Анатомия шины – что полезно знать, прежде чем выбирать шины для автомобиля

Мощные моторы, передовые технологии в области пассивной и активной безопасности, сложные подвески, аэродинамика – десятки лет работы и эволюции инженерной мысли, эквивалентом которых служит современный автомобиль, сейчас могут оцениваться в десятки миллионов рублей.

И эти сложные технологические продукты с дорогой соприкасаются несколькими десятками квадратных сантиметров – пятном контакта шин. И в этом пятне контакта сконцентрированы все технологии и многолетние наработки в области шинных технологий. Поэтому шина – один из самых важных элементов в автомобиле.

Покрышка в разрезе

Производство шины — это не просто «залить резину в форму». Это пять сложнейших этапов, где каждая ошибка может стоить безопасности. Начинается всё с резиновой смеси — настоящей алхимии современности: в гигантских миксерах при 120 градусах смешиваются натуральный и синтетический каучук, сажа (она не только дает привычный чёрный цвет покрышки, но и делает состав прочнее), масла и десятки химических компонентов.

Рецептура каждого производителя — тайна за семью печатями, хотя основные ингредиенты известны. Это как с Кока-Колой – состав вроде тоже известен, но секрет рецептуры до сих пор не раскрыт.

Натуральный каучук везут из Южной Америки и Юго-Восточной Азии, синтетический преимущественно делают из нефти в Европе. Половина состава резиновой смеси — каучуки, треть — наполнители вроде сажи и масла, остальное — сера (или кремниевая кислота) для вулканизации и другая химия.

Вот тут и начинается магия: дорогие шины содержат меньше сажи и больше специальных добавок, дешёвые - больше сажи и имеют простой состав. Поэтому дешевая покрышка тяжелее и хуже работает. Да-да, именно работает – это не пассивное резиновое изделие, как считают некоторые.

Далее идёт изготовление компонентов: текстильный и стальной корд (армирующие нити), бортовые кольца - все это пропитывают резиной, сушат и обрезают. В одной шине до 30 различных компонентов, большинство — усилители конструкции. Затем на автоматизированных барабанах собирают каркас шины и боковины. При производстве зимней шипованной резины также добавляется этап моделирования конструкции шипов и их расположения на протекторе.

Финальная стадия — вулканизация, священнодействие шинного производства. Заготовку помещают в пресс-форму, где под давлением горячего пара и воды при высокой температуре формуется рисунок протектора. Именно здесь сера создает связи между цепочками полимеров, превращая пластичный каучук в упругую резину. После этого каждую шину проверяют визуально и на оборудовании: вес, баланс, внутреннее строение.

Если расставить приоритеты по «удельному весу» в общей оценке качества шины, то получится примерно такая иерархия:

40% — резиновая смесь. От состава зависят тормозной путь, износостойкость, сцепление на мокром асфальте, шумность. Премиальные бренды используют специальные каучуки и добавки, обеспечивающие баланс между мягкостью (для сцепления) и твёрдостью (для износостойкости).

25% — конструкция каркаса и брекера. Металлический и текстильный корд определяют прочность, устойчивость к деформациям на скорости, сопротивление проколам. Дорогие шины используют больше слоёв корда и качественную сталь, в редких случаях в качестве корда используют кевларовую нить, но это очень дорого. Сейчас всё реже можно встретить так называемые диагональные покрышки – слои корда в них расположены таким образом, что нити перекрещиваются, а в радиальных – нет, корд идёт прямо от одного борта к другому.

20% — рисунок протектора. Это не просто красота, как многие считают, а результат компьютерного моделирования и годов испытаний. Правильный (а не красивый) рисунок отводит воду (защита от аквапланирования) или снег, обеспечивает сцепление, снижает шум. Принято разделять типы протекторов на дорожные (спортивные в том числе), универсальные, зимние и внедорожные (A/T и M/T).

15% - геометрия профиля. Высота, ширина, форма и профиль боковины напрямую влияют на поведение автомобиля.

Почему одни шины дороже других в разы?

Разница в цене (иной раз х4 в одинаковом типоразмере) - это не просто накрутка бренда (хотя она тоже есть). Дорогая шина стоит дороже по четырем причинам:

1. Стоимость разработки. Топовые производители тратят годы на создание одной модели, проводят тысячи тестов, используют компьютерное моделирование (а в наши дни, возможно, и искусственный интеллект). Китайские бюджетные бренды часто берут готовые разработки десятилетней давности. Грубо говоря, покупая новую покрышку не самого известного китайского бренда, вы покупаете Мишлен или Континенталь разработки 2000-2010 годов.

2. Качество сырья. Премиальные каучуки, синтетические полимеры, кремниевая кислота вместо простой сажи - все это в 2-3 раза дороже стандартных компонентов. В дешёвой шине больше сажи, она тяжелее и хуже работает, хотя может и показать хорошие результаты по «народной» дисциплине – износостойкости.

3. Сложность производства. Больше слоев корда, точная автоматизированная сборка, более длительная вулканизация при точно выверенных параметрах. Это требует современного оборудования и высокой квалификации персонала. По этому параметру идет постепенное выравнивание между именитыми брендами и китайскими, поскольку в Китае уже много СП, есть доступ к технологиям и «мозгам» западных инженеров. Ну и деньги на всё это есть.

4. Контроль качества. У премиальных брендов жесточайший контроль, многие шины бракуются. У бюджетных производителей стандарты мягче, поэтому рынок могут просачиваться покрышки с изъянами – от этого, например, могут плохо балансироваться. И это меньшее из возможных зол.

Как шина управляет автомобилем?

Если состав и производство шины – это прежде всего химия, то работа покрышек в движении – чистая физика. Мы уже разобрались с тем, что летние покрышки содержат больше синтетических каучуков и лучше себя ведут при высоких температурах, тогда как зимние содержат больше натуральных каучуков и сохраняют пластичность при низких температурах. А как и на что влияют технические параметры – те самые, что наносят на боковины покрышек?

Ширина профиля: чем шире, тем больше пятно контакта с дорогой – это логично. Но пятно контакта не равно сцеплению! На современных дорогих автомобилях инженеры разрабатывают подвеску с учетом дисков и шин, которые будут устанавливаться на машину. Так появились разноширокие шины – например, на BMW.

Вкупе с настройкой и кинематикой подвесок разноширокие шины призваны улучшить управляемость. Но в «гражданских» условиях более широкие шины могут быть более чувствительными к колее. А вот на разгон ширина покрышек практически не влияет, равно как и на торможение, при этом расход топлива растёт. На внедорожниках более широкие шины улучшают проходимость, потому что при стравливании давления площадь соприкосновения с поверхностью у шины становится больше.

Высота профиля — важный параметр. Низкий профиль (например, 40-45) даёт точное рулевое управление, минимальные крены в поворотах и быстрые реакции за счёт меньшей деформации боковины (так называемый «увод»). Но комфорт страдает - каждая ямка передается на кузов. Высокий профиль (60-70) - это комфорт и плавность хода, но вялые реакции на руль и больше крены. И внешний вид – для многих это важно.

Индекс скорости - показывает максимальную скорость эксплуатации. Шины с высоким индексом (V, W, Y) имеют жёсткую конструкцию, лучшую управляемость, короче тормозной путь, но жёстче на неровностях. Шины с низким индексом мягче, но на высоких скоростях небезопасны. Зимние шины, как правило, имеют меньший индекс скорости, поскольку у них другая задача – сохранять пластичность при низких температурах.

Индекс нагрузки определяет несущую способность. Чем выше индекс, тем крепче и тяжелее конструкция – это в первую очередь важно для внедорожников на бездорожье, где ударные нагрузки могут быть запредельными. Но для легкового автомобиля лишняя прочность на асфальте означает лишний вес и повышенный расход топлива.

Привод, мощность, масса – есть ли связь с резиной?

Если говорить про мощность и, следовательно, высокую скорость, то есть зависимость, причём прямая. Мощные автомобили требуют шин с высоким индексом скорости - иначе шина просто развалится на «бреющих» скоростях.

Тяжелые машины (кроссоверы, внедорожники, микроавтобусы) нуждаются в высоком индексе нагрузки. Подсчитать нужный индекс, кстати, несложно: разделите максимальную массу автомобиля (не снаряженную, а именно полную, с нагрузкой) на четыре колеса и добавьте 20-30% запаса — это и будет минимальный индекс нагрузки на шину.

Тип привода тоже играет роль. Переднеприводные авто переносят 60-65% массы на передние колеса, поэтому передние шины изнашиваются быстрее. Во время сезонной переобувки рекомендуется перекидывать шины по диагонали для более равномерного износа.

Заднеприводные машины склонны к заносу задней оси, им нужны шины с хорошим боковым сцеплением. Полноприводные автомобили требуют одинаковых шин на всех колёсах и часто более прочных из-за повышенного веса трансмиссии.

И, опять же, нужно понимать, что полноприводный Porsche 911 и полноприводный Toyota Land Cruiser 80 – это разные полные приводы. Поэтому в одном случае будет важен состав резины, профиль и скоростной индекс, в другом – ширина, индекс нагрузки и тип протектора.

Есть ли формула выбора?

Давайте попробуем сделать то, что никто не делает перед покупкой резины – посчитаем.

1. Определяем базу:

• Индекс нагрузки = (полная масса авто / 4) × 1,25
• Индекс скорости = максимальная скорость авто + 10-15%

На рынке сейчас летняя резина имеет минимум индекс T (до 190 км/ч), зимняя – Q (до 160 км/ч).

2. Учитываем регион и климат

• Северные регионы (температура ниже -25°C): мягкие составы, узкие шины (лучше прорезают снег и ведут себя на чистом льду).
• Южные регионы (жара выше +35°C): термостойкие составы, широкий профиль для стабильности.
• Дождливые регионы: развитые водоотводящие канавки, высокий индекс аквапланирования.

3. Определяем преимущественный тип дорожного покрытия

• Качественный асфальт, смешанный тип эксплуатации (трасса/город): низкий профиль (40-50), широкая шина для управляемости.
• Разбитые дороги (в целом, подходит 95% российских дорог): высокий профиль (60-70) для защиты дисков, усиленная боковина.
• Грунт и бездорожье: увеличенный индекс нагрузки (+2 пункта), грязевой рисунок протектора. Если позволяют средства, то вдобавок к обычным «дорожным» покрышкам для покатушек по грунтовым дорогам и бездорожью можно взять отдельный комплект A/T резины.

Пункты 2 и 3 самые неоднозначные, поскольку погода – штука переменчивая. И аномально тёплые зимы бывают, и аномально дождливое лето. Но вот, например, профиль дорог – величина постоянная.

И в холмистой местности с умеренно-холодным климатом зимой может быть предпочтительна шипованная резина из-за обледенелых подъемов и спусков, тогда как в «равнинных» городах с европейской зимой лучше себя могут показать фрикционные шины.

4. Учитываем тип автомобиля и вспоминаем свой стиль езды

• Легковой городской/спокойный стиль езды: стандартная ширина, высокий или средний профиль, средний индекс скорости.
• Спортивный/активный стиль: низкий профиль 40-45, широкая шина, высокий индекс скорости.
• Кроссовер/внедорожник: увеличенная ширина и индекс нагрузки, универсальный рисунок.
• Семейный минивэн: высокий профиль, низкий уровень шума.

Впрочем, все эти технические параметры, как правило, затмеваются пятым, решающим фактором – ценой.

5. Баланс цена/качество

• Премиум: европейские и американские бренды, высокий индекс скорости, максимальная безопасность в сложных условиях.
• Средний сегмент: российские, южнокорейские и японские бренды, для большинства оптимальный баланс цена/качество.
• Бюджетный сегмент: российские и китайские бренды, только для спокойной городской езды на небольших скоростях.  

 

Конечно, в реальности перед покупкой у всех разные условия и критерии. Резина покупается на несколько сезонов, и если «размазать» стоимость комплекта на несколько лет, то переплата за брендовые «тапки» получается не такой ощутимой. Но редко кто планирует покупку за год-полтора – как правило, резину покупают либо на новый автомобиль, либо когда старая резина уже окончательно «всё». А единовременно выложить 50000-100000-200000 рублей (в зависимости от размера) возможность есть далеко не у всех. Вот и начинаются торги с самим собой.

Возьмём для примера популярный (в своем классе) электромобиль Zeekr 001 с размерностью шин 265/40 R22. Комплект топового Pirelli или Continental обойдётся больше 50 000 рублей за одну покрышку. А когда видишь какой-нибудь LingLong по 40 000 рублей за комплект, уже начинаешь себя убеждать, что «не так уж и быстро я ездить собираюсь».

Этим, кстати, объясняется такой парадокс, что часто на дорогих машинах с большими колёсами можно увидеть недорогую китайскую резину, а на бюджетных седанчиках – брендовую, потому что комплект хорошей резины на 15-16 дюймов не будет стоить как трёхмесячная средняя зарплата россиянина.

А в следующий раз мы попробуем разобраться в китайских брендах резины. Чтобы понять, стоит ли рисковать и экономить, или китайцы уже научились и шины делать приемлемого качества?