Из камня, дерева, металла или любой комбинации колесо существует уже много тысяч лет.
Мы проследим путь развития шин от мотоциклов к автомобилям, сосредоточившись на некоторых наиболее известных вехах в отрасли.
Первые шины:
Одной из главных проблем колес был и есть износ. Хотя постоянное вращение вокруг центральной оси было превосходным для переноски тяжелых вещей или быстрого передвижения, это означало, что колесо со временем медленно изнашивается. Они тоже не изнашиваются равномерно. Скол, камень или простой неравномерный износ приведет к тому, что колесо больше не будет работать. Потребовался расходный слой, который поглощал повреждения, изнашивался, а затем легко заменялся по гораздо более доступной цене, чем совершенно новое колесо. Вот что делает шина.
Несмотря на удовлетворяющую потребность, шины являются относительно недавним изобретением. Самыми первыми типами шин были кожаные ленты, обмотанные вокруг деревянного колеса. Кожу быстро заменили металлическими лентами, которые служили гораздо дольше. В те времена для конных экипажей требовались крепкие колеса. Поскольку дороги 19 века были жесткой землей или даже неасфальтированными полями, деревянные или металлические колеса могли выдержать эти суровые условия. Компромиссом была одинаково суровая поездка. Возможно, каучук считался альтернативным материалом, но в своем естественном состоянии он липок и склонен к температурным колебаниям, мягким в теплую погоду и хрупким в холодную.
Полезность каучука изменилась к лучшему в 1839 году, когда мужчина по имени Чарльз Гудиер (эта фамилия может показаться знакомым) изобрел процесс вулканизации каучука. Вулканизация каучука превращает его в более долговечное вещество, которое может быть сформировано в согласованную форму, может деформироваться или изгибаться, а затем возвращаться к своей первоначальной форме.
Пневматические шины.
В 1847 году Роберт В. Томпсон, шотландский инженер, создал и запатентовал первую шину, наполненную воздухом. К сожалению, они не были запущены в производство, и идея застопорилась.
Но в 1888 г. в Белфасте, Ирландия. Шотландец, Джон Бойд Данлоп, создал первую успешную пневматическую шину. Данлоп уже был богатым человеком, владел успешной ветеринарной практикой в стране, но он начал разрабатывать шины после того, как его сын пожаловался на жесткую езду на своем велосипеде и его сплошные резиновые шины. (Ранним прозвищем для велосипеда была «кистотряска».)
Продукт оказался настолько успешным, что год спустя после его появления выиграл велогонки в Ирландии и Англии. В последующие несколько лет компания Dunlop упорно работала над разработкой шин для всех транспортных средств, от велосипедов до легковых и грузовых автомобилей. Между 1890 и 1920 годами резиновые пневматические шины подверглись ряду разработок, как Dunlop, так и другими, такими как Томас Хэнкок.
По стечению обстоятельств примерно в то же время зародилась автомобильная промышленность.
Сменные шины
Эти ранние шины постоянно крепились на колесах. Когда сплошная резиновая шина износилась, весь узел заменяли. Большая проблема возникла с пневматическими шинами, поскольку ремонт был сложным и трудоемким процессом. Хотя есть некоторые претензии к британским изобретателям 1890 года, первую эффективную съемную пневматическую шину обычно приписывают Эдуарду Мишлену (наш третий изобретатель с узнаваемым именем), который запатентовал свою версию для велосипедов в 1891 году.
Шины с протектором
Резиновые шины изначально были гладкими, поскольку не было внутреннего спроса на рисунок протектора (за исключением декоративных или маркетинговых целей). С усовершенствованием дорог и увеличением скорости, а также когда автомобили, в отличие от велосипедов, использовались круглогодично в любую погоду, возникла потребность в лучшем сцеплении. В 1904 году компания Continental Tire из Германии первой представила набросок протектора на шинах. Рифленые шины, помогающие сцепить на скользкой дороге, были созданы компанией Goodyear Tire в 1908 году.
Внутренние камеры!
Ранние шины и колеса производились из материалов, которые не могли достаточно сдерживать давление воздуха. Это, в сочетании с неэффективными методами монтажа и высоким давлением в шинах, привело к требованию, чтобы все шины использовали резиновую камеру между колесом и шиной, чтобы удерживать воздух.
К 1920-м годам для шин были разработаны синтетические каучуки, и в течение нескольких десятилетий все использовали шины Bias Ply. Эти шины состояли из двух отдельных частей:
- накачанная внутренняя камера
- наружная шина или корпус.
Внутренняя шина была под давлением и была защищена наружным кожухом. Наружная оболочка состояла из слоев, называвшихся слоями.
После второй мировой войны компания Michelin разработала радиальные шины, и это был огромный шаг в развитии шин. Несмотря на то, что это был гораздо лучший продукт, радиальные шины медленно набирали популярность в США. Лишь в начале 1970-х годов радиальные шины стали доминирующей технологией.
С того времени радиальные шины стали нормой как в США, так и во всем мире. И ежегодно производятся миллиарды шин.
Радиальная конструкция
Как и многие другие технологии производства шин, радиальная шина изначально была разработана в начале жизни шинной промышленности, но сочетание плохого дизайна, отсутствия производственных ноу-хау и неспособности найти рынок привело к отсутствию успеха. В 1948 году шинная компания Michelin выпустила первую коммерчески доступную радиальную шину со стальным поясом, названную так потому, что корды шины были расположены под углом 90 градусов (радиально) к колесу.
Этот радиальный X Michelin использовался на французском Citroen, автомобильной компании, которой Michelin владел в то время.
Бескамерные шины
Камерные шины существовали более половины 20 века. Первые попытки улучшить герметичность шин/колес и удалить камеры были неудачными. В 1946 году компания BF. Goodrich Tire Company подала заявку на патент на «пневматическую шину без камеры», изданную лишь в 1952 году. Первым американским автомобилем, на котором использовались бескамерные шины, был Packard Clipper в 1954 году.
RUN FLATS
Из-за плохого покрытия дорог спущенные шины были очень распространенной проблемой для смелых первых «автомобилистов». США потребовалось много времени для обеспечения широкого распространения и улучшения дорог. (Система межгосударственных автомобильных дорог в США не началась до 1956 года.) Автомобили обычно перевозили более одного запасного. Если водитель не может самостоятельно починить, ремонтная станция может быть за много миль. В 1970-1980-х годах Dunlop Tire Company изготовила первую широкомасштабную, коммерчески успешную «безотказную» комбинацию колес и шин, что впоследствии стало стандартом для некоторых британских моделей автомобилей.
Даже в наше время спущенное колесо становится в лучшем случае неудобством, тратящим время, а в худшем — смертельной опасностью на дороге. Концепция шины, на которой можно ездить на короткие расстояния, несмотря на прокол, остается привлекательной, хотя высокая стоимость вредна. Некоторые автопроизводители используют шины Run Flats не только для безопасности, но и как способ отказаться от запасного колеса, сэкономив вес, место в багажнике и, конечно, стоимость.
В последние несколько лет в Интернете распространяется концепция безвоздушной шины, также известной как NPT, или непневматическая шина. Современные пластики в сочетании с современными технологиями производства привели к созданию цельного пластикового колеса/шины (иногда называют tweel), достаточно прочного, чтобы выдержать вес автомобиля, но устойчивого к отклонению на скорости. Есть еще много недостатков: они более тяжелые, имеют сопротивление качению и плохо отводят тепло. Это не помешало Michelin и Bridgestone, в частности продолжать развитие.
