Что такое брекер в автомобильных шинах
Строение автомобильных шин
Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.
Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.
Также от этих элементов зависит шумность при движении.
Внутреннее устройство
Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.
Эти слои имеют свое название:
Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.
Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.
По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.
Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.
Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.
Внешнее устройство
Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:
Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.
От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.
Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.
К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.
В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.
Классификация
Существует несколько критериев, по которым делится автомобильная «резина»:
Все эти критерии достаточно важны и учитываются при выборе авторезины.
Метод герметизации
По способу герметизации, существующие виды автошин делятся на камерные и бескамерные.
В камерных воздух, обеспечивающий необходимое давление внутри, закачивается в специальный резиновый баллон – камеру. Основным недостатком таких колес является легкость повреждения, поскольку даже незначительный прокол камеры приведет к спусканию колеса. Но с другой стороны, изгибы обода диска при сильных ударных нагрузках не приводит к спусканию. На легковых авто камерный тип сейчас используются очень редко.
В бескамерных воздух закачивается в пространство, образованное внутренней поверхностью шины и диском. Они менее «чувствительны» к проколам и способны выдержать до 7-8 пробитий (при условии, что элемент, проколовший шину, остается в ней). Но даже незначительный изгиб обода приведет к «отслаиванию» борта и колесо стравит воздух.
Сезонность использования
По сезонности использования шины делятся на летние, зимние и всесезонные. Отличия между ними сводятся к материалу изготовления (в летних используется жесткая резина, а зимних – мягкая), форме рисунка и глубине протектора. Всесезонный вариант является промежуточным, и должных сцепных качеств не обеспечивает ни зимой, ни летом. Оптимальный период использования такой резины – ранняя весна и поздняя осень.
Тип протектора
По типу протектора виды автошин бывают дорожными, повышенной проходимости и универсальными. Первые предназначены для эксплуатации по твердой поверхности. Шинам повышенной проходимости характерны глубокий протектор и ярко выраженные грунтозацепы, обеспечивающие отличные ходовые качества авто по пересеченной местности. Универсальные колеса подходят как для движения по дороге, так и по бездорожью, но не сильному, поскольку грунтозацепы в них есть, но они не очень «мощные».
Сфера использования
По сфере использования шины бывают общего назначения и спортивные. Все виды автошин общего назначения обладают определенным соотношением высоты профиля к ширине, что обеспечивает необходимый объем для закачки воздуха.
К спортивной резине относятся низкопрофильные шины, слики и полуслики. Низкопрофильные отличаются небольшой высотой боковин. Но для обеспечения нужного объема для закачки воздуха, конструкторы увеличили ширину шин. В результате площадь контакта беговой дорожки возросла, поэтому низкопрофильные шины отличаются улучшенными сцепными качествами. Предназначены они для езды только по твердой поверхности. Благодаря наличию протектора, допускается их использование на дорогах общего назначения.
Слики – исключительно спортивные шины. Их особенность – полное отсутствие рисунка протектора, что обеспечивает максимальное пятно контакта колеса с дорогой. Они применяются только на сухих твердых покрытиях.
Полуслики отличаются от сликов наличием небольшого протектора, в центральной части беговой дорожки, по краям же на поверхности узора нет. Несмотря на имеющийся протектор, использовать такую резину на дорогах общего назначения нельзя, на них можно ездить только по автотрекам.
Самая частая проблема, связанная с шинами во время эксплуатации авто, — проколы, в результате которых воздух их колеса выходит и дальнейшая его эксплуатация невозможна.
Частично эта проблема решилась с появлением бескамерных шин. Как уже указывалось, они способны выдержать определенное количество проколов.
Технология Flat
Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.
Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.
Технология run flat
Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.
Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.
Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.
«Самолечащиеся шины»
Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.
Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.
Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.
Конструкция шины
Возникнув в середине XIX века как средство защиты тихоходных экипажей от толчков и ударов со стороны дорожных неровностей, в наше время пневматическая шина стала универсальным движителем, обеспечивающим нормальную работу транспортных средств в самых различных условиях эксплуатации. Поэтому, при сохранении в принципе общей схемы своего устройства, конкретные конструкции пневматических шин чрезвычайно разнообразны.
Рис.2. Бескамерная шина: 1 – протектор; 2 – герметизирующий слой; 3 – каркас; 4 – вентиль колеса; 5 – обод.
Основная классификация шин исходит из того, как расположены слои кордной ткани, одни из которых, охватывающие всю шину и завернутые вокруг бортовых колец, образуют ее каркас, а другие, называемые в совокупности брекером, расположены в беговой части шины под протектором, т.е. в той ее части, которая контактирует с дорогой. В настоящее время подавляющее большинство конструкций шин относится к двум основным типам: диагональному и радиальному, причем предпочтение отдается последнему.
а) 
б) 
Рис. 3. Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины: 1 — борта; 2 — бортовое кольцо; 3 — каркас; 4 — брекер; 5 — боковая стенка; 6 — протектор.
В диагональных шинах нити корда смежных слоев каркаса и брекера перекрещиваются друг с другом, составляя углы в пределах 45-60 градусов с воображаемой линией вращения колеса, в то время как в радиальных шинах нити корда каркаса расположены под углом, близким к 90 градусам к воображаемой линии вращения колеса.
В шине различают следующие основные конструктивные элементы и размеры (по профилю поперечного сечения) см. рис.4.
Рис.4. Конструктивные элементы и основные размеры шин: 1 – каркас;2 – брекер; 3 – протектор; 4 – боковина; 5 – борт; 6 – бортовое кольцо; 7 – наполнительный шнур.
D – наружный диаметр; H – высота профиля шины; B – ширина профиля шины; d – посадочный диаметр обода колеса (шины)
Покрышка – торообразная, преимущественно резинокордная оболочка пневматической шины, непосредственно контактирующая с дорожным покрытием и воспринимающая усилия, возникающие при эксплуатации транспортного средства (недопустимые термины: баллон, скат, пневматик, дутик, резина, обувь)
Ездовая камера – торообразная полая герметичная оболочка с вентилем, служащая для удержания накачанного в нее под давлением газа или воздуха.
Каркас покрышки – часть покрышки, состоящая из одного или нескольких слоев обрезиненного корда, закрепленных, как правило, на бортовых кольцах, которая при накачанной газом или воздухом шине воспринимает усилия, возникающие при эксплуатации транспортного средства.
Герметизирующий слой каркаса – слой газонепроницаемой резины, расположенный на первом слое каркаса покрышки бескамерной шины.
Брекер – часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и расположенная между каркасом и протектором.
Протектор – наружная массивная резиновая часть покрышки, как правило, расчлененная в виде рисунка, обеспечивающая сцепление колеса с дорогой и предохраняющая брекер и каркас от повреждений.
Плечевая зона протектора – часть протектора покрышки, расположенная между беговой дорожкой и боковой стенкой
Борт – жесткая практически нерастяжимая часть покрышки, состоящая из одного или нескольких колец, изготовленных, как правило, из многих витков стальной проволоки, обеспечивающая посадку и фиксацию покрышки на ободе колеса.
Вентиль ездовой камеры или бескамерной шины – обратно-перепускной газовоздушный клапан, предназначенный для наполнения, удержания, выпуска газа или воздуха и обеспечения давления накачки шины.
Наружный диаметр шины D – диаметр окружности накачанной пневматической шины в сечении центральной (продольной) плоскостью вращения колеса при отсутствии контакта шины с опорной поверхностью.
Посадочный диаметр шины d – диаметр окружности, являющейся линией пересечения поверхности основания борта шины с его наружной поверхностью.
Высота профиля шины Н – половина разницы между наружным диаметром и посадочным диаметром шины.
Ширина профиля шины В – линейное расстояние между наружными сторонами боковин накачанной шины, исключая выступы, образованные надписями, обозначениями маркировки, декоративными украшениями, швами, защитными поясками и т.д.
Отношение высоты профиля к ширине профиля (отношение Н/В, выраженное в %) характеризует серию шин по профилю поперечного сечения.
В современных условиях прогрессирующего развития и совершенствования автомобильного транспорта, появления на наших дорогах значительного количества «иномарок», так же возросло количество и разнообразие шин как отечественных, так и зарубежных производителей. Поэтому грамотный выбор и комплектование автомобилей шинами, их надлежащее обслуживание дают возможность пользователю повысить ресурс автомобиля, снизить затраты на его эксплуатацию
Прежде всего надо определиться с категорией (или типом) шин, которая предназначена для автомобиля, исходя из его назначения, класса, условий эксплуатации.
Категории использования — летние (дорожные), зимние (с шипами противоскольжения или без шипов), всесезонные, повышенной проходимости, универсальные (распознаются по типу рисунка протектора).
По форме профиля поперечного сечения шины подразделяют на шины обычного профиля (Н/В более 0,9), широкопрофильные (0,6-0,9), низкопрофильные (0,71-0,88), сверхнизкопрофильные (Н/В не более 0,7).
По габаритным размерам шины бывают малогабаритные, среднегабаритные, крупно— и сверхкрупногабаритные.
Как было сказано выше, шины могут быть камерные и бескамерные (это категории по герметизации давления в шине), диагональные и радиальные (характеристика конструкции каркаса).
Конструкция шины
Шина состоит из обода, протектора, каркаса или бандажа, брекера и более мелких элементов архитектуры.
Глубокий ручей увеличивает поперечную жесткость обода.
Протектор колеса изготовлен из синтетического и природного каучука. Это основа колеса, обеспечивающая надежное сцепление шины с дорожным полотном. Существуют несколько типов рисунков протектора: дорожный, универсальный, всесезонный, зимний. Узор может быть либо симметричным, либо асимметричным.
Каркас или бандаж улучает способность покрышки выдерживать высокие скорости, а так же способствует точности изготовления шины. Чаще всего выполняется из покрытого каучуком нейлона.
Слои стального корда из высокопрочного металла образуют брекер шины. Брекер держит форму колеса и придает устойчивость.
Также шина имеет в своей конструкции полиэстровые прокладки, препятствующие избыточному давлению в шине.
Внутренний слой шины выполнен из бутилкаучука. Он служит препятствием для выхода воздуха из внутреннего пространства камеры. Бортовые полосы для защиты шины от боковых повреждений и внешних воздействий изготовлены из натурального каучука. Синтетический аналог природного материала служит для изготовления крыльевых лент шины, повышающих точность управления авто. Покрышки оснащаются также кольцевым стержнем из стальной проволоки, покрытой каучуком. Данная деталь надежно закрепляет шину на диске. Наконец, колесо оснащено бортовой защитной лентой из нейлона.
По конструкции шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае нити корда каркаса и брекера перекрещиваются в смежных слоях, а по середине беговой дорожки в каркасе и брекере нити наклонены под углом от 45° до 60°. Радиальные покрышки не имеют угла наклона нитей корда каркаса, зато брекер расположен под углом не менее чем в 65°.
Существуют камерные и бескамерные покрышки. Камерные шины представляют собой покрышки с камерой, оснащённой вентилем или обратным воздушным клапаном. Клапан нагнетает воздух внутрь камеры и препятствует его выходу наружу. Что касается бескамерных шин, то они имеют воздухонепроницаемый резиновый слой. Бескамерные шины герметично садятся на обод, на котором находится вентиль.
— R является обозначением конструкции шины, которая может быть радиальной или диагональной;
— 91 является условным показателем для определения максимальной нагрузки на шину. Разные производители по-разному определяют этот параметр в килограммах. В заданных пределах шина не будет разрушаться и покажет отличные эксплуатационные характеристики, заявленные заводом-изготовителем.
Транспортные шины выдерживают нагрузку до 3,5 тонн, что также обозначено в маркировке. Это многослойные усиленные колеса с индексом нагрузки REINFORCED в 6 слоев или грузовые шины «С», имеющие до 8 слоев.
Состав шины
Состав покрышки показан на примере шины 205/55 R 16 СontiPremiumContact весом 9,3 кг. Данная модель изготовлена из смеси, содержащей следующие материалы:
Необходимо помнить, что состав резиновой смеси зависит от размеров шин и их сезонного типа. Так, компаунды для зимних и всесезонных колес в подавляющем большинстве случаем содержат производные кремния, необходимые для адаптации материала к перепадам температуры.
Маркировка шин
Традиционно на боковине шины размещена информация, содержащая индекс скорости и индекс нагрузки автошины.
Осенью 2012 года была принята новая маркировка легковых и легкогрузовых шин. Теперь все шины получают буквенное обозначение от А до G. Шкала выстроена согласно оценке торможения на мокрой дороге, топливной экономичности и уровня издаваемого при езде шума.
Не все представители шинной отрасли согласны с подобной градацией. К примеру, компания Michelin выступила с заявлением, что критерии оценки необходимо дополнить такими параметрами как срок службы, качество торможения на сухом покрытии, управляемость на мокрой дороге и срок службы.
Дополнительные обозначения на шинах
Существуют и дополнительные обозначения, которые производители шин наносят на свои изделия. Как правило, подобная маркировка касается тонкостей эксплуатации покрышки.
All Season — всесезонная автошина, предназначенная для круглогодичного использования.
Rotation — это направленная автошина. Направление вращения колеса указано специальной стрелкой.
При установке автошин, имеющих маркировку Right и Left необходимо неукоснительно придерживаться правила монтажа. То есть, шины Left только слева, а покрышки Right, соответственно, только справа.
Надписи Outside и Inside расшифровываются как Side Facing Out и Side Facing Inwards. Это ассиметричные автошины, при монтаже которых нужно строго придерживаться правил установки. Надпись Outside должна находиться с наружной стороны транспортного средства, а Inside соответственно — с внутренней.
Tube Type — автошина эксплуатируется исключительно с камерой.
MAX PRESSURE — числовая величина, обозначающая максимально допустимое давление в автошине, измеряется в кПа.
Надписи RAIN, WATER, AQUA означают, что эти конструкция автошин специально сделана для дождливой погоды. Допустимо изображение зонтика.
Обозначения на шине
На боковине шины размещена информация о шине и её характеристиках
Индекс скорости автошин
Индекс скорости указывает на максимальную скорость передвижения
Индекс нагрузки автошин
Индекс нагрузки показывает максимальную нагрузку на колесо
КОНСТРУКЦИЯ ШИНЫ
СОСТАВ ШИНЫ
Конструкция шины содержит различные составные части в разнообразных сочетаниях. Эти составные части отличаются друг от друга в зависимости от типоразмеров шин и их типа (летние или зимние шины).
Ниже они обозначены на взятой в качестве примера шине 205/55 R 16 СontiPremiumContact. Вес изображенной здесь шины составляет 9,3 кг.
ВИДЫ РИСУНКОВ ПРОТЕКТОРА
Шины могут быть с постоянным или регулируемым давлением.
Шины выпускаются в обычном исполнении, тропическом и северном.
Конструкция шин
Чтобы лучше понимать, как работает шина, нужно, как минимум, знать ее строение. Об устройстве и функционале покрышки мы расскажем на этой странице.
Протектор
Больше всего внимания при покупке покрышки люди уделяют протектору, ведь это самая заметная часть конструкции и, пожалуй, самая вариативная деталь шины. Его практические задачи — защита от повреждений шинного каркаса и обеспечение сцепления с дорожным покрытием. Протектор состоит из толстой резины и находится на внешней наружной части покрышки. Новые протекторы имеют на своей поверхности рисунки с различным рельефом.
Брекер
Брекер можно найти между протекторами и каркасами покрышек. Это слои прорезиненного корда с разделителями в виде прослоек резины.
Борт состоит из колец проволоки. На них крепят слои каркаса. А еще борт нужен для удержания шин на ободе колес.
Боковина
Боковина выглядит как не очень толстый слой гибкой эластичной резины между бортом и плечевой зоной покрышки. По сути, это продолжение протектора. Располагаясь на боковых стенках, боковина несет на себе информацию о шине и защищает каркас от повреждений и влаги.
Каркас
Каркас держится на бортовых кольцах и является основой всей конструкции. Силовые части часто состоят из нескольких слоев прорезиненных кордов, а также резиновых прослоек.
Конструкция и свойства каркаса и брекера шин Д и Р
Каркас – это резинотканевая основа покрышки, кот. придает ей прочность, гибкость и упругость. Он д. обладать высокой прочностью и эластичностью, чтобы выдерживать толчки и удары и состоит из нескольких слоев обрезиненного корда. Существует 2 типа корда: обрезиненный и промазанный. Количество слоев определяется расчетами, зависит от размера и конструкции покрышки. Угол м/ду нитью и меридиальной линией поперечного сечения называется углом наклона нитей. От него зависят эксплуатационные свойства шины: амортизация, сопротивления многократным деформациям и разрывам. С уменьшением угла наклона эти свойства улучшаются.
Брекер или подушечный слой расположен между протектором и каркасом и представляет собой резинокордные полосы. Служит для предохранения каркаса от толчков и ударов, ослабления действующих на каркас тяговых и тормозных усилий. Кроме того брекер равномерно распределяет нагрузки по всему каркасу и увеличивает прочность каркасак в беговой части покрышки. Он изготавливается из более разряженного корда чем каркас.
 |
Количество слоев в каркасе составляет 2-52, т. е. всегда четное для равномерного распределения усилий от внутреннего давления шины. Слои корда в каркасе располагаются так относительно друг друга, чтобы нити одного слоя по отношению к нитям соседнего слоя имели противоположное направление. При этом нити не переплетаются, исключается их взаимное перетирание при качении шины. Угол наклона нитей к меридиану в шинах Д составляет 48-65 град в каркасе и брекере. При этом нити отдельных слоев корда перекрещиваются между собой и образуют так называемую сетку, поэтому число слоев корда в каркасе и брекере всегда четное.
Корд-брекер в шинах Д закраивается под тем же углом, что и в каркасе.
Угол наклона нитей корда в каркасе = 0-5 град. нити корда при этом располагаются радиально от борта к борту и параллельно друг другу в соседних слоях.
 |
При этом нити корда в шине Р
в 2 раза короче чем в шине Д, следовательно она будет менее нагружена внутренним давлением. Это дает возможно снизить число слоев корда в каркасе
в 2 раза. Уменьшение слойности каркаса приводит к снижению жесткости борта покрышки.
Брекер в шине Р должен быть более жестким чем в шине Д, чтобы предохранять каркас от растяжения по короне. Жесткость брекера создается окружным напряжением нитей корда в слоях брекера. Угол наклона нитей брекера 70-80 град. При этом нити в отдельных слоях брекера перекрещиваются между собой, в рез-те образуется жесткая нерастягивающаяся сетка. Также жесткость брекера обеспечивается применением высокомодульного текстильного корда или Ме-корда, а также применением высокомодульных резин.