Из чего делают шины для автомобиля?
Автомобилисты часто заказывают установку шин на диск, но не знают из чего изготовлены эти важные детали. От выбора производителем определенных компонентов напрямую зависит качество изделий. Некоторые передовые бренды держат фирменную рецептуру резины для покрышек в строжайшем секрете от конкурентов. Но все же есть общеизвестные ключевые составляющие, используемые для изготовления авторезины, о которых вы узнаете из этой статьи.
Химический состав
Ключевой материал для изделия – это каучуковая резина. Ее изготовляют с натурального сырья или синтетическим способом. В ассортименте большинства производителей преобладают шины на основе синтетической резины. Их легче запускать в производство, но они уступают по износостойкости и другим параметрам натуральным покрышкам.
Второй важный компонент изделия – технический углерод (сажа). В составе резине она занимает не менее трети по количеству. Углеродная масса выполняет роль скрепляющего средства.
Другой проверенный аналог технической сажи – кремниевая кислота. Профессиональные автомобилисты высказывают сомнения в долговечности такой резины после установки шин. Хотя признают один существенный плюс – такие покрышки обладают высокой способностью сцепления с мокрым дорожным полотном.
Дополнительные добавки в компаундах – разнообразные смолы и масла для эластичности. Особенно это важно для зимних покрышек. Некоторые фирмы в своей рекламной кампании делают акцент на добавках. Ни одна из них не сделает автомобильную резину лучше, если производитель не изготовит «одежку» для колес строго по рецепту.
Итак, автошины изготавливают не только с резины, но и с других составляющих с включением натурального каучука.
Поэтапный процесс производства покрышек
Приготовление резиновой смеси. В отдельном заводском цеху смешивания осуществляют приготовления готовых производственных смесей. В большинстве предприятия, изготавливающие автомобильные шины, делят этот процесс на 2 фазы:
1) Перемешивание натурального и синтетического сырья;
2) Добавление к резиново-каучуковой смеси дополнительных химических компонентов (может быть около 20).
Идеально смешанные составляющие с особой точностью взвешивает оператор и отправляет затем в специальную печь.
На выходе получают куски резины определенной длинны.
Линия обработки корда. Заготовки по конвейеру направляют в линию со специальными барабанами. Стальные и тканевые корды заливают разогретой резиновой смесью. В конце процедуры рабочие производства получают куски нужных размеров. Также на этом этапе обрабатывается внутренний слой покрышки, текстильная основа и брекерные слои.
Нанесение рисунка. Лента готовой смеси к экструдеру со шнековой прогонкой подает обработанные заготовки. После путешествия через отверстие шаблона змееподобное изделие попадает в холодную зону для маркировки и обработки спеццементом. Затем протектор нарезают согласно нужной длинны. Заводская техника режет резиновую ленту под углом для последующей возможности соединения начала и конца протектора без заметных швов.
Подготовка боковин. Детали производят за подобным принципом. Отличие заключается в том, что боковины завивают в специальных барабанах, без нарезания.
Обработка бортовых колец. Процедура придает жесткости и необходимой толщины. Обрезиненная проволока — своеобразное ребро для будущей шины.
Как собирают шины
В начале сооружают каркасную основу с необходимых деталей на сборочном станке. По бокам слои замыкаются бортовыми кольцами. Изделие непрерывно прогревают и прокручивают на специальном оборудовании. За одну смену рабочим удается произвести более 6,5 сотен таких каркасов.
На следующем этапе шину собирают. На основу наносят необходимое количество брекерных слоев и протекторной ленты. В начале из соединяют между собой и только после этого переносят на каркас для последующего закрепления.
Конечной процедурой служит вулканизация. В специальных прессах-аппаратах формируют форму, боковины, наносят маркировку и рисунок протектора. Изнутри покрышки распирают специальными вулканизационными диафрагмами под давлением. На выходе готовая шина проходит специальный контроль качества.
Компания «АП-сервис» мобильный шиномонтаж устанавливает шины только лучших и проверенных производителей. Ее специально обученный персонал знает тонкости монтажа новых шин. Обращайтесь за помощью в подборе и установке покрышек к настоящим профессионалам.
Из чего делают шины для современного автомобиля? | INFS.kz
Вы здесь
Главная » Статьи
Поделиться
15.02.2021
На стеллажах автомагазинов по продаже шин сегодня можно наблюдать большой ассортимент автомобильных покрышек. И перед их покупкой для своего авто давайте рассмотрим из чего принципиально состоят автомобильные шины. Эта информация будет полезна и поможет при выборе автопокрышек, ведь понимая процесс изготовления резины будет легче подобрать на данный момент правильную шину для своего автомобиля.
Несмотря на то, что известные производители автопокрышек держат в секрете рецепты приготовления резинотехнической смеси для своих марок шин, некоторые компоненты её состава известны, а скрывать эти данные не имеет никакого смысла.
Резина в конечном своем варианте в виде шины на колесе создается из около 20-ти компонентов. Все компоненты рассматривать не стоит, а только самые основные. Их количество и соотношение определяет какой резина получится – мягкой или жёсткой; при каких диапазонах температур будет достигаться оптимальное сцепление с дорогой, и как следствие, из этого показателя определяется сезонность шин (зимняя резина применяется от +7 градусов и ниже, всесезонная – средний температурный диапазон, и летняя резина – от +7 и выше). Также от состава резины зависит то, при каких скоростях можно эксплуатировать шину и какую можно давать на неё нагрузку.
При изготовлении резины для автопокрышек может использоваться синтетический каучук или натуральный. В более дешевых покрышках применяется синтетический каучук, так как он проще (быстрее и надежнее) в изготовлении и дешевле чем натуральный каучук, что понижает себестоимость шины.
Ещё один немаловажный компонент – это углерод технический, а более привычное в обиходе его название – сажа.
Техуглерод добавляют в размере около 30% состава всей автомобильной резины. Задачей техуглерода является усиление связи между компонентами резинотехнической смеси авто шины, а их, как мы помним, около 20. Если бы сажу или её аналоги не применяли и в достаточных пропорциях, то автомобильная шина была бы недолговечной, сильно и быстро изнашивалась, была бы непрочной. Сегодня как замена технического углерода часто используется кремниевая кислота, по причине того, что сажа стала дорожать. У знатоков такая ситуация вызывает неоднозначные мнения и постоянно ведущиеся споры о целесообразности её применения. Так как известно, что, с одной стороны, кремниевая кислота обеспечивает меньшую прочность шины, а с другой, она улучшает сцепление с мокрым асфальтом. Выходит, что серьезно теряя в износостойкости мы получаем лучшее сцепление с дорогой. А так как для вулканизации резины этих шин применяется перекись, они более бережны к окружающей среде.
Кроме того, используются разные масла и смолы, которые обладают смягчающим эффектом и в больших пропорциях присутствуют в составе зимней автомобильной резины.
Ещё применяются оксид цинка и многие другие ускорители вулканизации. Они уменьшают коэффициент сопротивления качению, что способствует экономии топлива.
Нужно помнить, что не так важно наличие с составе автомобильной покрышки «раскрученных» рекламой наименований отдельных компонентов, как в целом полное соблюдение технологии производства авто шины. Изготовить хорошую шину не так уж просто. Как ни парадоксально, даже при наличии продвинутых технологий и десятилетий опыта, в современных условиях не всем производителям это удается. Исходя из экономических интересов, сегодня производственные мощности и главный проектировочный департамент многих автомобильных предприятий разнесены по разным концам света. И не всем производителям покрышек удаётся хорошо наладить контроль производства и качества своего товара. А уровень этого качества может «скакать» от партии к партии.
По возможности при выборе шины стоит обратиться к профессионалам, почитать отзывы опытных автомобилистов и спортсменов, которые порекомендуют оптимальную марку и модель покрышки на определенный автомобиль с учетом условий его эксплуатации.
А как же всё-таки при покупке шины просто и быстро на месте определить качество её резины. Это довольно просто: нужно попробовать оторвать усик от поверхности шины – если вам это сделать удалось, то качество резины плохое, а если нет, то, соответственно, резина хорошего качества. Ещё один признак, позволяющий определить качество примененной резины: быстро и с усилием проведите пальцем по шине и если на пальце остался какой-нибудь след, то это говорит о том, что качество резины не соответствует хорошему.
Смотрите также
09.12.2022
Каждый опытный водитель знает, а неопытный догадывается, что если в автомобиле…
13.
11.2022
Рекомендуемая остаточная глубина рисунка протектора 3 мм для обеспечения…
30.08.2022
Снижение стоимости владения автомобилем – один из главных приоритетов…
28.12.2020
Приведены соответствия дисков и шин серий (профилей) 80, 70, 65, 60, 55, 50, 45…
16.11.2020
Прогресс не стоит на месте, и сегодня автолюбителям предлагается много…
Материалы из раздела
Range Rover — Купить и ут… |
Да я бы тут на своей девя… |
Сколько масла нужно для изготовления одной автомобильной шины?
Сегодня вы можете купить шины, способные проехать на вашем автомобиле десятки тысяч миль. Современные шины — это результат десятилетий инженерного прогресса. Резиновая смесь представляет собой универсальный материал, который обладает целым рядом свойств в зависимости от сырья, используемого для его производства.
Эти материалы позволяют производителям шин создавать детализированные конструкции шин, которые выдерживают испытание временем и давлением вождения. Но из чего сделаны шины? Как сделать шины действительно долговечными?
Некоторые важные физические и химические свойства делают автомобильные шины безопасными для повседневного использования. Одним из основных сырьевых материалов, необходимых для производства шин, является сырая нефть. Ниже мы немного углубимся в процесс производства шин.
Мы собираемся показать вам, сколько масла им нужно для производства одной шины и почему. Для этого нужно немного углубиться и в производство каучука.
Из чего именно сделаны автомобильные шины? Проще говоря, шина представляет собой гибкий резиновый кожух, подогнанный под обод колеса вашего автомобиля. Однако структура немного сложнее. Существует также ряд необходимых материалов для изготовления шины, на которую вы действительно можете положиться.
Основным сырьем, необходимым для производства шин, является каучук. Промышленность выпускает натуральные и синтетические каучуки в широких масштабах. Из-за огромного спроса на шины во всем мире ощущается нехватка натурального каучука. Стало неизбежным искусственное производство все большего количества каучука, в результате чего появился синтетический каучук.
Технический углерод также является важным ингредиентом, используемым в виде тонкого порошка. Шинные заводы используют много этой тонкой черной пушистой частицы, поэтому они хранят ее в больших силосах. Другие ингредиенты включают различные химические вещества. Каждый из них улучшает определенные эксплуатационные характеристики в зависимости от типа шин, которые они хотят производить.
Хотя конечный продукт на четверть состоит из шины из синтетического каучука, он также содержит полиэстер, сталь, нейлон, диоксид кремния, пигменты, воски и армирующие химикаты. Ниже мы покажем вам, как именно производят каучук, как натуральный, так и синтетический.
Подготовка сырья
Натуральный каучукВ те дни, когда люди начали производить резиновые шины, дефицита каучуковых деревьев не было. Они производили латексную резину из жидкого сока, извлеченного из этих деревьев. Кундзу, дубы и тополя являются основными источниками натурального каучука.
Они производят летучую углеводородную жидкость изопрен, которая является основной структурной единицей каучука. Срезание коры и сбор сока в чашку с помощью процесса, называемого капанием латекса. Затем они добавили аммиак, чтобы сок не затвердел со временем.
Затем они экстрагировали каучук, добавляя в смесь кислоту. Через 12 часов полученная резиновая смесь была еще влажной, поэтому их пришлось пропускать через ролики, а затем подвешивать над стеллажами. На последнем этапе они складывают его в тюки, чтобы использовать их для производства шин.
Синтетические каучуки
Благодаря химии переработка каучука стала проще, чем когда-либо в шинной промышленности.
Это отличная альтернатива натуральному каучуку, хотя для его производства требуется много сырой нефти. Этот искусственный каучук изготавливается путем связывания молекул полимера вместе.
Это делается в лаборатории под названием химический завод. Основными ингредиентами являются нефтехимические продукты, такие как неопрен, который производится из соляной кислоты и ацетилена. Эмульсионный стирол-бутадиеновый каучук или E-SBR — еще один замечательный продукт химии полимеров.
Это один из наиболее часто используемых синтетических каучуков общего назначения в мире. Этот каучук представляет собой сополимер стирола (25%) и бутадиена (75%). Проще говоря, молекулы этих двух мономеров сшиваются в процессе вулканизации, в результате чего получается прочная структура.
Изопрен можно получить путем переработки нефтяного масла, в результате чего получается почти такой же летучий жидкий углеводород, который производят деревья. Комбинируя изобутилен и изопрен, производители также могут производить бутилкаучук.
Это еще один тип синтетического каучука с минимальной газо- и влагопроницаемостью и превосходными амортизирующими свойствами.
Технический углерод
Технический углерод является основной причиной, по которой у нас черные шины вместо белых. Он не только придает шине ее цвет, но и способствует рассеиванию тепла. Это наполнительный материал, который производится при высоких температурах.
Они используют воздух для горения, который является источником кислорода для сжигания топлива, и сжигают его вместе с углеводородным топливом, то есть нефтью или газом. В результате получается химический материал в виде мягкого порошка, который лучше всего использовать в виде мелких гранул при производстве шин.
Используется для усиления конструкции шины и улучшения ее определенных характеристик. Он защищает от озона и УФ-лучей, повышает устойчивость к истиранию и повышает прочность на растяжение.
Конструкция шины
Теперь мы наконец-то знаем, из чего сделана резина.
Мы подготовили сырье, но остался один вопрос: как делают шины? Что ж, производители шин следуют строгому протоколу, когда дело доходит до сборки шин. Мы все еще в паре шагов от подготовки всех компонентов шин.
На рынке представлены различные типы шин, но все они проходят одинаковый процесс изготовления.
Смешивание материалов
На этом этапе они смешивают все различные виды сырья. Резиновые полимеры и добавки представляют собой смесь, которая различается по консистенции в различных частях шины. Причина этого проста. Вы хотите подчеркнуть универсальные характеристики легковых шин, а не промышленных шин.
Существует огромная разница между зимними и летними автомобильными шинами. Каучук не совсем тот, поэтому производители соответствующим образом корректируют свои рецепты.
Прорезинивание компонентов
Следующая часть производственного процесса прорезинивает компоненты, усиливающие шину. К ним относятся кабели, стальные ремни и по большей части текстиль.
В зависимости от типа разрабатываемой шины производители используют от 10 до 30 различных компонентов для одной шины.
Даже для легковых шин требуются слои стального корда, бесшовные верхние слои (нейлон, встроенный в резину), текстильный корд, внутренний слой из бутилкаучука и т. д.
Шина в сборе
Они собирают все вышеперечисленные компоненты с использованием различного оборудования, в результате чего получаются «зеленые шины». На этом этапе шина приобретает прочную структуру, хотя рисунок протектора еще отсутствует. Сборочные машины имеют собственный ленточный барабан, на котором должны размещаться все компоненты.
Именно здесь шина приобретает свою форму за счет растяжения и прессования, когда все ее части соединяются вместе.
Вулканизация
Каучук должен пройти процесс, называемый вулканизацией, что означает, что часть процесса обрабатывается при высокой температуре. Вы можете представить эту часть как просто бросив его в духовку на некоторое время, чтобы приготовить его.
Это фаза термической обработки, которая затвердевает структуру.
Производители обычно делают эту часть с серой, в результате чего молекулы сшиваются друг с другом и образуют более прочную связь. Тепло делает резиновые смеси более прочными и долговечными. Как только шина «вынута из печи», она готова к формованию в зависимости от рисунка протектора и общего дизайна шины.
Сколько масла требуется для изготовления 1 шины?
Нам нужно около пяти галлонов нефти для производства синтетического каучука, необходимого для одной шины. Весь последующий процесс производства шин требует двух дополнительных галлонов масла. Производственный процесс использует его для подпитки энергией, необходимой для подготовки материалов и сборки всей шины.
Для более крупных шин, таких как грузовые шины, требуется даже больше, в среднем 22 галлона масла. В шинной промышленности часто используется бензин, для производства которого также требуется масло. Из каждого барреля нефти (42 галлона) они могут произвести около 19 галлонов бензина.
Можно ли производить шины без использования нефтяного масла?
Дело в том, что, производя шины из натуральных резиновых смесей вместо искусственных, мы не выносим масло из общего уравнения. Он по-прежнему нужен нам для производства специальных присадок, необходимых для улучшения эксплуатационных характеристик шин.
Кроме того, нам нужно нефтяное масло, чтобы привести шины в форму. Углеродная сажа, один из наиболее важных ингредиентов, также является побочным продуктом нефтепереработки. Он производится путем сжигания, в процессе которого требуются различные продукты на основе нефтяного масла.
Производители шин уже нашли способ производить технический углерод без сжигания масла. Они нашли способы производить его из растительной нефти, метана и углекислого газа. Тем не менее, им все еще нужно в некоторой степени полагаться на метод на основе нефти.
По мере развития технологий мы неизбежно придем к тому моменту, когда бренды смогут производить шины экологически безопасным способом.
До тех пор нам более или менее необходимо использовать нефтяное масло в процессе.
Можно ли производить резину без использования масла?
Мы можем получить каучук из природных источников, таких как каучуковые деревья. Настоящая проблема здесь в том, что существует нехватка доступных деревьев по сравнению с глобальным спросом на шины. Глобальное производство резиновых изделий уже способствовало массовой вырубке лесов во всем мире.
Просто не хватает природных ресурсов, чтобы получить желаемое количество каучука. К счастью, наука нашла способ производить изопрен, основной ингредиент каучука, без использования масла в процессе. У компании Genencor был проект с Goodyear, в ходе которого они нашли способ производить природный изопрен.
Они взяли такие растения, как початки кукурузы, просо просо и кукурузу, и использовали бактерии E. coli для расщепления сахаров на основе целлюлозы. В результате был получен природный изопрен и очень мало токсичных отходов. Таким образом, они продемонстрировали экологически чистый процесс.
Теперь они называют конечный продукт биоизопреном, что позволяет производителям производить резиновые смеси без использования масла.
Является ли резина причиной того, что шины черные?
Причина, по которой шины черные, довольно проста. Ранее мы уже говорили о том, из чего делают резину бренды, и в ней нет ничего черного. Ингредиент, делающий шины черными, — это технический углерод, который бренды добавляют в смесь позже в процессе производства шин. Это имеет решающее значение для устойчивости шины к истиранию и прочности на растяжение. Благодаря полученной усиленной структуре этот ингредиент продлевает срок службы шины.
Без сажи шины из натурального каучука были бы белого цвета. Они также будут иметь слабые эксплуатационные характеристики, что сделает их непригодными для повседневного использования. Это приведет к сокращению срока службы и быстрому износу рисунка протектора.
Трение – один из крупнейших потребителей масла в мире
Одной из самых больших проблем с шинами является загрязнение, вызванное трением.
Видите ли, не все загрязнения возникают в процессе производства шин. Когда вы ведете машину, ваши шины постоянно создают трение между пятном и поверхностью дороги.
В результате образуется много пыли от шин, которая оказывает огромное влияние на окружающую среду. Когда ваши шины сцепляются с дорогой, они рассеивают энергию и тепло в зависимости от сопротивления качению. Когда мы делаем математику, оказывается, что 9 процентов расхода масла является результатом сопротивления качению шины. Низкое сопротивление качению означает меньшее трение, меньшее загрязнение окружающей среды и топливную экономичность.
Производя шины, производители шин вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды всего на 1 процент. Мы можем получить эту нефть только путем нефтепереработки, в результате которой образуются опасные отходы, а также загрязняется воздух и вода. Дьявол кроется в деталях, как говорится.
Часто задаваемые вопросы
Шины сделаны из масла?
Бренды производят большинство шин из синтетического каучука.
В среднем для производства одной шины в процессе используется семь галлонов масла. Шины не изготавливаются непосредственно и исключительно из масла, оно является важным компонентом синтетического каучука. Даже при использовании натурального каучука при производстве шин на более поздних этапах процесса требуется масло.
Откуда берется каучук?
Промышленность производит каучук как из натуральных ингредиентов, так и из искусственных. Натуральный каучук получают из каучуковых деревьев, извлекая из дерева латекс — жидкий сок, вырабатываемый деревом. Помимо латексного каучука, существует синтетический каучук, изготовленный из нефтехимического сырья с помощью химических процессов.
Является ли резина пластиком?
Пластмасса и резина относятся к категории полимеров. Им приходится смешивать добавки с полимерами, чтобы получить дополнительные свойства. Полимеры с эластичным свойством — эластомеры. Они по-разному упорядочивают молекулы полимера в каучуках, позволяя им изгибаться и возвращаться к исходной форме.
Из чего сделаны шины?
Возможно, вы не часто думаете об этом, но это черное кольцо вокруг колеса вашего автомобиля содержит гораздо больше, чем просто резину.
Шины состоят из сложной смеси различных каучуков — натуральных и синтетических — и целого ряда других конструкционных материалов. В среднем шина современного легкового автомобиля содержит до 25 компонентов и до 12 различных резиновых смесей. Все начинается с натурального каучука, добываемого из особых деревьев, выращенных на больших плантациях. Эта жидкость (латекс) коагулирует кислотой, очищается водой и прессуется в блоки.
Синтетический каучук, тем временем, создается в отдельном процессе с использованием смеси химических веществ в лаборатории. На этапе производства блоки (как натуральные, так и синтетические) разрезают, взвешивают и смешивают с другими ингредиентами.
Армирующая нить
Текстильная промышленность поставляет основные материалы (вискозные, нейлоновые, полиэфирные и арамидные волокна) для производства кордов, которые служат в качестве армирующего материала внутри шины.
Прочная сталь
Сталелитейная промышленность поставляет высокопрочную сталь. Это служит сырьем для производства стальных лент (стальной корд) и бортовых сердечников (стальная проволока) внутри шины.
Материал для каждого компонента
Мы можем разобрать шину на составные части, чтобы увидеть, где используется каждый материал. Давайте начнем с дорожного покрытия и будем продвигаться внутрь.
- Протектор – натуральный и синтетический каучук
- Протектор шины соединяется с дорогой и боковиной и имеет три зоны:
- Колпак: это часть шины, которая больше всего соприкасается с дорогой. Обеспечивает сцепление на всех дорожных покрытиях, износостойкость и курсовую устойчивость.
- Основание: под колпаком основание снижает сопротивление качению и повреждение внутренней структуры шины — каркаса.
- Плечо: На внешних краях протектора эта область образует оптимальный переход от протектора к боковине шины.
- Протектор шины соединяется с дорогой и боковиной и имеет три зоны:
