часть (борт и крыло) исполняются из обрезиненной проволоки. Эта часть является нерастяжимой и предназначена для крепления на ободе колеса.

Создание модели . Все заготовки отправляются на сборные станки. Они оборудованы специальными барабанами, на которые друг за другом накладываются слои покрышки.

Вулканизация . Собранная шина помещается в вулканизатор. Пресс-форма и сама покрышка нагреваются до температуры +200 0 С, шину наполняют водой или паром и включают пресс. Под действием давления появляется характерный для данной модели рельефный рисунок. В процессе применяются химические реактивы, которые делают изделие прочным и эластичным.

После изготовления каждая шина проходит обязательное тестирование.

Летние и зимние шины

Автовладельцев часто интересует, из чего делают резину для шин автомобиля летнего и зимнего использования. Главное отличие состоит в использовании разных видов каучука. Летняя резина обычно изготавливается из искусственного каучука. Он более жесткий и больше подходит для летних дорог. Для изготовления зимней резины используется натуральный каучук. Он придает покрышкам мягкость и не дает им затвердеть при сильных морозах. Кроме этого шины проходят процедуру ошиповки протектора. Элементы противоскольжения используются в шинах для любого вида транспорта: легковых автомобилей, грузовых, спецтехники и мототранспорта.

Как определить качество автомобильных шин

При покупке новой или бывшей в употреблении резины для авто следует обратить внимание на следующие вещи:

срок изготовления;

уровень износа;

отсутствие потертостей, порезов, трещин.

О сохранении сцепных свойств свидетельствует мягкость протектора. При надавливании пальцы не должны проваливаться внутрь. Шина должна немного пружинить. Только в этом случае можно говорить о хорошей эластичности.

Из чего делают автомобильные шины?

Сегодня существует большой выбор автомобильных шин, которые предназначаются для езды по определённым типам дорожного покрытия, а также для эксплуатации в разные времена года. Характеристики шин во многом определяет резиновый состав. Фирмы-производители зачастую хранят его в секрете. Но основной набор компонентов известен всем, так же как и химические свойства конкретной модели шин, которые влияют на комфорт и безопасность передвижения.

Обязательными составляющими компаунда являются:

Каучук натурального и синтетического происхождения.

Синтетический текстиль и др.

Предлагаем рассмотреть особенности данных компонентов и то, какое влияние они оказывают на характеристики шин.

Натуральный и синтетический каучук

Важным компонентом резиновой смеси является натуральный каучук. Он представляет собой молочко белого цвета, которое выделяется каучуковыми деревьями в случае надреза их коры.

Натуральное каучуковое молоко обладает сильным механическим сопротивлением, поэтому при добавлении его в резиновый состав производителям удается уменьшить нагревание покрышек при езде на высокой скорости и интенсивной эксплуатации в жаркий период года. Компонент используют для изготовления разных участков протектора. Больше всего натуральный каучук востребован при изготовлении шин для грузового транспорта и спецтехники.

Доля синтетического каучука в составе резины составляет до 60%. Его получают путем обработки нефтяного углеводорода. Эластомер химического происхождения является упругим материалом с хорошими способностями к растяжению при нагрузке, при этом синтетическая резина быстро возвращается к исходным размерам и форме после снятия нагрузки. Благодаря этому автомобильные шины имеют отличные показатели сцепления с дорожным покрытием, поэтому химический эластомер получил широкое применение в производстве мотоциклетных покрышек и резины для легковых машин. Синтетический каучук обладает и рядом других достоинств, которые способствуют повышению износостойкости, сопротивления качению.

В состав компаунда в обязательном порядке добавляется углеродистая сажа, что способствует существенному повышению износостойкости протектора. Процентное содержание этого компонента в автошинах составляет в среднем 25-30%. Из-за добавления углеродистой сажи компаунд обладает характерным черным цветом, который эффективно защищает покрышки от негативного воздействия ультрафиолета.

Важным компонентом резиновой смеси является Silica (кремниевая кислота). Это вещество известно уже долгие столетия, а производится оно путём переработки песка. Добавление силики позволяет снизить сопротивление качению и повысить устойчивость шин к разрывам.

В конце XX века специалисты разработали инновационную технологию, которая предусматривала объединение в компаунде силики, специальных полимеров и особенного соединяющего агента. Благодаря такой методике сегодня производится львиная доля автомобильных покрышек, которые обладают отличными сцепными характеристиками и увеличенным сроком службы.

Чтобы автомобильная шина была эластичной, в состав компаунда добавляется сера, которая выполняет роль вулканизирующего посредника и трансформирует твердую резиновую смесь. В структуру автопокрышек входит и корд. Последний может быть изготовлен как из металлических нитей, что существенно повышает прочность резины, так и из полимерных или текстильных. Металлокорд применяют в грузовых шинах, в то время как полимерный и текстильный корд подходят только для производства легковых.

Для улучшения прочностных характеристик в состав компаунда добавляется специальный текстиль синтетического происхождения: нейлон, вискоза, полиэстер, арамид.

Кроме того, в состав резиновой смеси могут входить и другие компоненты (масла, смолы, оксид цинка, стеариновая кислота, экологические наполнители и др.), которые улучшают эксплуатационные свойства покрышек.

Черная кухня: как делают автомобильные шины

Все автомобильные шины производят из схожих ингредиентов и по схожим технологиям. Но есть нюансы.

Если считать изобретателем пневматической шины Джона Данлопа, то современная покрышка имеет почти 130‑летнюю историю: шотландец получил патент в 1888 году. Однако аналогичную идею Роберт Уильям Томпсон запатентовал еще раньше – в 1846 году. И хотя в то время изобретением никто не заинтересовался, предлагаю считать, что эта статья о производстве шин посвящена их 170‑летнему юбилею.

Чтобы проследить все стадии процесса, я посетил крупнейший итальянский завод фирмы Pirelli, который расположен в Турине, а затем заглянул на российское производство Pirelli в Воронеже.

Всё начинается с изготовления резиновой смеси. От ее состава зависят характеристики будущей шины. Смешиваются натуральный и синтетический каучук, полимеры, масла, смолы, сера, сажа и прочие вещества. Точную рецептуру не раскрывает ни один шинник – это ноу-хау и тайна за семью печатями. Примерно как с кока-колой: ингредиенты указаны на этикетке, но приготовить из них требуемый продукт вряд ли получится.

Львиную долю компонентов получают искусственным способом, и у них есть срок годности. Если он истек, материал утилизируют – в производство некондиция не попадает. Кроме того, всё сырье проверяют в лаборатории завода на соответствие рецептуре.

Проверенные партии отправляют на смешивание. На выходе получают резиновую ленту-полуфабрикат, раскатанную вальцами станка в тонкий слой. На заготовки ставят штампы и цветные метки с информацией о составе и дате производства.

Основным материалом для шинной промышленности был и остается каучук. В летние шины идет больше искусственного каучука, а в зимние, для которых важна мягкость, – натурального. Природный каучук добывают в основном в Азии и Латинской Америке. Больше половины его объема уходит на производство шин. А первый в мире завод по производству синтетического каучука был запущен в 1932 году в Ярославле.

Шина состоит из каркаса, нескольких слоев брекера, протектора и боковин. У каждой из этих составляющих свой путь. Текстильный и полимерный корды покрывают слоем резины, причем параметры выходящих из оборудования лент контролирует лазер. Для каждой модели шины и ее типоразмера требуется своя ширина, поэтому для изготовления применяют автоматизированные линии с барабаном изменяемых размеров. Это каркас будущей шины, ее внутренний слой. Правда, с закачанным внутрь воздухом контактирует не он, а так называемый гермослой – тонкое резиновое полотно, обеспечивающее герметичность современных бескамерных шин. По сути, оно заменяет собой камеру и, соответственно, должно обладать всеми ее свойствами.

На каркас накладывается обрезиненный стальной корд – брекер. Обычно укладывают несколько слоев под углом друг к другу. Они обеспечивают способность покрышки противостоять ударам и помогают ей сохранять форму.

Верхний слой – протектор. Из станка он выходит опять-таки в виде резиновой ленты необходимой ширины, только гораздо более толстой, нежели каркас и брекер. На этой же стадии наносятся хорошо известные всем автомобилистам цветные полосы, по которым можно узнать параметры шины, взглянув на ее рабочую поверхность, а не на боковину, – так легче идентифицировать колеса на складе.

Протектор должен быть износостойким и одновременно обеспечивать надежное сцепление на разных поверхностях и в широком диапазоне температур. Отсюда особые требования к резиновой смеси, причем ее состав в разных частях протектора серьезно меняется. Мягкая резина контактирует с асфальтом, внутренняя, более жесткая, держит удары, резина третьего сорта, на плече, нужна для перехода от контактной поверхности к боковине.

Боковая часть покрышки принимает на себя ударные нагрузки и играет важную роль при прохождении поворотов. В зоне, прилегающей к колесному диску, за утолщением скрыто бортовое кольцо. Это несколько слоев прочной проволоки, также обрезиненной.

Когда все элементы готовы, они подаются на станок первичной сборки. Он соединяет гермослой, каркас, брекер и протектор, заворачивает «крылья» последнего и соединяет их с боковинами. Результат работы – так называемая «зеленая» шина. Она уже приняла нужную форму, но ее бока раздуты, протектор гладкий, а сама резина очень податлива: ее можно повредить буквально нажимом руки. Однако на этом этапе уже можно провести первый визуальный контроль качества.

Последний этап – вулканизация. «Зеленую» шину обрабатывают составом, исключающим прилипание резины к пресс-форме во время термической обработки, и в горизонтальном положении подают на платформу станка. Внутри будущей покрышки надувают резиновую камеру. Сначала небольшим давлением – около 0,3 бар, дабы обеспечить равномерный прижим диафрагмы к заготовке, затем оно возрастает до 15 бар и более. Снаружи шину облегает пресс-форма с рисунком протектора и надписями на боковинах.

«Выпекание» с подачей водяного пара при температуре около 170–200 ºС занимает от 3 до 35–40 минут, в зависимости от типа покрышки. На туринском заводе на создание заготовки шины уходит в среднем около 17 минут, а на вулканизацию – около 15 минут.

На выходе шину снова ждет контроль – визуальный и инструментальный. Причем проверяют еще горячее изделие: после остывания до комнатной температуры видны уже не все дефекты, поэтому бракованное колесо может попасть в продажу или на конвейер. Шину взвешивают, проверяют рентгеновским аппаратом и лазерным сканером на предмет внутренней однородности. К тому же несколько экземпляров из каждой партии отправляют на ресурсные испытания.

Напоследок еще об одном любопытном факте из мира шинного производства. Шина не столь специфический продукт, как ее носитель – автомобиль. Поэтому, несмотря на нынешний кризис, российские заводы мировых грандов не простаивают и не сокращают численность сотрудников. Наоборот, работают в усиленном режиме, поставляя ставшие вдруг очень выгодными при нынешнем курсе рубля шины российского производства на экспорт по всему миру.

В ПОДЗЕМЕЛЬЯХ

Особая гордость компании Pirelli – лаборатории туринского завода. В некоторые удалось заглянуть. Расположены они, как и полагается секретным объектам, под землей, на цокольных этажах. Тут находится 85 установок, позволяющих проводить до полутысячи различных испытаний. Значительный штат сотрудников работает над шинами для Формулы‑1. Как известно, Pirelli является эксклюзивным поставщиком «королевских гонок».

В одной из лабораторий занимаются нанесением рисунка протектора на прототипы шин. Высокоточный лазер используют только для предварительной разметки – луч выжигает лишь очертания рисунка (глубина этих штрихов не более 0,1 мм), которые мастер потом «прорезает» вручную. Полностью доверить эту работу автоматике нельзя: из-за воздействия высокой температуры изменятся химический состав резины и ее свойства. А изготавливать пресс-форму под каждый образец – дорого и хлопотно.

Измерение шума проводят в изолированной безэховой камере. Установленное на автомобиль колесо крутит электромотор, расположенный за пределами помещения. Это позволяет анализировать звук только от шины, не отфильтровывая шум двигателя, трансмиссии и прочих источников.

Pirelli располагает уникальной установкой, позволяющей измерять больше сотни различных параметров шины. Она занимает несколько этажей и весит 250 тонн, но на виду только рычаг с закрепленным на нем колесом и барабан под ним. Под протектором – очень агрессивная «бумага». За счет подвижных элементов изменяется скорость качения, сила прижима, имитируются наклоны, повороты, торможения. Характеристики снимаются в режиме реального времени. Всё это нужно, чтобы сформировать виртуальную модель шины. Ее передают заказчику, который использует данные при доводке реального автомобиля. Ведь для многих спортивных и премиальных машин используются шины с особыми характеристиками. Их боковины могут нести обозначение стандартной модели, но дополнительная буква или индекс укажет знатоку, что конкретно эта шина создана по заказу одного из автоконцернов и отличается от продающихся на вторичном рынке. Для такой продукции у Pirelli есть отдельный цех мелких серий, где изготавливаются шины для автомобилей Ferrari, Maserati и других марок сопоставимого уровня.