Рекомендуется использовать,  изложены краткие сведения о пневматических шинах и колесах
(часто в обиходе называемых «дисками») для легковых и грузовых автомобилей. Приведена классификация пневматических шин. Даны представления об устройстве современных целиком металлокордных и традиционных комбинированных шин типа Р, а также диагональных шин. Рассмотрены основные технико-эксплуатационные характеристики пневматических шин и правила
их эксплуатации, определяющие безопасность движения транспортных средств, сцепление с дорогой, управляемость, надежность и экономичность. Приведена информация о взаимозаменяемости шин.
Дана классификация автомобильных колес, приведено описание конструкции их дисков и ободьев, изложены требования к их эксплуатации.
Книга предназначена для широкого круга читателей: для автомобилистов, профессиональных водителей, для инженерно-технических работников шинной промышленности, автотранспортных предприятий и сервиса. Она будет полезна так же преподавателям и студентам средних и высших технических учебных заведений.

Предисловие

Почти все движение на земле немыслимо без колес с пневматическими шинами. Без них остановятся автомобильный транспорт, мотоциклы, карьерные самосвалы, сельхозмашины, современные поезда
метро, не смогут взлетать и садиться самолеты. Шина — основной конструктивный элемент большинства транспортных средств. Ключевые характеристики их движения — скорость, безопасность, устойчивость,
управляемость, проходимость, топливная экономичность, уровень шума, комфортабельность и др. — непосредственно связаны с шинами. Одновременно с прогрессом транспортных средств совершенствуется
конструкция шин и колес. Массовые легковые и грузовые шины диагональной конструкции (далее — диагональные шины) активно вытесняются шинами с радиальным каркасом (далее — радиальные шины).
Сегодня на дорогах западных стран практически не встретить камерных легковых шин или не целиком металлокордных однослойных грузовых шин. Еще 20 лет назад шины серии 70 классифицировались
как сверхнизкопрофильные. Сегодня это обычный серийный профиль многих легковых и грузовых шин, а «уважительная» приставка «сверх» перешла к низкопрофильным шинам серии 55 и ниже. Несмотря на большое разнообразие, применяемые в настоящее время автомобильные шины имеют общие основные принципы устройства. Как и первая пневматическая шина, появившаяся в XIX веке, они представляют собой эластичную оболочку, которую крепят на ободе колеса и наполняют сжатым воздухом. Принцип амортизации ударов о препятствие сжатым воздухом до сего времени играет решающую роль в работе шины.

В связи с этим читателю сначала предлагается описание типичной шины, принципов ее построения и основных элементов. Дается классификация шин по их применяемости и особенностям конструкции.
Особое внимание уделено целиком металлокордным шинам (ЦМК). При этом, учитывая специфику отечественного рынка шин, рассматриваются комбинированные радиальные грузовые шины, практически полностью исчезнувшие из каталогов ведущих западных производителей. Некоторые типы конструкций шин, не выдержавшие проверку временем, такие как шины со съемным протектором,не вошли в настоящую книгу. Вместе с тем приводятся сведения о перспективных конструкциях, отражающих новые тенденции развития пневматических шин. В том числе безопасные, «умные», ли
В последнее время особое внимание уделяют экономичным шинам, снижающим расход моторного топлива. В структуре эксплуатационных расходов на автомобильные перевозки топливо занимает
одну из ведущих позиций. Актуальность проблемы экономии топлива усиливается постоянным повышением цены углеводородного сырья и прогнозируемым его дефицитом уже в недалеком будущем. По расчетам
 природоохранной организации Green Seal, только в США более 160 миллионов пассажирских машин и легких грузовиков сжигают за год более 475 млрд литров бензина (цифры соответствуют ситуации до началамирового кризиса 2008 г.). При этом потребление топлива продолжает расти приблизительно на 3% в год из-за увеличения количества автомобилей и плеч перевозок.

В книге рассмотрены основные эксплуатационные свойства автомобильных шин, обеспечивающие безопасность движения транспортных средств, их топливную экономичность, в том числе сцепление с
разным дорожным покрытием, потери на качение, надежность в эксплуатации, влияние шин на управляемость и устойчивость автомобиля и др. Изложены основные требования к эксплуатации автомобильных шин для реализацииэтихсвойств на практике, освоениявсегоэксплуатационного ресурса шины, достижения максимальной комфортабельности транспортного средства и экономичности его эксплуатации. Дана классификация автомобильных колес, приведено описание конструкции дисков и ободьев, изложены требования к их эксплуатации.Чтобы устранить путаницу в в этой книге мы будем использовать профессиональные термины, поэтому термином «колесо» мы будем называть элемент, на котором крепится шина. «Колесо», в свою очередь, состоит из «обода» и «диска». В обиходе «колесо» часто называют диском (именно так его обозначают в магазинах, на сервисе, шиномонтаже и т.д.), а под колесом в обиходе понимают сборочный узел, состоящий из пневматической шины и «колеса». В понятном читателю контексте данной книги мы все же иногда употребляем термин колесо в обиходном смысле, т.е. как сборочный узел, состоящий из шины и «колеса». Термины, данные выше в кавычках, являются профессиональными, а выделенные полужирным шрифтом — употребляются в обиходном смысле. Далее в книге подобныевыделения не используются.


1. ОБЗОР РЫНКА ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН
1.1.
Мировые тенденции разви-Ежедневно более 2 млн новых шин рынка шин производится мировой шинной промышленностью. Более 4 млрд шин одновременно находятся в эксплуатации. Структура шинного рынка обычно отражает структуру автомобильного транспорта в том или ином регионе. Для развитых западных стран характерно преобладание шин для легковых и коммерческих автомобилей: 75—85%, около рынка— грузовые шины. Вся эта огромная масса шин попадает на потребительский рынок по двум основным каналам: через поставку на конвейер автомобильных заводов, так называемый промышленный сектор рынка, и через розничную продажу — потребительский сектор рынка. В свою очередь, потребительский сектор шин состоит из новых и восстановленных Шины, которыми автопроизводители комплектуют новые автомобили, обычно разрабатываются параллельно с разработкой автомобиля, проходят весь комплекс приемочных испытаний вместе с автомобилем, становятся его неотъемлемой частью и их характеристики наилучшим образом сочетаются с характеристиками машины. Такие шины часто не попадают в розничную продажу и поставляются исключительно на конвейер. Этот сектор рынка чрезвычайно конкурентен, и шинным фирмам постоянно приходится доказывать право на поставку своих шин для комплектации новых автомобилей, а сами такие шины являются предметом гордости и своего рода «визитной карточкой» их разработчиков и производителей. В то же время для конечного потребителя — покупателя транспортного средства (от мотоцикла и автомобиля до самолета) характеристики шин этого сегмента шинного рынка, бы хороши они ни были, даже бренд изготовителя и цена шин воспринимаются как часть имиджа и свойств машины в целом и не являются значимыми факторами покупки. Это наиболее существенное их отличие от шин потребительского рынка. Потребительский рынок пневматических шин обеспечивает потребности в шинах эксплуатационных транспортных предприятий и других владельцев автомобилей. Эти шины имеют более универсальные свойства, так как они не привязаны к конструктивным особенностям определенного автомобиля или иного транспортного средства. Чтобы привлечь покупателя, наряду с высоким уровнем комплекса
эксплуатационных свойств такая шина должна быть «красивой», выглядеть «современно», стоить недорого и т.д. Конечно, при замене модели шин, с которыми новый автомобиль был продан, на другие шины
со вторичного рынка существует риск некоторых характеристик автомобиля. Но обычно эти ухудшения относительно несущественны и «простой автомобилист » их скорее всего просто не заметит.
 К тому же необходимость в первой замене шин возникает обычно при износе рисунка протектора. К этому времени и сам автомобиль начинает терять некоторые из своих свойств. Для потребителя этого
сегмента рынка шин дизайн протектора, низкая цена, предпочтения какого-либо бренда производителя перед другими, иные объективные и субъективные предпочтения могут иметь определяющее значение.
Поэтому на вторичном сегменте рынка оказались востребованными шины, возвращенные в эксплуатацию после восстановительного ремонта, т.е. шины, у которых после износа рисунка возобновляется
протектор, обновляются при необходимости другие покровные резины, а все остальная конструкция сохраняется оригинальной [5, 7]. Высокие прочностные характеристики конструкции и материалов шин в
сочетании с надежной, хорошо отработанной технологией восстановления позволяют восстанавливать протектор от 3 до 5 раз, делая сроки «жизни» шины соизмеримыми со сроком эксплуатации автомобиля.
Восстановленные шины отвоевывают у новых шин часть занимаемого ими рынка, доказывая свою конкурентоспособность высоким качеством. По данным Бюро информации о Восстановлении и Ремонте
Шин США сравнительные испытания новых и восстановленных шин, а также анализ дорожно-транспортных происшествий, связанных с шинами, показывает, что восстановленные шины по основным технико-экономическим показателям, включая надежность и безопасность, не уступают новым. С 2004 года все восстановленные шины в Великобритании регулируются теми же правилами и стандартами, что и новые шины, и должны отвечать тем же требованиям по всему комплексу свойств. С сентября 2006 года в странах Евросоюза также введен единый стандарт для восстановленных шин. В США еще в октябре года был принят акт, разрешающий применение восстановленных шин на всех правительственных автомобилях, что явилось признанием достоинств восстановленных шин и создало дополнительные стимулы в стране для их производства. В то же время высокие требования к качеству восстановления неизбежно приводят к его удорожанию. Стоимость восстановленной легковой шины соизмерима с новой, что лишает «частника» важного стимула для их приобретения и делает их производство малорентабельным. Как результат — рынок восстановленных легковых шин, например в США, за последние 8 лет сократился более чем на 55%. Аналогичная картина наблюдается в странах Западной Европы. Однако даже в этих условиях восстановленные легковые и коммерческие шины остаются привлекательными для таксомоторных компаний, станций автомобилей «скорой помощи» и других подобных предприятий, поскольку в среднем в бюджете автомобильной компании на Западе затраты на шины занимают третью позицию после заработной платы и оплаты за топливо. Стоимость восстановленных грузовых шин обычно ниже стоимости новых шин на 30—50%, что определяет рост их потребления на грузовом автотранспорте, а также в авиации, на военной технике, пожарными и др.
лее 900 компаний в США занимаются шиноремонтным бизнесом. Уже в конце 90-х годов прошлого века из 27 млн проданных потребителям грузовых шин в Северной Америке 16 млн имели восстановленный рисунок протектора и лишь спорте, а также в авиации, на военной технике, пожарными и др. лее 900 компаний в США занимаются шиноремонтным бизнесом. Уже в конце 90-х годов прошлого века из 27 млн проданных потребителям грузовых шин в Северной Америке 16 млн имели восстановленный рисунок протектора и лишь млн были новыми. А в 2006 году там было продано уже около 18,6 млн восстановленных шин на общую
сумму около 3 млрд. долларов. Характерной тенденцией этого сегмента рынка шин последнего времени стало сближение интересов производителей новых и восстановленных шин. Это проявляется в открытии ведущими шинными компаниями, такими как Goodyear, Michelin, Bridgestone, и некоторыми другими собственных отделений по восстановительному ремонту «своих» шин. В конструкцию и материалы
новых шин уже на стадии их проектирования закладывается возможность многократного восстановления. Огромный потенциал научноисследовательских центров этих компаний распространяется теперь и на разработку новых материалов и технологий шиноремонта. Возможно, это позволит в ближайшем будущем создать высокорентабельную технологию восстановления легковых шин наравне с грузовыми и повысить отбор шин, пригодных к восстановительному ремонту. Кроме прямой заинтересованности потребителя восстановление шин имеет и другие преимущества, способные принести уже в недалеком будущем значительный экономический эффект. Во-первых, восстановление шин — чрезвычайно дружественно окружающей среде. Ежегодно только в США списывается из эксплуатации 235 млн легковых шин, 42 млн грузовых и 3 млн авиационных и других шин. Если предположить возможность восстановления хотя бы 40% из них, то это буквально очистит землю от почти млн загрязняющих ее шин (рис. 1.1). Во-вторых, при использовании восстановленной легковой шины экономится в среднем 17 литров сырой нефти, которые должны быть израсходованы на производство новой шины. Для грузовых шин экономия составляет более 52 литров сырой нефти. Это означает также, что будет существенно меньше сожжено шин (наиболее распространенная практика «утилизации» списанных шин) и соответственно уменьшится загрязнение
окружающей среды вредными продуктами горения резины. Так что восстановленная шина по праву может называться «зеленой» шиной. Учитывая глобальную значимость экономии топливных ресурсов и
защиты окружающей среды, представляется вероятной поддержка малорентабельного бизнеса по восстановлению легковых шин правительствами заинтересованных государств.
Шинный рынок России Рынок шин -один из важнейших товарных рынков не только химического комплекса России, но и для всей экономики страны. В СССР выпускалось более 50 млн шин в год. В 1995 году было произведено около 45 млн штук, т.е. сокращение производства оказалось сравнительно незначительным. В 2000 году производство шин в России составило около 29 млн штук, что менее 65% от уровня
года. В дальнейшие годы российский рынок шин имел достаточно стабильную тенденцию к росту, чему способствовало улучшение состояния экономики в целом. В 2007 году производство шин составило около 42,5 млн штук, или на 5% больше, чем в 2006 году, в том числе грузовых шин млн шт. (рост 7%), легковых шин 28,1 млн шт. (рост 4%). Совокупный импорт шин составил 15 млн шт., или на 25% больше, чем в 2006 году, в том числе легковых шин 13,3 млн шт. (рост 23,%). В целом объем продаж легковых шин в 2007 году вырос до 38,5 млн шт. (рост на 10,3%). Несмотря на очевидную нестабильность отечественной шинной
промышленности, в ее развитии прослеживаются несколько основных тенденций. Во-первых, происходит перераспределение структуры парка выпускаемых шин в сторону значительного увеличения легковых шин.
Общее количество автомобилистов за последние годы выросло в стране в десятки раз. По данным Coopers, только в 2006 году продажи легковых автомобилей в России выросли почти на 20%, до 2,06 млн шт. В том же году, по данным Ассоциации европейского бизнеса, в РФ продано более миллиона иномарок, владельцы которых предпочитают ездить на высококачественных современных шинах. Вторая тенденция -развитие производства грузовых цельнометаллокордных (ЦМК) шин. Единственный в России изготовитель шин ЦМК ОАО «СИБУР-Руские шины самый крупный производитель шин в Восточной Европе (около 30% шин, выпускаемых в РФ). «Ярославский шинный завод» этого холдинга, выпускающий ~ 200,0 тыс. шт. ЦМК шин в год, осуществляет капитальную модернизацию их производства и планирует довести выпуск шин нового поколения до млн. штук в год. Уровень качества этих шин не будет уступать шинам передовых европейских фирм. В 2009-2010 г.г. будет введено в эксплуатацию производство шин ЦМК современных конструкций на ОАО «Нижнекамскшина» (совместно с ф. «Континенталь») с объёмом производства 600,0 тыс. шт./год. Другая тенденция заключается в расширении прямой конкуренции российских и западных шинных компаний на отечественном рынке. Шины почти любого западного производителя в широком ассортименте типоразмеров и цен доступны сегодня повсеместно. Ведущие зарубежные компании производят шины на территории страны самостоятельно или в рамках совместных предприятий. За 2006 год местный завод Michelin увеличил выпуск шин на 43,1%, до 1,3 млн шт., а производство российского завода Nokian Tyres выросло с 290 тыс. шт. в 2005 году до млн шт. в 2006 году. При этом компания недавно заявила, что к году ее российский завод будет производить 10 млн шт. в год. Объем продаж шин этой фирмы в России в 2007 году, включая импорт, достиг 3,45 млн шт., шин фирмы Michelin - 2,45 млн шт. Наряду с положительным эффектом увеличения на Российском рынке количества высокоэффективных современных шин имеет место и негативная для потребителя сторона. Происходит постепенное вымывание с рынка относительно дешевых шин. По данным экспертов, в 2008 году дорогой сегмент «А» вырос с 7,4 млн шт. (в 2006 году) до
млн шт. В то же время самый дешевый сегмент «С» «похудел» с 23,3 до 21,9 млн шт. На этом фоне возрастает интерес к применению на транспорте восстановленных шин. Эффективность восстановленных грузовых шин определяется теми же закономерностями в России, что и на Западе. Эксперты специализированного шинного журнала «Tyres & (2006 г. 21 апр.) отмечают удвоение производства восстановленных
грузовых шин в России в течение 2005 года. В 2010 году для удовлетворения потребности рынка в таких шинах их производство увеличивается, примерно еще в 3 раза (со 100 до 300 тыс. шин в год).
Возможно, реальные цифры потребности рынка в восстановленных шинах еще выше. В отличие от Запада, уровень востребованности восстановленных легковых шин известных зарубежных производителей,
таких как Michelin , Goodyear, Continental, в России очень высок, поскольку разница в цене новых и восстановленных зарубежных шин остается привлекательной для покупателей. Таким образом,
бизнес по восстановительному ремонту шин в России выглядит еще более привлекательным, чем на Западе. Развитие восстановительного ремонта шин особенно актуально в периоды экономических кризисов,
когда большинство шинных заводов вынуждены сокращать производство новых шин, и повторное использование изношенных покрышек становится одним из наиболее эффективных и реальных путей удовлетворения рыночного спроса.

2. НАЗНАЧЕНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН
Единственный связующий элемент между автомобилем и дорогой — шина. Шины обеспечивают сцепление колеса с дорожным покрытием, передачу тяговых и тормозных усилий, амортизацию сил,
возникающих при наезде на неровности дороги, управляемость и безопасность движения автомобиля, динамичность и плавность его хода, проходимость в различных дорожных условиях, влияют на расход топлива автомобилем и шумообразование. Основополагающие функции шины, определяющие почти все перечисленные, — сцепление с дорогой и амортизация. Вместе с ними способность поглощения энергии (сопротивление качению) и шумообразование при качении в значительной степени определяют потребительские свойства шины. Хорошее сцепление шины с дорогой повышает управляемость,
устойчивость, динамичность и тормозные свойства, т.е. безопасность движения. Как показывает статистика, недостаточное сцепление является причиной 25—40% дорожно-транспортных происшествий при
движении по мокрым дорогам. Взаимодействие автомобиля с дорогой осуществляется в первую очередь через ведущие колеса. На колесо действует вертикальная составляющая массы автомобиля
В горизонтальной плоскости все действующие на шину силы можно привести к продольной составляющей действующей в плоскости качения колеса, и перпендикулярной ей поперечной составляющей
 называемой силой бокового увода Величина и направление РУ определяется в основном значением подводимого к колесу крутящего момента от двигателя автомобиля, а также силой торможения. Сила
бокового увода возникает вследствие внешних воздействий, таких как боковой ветер, поперечный наклон дороги или при повороте. Обычно боковая сила Р значительно меньше, чем продольная Р , оту
клонение по величине и направлению вектора результирующей силы Р от продольной несущественно. Однако при некоторых условиях, например при резком повороте или повороте с большой скоростью,
боковая сила может достигать значительных величин. В этом случае при определенном сочетании значений Р и Р результирующая сила ху Р может превысить предел сцепления шины с дорогой и изменить направление движения колеса (говорят, что автомобиль заносит). Максимальное значение усилия при прямолинейном движении или суммарное усилие Р при маневрировании не могут превышать Рис. Пример сложения продольной и боковой сил в круге Камма: результирующая сила (Р) на мокрой дороге выходит за границу круга хотя каждая из ее составляющих находится в пределах круга силу сцепления шины с дорогой F: если P>F, то колесо пробуксовывает, теряет связь с дорогой. На схеме наглядно показано сложение продольной и боковой сил в виде силовой диаграммы, иногда называемой «круги Камма»1. Диаметры кругов соответствуют предельным значениям силы сцепления шины с разными дорожными покрытиями. В этом примере результирующая суммарная сила на мокрой дороге выходит за границу круга
Камма, хотя каждая из ее составляющих находится в пределах Круга. Во время маневра каждый водитель должен твердо что при критических значениях продольной силы (ускорения или торможения)
 даже небольшая боковая сила может привести к заносу автомобиля и потери особенно при большой скорости его движения. Силу сцепления шины с дорогой F увеличивают повышением коэффициента
 сцепления (см. параграф 7.5) и увеличением нагрузки на шину Вместе с тем известно, что независимо от общей нагрузки удельное давление в площади контакта приблизительно соответствует
 давлению воздуха в шине. Под действием вертикальной нагрузки, приложенной к колесу, шина деформируется, уменьшается ее высота, Вунибальд
(1893—1966) — профессор кафедры автомобилей технического университета г. Штутгарта (Германия). Деформация шины при качении: а -изменение профиля шины под нагрузкой; б - деформация шины по окружности под действием крутящего момента; s - стрела прогиба; 1 -профиль шины без нагрузки; 2 -профиль шины с нагрузкой; 3 - участок сжатия; 4 - участок растяжения увеличивается ширина ее профиля и площадь контакта шины с дорогой (рис. 2.2). При этом суммарное давление шины на дорогу по всей площади контакта соответствует указанной вертикальной нагрузке Прогиб профиля шины (s) под действием вертикальной нагрузки и, соответственно, площадь контакта зависят от величины конструкции шины и давления воздуха в ней (см. параграфы 7.3, 7.4). Опытные водители зимой для повышения устойчивости автомобиля на скользкой дороге максимально увеличивают его загрузку и, в частности, для уменьшения буксования на скользком участке дороги повышают нагрузку на ведущую ось автомобиля, разгрузив при этом ведомую (перемещением груза или пассажиров). На особенно трудно проходимых участках, например на глубоком снегу, временно снижают давление в шине. Однако на обледенелой дороге понижение давления воздуха в шине ухудшает сцепление с дорогой. Амортизационные (демпфирующие) свойства шины, т.е. способность сглаживания, уменьшения вертикальных перемещений оси колеса при наезде на неровности дороги, определяют комфортабельность, плавность хода автомобиля, его эксплуатационную надежность, долговечность подвески. Чем «мягче» шина, тем выше ее амортизационная способность, и наоборот, чем она «жестче» (т.е. меньше ее деформация под действием вертикальной нагрузки), тем меньше амортизация. Сжатый воздух в шине воспринимает основную часть нагрузки
на колесо. Объем воздуха в шине при ее деформации практически не изменяется (в пределах 1—2 %). Вместе с тем работа сжатия воздуха в шине при ее деформации весьма значительна и составляет при нормальной нагрузке и давлении примерно 60—70% всей работы деформации. Остальные 30—40% затрачиваются на деформацию материала шины. Однако с ростом степени прогиба шины (s) работа, затрачиваемая на деформацию ее материала, резко возрастает, увеличиваются потери на качение, расход горючего, повышается температура шины и снижается ее долговечность (см. параграфы 7.1, 7.3, 7.4).
Для каждой шины и условий эксплуатации устанавливают оптимальные значения степени ее деформации и, соответственно, внутреннего давления воздуха в шине и нагрузки на колесо, обеспечивающие минимальное сопротивление качению (расход горючего) при сохранении необходимых эксплуатационных свойств (амортизации, надежности и др.). Амортизационная способность определяет свойства шины как
элемента подвески автомобиля, гасящего динамические нагрузки. Для наилучшей амортизации автомобиля необходимо оптимальное сочетание амортизационной способности шины и амортизационных
свойств других элементов подвески. При замене шин следует строго руководствоваться рекомендациями изготовителя автомобиля во избежание ухудшения его ходовых свойств, преждевременного разрушения
 элементов подвески и шин. В современных условиях влияние шин на расход автомобильного топлива имеет важное значение. В то же время количество сжигаемого в автомобильных двигателях топлива напрямую связано с объемом вредных выбросов, загрязняющих окружающую среду. Энергия сжигаемого топлива расходуется для обеспечения работы двигателя и других агрегатов, на преодоление сопротивления воздуха движению автомобиля, трения в трансмиссии, сопротивления качению шины. На рис. 2.3 представлено среднестатистическое распределение энергии от сгорания топлива между системами автомобиля [24].
Экономичность автомобиля принято оценивать расстоянием, котороеон может проехать, израсходовав единицу объема топлива. Динамика изменения этого показателя автомобилей североамериканского
 рынка в период с 1975 года показана . Из рисунка видно, то с середины 80-х годов и до настоящего времени экономичность как легковых, так и грузовых автомобилей практически не изменилась
и даже несколько снизилась после резкого улучшения этого показателя по выходе из энергетического кризиса 70-х годов. Доля двигателя в общем балансе потерь энергии автомобиля за это время также практически не изменилась [21]. Отсутствие улучшения топливной экономичности автомобилей в течение столь длительного времени показывает, что отвечающие за экономичность элементы конструкции современного массового автомобиля близки к своему пределу. Дальнейшее совершенствование требует принципиально новых решений, таких как использование гибридных энергетических систем, замена двигателя внутреннего сгорания на электрический, водород Среднестатистическое распределение энергии от сгорания топлива
Изменение топливной экономичности автомобилей в период 1975-2007 гг. ный и проч. При этом, по данным [21], в середине 80-х годов прошлого века на качение шины легкового автомобиля расходовалось больше
энергии, чем на современные шины, — 6,6% против 4% (т.е. более чем в полтора раза). Даже с учетом возможной разницы в методиках испытаний и объема выборки это свидетельствует о значительном прогрессе
в улучшении экономичности шин по сравнению с другими системами автомобиля. Практически только шины остаются экономичным элементом конструкции автомобиля, который пользователь может самостоятельно заменять по мере появления их на рынке и немедленно чувствовать эффект от этой замены. Снижение сопротивления качению шины на 10% приводит к 1,5—2% экономии топлива легковыми и легкогрузовыми
 автомобилями в обычных режимах работы. Для грузовых автомобилей экономия топлива может достигать 3% на каждые 10—15% улучшения характеристики потерь в шинах. Вместе с тем потери на качение отражаются не только на расходе топлива, но и на ряде эксплуатационных характеристик шины. При равных прочностных показателях шин разных конструкций уровень потерь на качение косвенно характеризует их эксплуатационную надежность, определяет уровень их максимально допустимой скорости, отражает такие качественные характеристики, как силовая неоднородность, дисбаланс, наличие скрытых внутренних дефектов (см. параграф 7.1). Вот почему, несмотря на относительно небольшую долю в общем балансе энергии автомобиля, потери в шинах оказались в зоне пристального внимания и изучения как производителей шин, так и орган стандартизации, государственного регулирования, потребительских организаций в целях получения единого комплексного показателя, характеризующего качество и рыночную, потребительскую
ценность шины.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ ШИН
Автомобильные шины классифицируют по назначению, способу герметизации, конструкции, форме профиля, габаритам и типу рисунка протектора. Наибольшее распространение получила классификация
 шин по назначению, т.е. для какого типа транспортного средства они предназначены. На этой основе обычно строятся справочники и фирменные каталоги по шинам, аксессуарам для их эксплуатации и ремонта и др. Классификация шин по их назначению носит универсальный характер. Каждая классификационная категория включает шины разных конструкций и размеров, с различными скоростными характеристика
ми и разными несущими нагрузками, а также шины, отличающиеся друг от друга применяемыми для их изготовления материалами, оборудованием, технологическими процессами и т.д. Ниже приведены
наиболее типичные классы и группы, на которые принято разделять шины при их классификации. 3.1. Легковые шины В эту категорию входят шины для всех легковых автомобилей, независимо от дорожных, климатических условий их эксплуатации или особенностей конструкции автомобиля (полноприводная, с передним или задним приводом и т.д.). К легковым шинам предъявляют высокие требования безопасности и комфортабельности. Они должны выдерживать длительное безостановочное движение с высокими скоростями (свыше 200 км/ч), обеспечивать при этом высокую надежность, безопасность, устойчивость и управляемость, передачу тяговых и тормозных усилий на сухой дороге и в дождь, независимо от погодных и климатических условий. К этой же группе часто относят шины для массовых спортивных автомобилей (SUV) и автомобилей для туристических путешествий. Такие шины предназначены для эксплуатации в основном на хороших дорогах с твердым покрытием, но имеют дополнительную защиту от пробоев, порезов и других механических повреждений на случай, когда автомобиль оказывается на бездорожье. В последнее время они получают во всем мире все большее распространение и могут рассматриваться как отдельная категория шин.
3.2. Легкогрузовые Легкогрузовые шины применяютские) шины ся на микроавтобусах (автобусах особо малой вместимости), тоннажных грузовых автомобилях и прицепах к ним. Такие транспортные
 средства внешне похожи на большие легковые машины, но вместо задних пассажирских мест и багажника имеют кузов и обычно пользуются популярностью в сфере малого бизнеса. Поэтому такие машины
и шины для них еще называют коммерческими. Обозначения грузовых шин обычно содержат букву «С».
3.3. Грузовые и автобусные К этой группе относят шины, эксшины плуатирующиеся преимущественно на дорогах с твердым покрытием. Сюда относятся для грузовых автомобилей, осуществляющих
городские, междугородные и международные перевозки, шины для автобусов и троллейбусов. Предполагается, что транспортные средства на этих шинах оказываются в условиях бездорожья лишь на короткое
время, например, для подъезда к месту погрузки или разгрузки. Требования, предъявляемые сегодня к грузовым шинам, очень близки требованиям к легковым шинам, особенно в вопросах безопасности,
 скорости, а также шумообразования и однородности. Повышенные требования предъявляют к их грузоподъемности и экономичности. Кроме того, сейчас на первый план выступают экологические требования, нестоль актуальные в прежние 3.1. Автомобиль на внедорожных шинах 3.4. Грузовые внедорожные шины В отличие от предыдущей группы эти шины лишь на короткое время попадают на твердую ровную дорогу, а большую часть времени эксплуатируются в полевых условиях, на бездорожье. Это шины для автомобилей внедорожников, для строительной техники, дорожных машин, экскаваторов, грейдеров и других подобных машин (рис. 3.1). Они не работают на больших скоростях движения, но должны иметь высокую прочность, выдерживать большие нагрузки и перегрузки, противостоять механическим повреждениям, обладать высокими тяговыми и тормозными свойствами на мягких грунтах. 3.5. Крупногабаритные шины К ним относятся шины карьерных самосвалов и другой автомобильной техники, используемой для перевозки тяжелых грузов. Процесс изготовления шин этой группы близок к обычным грузовым шинам. Их конструкция и свойства используемых при производстве материалов позволяют им выдерживать значительные эксплуатационные нагрузки.3.6. Сверхкрупногабаритные Отличаются от предыдущей шины не только особенно большими размерами и грузоподъемностью, но и тем, что технологический процесс производства этого класса шин принципиально отличается от производства других пневматических шин. Диаметр шины может достигать 2 м и более. Применяются на гигантских карьерных самосвалах Сверхкрупногабаритные шины производят только Карьерный самосвал на сверхкрупногабаритных шинах несколько компаний в мире, среди которых Goodyear, Bridgestone, Белорусский шинный комбинат.
3.7. Шины специального К этой группе относятся шины с назначения регулируемым давлением, шины военного назначения и некоторые другие.
Шины высшего класса Шины высшего класса разрабатываются для высокоскоростных автомобилей. Они имеют более эластичную резину протектора и специальный рисунок, обеспечивающие хорошее сцепление с дорогой, особенно при поворотах на высокой скорости. Оборотной стороной этих особенностей шин является повышенный износ протектора и меньший общий ресурс. Способность обеспечивать «высший класс»
как на сухой, так и на мокрой дороге на высоких скоростях сильно отличается у шин разных производителей и даже у разных моделей одного производителя. Создание таких шин является объектом научных
исследований и перспективных разработок. Безопасные шины Безопасная шина, способная в случае частичной или полной потери воздуха в нОй сохранять движение и свои основные качества, достаточные для безопасного достижения ближайшего пункта технического обслуживания. В последние годы за такими шинами закрепилось название run-flat. Большинство ведущих шинных компаний мира ведет разработку run-flat шин, выданы сотни патентов на конструкции таких шин, обзор которых может быть темой самостоятельного интересного исследования. Однако до настоящего времени общепризнанной надежной конструкции безопасной шины не существует, они выпускаются лишь небольшими партиями, а их рынок ограничен. Например, фирма Michelin разработала и с 2005 по 2008 год поставляла на американский рынок для некоторых моделей автомобилей «Хонда» run-flat систему лей «Хонда» run-flat систему Как видно из рисунков, PAX состоит из аркоподобной по конфигурации профиля шины и специального обода. Конфигурация бортов шины и посадочного места обода обеспечивают надежное крепление борта при потере давления в шине. Кроме того, в центральной части обода располагается полиуретановое кольцо, служащее опорой беговой части при качении колеса со спущенной шиной. Система PAX, по данным фирмы Michelin, при потере давления воздуха в шине обеспечивает безопасный пробег до 200 км на скорости более 80 км/ч. Однако фирме не удалось решить проблему экономической эффективности применения таких шин и преодолеть технические сложности монтажа-демонтажа и ремонта. В начале 2008 года Michelin принял решение о прекращении работы по совершенствованию PAX [18]. 3.3. Шина PAX фирмы Michelin  Профиль обычной шин