Радиальная шина ( точнее, радиально-кордная шина ) — это особая конструкция автомобильной шины . В этой конструкции слои корда расположены под углом 90 градусов к направлению движения или радиально (от центра шины). Радиальная конструкция шин достигла 100% доли рынка в Северной Америке после того, как Consumer Reports обнаружил превосходство радиальной конструкции в 1968 году, и стала стандартом к 1976 году. [1] [2]
Первые конструкции радиальных шин были запатентованы в 1914 году Г. Х. Гамильтоном и Т. Слоупером - патент № 467, поданный в Лондоне , [3] и в 1916 году Артуром У. Сэвиджем , производителем шин (1915–1919), конструктором и изобретателем огнестрельного оружия в Сан-Диего, Калифорния - патент США 1 203 910. [ 4] [5] Фактических продуктов создано не было. [6]
Компания Michelin во Франции спроектировала, разработала, запатентовала и вывела 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]
Компания Michelin владела ведущим автопроизводителем Citroën , поэтому она быстро смогла представить свой новый дизайн, в том числе на новой модели Citroën 2CV 1948 года . [8] В 1952 году компания Michelin разработала радиальную грузовую шину. [9]
Благодаря своим значительным преимуществам в плане 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 конструкции шин, отметив ее более длительный срок службы протектора, лучшие характеристики рулевого управления и меньшее сопротивление качению, что улучшает экономию топлива . [12] [13]
В 1970 году Ford Motor Company выпустила первый американский автомобиль с радиальными шинами в качестве стандартного оборудования, шины Michelin были установлены на Continental Mark III . [14]
В 1974 году Чарльз Дж. Пиллиод-младший , новый генеральный директор Goodyear Tire and Rubber Company , столкнулся с необходимостью принятия важного инвестиционного решения относительно переоснащения радиальных шин после нефтяного кризиса 1973 года . Несмотря на серьезную критику в то время, Пиллиод вложил значительные средства в новые заводы и оборудование для производства радиальных шин. [15] Сегодня только Goodyear, Cooper , Titan и Specialty Tires of America остаются независимыми среди производителей шин в США, а радиальные шины практически заменили все другие методы строительства автомобильных шин на рынке. Сэм Гибара, возглавлявший Goodyear с 1996 по 2003 год, отметил, что без действий Пиллиода Goodyear «сегодня бы не было». [15]
В 1974 году компания Pirelli разработала широкую радиальную шину по запросу гоночной команды Lancia Rally, чтобы она могла справиться с мощностью новой Lancia Stratos , а в следующем году компания Pirelli представила широкую шину с уменьшенной высотой боковины, как у слика, но с радиальной конструкцией для победителя ралли Монте-Карло Stratos. [16]
Радиальная технология в настоящее время является стандартной конструкцией практически для всех автомобильных шин. [1]
Диагональные шины по-прежнему используются на прицепах из-за их грузоподъемности и устойчивости к раскачиванию при буксировке. [17]
Для самолетов переход происходит медленнее, поскольку шины сертифицируются вместе с планером . Радиальная шина имеет меньше материала в боковине, поэтому она весит меньше, меньше нагревается и служит дольше. [18] Для небольших самолетов диагональные шины обеспечивают большую устойчивость на более высоких скоростях и имеют более прочные боковины. [19]
Серия слоев корда укрепляет шину. Без этого шина была бы гибкой и слабой. Сеть кордов, которая придает шине прочность и форму, называется каркасом. С 1960-х годов все обычные шины имеют каркас из кордов из полиэстера, стали или других текстильных материалов, проложенных несколькими слоями резины.
В прошлом ткань наращивалась на плоском стальном барабане, с кордами под углами около +60 и −60 градусов от направления движения, поэтому они перекрещивались друг с другом. Их называли шинами с перекрестным или диагональным кордом. Слои были завернуты вокруг стальных проволочных бортов и накладывался комбинированный протектор/боковина. Зеленая (необработанная) шина загружалась в вулканизационный баллон и формировалась в форме. Этот процесс формования заставлял корды в шине принимать S-образную форму от борта до борта. Угол под протектором, угол короны, растягивался примерно до 36 градусов. В области боковины угол составлял 45 градусов, а в борте он оставался на уровне 60 градусов. Низкий угол короны давал жесткость для поддержки протектора, а высокий угол боковины давал комфорт. Чтобы увеличить прочность, производитель увеличивал количество слоев и тепловыделение в шине . [20]
Для сравнения, радиальные шины располагают все слои корда под углом 90 градусов к направлению движения (то есть поперек шины от края до края). Такая конструкция позволяет избежать трения слоев друг о друга при изгибе шины, что снижает трение качения шины. Это позволяет автомобилям с радиальными шинами достигать лучшей топливной экономичности , чем с шинами с диагональным кордом. Это также объясняет слегка «выпуклый» вид боковин радиальных шин, особенно по сравнению с шинами с диагональным кордом.
При наличии только радиальных кордов радиальная шина не будет достаточно жесткой в месте контакта с землей. Чтобы добавить еще больше жесткости, вся шина окружена дополнительными поясами, ориентированными ближе к направлению движения, но обычно под некоторым «спиральным» углом. Эти пояса могут быть изготовлены из стали (отсюда и термин «радиальный со стальным поясом»), полиэстера или арамидных волокон, таких как тварон или кевлар .
Таким образом, низкорадиальные шины разделяют каркас шины на две отдельные системы:
Затем каждую систему можно индивидуально оптимизировать для достижения наилучшей производительности.
Радиальные шины имеют иные характеристики упругости, чем у диагональных шин , и иную степень скольжения при рулевом управлении. Преимуществом было то, что автомобили теперь можно было сделать легче, поскольку им не приходилось компенсировать недостатки диагональных шин. [21]
Однако автомобилисты не привыкли к такому ощущению, поэтому подвески автомобилей пришлось модифицировать. Инженер Ford Motor Company Джек Байер экспериментировал в 1960-х годах на Ford Falcon , сделав его менее тугим в управлении и добавив как изоляторы к приводному валу, так и втулки к подвеске, причем последние должны были поглощать удары при езде по асфальтовым деформационным швам на бетонной дороге. 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 были стандартными на велосипеде модели Jamis Gentry в 1985 году.
Преимущества радиальных шин перед диагональными: [12]