Что такое "ЦеэМКа"

К началу семидесятых годов прошлого века наибольшее распространение имели шины диагонального типа, которые были доведены до наивысшего совершенства. Конструктивно в них посадочный диаметр задавался двумя кольцами из стального троса. Их связывали идущие по тороидальной поверхности волокна корда, направленные под углом примерно 45о к плоскости вращения колеса и практически перпендикулярные друг к другу в разных слоях. Минимально шина могла иметь два слоя корда. Для увеличения грузоподъемности и прочности каркаса число пар слоев увеличивали.

Исчерпывающим описанием конструкции каркаса была «норма слойности» (PR – Ply Rating), показывавшая число слоев. Обратите внимание: она всегда четная. В качестве материала для корда использовали натуральные текстильные волокна, однако лучшие результаты давали синтетические волокна, которые к тому времени и вытеснили уже натуральные.

Каркас заливался резиной, которая одновременно выполняла две функции – облицовки по всей тороидальной поверхности, и рабочей «беговой дорожки» в зоне «протектора». Обратим внимание: общая норма слойности определялась прочностью, необходимой в самой нагруженной зоне – под беговой дорожкой. Фактически, такая шина представляла собой все тот же садовый шланг, в давние времена свернутый кольцом и надетый на колесо велосипеда Данлопом. Правда, шланг армированный и заметно усложненный, с вырезанной ближней к оси вращения частью и снабженный протектором. Но все же шланг.

Сохранность давления воздуха в шине обеспечивала тороидальная резиновая камера. Она хоть и была дополнительным источником неисправностей, но представляла собой хорошее решение проблемы герметичности собственно шины, обода колеса, и места их стыковки. Это было особенно ценным при использовании спицованных колес, дававших максимально возможный комфорт, но конструктивно и технологически предельно неудобных для герметизации. То есть фактически садовых шлангов использовалось два: армированный снаружи и тонкий резиновый внутри. Что не отменяет их шланговой сущности.

Подобный подход не лишен недостатков. И, прежде всего, это очень жесткая боковина, которая предопределяет больший износ протектора в «плечевом», то есть прилегающем к боковине секторе протектора. Кроме того, диагональная шина поглощала в процессе движения сравнительно много энергии, что само по себе накладывало жесткие ограничения как на быстроходность, так и на долговечность. Да и форма поперечного сечения оказалась жестко привязана к тороидальной форме. То есть в зависимости от типа обода и способа установки на нем шины соотношение высоты и ширины профиля могло составлять 85–95%; но это не промежуток, а конкретные величины для конкретных типов конструкций!

Не сказать, что другие конструкции шин являются такой уж большой новостью. К примеру, самый старый справочник по автомобилям, с которым мне пришлось работать, издан более сорока лет назад. В нем уже упоминались и «шины типа Р», то есть радиальные, и «бескамерные шины», и отнюдь не в качестве новинки. В представительстве Michelin мне рассказали, что работу над радиальными шинами фирма начала еще до Второй мировой войны, но во время оккупации, спасая свои секреты от конкурирующей германской Continental, программу свернули, а результаты спрятали так глубоко, что запатентовать новый тип шин смогли только в 1948 г. С тех пор и до сегодняшнего дня Michelin всячески продвигает новинку, но косные автостроители до поры оставались к ней глухи. Правда, мне сдается, что дело не в косности автостроителей, а в том, что разработка просто на пару десятилетий опередила свое время. Для ее широкого распространения еще не было условий.

В семидесятые годы по развитым странам прокатилась первая волна энергетического кризиса. Транспортники всегда внимательно считали расход топлива, но тогда этот вопрос стал актуальным для каждого автомобилиста. И чтобы продавать автомобили, требовалось уменьшать расход топлива. Тут-то и обнаружилось, что шины «съедают» слишком много горючего. Такая ситуация не только открыла дорогу радиальным шинам, но и дала мощный толчок их дальнейшему развитию.

Главной идеей радиальных шин является разделение армирующих и защитных функций. Нагрузку должен нести воздух, а не боковина. Соответственно, волокна корда надлежит располагать радиально, а толщина каркаса определяется необходимой прочностью боковины. Ну а под протектором располагают дополнительный каркас – брекер. Кстати, когда говорят «металлокорд» применительно к легковым шинам, то подразумевают, что из металла изготовлен именно брекер. Корд же изготавливается из полимерных волокон.

Слои в собственно каркасе никуда не исчезают, однако их уже далеко не всегда удается отделить друг от друга. А потому понятие «норма слойности» к радиальным шинам не применяют, и оно постепенно уходит из автомобильной жизни. Сегодня его еще используют для шин самоходных спецмашин, но и там оно уже выродилось в характеристику прочности и может вовсе не соответствовать числу реальных слоев корда. Впрочем, и для такой техники лучше ориентироваться на другие характеристики – индекс скорости (SI) и индекс нагрузки (LI).

В борьбе за экономию топлива дело не обошлось переходом на другую резину. Произошла революция в конструировании подвесок легковых автомобилей. Разумеется, конструкторы оптимизировали также и работу двигателя, и внешнюю аэродинамику, но главную роль все же сыграли шины. Зато и выигрыш оказался немалым: в течение десятилетия расход топлива у легкового автомобиля удалось сократить почти вдвое! Правда, здесь дело не ограничилось одним лишь переходом на радиальные каркасы с металлокордом. Сказалось и постепенное уменьшение высоты профиля, и переход на новые рисунки протектора. Да и сами шины стали легче, избавившись от камер, что тоже улучшило расход топлива.

Надо сказать, что с чисто технической точки зрения к тому времени выяснилось, что самые неудобные для герметизации типы ободов уже практически не используются Бог весть сколько времени; нанесение уплотняющего слоя на шину стоило дешевле, чем изготовление камеры; к тому же удорожание обода из-за изменения его геометрии для потребителя оказалось неразличимо малым. Но при этом вопросы «делать?» или «не делать?» означали «жить» или «умирать» соответственно. Так шины и стали радиальными, низкопрофильными и бескамерными.

Теперь перечислю главные тенденции в области «моды на обувь» легковых автомобилей. Это, во-первых, продолжающееся вытеснение диагональных шин радиальными с металлокордом. Сегодня диагональные шины еще можно встретить там, где предъявляются повышенные требования к проходимости, однако их ареал неуклонно сокращается. Во-вторых, постоянное увеличение ширины и уменьшение высоты профиля. А поскольку сопротивление качению тем меньше, чем больше радиус колеса в целом, одновременно увеличивается посадочный диаметр шин. Попутно удается выиграть дополнительное пространство под тормозные механизмы, что при постоянно растущей энерговооруженности автомобилей и соответственно, их максимальной скорости, вовсе не является лишним. Примечательно, что в «легковом» секторе два последних параметра уже достигли величин, с трудом укладывающихся в сознании. В частности, посадочный диаметр достиг и даже превзошел величину в 20 дюймов – общепринятый «камерный» стандарт для полноразмерных грузовиков. А высота профиля порою бывает столь малой, что шина больше похожа на цельнолитую «грузошину» начала прошлого века, чем на «пневматик». Видели бы это изобретатели современных шин! Вот уж воистину: за что боролись?!

Прогресс грузовых шин шел менее драматично. Хотя бы потому, что транспортники всегда считали деньги. Причем настолько тщательно, что учитывали не только стоимость дополнительных отказов, но и риск сорвать план перевозок, а также затраты на шиномонтаж. А это значит, что шинникам пришлось поработать не только над тем, чтобы предложить более экономичные (в принципе) решения, но и над тем, чтобы обеспечить их соответствующей инфраструктурой. И общепринятый ныне стандарт посадочного диаметра в 22,5 дюйма родился из необходимости установить на ступицы, рассчитанные под плоский 20-дюймовый обод, колес с герметизированным углубленным ободом, допускающим монтаж бескамерных покрышек.

Но и на грузовиках все перечисленные для легковых шин тенденции отчетливо видны. Правда, внесем одну поправку: для радиальных шин здесь металл (читай – сталь) используется не только в качестве материала брекера, но и для изготовления основного радиального каркаса. Потому-то и появилось название «цельно-металлический каркас» (или ЦМК) в противовес легковому «металлокорду», где радиальный каркас изготавливается из полимерных волокон. Высота профиля грузовых шин неуклонно снижается. Правда, ширина профиля при этом растет в очень небольших пределах. И после скачка – альтернатива двускатной ошиновке с шириной профиля около полуметра и с его высотой в районе 50%. Если учесть, что качение по радиусу можно представить как одновременное движение по прямой и поворот колеса вокруг собственной оси, то получается, что уменьшение общей ширины колеса сулит немалую экономию топлива. Что и подтверждают данные реальной европейской эксплуатации.

В нашей стране, правда, «обутых» в «двускатную односкатку» грузовиков не видел ни разу. Оно и понятно: случись что, разбортировать не на чем, да и некому. И это – еще одно подтверждение всему ранее сказанному о шинах и инфраструктуре. Но резина такая имеет наилучшие перспективы.

Заслуживает внимания и такой момент. Отечественные изготовители шин, налаживая производство ЦМК, благополучно наступили на те же грабли, которые их больно стукнули при освоении легковых шин с металлокордом. Уже тогда стало ясно, что металл применительно к каркасу шины – материал «строгий». Любая рационализация в области химсостава, термообработки, а также технологии изготовления собственно каркаса дает один-единственный результат: шина «идет винтом», ее «корчит» и «колбасит» не позднее третьего, а чаще всего – уже на первом десятке тысяч километров. Причем без каких-либо ударных нагрузок. В свое время по этому поводу был громкий вопль автовладельцев. Попытки шинников свалить все на неграмотную эксплуатацию пресекла моторная пресса. Тогда шинников заставили работать «Партия и Правительство».

Здесь требуется одно пояснение: в отличие от диагональной резины, боковина которой щедро снабжена избыточной прочностью, радиальные шины располагают только необходимой прочностью боковины. А это значит, что всяческие небрежности в управлении машиной, например, штурм бордюров под острым углом на высокой скорости, ведут к гибели каркаса, а значит, и всей шины. Отсюда и «неграмотная эксплуатация». Примечательно и вот что: после 1990 г. об этом аргументе попросту забыли!

Поразительно, но факт: ситуация в точности повторилась через полтора десятилетия с грузовыми ЦМК. С той, правда, разницей, что уже нет ни «Партии», ни «Правительства», по крайней мере тех, что вмешались в производство «металлокорда». Зато есть здравый смысл и конкуренция. И без колес мы, транспортники, не останемся. В заключение несколько рекомендаций по выбору шины. Под номером первым должна идти прописная истина: следуйте инструкции производителя. Все остальные рекомендации начинаются с того, что с первой что-нибудь не ладно: то ли она не ведома, то ли устарела, то ли откровенно невыполнима.

Применимость шины можно полностью описать четырьмя характеристиками. Первая из них – тип оси, на которой покрышка должна работать:
– Управляемая ведомая;
– Управляемая ведущая;
– Неуправляемая ведущая;
– Неуправляемая ведомая.
Разумеется, нужно сделать поправку на свои собственные условия эксплуатации, чтобы не промахнуться с рисунком протектора. Впрочем, здесь выбор уже сравнительно небольшой.

Следующая характеристика – размер шины. При кажущейся очевидности и здесь имеются подводные камни. В частности, для каждого применения шинники предлагают не один размер, а некоторый их диапазон. Обычно российские транспортники предпочитают максимально широкую резину. Однако следует помнить, что при двускатной ошиновке зазор между покрышками может оказаться недостаточным. А, кроме того, можно «вылететь за габарит». А потому «проверка граничных условий» является обязательной. Причем проводить ее нужно дважды: сначала задав соответствующие вопросы продавцу резины и ободов, а затем визуально, на машине. И если что-то не так, претензии продавцу следует предъявлять сразу, а не дожидаться, когда транспортная инспекция «вспомнит» соответствующий пункт законодательства, или ГИБДД откажется выдать талон техосмотра.

Хочется обратить внимание и на еще один момент. Величина инерции – согласно законам физики – складывается из инерции поступательно движущейся массы (то есть автомобиля или автопоезда в целом) и инерции вращающихся частей. То есть для того, чтобы разогнать автомобиль (автопоезд), надо раскрутить колеса. Соответственно, чтобы его остановить, нужно сначала погасить инерцию вращения колес. То есть каждый килограмм в резине оборачивается некоторым количеством дополнительно израсходованного топлива при каждом цикле «разгон – торможение». Очевидно, что при «равномерном и прямолинейном» (как пишут в учебниках) движении инерция вращения как бы не существует. Только кто его видел, это «равномерное движение» в стране, где более половины дорог работают с максимальной загрузкой, а каждая третья и вовсе перегружена транспортом? Так что имейте в виду: за каждый лишний сантиметр ширины профиля и соответственно килограмм веса придется платить не только изготовителю резины при покупке, но и топливом при работе. В городе, естественно, больше.

Но даже там для самых тяжелых автопоездов прибавка обычно располагается в норме расхода после запятой. В принципе – копейки. Однако едва ли кого надо убеждать, что в итоге копейки имеют обыкновение складываться в немалую сумму. На эту тему можно написать и защитить не одну диссертацию (магарычевая идея!), но думаю, что большинство транспортников прекрасно обойдется без формул и строгих зависимостей, им хватит и одного лишь здравого смысла.

Третья характеристика – индекс (LI) нагрузки или грузоподъемности. Теоретически, с ним все просто: чем ближе реальная грузоподъемность шины, помноженная на число скатов на оси, к законодательной нагрузке на ось (разумеется, сверху, с запасом), тем лучше. Из этого исходят в большинстве своем транспортники, так же думают и производители шин. Все вроде бы регламентировано. В действительности, чем полнее реальная грузоподъемность шины, зашифрованная под этим индексом, соответствует именно вашим условиям перевозок, тем дешевле они вам обойдутся. Это, как сказано в незабвенном фильме, «информация к размышлению».

Четвертая – индекс скорости (SI). Тоже казалось бы, все просто. Если в машину «зашито» ограничение скорости в 80 км/ч, то зачем индекс выше J? Реальное требование стандарта такое: максимально допустимая для покрышки скорость должна быть больше максимальной кинематической скорости грузовика или автопоезда. И настоятельно рекомендую этому требованию следовать, ибо лучше заплатить чуть дороже, чем выплачивать неустойку и возмещать убытки только потому, что автомобиль разогнался до той скорости, на которую реально оказался способен. И неважно, почему это стало возможным. Опыт подсказывает, что здесь дело не обходится без пресловутого «человеческого фактора»…