З каменю, дерева, металу чи будь-якої комбінації колесо існує вже багато тисяч років.
Ми простежимо шлях розвитку шин від мотоциклів до автомобілів, зосередившись на деяких найбільш відомих віхах у галузі.
Перші шини:
Однією з головних проблем коліс був і є знос. Хоча постійне обертання навколо центральної осі було чудовим для перенесення важких речей або швидкого пересування, це означало, що колесо з часом повільно зношується. Вони також не зношуються рівномірно. Скол, камінь або простий нерівномірний знос призведе до того, що колесо більше не буде працювати. Потрібен був витратний шар, який би поглинав пошкодження, зношувався, а потім легко замінювався за набагато доступнішою ціною, ніж абсолютно нове колесо. Ось що робить шина.
Незважаючи на потребу, яку вони задовольняють, шини є відносно недавнім винаходом. Найпершими типами шин були шкіряні стрічки, обмотані навколо дерев’яного колеса. Шкіру швидко замінили металевими стрічками, які служили набагато довше. В ті часи для кінних екіпажів були потрібні міцні колеса. Оскільки дороги 19-го століття були твердою землею або навіть неасфальтованими полями, дерев’яні або металеві колеса могли витримати ці суворі умови. Компромісом була однаково сувора поїздка. Можливо, каучук вважався альтернативним матеріалом, але в своєму природному стані він липкий і схильний до температурних коливань, будучи м’яким у теплу погоду та крихким у холодну.
Корисність каучуку змінилася на краще в 1839 році, коли чоловік на ім’я Чарльз Гудієр (це прізвище може здатися знайомим) винайшов процес вулканізації каучуку. Вулканізація каучуку перетворює його на речовину, яка є більш довговічною, може бути сформована в узгоджену форму, може деформуватися або згинатися, а потім повертатися до своєї початкової форми.
Пневматичні шини.
У 1847 році Роберт В. Томпсон, шотландський інженер, створив і запатентував першу шину, наповнену повітрям. На жаль, вони не були запущений у виробництво, і ідея застопорилася.
Але в 1888 р. в Белфасті, Ірландія. Шотландець, Джон Бойд Данлоп, створив першу успішну пневматичну шину. Данлоп уже був заможною людиною, володів успішною ветеринарною практикою в країні, але він почав розробляти шини після того, як його син поскаржився на жорстку їзду на своєму велосипеді та його суцільні гумові шини. (Раннім прізвиськом для велосипеда було «кістотряска».)
Продукт виявився настільки успішним, що через рік після його появи виграв велогонки в Ірландії та Англії. Протягом наступних кількох років компанія Dunlop наполегливо працювала над розробкою шин для всіх транспортних засобів, від велосипедів до легкових і вантажних автомобілів. Між 1890 і 1920 роками гумові пневматичні шини зазнали низки розробок, як Dunlop, так і іншими, такими як Томас Хенкок.
За збігом обставин приблизно в цей же час зародилася автомобільна промисловість.
Змінні шини
Ці ранні шини постійно кріпилися на колесах. Коли суцільна гумова шина зносилася, весь вузол замінювали. Більша проблема виникла з пневматичними шинами, оскільки ремонт був складним і трудомістким процесом. Хоча є деякі претензії щодо британських винахідників 1890 року, першу ефективну знімну пневматичну шину зазвичай приписують Едуарду Мішлену (наш третій винахідник із впізнаваним іменем), який запатентував свою версію для велосипедів у 1891 році.
Шини з протектором
Гумові шини спочатку були гладкими, оскільки не було внутрішнього попиту на малюнок протектора (за винятком декоративних чи маркетингових цілей). З удосконаленням доріг і збільшенням швидкості, а також коли автомобілі, на відміну від велосипедів, використовувалися цілий рік за будь-якої погоди, виникла потреба в кращому зчепленні. У 1904 році компанія Continental Tire з Німеччини першою представила малюнок протектора на шинах. Рифлені шини, які допомагають зчепити на слизькій дорозі, були створені компанією Goodyear Tire у 1908 році.
Внутрішні камери!
Ранні шини та колеса виготовлялися з матеріалів, які не могли достатньо стримувати тиск повітря. Це, у поєднанні з неефективними методами монтажу та високим тиском у шинах, призвело до вимоги, щоб усі шини використовували гумову камеру між колесом і шиною, щоб утримувати повітря.
До 1920-х років для шин були розроблені синтетичні каучуки, і протягом кількох десятиліть усі використовували шини Bias Ply. Ці шини складалися з двох окремих частин:
- Накачана внутрішня камера
- Зовнішня шина або корпус.
Внутрішня шина була під тиском і була захищена зовнішнім кожухом. Зовнішня оболонка складалася з шарів, які називалися шарами.
Після Другої світової війни компанія Michelin розробила радіальні шини, і це був величезний крок у розвитку шин. Незважаючи на те, що це був набагато кращий продукт, радіальні шини повільно набирали популярності в США. Лише на початку 1970-х років радіальні шини стали домінуючою технологією.
Відтоді радіальні шини стали нормою як у США, так і в усьому світі. І щороку виготовляються мільярди шин.
Радіальна конструкція
Як і багато інших технологій виробництва шин, радіальна шина спочатку була розроблена на початку життя шинної промисловості, але поєднання поганого дизайну, відсутності виробничих ноу-хау та нездатності знайти ринок призвело до відсутності успіху. У 1948 році шинна компанія Michelin випустила першу комерційно доступну радіальну шину зі сталевим поясом, названу так тому, що корди шини були розташовані під кутом 90 градусів (радіально) до колеса.
Цей радіальний X Michelin використовувався на французькому Citroen, автомобільній компанії, якою Michelin володів у той час.
Безкамерні шини
Камерні шини існували більше половини 20 століття. Перші спроби покращити герметичність шин/коліс і видалити камери були невдалими. У 1946 році компанія B.F. Goodrich Tire Company подала заявку на патент на «пневматичну шину без камери», який було видано лише в 1952 році. Першим американським автомобілем, на якому використовувалися безкамерні шини, був Packard Clipper 1954 року.
RUN FLATS
Через погане покриття доріг спущені шини були дуже поширеною проблемою для тих сміливих перших «автомобілістів». США знадобилося багато часу, щоб забезпечити широке поширення та покращення доріг. (Система міждержавних автомобільних доріг США не почалася до 1956 року.) Автомобілі зазвичай перевозили більше одного запасного. Якщо водій не може самостійно полагодити, ремонтна станція може бути за багато миль. У 1970-1980-х роках Dunlop Tire Company виготовила першу широкомасштабну, комерційно успішну «безвідмовну» комбінацію коліс і шин, що згодом стало стандартом для деяких британських моделей автомобілів.
Навіть у наш час спущене колесо стає, у кращому випадку, незручністю, що витрачає час, а в гіршому — смертельною небезпекою на дорозі. Концепція шини, на якій можна їздити на короткі відстані, незважаючи на прокол, залишається привабливою, хоча висока вартість є шкодою. Деякі автовиробники використовують шини Run Flats не лише для безпеки, але й як спосіб відмовитися від запасного колеса, заощадивши вагу, місце в багажнику та, звісно, вартість.
Протягом останніх кількох років в Інтернеті шириться концепція безповітряної шини, також відомої як NPT, або непневматична шина. Сучасні пластики в поєднанні з сучасними технологіями виробництва призвели до створення цілісного пластикового колеса/шини (іноді називають tweel), достатньо міцного, щоб витримати вагу автомобіля, але стійкого до відхилення на швидкості. Є ще багато недоліків: вони важчі, мають високий опір коченню та погано відводять тепло. Це не завадило Michelin і Bridgestone, зокрема, продовжувати розвиток.
