Шини пневматичні, в автомобілях і інших колісних машинах виконують наступні основні функції: створюють необхідне зчеплення коліс з поверхнею дороги і амортизують машини, що виникають при русі, динамічні навантаження на колеса. Завдяки цьому забезпечуються можливість управління машиною, її прохідність в скрутних дорожніх умовах, стійкість, комфортабельність при їзді. Ш. істотно впливають на довжину гальмівної дороги, витрату палива і багато інших експлуатаційних і економічних характеристик автомобіля. Залежно від призначення Ш. підрозділяють на легкових (для легкових автомобілів і вантажних автомобілів малої вантажопідйомності); вантажні (для останніх вантажних автомобілів, автобусів, тролейбусів, причепів); з.-х.(сільськогосподарський) (для тракторів і ін. з.-х.(сільськогосподарський) машин); будівельно-дорожні (для будівельних, дорожніх і підйомно-транспортних машин); мотошини (для мотоциклів, моторолерів, мопедів); велосипедні. ДО Ш. спеціального призначення відносяться авіаційні, для монорельсового транспорту і ін.
Ш. — багатошарові резіно-текстільні вироби, на виготовлення яких витрачається близько 50% споживаного каучуку, а також означає. доля хімічних волокон і інших армуючих матеріалів. У 1976 на виробництво Ш. у всьому світі було витрачено близько 7 млн. т каучуків; випуск Ш. склав 780 млн. шт.
Конструкція. Загальний елемент Ш. всіх типів — покришка ( мал. 1 ), що забезпечує збереження заданої форми Ш. при дії внутрішнього тиску. Основа покришки — каркас, що додає їй міцність і еластичність. Він складається з декількох шарів обгумованого текстильного (в деяких випадках металевого) корду (кордовій тканині). У діагональних Ш. нитки корду в сусідніх шарах каркаса перехрещуються, а кут між напрямом ниток і меридіональною (що проходить через вісь обертання) плоскістю Ш. складає 50—55°. У радіальних Ш. (шинах Р) нитки всіх шарів корду розташовуються в меридіональній плоскості. Число шарів корду в цих Ш. приблизно у 2 рази менше, ніж в діагональних, і тому каркас шин Р відрізняється більшою гнучкістю.
Брекер (шар подушки) Ш., призначений для створення міцному зв'язку між каркасом і зовнішнім гумовим шаром Ш. (протектором), виготовляють з декількох шарів обгумованого текст.(текстильний) або металевого корду (рідше з гуми). У брокерові діагональних Ш. нитки корду розташовуються під тим же кутом, що і в каркасі; у брокерові радіальних — під кутом 70—85°, утворюючи нерозтяжний пояс, який сприймає основну частину зусиль, що виникають в Ш. під дією внутрішнього тиску і зовнішніх навантажень. Завдяки поєднанню гнучкого каркаса і жорсткого брекерного поясу шини Р відрізняються від діагональних більшою довговічністю, меншими втратами на подолання опору коченню і ін. експлуатаційними перевагами.
Протектор Ш., створюючий одне ціле з її боковинами, захищає каркас від механічних пошкоджень і дії вологи. Найбільш масивна частина протектора — бігова доріжка — має «малюнок» (виступи і поглиблення різних розмірів і форми, мал. 2 ), що визначає зчеплення Ш. з дорогою, опір коченню, зносостійкість, прохідність, шум при їзді, зручність управління машиною і ін. Борт покришки забезпечує щільну посадку і кріплення Ш. на ободі колеса. На бортових кільцях закріплюються шари каркаса Ш.
Важлива конструктивна ознака Ш.— спосіб герметизації, по якому їх підрозділяють на камерних і беськамерниє. У порожнину камерних Ш. поміщають їздову камеру — кільцеподібну гумову трубку з вентилем, що утримує в Ш. стисле повітря. У беськамерних Ш. повітря стримується завдяки вживанню спеціальних бортових стрічок ущільнювачів, посадці Ш. на обід під великим натягненням, а також накладенню на внутрішня порожнина покришки гумового герметизуючого шару. Переваги беськамерних Ш. — велика безпека руху унаслідок незначного витоку повітря при проколі, менша маса, простота обслуговування і ремонту. Проте для герметичної посадки цих Ш. на обід необхідні спеціальне монтажне устаткування, а також підвищена точність виготовлення ободів. Вибір конструкції Ш. визначається їх призначенням. Наприклад, для легкових Ш., які повинні забезпечувати безпеку руху і комфортабельність при їзді на високих швидкостях, найбільш доцільна беськамерная конструкція.
Робочі характеристики. На нерухому Ш. діють сили внутрішнього тиску і статичного навантаження на колесо, при коченні Ш., крім того, — динамічного навантаження, а також навантаження від перерозподілу маси машини між осями і колесами. Під дією цих сил Ш. випробовує при коченні безперервні циклічні деформації, величина і напрям яких в різних зонах Ш. різні. Число циклів деформації Ш. за час її амортизаційного пробігу може досягати декількох десятків мільйонів. Унаслідок цих деформацій відбувається саморазогрев Ш. (теплоутворення) до 60—90 °С.
Найважливіші експлуатаційні характеристики Ш. — вантажопідйомність, довговічність, зчеплення з дорогою, опір коченню, амортизаційна здатність. Вантажопідйомність (максимальне допустиме статичне вертикальне навантаження на Ш.) залежить головним чином від габаритів Ш., внутрішнього тиску, числа шарів корду і його типа, а також від експлуатаційних умов. Довговічність характеризується пробігом Ш. до зносу виступів малюнка протектора (за умовами безпеки руху, а також для оберігання каркаса від пошкоджень мінімальна залишкова висота виступів має бути 0,5 мм для вантажних і 1,5 мм для легкових Ш.). Довговічність знижується при погіршенні дорожніх і кліматичних умов, перевищенні вантажопідйомності, збільшенні швидкості руху, відхиленнях внутрішнього тиску в Ш. від оптимального для даних умов експлуатації (це тиск складає від 0,1 Мн/м-код 2 , або 1 кгс/см 2 , для легкових Ш. до 2 Мн/м-код 2 , або 20 кгс/см 2 , для авіаційних Ш.). При зниженні внутрішнього тиску збільшується амплітуда деформацій Ш. і підвищується теплоутворення, що приводить до прискореного втомного руйнування Ш., а при його підвищенні зростає напруга в Ш., збільшується небезпека розриву каркаса при наїзді на перешкоду і прискорюється знос протектора із-за збільшення тиску в контакті Ш. з дорогою. Середній пробіг легкових Ш. лежить в межах 40—60 тис. км. , вантажних Ш. — в межах 60—100 тис. км.
Зчеплення з дорогою — один з найважливіших чинників, що забезпечують безпечний рух автомобіля. Недостатнє зчеплення — причина 25—40% дорожньо-транспортних випадків на мокрих дорогах і 5—10% — на сухих. Окрім «малюнка» протектора на цю характеристику впливають властивості протекторної гуми.
Опір коченню в значній мірі визначає витрату палива колісним транспортом і впливає також на його динамічні характеристики. Воно істотно залежить від маси і конструкції Ш., а також від матеріалів, з яких вона виготовлена. Амортизаційна здатність визначає властивості Ш. як елементу підвіски автомобіля, що гасить динамічні навантаження. Для оптимальної амортизації автомобіля необхідне правильне поєднання амортизаційної здатності Ш. і амортизаційних властивостей ін. елементів підвіски.
Матеріали. Технологія виробництва. Загальні вимоги до гум для Ш.— висока втомна витривалість і мале теплоутворення; до гум для протектора, крім того, ізносо- і атмосферостійкість; для каркаса — висока еластичність; для брокера — теплостійкість; для тих, що їздять камер — газонепроникність. Основні типи каучуків для шинних гум — стироловий для бутадієну, стереорегулярний бутадієн, синтетичний ізопрен, натуральний; найважливіші армуючі матеріали — поліамідний і віскозний корд. Технологічний процес шинного виробництва включає: приготування гумових сумішей в змішувачах; обробку корду (просочення синтетичними латексами, термічний витяг, стабілізацію, обкладання гумою на каландрах); заготівку деталей Ш. (розкрій обгумованого корду, стиковку шматків, накладення на них гумових прошарків, профілізацію заготівки протектора на екструдерах, виготовлення деталей борту і др.); збірку покришок на спеціальних верстатах; формування і вулканізацію покришок В т. н. форматорах-вулканізаторах; виготовлення заготовок їздових камер на екструдерах і їх вулканізацію в прес-формах. Багато операцій технологічного процесу здійснюються на потоково-автоматичних лініях (наприклад, виготовлення гумових сумішей, збірка і вулканізація покришок). Див. також Каучуки синтетичні,Каучук натуральний,Гума .
Літ.: Пневматичні шини. (Дослідження з проблеми підвищення якості). Сб. ст., М., 1969; Пневматичні шини, М., 1973; Салтиков А. Ст, Основи сучасної технології автомобільних шин, 3 видавництва, М., 1974; Енциклопедія полімерів, т. 3., М., 1977.
