Радиальная шина (более правильно, радиально-слойные шины ) является частным конструкции автомобильной шины . В этой конструкции слои корда расположены под углом 90 градусов к направлению движения или радиально (от центра шины). Радиальная конструкция покрышки увеличилась до 100% доли рынка в Северной Америке после того, как Consumer Reports обнаружила превосходство радиальной конструкции в 1968 году и стала стандартной к 1976 году. [1] [2]
Первые радиальные конструкции шин были запатентованы в 1914 году GH Гамильтона и Т. Sloper -patent п ° 467 , поданной в Лондоне , [3] , а в 1916 году Arthur W. Savage , производитель шин (1915-1919), огнестрельное оружие дизайнер и изобретатель в Сан-Диего, Калифорния - Патент США 1,203,910 . [4] [5] Никаких реальных продуктов создано не было. [6]
Компания Michelin во Франции спроектировала, разработала, запатентовала и ввела в продажу радиальную шину. [7] Первая радиальная шина Michelin X для автомобилей была разработана в 1946 году исследователем Michelin Мариусом Миньолем. [7] Нет никаких доказательств того, что бывший бухгалтер, ставший исследователем Миньоль, знал о более ранней работе Гамильтона или Сэвиджа, когда начинал свои эксперименты в 1941 году. [3]
Michelin владел ведущим автопроизводителем Citroën , поэтому он быстро смог представить свой новый дизайн, в том числе на новой модели Citroën 2CV 1948 года. [8] В 1952 году компания Мишлен разработала радиальную шину для грузовых автомобилей. [9]
Благодаря значительным преимуществам в долговечности и экономии топлива [10] эта технология быстро распространилась в Европе и Азии в 1950-х и 1960-х годах. [7] [11] [1]
В 1968 году влиятельный американский журнал Consumer Reports признал превосходство радиальной шины, задокументировав ее более длительный срок службы протектора, лучшие характеристики рулевого управления и меньшее сопротивление качению, что увеличивает расход бензина . [12] [13]
В 1970 году Ford Motor Company выпустила первый автомобиль американского производства с радиальными шинами в качестве стандартного оборудования, шины Michelin, установленные на Continental Mark III . [14]
В 1974 году Чарльз J Пиллиод, младший , новый генеральный директор в компании Goodyear Tire и Rubber Company , столкнулся с крупным инвестиционное решение относительно переоснащения для радиальной шины, после нефтяного кризиса 1973 года . Несмотря на резкую критику в то время, Pilliod вложил значительные средства в новые заводы и инструменты для создания радиальных шин. [15] Сегодня только Goodyear, Cooper , Titan и Specialty Tyres of America остаются независимыми среди производителей шин в США, а радиальные шины практически заменили все другие методы изготовления автомобильных шин на рынке. Сэм Гибара, возглавлявший Goodyear с 1996 по 2003 год, отмечал, что без действий Pilliod Goodyear «не было бы сегодня». [15]
В 1974 году Pirelli разработала широкую радиальную шину по запросу раллийной команды Lancia для шины, способной выдержать мощность нового Lancia Stratos, а в следующем году Pirelli представила широкую шину с уменьшенной высотой боковины, как слик, но с радиальной конструкцией для победы в ралли Монте-Карло работает Stratos. [16]
Радиальная технология теперь является стандартной конструкцией практически для всех автомобильных шин. [1]
Диагностические шины до сих пор используются на прицепах из-за их несущей способности и устойчивости к раскачиванию при буксировке. [17]
Для самолетов переход происходит медленнее, так как шины сертифицируются вместе с планером . Радиал имеет меньше материала в боковой стенке, поэтому он меньше весит, работает холоднее и служит дольше. [18] Для небольших самолетов диагональные шины обеспечивают большую устойчивость на высоких скоростях и имеют более прочные боковины. [19]
Шину укрепляют ряд слоев корда . Без этого шина была бы гибкой и слабой. Сеть кордов, придающих шине прочность и форму, называется каркасом. С 1960-х годов все обычные шины имеют каркас из кордов из полиэстера, стали или других текстильных материалов, инкрустированных несколькими слоями резины.
В прошлом ткань была наложена на плоский стальной барабан, а шнуры располагались под углами примерно +60 и -60 градусов по отношению к направлению движения, поэтому они перекрещивались друг с другом. Их называли кросс-слойнымиили диагональные шины. Слои были загнуты вверх вокруг бортов стальной проволоки и нанесен комбинированный протектор / боковина. Необработанную (неотвержденную) шину загружали на камеру для вулканизации и формовали в форму. Этот процесс формования заставлял корды в шине принимать S-образную форму от борта до борта. Угол под протектором, угол короны, растянулся примерно до 36 градусов. В области боковин угол составлял 45 градусов, а в борте - 60 градусов. Низкий угол наклона короны придавал жесткости протектору, а высокий угол боковины давал комфорт. Чтобы увеличить прочность, производитель должен увеличить количество слоев и тепловыделение в шине . [20]
Для сравнения, радиальные шины уложены все слои корда под углом 90 градусов к направлению движения (то есть поперек шины от кромки до кромки). Эта конструкция позволяет избежать трения слоев друг о друга при изгибе шины, что снижает трение качения шины. Это позволяет автомобилям с радиальными шинами достичь большей экономии топлива, чем с диагональными шинами. Этим также объясняется слегка «выпуклый» вид радиальных боковин шины, особенно по сравнению с диагональными шинами.
При использовании только радиальных кордов радиальная шина не будет достаточно жесткой при контакте с землей. Для увеличения жесткости вся шина окружена дополнительными ремнями, ориентированными ближе к направлению движения, но обычно под некоторым «спиралевидным» углом. Эти ремни могут быть изготовлены из стали (отсюда и термин радиальный стальной ремень), полиэфирных или арамидных волокон, таких как тварон или кевлар .
Таким образом, низкие радиальные шины разделяют каркас шины на две отдельные системы:
Затем каждую систему можно индивидуально оптимизировать для достижения наилучшей производительности.
Радиальные шины обладают характеристиками упругости, отличными от характеристик диагональных шин , и различной степенью скольжения при рулевом управлении. Преимущество заключалось в том, что теперь автомобили можно было сделать легче, поскольку им не пришлось бы компенсировать недостатки диагональных шин. [21]
Однако автомобилисты не привыкли к такому ощущению, поэтому пришлось модифицировать системы подвески автомобилей. Инженер Ford Motor Company Джек Байер экспериментировал в 1960-х годах на Ford Falcon , уменьшив жесткость рулевого управления и добавив оба изолятора к ведущему валу и втулки к подвеске, причем последние должны были поглощать удары от езды по асфальтовым компенсаторам в бетонная проезжая часть. Радиальные шины иногда находили применение на велосипедах, использовавшихся на туристическом велосипеде Miyata 1980-х годов; модели 1000 и 610, [22] и совсем недавно в 2009 году на Maxxis Radiale. [23] Радиальные шины Panaracer также входили в стандартную комплектацию велосипеда модели Jamis Gentry в 1985 году.
Стальные проволоки в радиальных шинах при использовании намагничиваются, поэтому при их вращении создается переменное магнитное поле. Его вполне можно измерить с помощью измерителя ЭДС рядом с колесной аркой, когда колесо вращается, и он богат гармониками до нескольких сотен герц. [1]
Преимущества радиальных шин перед диагональным кордом: [12]