За последнее десятилетие в производстве шин появилось две кардинально новые технологии: совершенно новый подход к проектированию и созданию ламелей протектора и новый способ компаундирования шинной резины. Вместе эти новые технологии произвели революцию в производстве шин. Эта революция затронула почти каждого производителя шин в мире: те, кто был не в тренде, просто остались позади.
К сожалению, производители шин слабо доносят суть этих изменений до потребителей и специалистов, что объясняется, как желанием сохранить технологии в секрете, так и сложностью этих технологий. Кроме того, разные производители шин не имеют какого-либо унифицированного подхода в наименованиях и определениях этих двух технологий, из-за этого по сути очень похожие нововведения в конструкции шин у разных производителей имеют разные названия и описания. Это вынуждает потребителей и специалистов разбираться в море моделей шин, чтобы определить, какая из них лучше подходит для определенных условий эксплуатации.
Протектор шин с 3D ламелями
В 1923 году смекалистый рабочий скотобойни по имени Джон Сайп взял острый нож и прорезал в резиновой подошве своих ботинок несколько узоров. Это, как он и предполагал, дало его ботинкам гораздо лучшее сцепление с мокрым полом, он вошел в историю как изобретатель доксайдеров. Кроме того, он запатентовал свою находку, в затем продал ее Goodyear – единственное, что ему пришлось делать после этого до конца жизни - попивать коктейли на берегу дорогих курортов.
Несколько лет спустя Goodyear показала шины с протектором. Так на шинах впервые появились ламели для отвода воды, которые обеспечивали гораздо лучшее сцепление шины с дорогой. Вскоре эти ламели стали стандартом во всей отрасли.
Следующим крупным достижением в подходе создания рисунка протектора стала компания Nokian, разработавшая зигзагообразный рисунок для зимних шин. Рисунок «Hakka Sipe» обеспечивал исключительное сцепление на снегу и льду. Этот протектор Nokian был быстро скопирован почти всеми производителями зимних шин в мире.
Моделирование разных вариантов рисунков протектора для улучшения характеристик шин продолжалось все время. Однако любые концепции рано или поздно достигают потолка и изживают себя. С появлением по сути безграничных вычислительных мощностей современных компьютеров, появилась возможность моделирования рисунков протектора под любые условия, которые заранее вводились в программные расчеты.
Теперь проблемой в проектировании протектора стало то, что чем плотнее и изощрённее становился его рисунок, тем больше блоки протектора были подвержены изгибанию, что стало приводить к ухудшению управляемости и более быстрому износу шин. Именно чтобы обойти эту проблему конструкторы изобрели последнее на данное время революционное достижение в технологии проектирования и нарезки ламелей: 3D ламели (трехмерные самоблокирующиеся ламели).
Такой подход к строению ламелей известен под разными названиями у различных производителей шин, однако имеет одну основную концепцию. Трехмерные ламели вырезаны со специальной топологией, которая соединяет их вместе и так предотвращает чрезмерный их изгиб. Это позволяет создавать протектор шин с очень плотным рисунком, сохраняя при этом блоки протектора жесткими, что обеспечивает хорошую управляемость и существенно снижает износ протектора.
Несколько лет спустя Goodyear показала шины с протектором. Так на шинах впервые появились ламели для отвода воды, которые обеспечивали гораздо лучшее сцепление шины с дорогой. Вскоре эти ламели стали стандартом во всей отрасли.
Следующим крупным достижением в подходе создания рисунка протектора стала компания Nokian, разработавшая зигзагообразный рисунок для зимних шин. Рисунок «Hakka Sipe» обеспечивал исключительное сцепление на снегу и льду. Этот протектор Nokian был быстро скопирован почти всеми производителями зимних шин в мире.
Моделирование разных вариантов рисунков протектора для улучшения характеристик шин продолжалось все время. Однако любые концепции рано или поздно достигают потолка и изживают себя. С появлением по сути безграничных вычислительных мощностей современных компьютеров, появилась возможность моделирования рисунков протектора под любые условия, которые заранее вводились в программные расчеты.
Теперь проблемой в проектировании протектора стало то, что чем плотнее и изощрённее становился его рисунок, тем больше блоки протектора были подвержены изгибанию, что стало приводить к ухудшению управляемости и более быстрому износу шин. Именно чтобы обойти эту проблему конструкторы изобрели последнее на данное время революционное достижение в технологии проектирования и нарезки ламелей: 3D ламели (трехмерные самоблокирующиеся ламели).
Такой подход к строению ламелей известен под разными названиями у различных производителей шин, однако имеет одну основную концепцию. Трехмерные ламели вырезаны со специальной топологией, которая соединяет их вместе и так предотвращает чрезмерный их изгиб. Это позволяет создавать протектор шин с очень плотным рисунком, сохраняя при этом блоки протектора жесткими, что обеспечивает хорошую управляемость и существенно снижает износ протектора.
Новый состав шин на основе кремнезёма
Нынешняя революция в производстве резиновых смесей в основном связана со все более смелым использованием кремнезема в качестве их наполнителя.
Традиционно в резиновых смесях в качестве наполнителя используется сажа, которая придает шинам их всем привычный (но не натуральный) черный цвет и делает резиновые смеси несколько мягче. Наполнители также играют важную роль, позволяя различным слоям и типам каучука в смеси сцепляться друг с другом, когда каучук вулканизируется и принимает свою окончательную форму.
Чтобы оценить на сколько использование кремнезема меняет ситуацию, нужно знать, что с момента разработки пневматических шин конструкторы были подчинены простому и непреложному закону – одни составы шин имеют лучшее сцепление с дорогой, но обладают высоким сопротивлением качению и быстрее изнашиваются, другие же, более твердые, имеют низкое сопротивление качению, изнашиваются медленнее, но имеют меньшее сцепление с дорогой.
Неизбежный компромисс, который конструкторы шин должны были найти между сцеплением с дорогой, сопротивлением качению и износом протектора, в шинной индустрии называется «магическим треугольником». Определённый баланс этих трех характеристик в конкретной модели шин, предназначенной для определенных целей, был целью производителей шин. Проблемой этого магического треугольника является то, что улучшение одной из характеристик обязательно приведет к ухудшению других и кардинально улучшить характеристики шин по всем трем показателям было очень сложно.
Когда конструкторы шин начали использовать диоксид кремния (кремнезем) в качестве наполнителя шин, они пришли к выводу, что составы с его большим содержанием определенно снижают сопротивление качению, однако при этом, вопреки закону магического треугольника, они также улучшают сцепление с дорогой, сохраняя хорошие параметры износа. Каким-то образом использование диоксида кремния позволяет получить резиновую смесь, которая ломает основы закона, который ранее был неизменной формулой производства шин - магический треугольник был сломан волшебным соединением диоксида кремния.
Согласно аналитической статье журнала Rubber World (резиновый мир): «Использование диоксида кремния приводит к снижению сопротивления качению шин на 20%, компаунды с использованием диоксида кремния более эластичны и гибки, при этом, имеют отличные показатели по износу.»
Таким образом, благодаря использованию трехмерных ламелей и компаундов с добавлением кремнезема конструкторы шин нашли способ существенно улучшить сцепление шин с дорогой, уменьшить их сопротивление качению и износ до таких показателей, которые еще десять лет назад считались совершенной фантастикой.
Современная тихая революция в производстве шин на основе этих двух технологий дала продукты с низким сопротивлением качению, которые имеют отличное сцепление с мокрой дорогой и с гарантией по износу до 130 000 км, а также зимние шины, которые показывают себя, как шины с высокими, до недавнего, невиданными, эксплуатационными характеристиками.
Новые достижения, которые включают безмасляные шины, новые модели шин с инновационными моделями протектора, использующими технологию 3D ламелей и доведенные до ума составы, включающие кремнезем, полученный, например, из рисовой шелухи, приходят к нам из года в год - трудно представить, куда заведет эта дорога шинную индустрию еще через десятилетие!
Традиционно в резиновых смесях в качестве наполнителя используется сажа, которая придает шинам их всем привычный (но не натуральный) черный цвет и делает резиновые смеси несколько мягче. Наполнители также играют важную роль, позволяя различным слоям и типам каучука в смеси сцепляться друг с другом, когда каучук вулканизируется и принимает свою окончательную форму.
Чтобы оценить на сколько использование кремнезема меняет ситуацию, нужно знать, что с момента разработки пневматических шин конструкторы были подчинены простому и непреложному закону – одни составы шин имеют лучшее сцепление с дорогой, но обладают высоким сопротивлением качению и быстрее изнашиваются, другие же, более твердые, имеют низкое сопротивление качению, изнашиваются медленнее, но имеют меньшее сцепление с дорогой.
Неизбежный компромисс, который конструкторы шин должны были найти между сцеплением с дорогой, сопротивлением качению и износом протектора, в шинной индустрии называется «магическим треугольником». Определённый баланс этих трех характеристик в конкретной модели шин, предназначенной для определенных целей, был целью производителей шин. Проблемой этого магического треугольника является то, что улучшение одной из характеристик обязательно приведет к ухудшению других и кардинально улучшить характеристики шин по всем трем показателям было очень сложно.
Когда конструкторы шин начали использовать диоксид кремния (кремнезем) в качестве наполнителя шин, они пришли к выводу, что составы с его большим содержанием определенно снижают сопротивление качению, однако при этом, вопреки закону магического треугольника, они также улучшают сцепление с дорогой, сохраняя хорошие параметры износа. Каким-то образом использование диоксида кремния позволяет получить резиновую смесь, которая ломает основы закона, который ранее был неизменной формулой производства шин - магический треугольник был сломан волшебным соединением диоксида кремния.
Согласно аналитической статье журнала Rubber World (резиновый мир): «Использование диоксида кремния приводит к снижению сопротивления качению шин на 20%, компаунды с использованием диоксида кремния более эластичны и гибки, при этом, имеют отличные показатели по износу.»
Таким образом, благодаря использованию трехмерных ламелей и компаундов с добавлением кремнезема конструкторы шин нашли способ существенно улучшить сцепление шин с дорогой, уменьшить их сопротивление качению и износ до таких показателей, которые еще десять лет назад считались совершенной фантастикой.
Современная тихая революция в производстве шин на основе этих двух технологий дала продукты с низким сопротивлением качению, которые имеют отличное сцепление с мокрой дорогой и с гарантией по износу до 130 000 км, а также зимние шины, которые показывают себя, как шины с высокими, до недавнего, невиданными, эксплуатационными характеристиками.
Новые достижения, которые включают безмасляные шины, новые модели шин с инновационными моделями протектора, использующими технологию 3D ламелей и доведенные до ума составы, включающие кремнезем, полученный, например, из рисовой шелухи, приходят к нам из года в год - трудно представить, куда заведет эта дорога шинную индустрию еще через десятилетие!
