Автомобільна шина - один з найважливіших елементів, що є пружною оболонкою, розташованою на обід колеса. Шина призначена для поглинання незначних коливань, викликаних недосконалістю дорожнього покриття, компенсації похибки траєкторій коліс, реалізації та сприйняття сил, що виникають у плямі контакту та забезпечення високого коефіцієнта зчеплення.
Конструктивний склад шини
Основними матеріалами для виробництва шин є гума, яка виготовляється з натуральних та синтетичних каучуків та корд. Корд - відносно твердий матеріал, з якого виготовляється каркас шини. Кордова тканина може бути виготовлена з металевих ниток (металокорд), полімерних та текстильних ниток.
Всі шини діляться на камерні та безкамерні. Відмінність перших від останніх полягає в наявності у складі шини окремого елемента - камери, яка утримує накачаний у шину газ (повітря). У безкамерній шині функцію камери виконує гермокуль - тонкий шар герметичної для газу гуми на внутрішній поверхні шини. На сьогоднішній день безкамерні шини найпоширеніші завдяки своїй надійності, меншій масі та зручності експлуатації. На цьому малюнку наведено саме безкамерну шину.
Основні елементи шини: каркас, шари брекера, протектор, борт та бічна частина.
Каркас шини можна порівняти зі скелетом - це основа, з якою зв'язуються решта елементів і яка утримує всі експлуатаційні навантаження. Каркас формується з корду, який може бути текстильним, полімерним чи металевим. Текстильний та полімерний корд застосовуються в легкових та легковантажних шинах. Металокорд – у вантажних. Залежно від орієнтації ниток корду в каркасі шини розрізняють на радіальні та діагональні.
У радіальних шинах нитки корда розташовані вздовж радіусу колеса (як на схемі). У діагональних шинах нитки корда розташовані під кутом до радіусу колеса і нитки сусідніх шарів перехрещуються. Радіальні шини конструктивно твердіші, внаслідок чого мають більший ресурс, мають стабільність форми плями контакту, створюють менший опір коченню, забезпечують меншу витрату палива. Через можливість варіювати кількість шарів каркасу (на відміну від обов'язково парної кількості в діагональних) та можливості зниження кількості шарів, знижується загальна вага шини, товщина каркасу. Це знижує розігрів шини під час кочення - збільшується термін служби. Брекер і протектор так само легше вивільняють тепло - можливе збільшення товщини протектора та глибини його малюнка для покращення прохідності бездоріжжям. У зв'язку з цим зараз радіальні шини для легкових автомобілів практично повністю витіснили діагональні.
Брекер знаходиться між каркасом та протектором. Він призначений для захисту каркаса від ударів, надання шині твердості в області плями контакту шини з дорогою та для захисту шини (і камери в камерних шинах) від наскрізних механічних пошкоджень. Виготовляється з товстого шару гуми (у легких шинах) або схрещених шарів полімерного корду та (або) металокорду.
Протектор необхідний забезпечення прийнятного коефіцієнта зчеплення шини з дорогою, і навіть запобігання пошкоджень каркаса. Протектор має певний малюнок, що відрізняється залежно від призначення шини. Шини високої прохідності мають глибший малюнок протектора та ґрунтозачепи на його бокових сторонах. Малюнок та конструкція протектора дорожньої шини визначаються вимогами до відведення води та бруду з канавок протектора та прагненням знизити шум при коченні. Але, все ж таки, головне завдання протектора шини - забезпечити надійний контакт колеса з дорогою за несприятливих умов, таких як дощ, бруд, сніг тощо, шляхом їх видалення з плями контакту за точно спроектованими канавками та жолобки малюнку. Але ефективно видаляти воду з плями контакту протектора під силу тільки до певної швидкості, вище за яку рідина фізично не зможе повністю видалятися з плями контакту, і автомобіль втрачає зчеплення з дорожнім покриттям, а отже і керованість. Цей ефект називається аквапланування. Існує поширена помилка, що на сухих дорогах протектор знижує коефіцієнт зчеплення через меншу площу плями контакту в порівнянні з шиною без протектора (шини slick). Це неправильно, тому що відсутність адгезії сила тертя не залежить від площі поверхні, що стикаються. На гоночних автомобілях у суху погоду використовуються шини з гладким протектором або взагалі без нього для того, щоб знизити тиск на колесо, зменшивши його зношування, тим самим дозволивши застосовувати при виготовленні шин пористіші м'які матеріали, що мають більше зчеплення з дорогою. У багатьох країнах існують закони, що регулюють мінімальну висоту протектора на дорожніх транспортних засобах, і багато дорожніх шин мають вбудовані індикатори зношування.
Борт дозволяє покришці герметично сідати на обід колеса. Для цього він повинен усередині сформовані з дроту міцні металеві кільця, які забезпечують його плівку.
