Радиальная шина (точнее, радиальная шина ) представляет собой особую конструкцию автомобильной шины . В этой конструкции слои корда расположены под углом 90 градусов к направлению движения или радиально (от центра шины). Радиальная конструкция шины достигла 100% доли рынка в Северной Америке после того, как Consumer Reports обнаружила превосходство радиальной конструкции в 1968 году и стала стандартом к 1976 году. [1] [2]
Первые конструкции радиальных шин были запатентованы в 1914 г. Г. Х. Гамильтоном и Т. Слопером (патент № 467 , поданный в Лондоне [3]) , а в 1916 г. Артуром У. Сэвиджем , производителем шин (1915–1919), разработчиком огнестрельного оружия и изобретателем . в Сан-Диего, Калифорния - патент США 1,203,910 . [4] [5] Реальные продукты не создавались. [6]
Компания Michelin во Франции спроектировала, разработала, запатентовала и выпустила на рынок 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 ранних работах Гамильтона или Сэвиджа, когда он начал свои эксперименты в 1941 году. [3]
Michelin принадлежала ведущему автопроизводителю Citroën , поэтому она смогла быстро представить свой новый дизайн, в том числе на новой модели Citroën 2CV 1948 года. [8] В 1952 году компания Мишлен разработала радиальную грузовую шину. [9]
Из-за своих значительных преимуществ 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 конструкции радиальной шины, задокументировав ее более длительный срок службы, лучшие характеристики управляемости и меньшее сопротивление качению, что увеличивает расход топлива . [12] [13]
В 1970 году Ford Motor Company выпустила первый автомобиль американского производства с радиальными шинами в качестве стандартного оборудования, шинами Michelin , установленными на Continental Mark III . [14]
В 1974 году Чарльз Дж. Пиллиод-младший , новый генеральный директор Goodyear Tire and Rubber Company , после нефтяного кризиса 1973 года столкнулся с важным инвестиционным решением относительно переоснащения радиальных шин . Несмотря на резкую критику в то время, Pilliod вложил значительные средства в новые заводы и инструменты для создания радиальной шины. [15] Сегодня только Goodyear, Cooper , Titan и Specialty Tyres of America остаются независимыми среди производителей шин в США, а радиальные шины практически заменили на рынке все другие методы изготовления автомобильных шин. Сэм Гибара, возглавлявший Goodyear с 1996 по 2003 год, отметил, что без действий Пиллиода Goodyear «сегодня не существовало бы». [15]
В 1974 году Pirelli разработала широкую радиальную шину по запросу раллийной команды Lancia для шины, способной справиться с мощностью нового Lancia Stratos , а в следующем году Pirelli представила широкую шину с уменьшенной высотой боковины, как у слика. но с радиальной конструкцией для работ Stratos, победивших в ралли Монте-Карло . [16]
Радиальная технология теперь является стандартной конструкцией практически для всех автомобильных шин. [1]
Диагональные шины до сих пор используются на прицепах из-за их грузоподъемности и устойчивости к раскачиванию при буксировке. [17]
Для самолетов переход происходит медленнее, так как шины сертифицируются вместе с планером . Радиальные шины имеют меньше материала в боковине, поэтому они меньше весят, меньше нагреваются и служат дольше. [18] Для небольших самолетов диагональные шины обеспечивают большую устойчивость на высоких скоростях и имеют более прочные боковины. [19]
Ряд слоев корда укрепляет шину. Без этого шина была бы гибкой и слабой. Сеть кордов, придающая шине прочность и форму, называется каркасом. С 1960-х годов все распространенные шины имеют каркас из корда из полиэстера, стали или других текстильных материалов, инкрустированный несколькими слоями резины.
Раньше ткань накладывали на плоский стальной барабан, а шнуры располагались под углами около +60 и -60 градусов от направления движения, так что они пересекались друг с другом. Их называли поперечными слоями .или диагональные шины. Слои были завернуты вокруг бортов из стальной проволоки, и применен комбинированный протектор/боковина. Необработанная (неотвержденная) шина была загружена в вулканизационную камеру и отформована в форму. Этот процесс формования привел к тому, что корды в шине приняли S-образную форму от борта к борту. Угол под протектором, угол короны, растянулся примерно до 36 градусов. В районе боковины угол составил 45 градусов, а в борте остался на уровне 60 градусов. Низкий угол короны обеспечивал жесткость для поддержки протектора, а высокий угол боковины обеспечивал комфорт. Чтобы увеличить прочность, производитель увеличил количество слоев и накопление тепла в шине . [20]
Для сравнения, радиальные шины укладывают все слои корда под углом 90 градусов к направлению движения (то есть поперек шины от края до края). Эта конструкция позволяет избежать трения слоев друг о друга при изгибе шины, что снижает трение качения шины. Это позволяет автомобилям с радиальными шинами добиться большей экономии топлива , чем с диагональными шинами. Это также объясняет слегка «низкий уровень воздуха» (выпуклость), который имеют боковины радиальных шин, особенно по сравнению с диагональными шинами.
При использовании только радиальных кордов радиальная шина не будет достаточно жесткой при контакте с землей. Для повышения жесткости вся шина окружена дополнительными ремнями, ориентированными ближе к направлению движения, но обычно под некоторым «спиральным» углом. Эти ремни могут быть изготовлены из стали (отсюда и термин «радиальный стальной ремень»), полиэстера или арамидных волокон, таких как тварон или кевлар .
Таким образом, низкорадиальные шины разделяют каркас шины на две отдельные системы:
Затем каждая система может быть индивидуально оптимизирована для достижения наилучшей производительности.
Радиальные шины имеют характеристики упругости, отличные от характеристик диагональных шин , и другую степень проскальзывания при управлении. Преимущество заключалось в том, что автомобили теперь можно было сделать легче, потому что им не нужно было компенсировать недостатки диагональных шин. [21]
Однако автолюбители не привыкли к ощущениям, поэтому системы подвески автомобилей пришлось модифицировать. Инженер Ford Motor Company Джек Байер экспериментировал в 1960-х годах на Ford Falcon , придав ему менее тугое рулевое управление и добавив изоляторы к приводному валу и втулки к подвеске, последние должны были поглощать удары при езде по асфальтовым компенсаторам в бетонная проезжая часть. Радиальные шины иногда находили применение на велосипедах, которые использовались 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.
Стальная проволока в радиальных шинах при использовании намагничивается, поэтому при их вращении создается переменное магнитное поле. Его вполне можно измерить с помощью измерителя ЭДС рядом с колесной нишей, когда колесо вращается, и он богат гармониками до нескольких сотен герц. [1]
Преимущества радиальных шин по сравнению с диагональными: [12]