Структура шины: 1 — протектор; 2 — плечевая часть; 3 — каркас; 4 — боковая часть(крыло шины); 5 — брекер и подушечный слой; 6 — дополнительная вставка
в плечевой зоне(зелен.цв.); 7 — бортовое кольцо; 8 — бортовая часть
Основными материалами для производства шин являются резина, которая
изготавливается из натуральных и синтетических каучуков, и корд. Кордовая
ткань может быть изготовлена из металлических нитей (металлокорд),
полимерных и текстильных нитей.
Шина состоит из: каркаса, слоёв брекера, протектора, борта и боковой части.
Текстильный и полимерный корд применяются в легковых и легкогрузовых шинах.
Металлокорд — в грузовых. В зависимости от ориентации нитей корда в каркасе
различают шины:
В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса.
В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити
соседних слоёв перекрещиваются.
Радиальные шины конструктивно более жёсткие, вследствие чего обладают
большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, создают
меньшее сопротивление качению, обеспечивают меньший расход топлива.
Из-за возможности варьировать количество слоёв каркаса (в отличие от
обязательно чётного количества в диагональных) и возможности снижения
слойности, снижается общий вес шины, толщина каркаса. Это снижает разогрев
шины при качении — увеличивается срок службы. Брекер и протектор
так же легче высвобождают тепло — возможно увеличение толщины протектора
и глубины его рисунка для улучшения проходимости по бездорожью. В связи
с этим, в настоящее время, радиальные шины для легковых автомобилей
практически полностью вытеснили диагональные.
Брекер находится между каркасом и протектором. Предназначен для защиты
каркаса от ударов, придания жёсткости шине в области пятна контакта шины
с дорогой и для защиты шины и ездовой камеры от сквозных механических
повреждений. Изготавливается из толстого слоя резины (в лёгких шинах)
или скрещённых слоёв полимерного корда и (или) металлокорда.
Протектор необходим для обеспечения приемлемого коэффициента сцепления
шин с дорогой, а также для предохранения каркаса от повреждений. Протектор
обладает определённым рисунком, который различается в зависимости от
назначения шины. Шины высокой проходимости имеют более глубокий рисунок
протектора и грунтозацепы на его боковых сторонах. Рисунок и конструкция
протектора дорожной шины определяется требованиями к отведению воды и
грязи из канавок протектора и стремлением снизить шум при качении. Но, всё
же, главная задача протектора шины — обеспечить надёжный контакт колеса
с дорогой в неблагоприятных условиях, таких как дождь, грязь, снег и т. д.,
путём их удаления из пятна контакта по точно спроектированным канавкам и
желобкам рисунка. Но эффективно удалять воду из пятна контакта протектор в
силах лишь до определённой скорости, выше которой жидкость физически не
сможет полностью удаляться из пятна контакта, и автомобиль теряет сцепление
с дорожным покрытием, а следовательно и управление. Этот эффект носит
название аквапланирование. Существует широко распространённое заблуждение,
что на сухих дорогах протектор снижает коэффициент сцепления из-за меньшей
площади пятна контакта по сравнению с шиной без протектора (slick tyre).
Это неверно, так как в отсутствие адгезии сила трения не зависит от площади
соприкасаемых поверхностей. На гоночных автомобилях в сухую погоду
используются шины с гладким протектором либо вообще без него для того,
чтобы снизить давление на колесо, уменьшив его износ, тем самым позволив
применять в изготовлении шин более пористые мягкие материалы, обладающие
бóльшим сцеплением с дорогой. Во многих странах существуют законы,
регулирующие минимальную высоту протектора на дорожных транспортных
средствах, и многие дорожные шины имеют встроенные индикаторы износа.
Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого
он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой
резины (у бескамерных шин).
Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.
Шипы противоскольжения. В целях повышения безопасности движения
автомобиля в условиях гололёда и обледенелого снега применяют
металлические шипы противоскольжения. Езда на шипованных шинах имеет
заметные особенности. На ходу автомобиль делается заметно более шумным,
ухудшается его топливная экономичность. В снежно-грязевой каше или в
глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твёрдом сухом или
влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают «обычным»: из-за
снижения площади пятна контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля
увеличивается на 5-10 %. Хотя 70-процентное сокращение тормозного пути на
льду — их несомненное преимущество.
Бескамерные шины (tubeless) наиболее распространены благодаря своей
надёжности, меньшей массе и удобству эксплуатации (так, например, прокол
в бескамерной шине не причинит больших неудобств по дороге до автосервиса).