Кто придумал шины автомобиля

Обновлено: 04.07.2024

130 лет назад шотландский ветеринар Джон Бойд Данлоп получил патент на пневматическую шину – его собственное изобретение, которое было придумано для детского велосипеда, но годы спустя покорило весь мир. Уже в начале XX века шина стала неотъемлемым атрибутом автомобилей и многих других транспортных средств.

Данлопа очень волновал вопрос смягчения хода колес, причем не для себя: его десятилетнему сыну в качестве восстановления после тяжелой болезни прописали велосипедные прогуки, а ездить по ухабам было некомфортно – слишком отдавало в пятую точку.

Однажды ему в голову пришла идея: изобретатель разрезал на полосы медицинскую грелку, склеил из них длинную трубку и надул ее. Получилась упругая баранка.

Затем с помощью инструмента Данлоп проточил в ободе велосипедного колеса наружную канавку и, немного растянув надутую резиновую баранку, надел ее на обод. Канавка прочно держала резиновую шину. По другой версии, ветеринар использовал в качестве прообраза будущей шины обруч, сделанный из шланга для поливки сада. Впрочем, совсем не исключено, что Данлоп проверил в деле оба метода.

Замкнув шланг в кольцо, ветеринар приладил к нему клапан, пропускающий воздух внутрь камеры и не позволяющий ему выйти наружу.

Для понимания процесса пришлось разобрать трехколесный велосипед сына. Данлоп увидел, что колесо с шиной катится гораздо увереннее и дальше, чем обычное металлическое или цельнорезиновое. Следующие наблюдения давали все более поразительные результаты.

После проведения ряда экспериментов, ради которых медику пришлось на какое-то время оставить практику, Данлопу удалось усовершенствовать свою задумку. Резиновая камера крепилась на обод металлического колеса со спицами. Для надежности элементы обматывали прорезиненной парусиной. Получался бандаж, который позже модифицировали в покрышку.

31 октября 1888 года Данлоп запатентовал изобретение. Ему предоставлялся приоритет на использование надувной шины для велосипедов и легковых автомобилей.

В 1890 году неожиданно выяснилось, что задолго до него, еще в 1846-м шотландский инженер-железнодорожник Роберт Уильямс Томпсон получил патент в США и Франции на шину из прорезиненной ткани.

Изобретение было довольно примитивно: камера изготовлялась из нескольких слоев парусины, пропитанной и покрытой с обеих сторон натуральным каучуком или гуттаперчей в виде раствора, а наружное покрытие состояло из соединенных заклепками кусков кожи. Вся эта конструкция крепилась на обод болтами, в ней был предусмотрен клапан, через который шину накачивали, — прообраз современного ниппеля.

Разработку Томпсона ввиду ее несовершенности и хрупкости едва ли можно было применять на практике. К тому же она значительно опередила свое время. В общем, о надувных колесах забыли, а популярность приобрело другое изобретение Томпсона — цельнолитые шины из вулканизированной резины.

Тем не менее, в целях соблюдения исторической справедливости патент Данлопа был аннулировал в пользу коллеги-конкурента, о работе которого ветеринар узнал уже после своего собственного изобретения (то есть, шотландца нельзя называть плагиатором или кем-то в этом роде).

И все же имя Данлопа прочно ассоциируется с появлением и повсеместным применением надувной шины.

Что же до Джона Бойда Данлопа, то в 1895 году он продал свою долю в бизнесе и больше никогда не занимался шинами, сосредоточившись на ветеринарной практике и магазине тканей. Коммерческий успех пришел к производству шин еще при его жизни (Данлоп умер в 1921 в 81-летнем возрасте), однако сам он не получил от этого ничего, кроме славы.

Практически все колёсные транспортные средства передвигаются на пневматических шинах: от детского велосипеда до самого крупного самосвала в мире — БелАЗа-75710 (его покрышка весит 5 тонн). Замкнутый воздух в баллоне наделяет машину плавностью хода, а протектор обеспечивает манёвренность и проходимость. История шин относительно молода. Колёса с резиновой беговой частью широко стали появляться в 19 веке, вместе с развитием производства различного механического транспорта. Кто придумал покрышки и какими они были на заре шинной индустрии, об этом далее.

Кто создал шины

После появления деревянных колёс на повозках и телегах, люди задумались о необходимости продлить ободьям ресурс. Решение беспощадного износа удалось найти лишь после развития металлургического промысла: на гурты набивали стальные ленты. Такая инновация придала колесу искомую долговечность. Но передвижение по мостовым сопровождалось жутким грохотом, который людям пришлось терпеть не одно столетие.

Первым, кто создал шины, стал шотландский инженер Роберт Уильям Томсон. Он разрабатывал покрышки для экипажей с начала 19 века. В 1845 году ему удалось получить патент на свое изобретение — № 10,990. Через 3 года в журнале были опубликованы результаты первых испытаний с рисунками экипажа и схемой колеса в поперечном сечении.

Изобретение шотландца было революционным для тех лет. Однако, широкого распространения кожаные покрышки не получили из-за дороговизны. Они стоили £142 за комплект, что по современным меркам равняется примерно 1,3 млн рублей. Финансовый фактор стал причиной забвения идеи на долгих 43 года.

История создания шин вновь дала о себе знать в 1888 г. Ветеринар и по совместительству изобретатель Джон Бойд Данлоп из Великобритании, захотел улучшить комфорт езды на велосипеде своему 10-лентему сыну. Для этого он прикрепил к ободьям детского 3-колёсника садовый шланг. Впоследствии изобретателю пришла идея надуть шины воздухом. Конструкция получилась удачной. Не откладывая в долгий ящик, Дж. Б. Данлоп подал заявку на патент, который был ему выдан 23 июля 1888 г., № 10607.

Увлечение переросло в малое научно-техническое производство. Через 2 года Данлоп нанял на работу инженера Чарльза Кингстона Уэлтча. Молодой технарь предложил:

изолировать пневматический обруч, спрятав его под внешнюю оболочку;
вставить в края шины стальной проволочный каркас (обруч);
крепко притянуть покрышку вокруг обода на стяжки из проволоки.

Позже в ободе появились пазы для монтажа и демонтажа покрышек. Эту идею выносили англичанин Бартлетт и француз Дидье.

В конце 19 века Андре Мишлен, проживающий во Франции, унаследовал фабрику по производству сельскохозяйственного оборудования, мячей, шлангов, приводных ремней и других изделий из каучука. Предприятие испытывало трудности развития. Андре пригласил поработать младшего брата Эдуарда, получившего образование в художественной школе. Братья стали вместе искать новую концепцию развития. Сначала они выпустили серию резиновых противооткатных башмаков для транспорта.

Затем компания Michelin & Co занялась выпуском велосипедных шин. Дебютом стал гоночный заезд Париж—Брест—Париж в 1891 году. Спортсмен Шарль Террон победил в первенстве с 8 –часовым отрывом от преследователей благодаря новым покрышкам, которые оперативно удалось менять после 5 проколов. Фабрику накрыла волна заказов на велошины.

В 1894 году по дорогам Франции колесило 350 машин. К этому моменту Андре и Эдуарда имели кое-какие разработки автопокрышек. Однако, производители механического транспорта скептически относились к пневматическим шинам из-за частых проколов. Тогда братья решили сделать свой автомобиль. Они купили шасси от машины Peugeot, оборудовали его двигателем Daimler от лодочного мотора, а колёса обули в покрышки.

Bollée;
Peugeot;
De Dion-Bouton;
Panhard & Levassor и другими.

Так начался взлёт компании, как производителя автомобильных шин. В 1910-м году Michelin & Co предложила использовать металлические ободья взамен деревянных.

История создания шин и их эволюция

Некий инженер из Великобритании по фамилии Палмер придумал в 1910 году оснащать конструкцию покрышки кордной тканью. Она состояла из продольных нитей. Это существенно повысило прочность колеса и улучшило его характеристики, такие как:

меньший нагрев;
увеличенный ресурс;
понизилось сопротивление качению.

Появление корда дало толчок к очередному эволюционному витку шинной индустрии. Почти каждый год покрышка приобретала новые элементы, которые сейчас кажутся обыденными. Изобретатели просто взяли в осаду патентное бюро, наперебой желая зарегистрировать своё новшество.

В 1911 году автомобильную резину оснастили протектором. Это был примитивный рисунок, состоящий из цилиндрических шашек. Немногим позже появились желоба и каналы. Испытания показали, что агрессивная беговая часть существенно улучшила управляемость автомобиля, особенно на мокрой дороге. К 1920 году все выпускаемые покрышки оснащались проектором, а некоторые внедорожным.

Но шины продолжали оставаться слабыми, по отношению к современным аналогам. Главным компонентом в производстве выступал каучук. На заре индустрии в резиносмесь не добавляли технический углерод (сажу). Поэтому колёса были слишком эластичные, имели белый, бежевый или светло-серый цвета. Резина быстро изнашивалась, редко пробежав 5 тыс., км. Для тех лет добавление сажи в компаунд было трудоёмкой и дорогостоящей технологией, поэтому её практически не применяли.

Дешёвого компонента наука найти не могла, а вот упростить процесс добавления технического углерода стало возможным. Сначала сажей обогащали исключительно протектор, поэтому шины имели белый боковой профиль. К концу 1920-х гг., технологию удешевили и практически все выпускаемые покрышки стали чёрными и недорогими.

До середины 20 века автошины были полнопрофильными, т.е., с высокой боковиной. Главной причиной тому служили некачественные дороги. В целях экономии материала и с появлением более жёстко каркаса, высоту профиля снизили. Такое решение дало 3 положительных особенности:

повысилась курсовая устойчивость транспортных средств;
улучшилась манёвренность;
стала более чёткой траектория прохождения поворотов.

Постепенно производители уменьшили и диаметр колёс. Это снизило вес покрышек, а вместе с этим неподрессоренную массу. Автомобили стали комфортными и мягкими в движении. Подвеска обрела длительный срок службы.

С 1950-х гг., радиальная резина пошла в массовое производство. Она отличалась большим ресурсом, а протектор не смещался, как в покрышках с диагональным кордом. Натуральный каучук полностью заменили недорогим синтетическим аналогом. В изготовлении корда стали применять вискозу, нейлон и сталь.

Развитие шинной индустрии

Во-вторых, инженеры пытаются оптимизировать каркас, отдавая предпочтение уменьшению профиля, и увеличению внутреннего диаметра. Такая тенденция набирает движение с 1990-х гг. Именно с тех лет скорости машин выросли, а вместе с ними увеличились тормозные механизмы (суппорты) и начала меняться форма диска. Здесь есть свои плюсы и минусы. Достоинство: на низкопрофильной резине автомобиль более манёвренный. Недостаток: машина менее комфортна на некачественной дороге.

В-третьих, найдено решение разгерметизации покрышек. В начале 20 века шина могла проколоться до 30 раз на отрезке 50 км. Всё это приводило в бешенство водителей, которым приходилось часами разбортовывать и забортовывать колесо. Современная технология RunFlat позволяет двигаться на разгерметизированном баллоне со скоростью до 80 км/ч на протяжении 100 км.

В-четвёртых – экономия топлива. Инженеры усовершенствовали боковой профиль шин с помощью новых резиновых смесей, снизив сопротивление качению. Двигателю требуется меньше горючего, чтобы разогнать и поддерживать крейсерскую скорость машины. Это позволяет автовладельцам экономить до 20% горючего с каждой заправки.

Автомобильная шина прошла непростой эволюционный путь. От шнурованной оболочки, она превратилась в настоящее техническое чудо. В ближайшем будущем нас ждут более лёгкие и экономичные покрышки, разработки которых ведут многие брендовые компании.

Со дня изобретения наполняемой воздухом шины, без которой сложно представить современный автомобиль, минуло свыше 160 лет. Первым официально зарегистрировал изобретение пневматической шины шотландец Роберт Уильям Томпсон.

В первой четверти двадцатого века стали чаще использовать конструкции быстросъемных креплений колес к ступицам, что позволило заменять покрышки вместе с колесом в течение нескольких минут. Эти усовершенствования привели к повсеместному применению пневматических шин на автомобилях и бурному развитию шинной промышленности. Дальнейшие изобретения в этой области были, прежде всего, связаны с повышением безотказности и долговечности шин, а также с облегчением монтажа-демонтажа. Потребовалось много лет совершенствования конструкции и способа изготовления пневматической шины, прежде чем она окончательно вытеснила литую резиновую. Применялись все более надежные и долговечные материалы, появился в покрышках корд – особо прочный слой из упругих текстильных нитей.

Применение же СК в рецептуре шинных резин нашей страны относится еще к 1933 году, а к 1940 г. потребление СК в советских шинах достигло 73%. Благодаря специфическим свойствам СК и их влиянию на эксплуатационные характеристики шин появились перспективы создания новых типов усовершенствованных шин. Тем не менее за сорок лет с начала века радикальных изменений в конструкциях покрышек не происходило. Но в 1946 году специалисты Michelin изобрели шины радиальной конструкции со стальным кордом. Они более прочные и надежные, на них можно развивать большую скорость или стоять в пробках – радиальным шинам не повредит ни то ни другое. А главное, они тормозят хорошо!

До недавнего времени наибольшее внимание уделялось улучшению конструкции обычных диагональных шин. За последние 20 лет вес таких шин уменьшился на 20-30%, грузоподъемность повысилась на 15-20%, срок службы увеличен на 30-40%, дисбаланс и биение шин уменьшены на 15%, повысились тягово-сцепные качества. Однако многие шинные компании считают ненужным в дальнейшем развивать работы по совершенствованию этих покрышек, так как их возможности почти полностью исчерпаны. Сегодня основное внимание уделяется развитию и совершенствованию радиальных шин как наиболее перспективных. Наиболее перспективными сейчас считаются радиальные бескамерные однослойные покрышки с металлокордом, предназначенные для монтажа на полуглубокие ободья – их выпускают и Pirelli, и Michelin, и Dunlop.

На рынке постоянно появляются новинки. Так, в 2000 году специалисты Michelin заявили, что готовы выпускать цветные шины для Формулы-1. А компания Kumho, специализирующаяся на изготовлении авто- и мотоаксессуаров, пошла еще дальше, предложив ароматические шины – они не пахнут резиной: меняя колесо, можно ощутить тонкий запах лаванды, жасмина или цитрусов. Это, конечно, ходы, рассчитанные на специфическую аудиторию, тогда как основные сражения шинных компаний идут за господство на рынке. На полях маркетинговых войн брендов и многообразия тестов статистика выводит свои сухие данные: самым популярной в мире маркой автомобильных шин является-таки Goodyear, а лидером этого рынка в России по-прежнему остается Bridgestone. Им уступили даже легендарный Dunlop с его правом открытия первых шин; Michelin с его неизменным символом – надувным человечком Бибендумом; аристократичный Pirelli, сумевший воплотить дух компании в таком, казалось бы, отвлеченном от их бизнеса деле, как ежегодный календарь, который неизменно становится эстетическим открытием наступающего года…

Но среди этих изысков технологичности среднестатистического пользователя все же больше всего интересует, какой же марки выбрать покрышки на свой автомобиль. Понятно, что у мировых лидеров – производителей шин контроль качества одинаков в любой стране. Поэтому выбор среди них – исключительно прерогатива ваших вкусов и пристрастий.

Статья об истории создания и эволюции автомобильного колеса — экскурс в историю, стальные и литые изделия, взгляд в будущее. В конце статьи — интересное видео о создании колеса. Статья об истории создания и эволюции автомобильного колеса — экскурс в историю, стальные и литые изделия, взгляд в будущее. В конце статьи — интересное видео о создании колеса.

Не секрет, что такое изобретение, как колесо, является важнейшим атрибутом нашей жизни. Но мало кто знает, что первые колеса появились много тысячелетий назад и служили для лепки горшков и других изделий. После появления подобного предмета в обыденном обиходе жизнь людей стала более комфортной и продуктивной. Колесо послужило своеобразным катализатором, подтолкнувшим человека к новым плодотворным открытиям. Какова же А история создания автомобильного колеса?

Немного истории об автомобильном колесе

Однако некоторые ученые придерживаются мнения, что история создания колеса уходит своими корнями намного дальше, и датируют открытие началом эпохи палеолита (от 15 до 750 тысяч лет назад).

Но, скорее всего, в те далекие времена его заменяли обычные бревна и овальные предметы, которые устанавливались под крупные (например, под тушу мамонтов, камни, деревья) для более продуктивной транспортировки. Принцип действия такой технологии был простой: после перемещения объекта на небольшое расстояние очередной ролик укладывали спереди. В результате предмет медленно, но двигался.

Потом люди изобрели новое транспортное приспособление, которое подразумевало соединение двух бревен по краям крупной деревянной платформы. К сожалению, изобретение не оправдало себя из-за многих недостатков и плохой износостойкости.

Через 1500 лет произошло ещё одно изменение в жизни колеса. Перед людьми встала задача создания эффективного приспособления для более быстрой транспортировки грузов и экономии расходуемого материала. В результате появились колеса со спицами. Ученые считают, что родиной колесниц является Древний Египет, но модернизированную версию деревянного изделия нашли и в Греции.

Ещё одно очень важное открытие произошло в 1845 году, когда Р. В. Томсон зарегистрировал патент на первую пневматическую шину для автомобилей. Идею усовершенствовали в конце 19 века, и вскоре такое изобретение появилось на всех велосипедах тех времен. Твёрдая резина усиливала сцепление транспортного средства с дорогой, делая перемещение комфортным и быстрым. Именно в этот период эволюция колеса вышла на совершенно новый уровень.

Колеса для автомобилей

Начиная с 19 века, в развитии науки и техники произошла настоящаа революция. Открытия в разных научных областях заставляли людей искать более оптимальные решения для перемещения. Тогда появились первые прототипы полноценного автомобиля. После выпуска легендарного транспортного средства под названием Motorwagen в 1885 году создатель патента Карл Бенц начал усиленно заниматься разработкой подходящих колес для своей машины. Его трёхколесный автомобиль получил велосипедные колеса, оборудованные более жесткой, не пневматической резиной.

Пневматическую версию представили знаменитые братья Андре и Эдуард Мишлен, которые через некоторое время, стали основателями компании с одноименным названием. Кстати, её продукция пользуется спросом до нашего времени. Кроме того, в1910 году сотрудники компании BF Goodrich реализовали выпуск первых высококачественных шин с большим эксплуатационным сроком и отличной износостойкостью. При производстве в резину добавили определенное количество углерода. Вскоре технологию стали использовать и другие производители автомобильных шин.

На далёком Западе долгое время применялись деревянные колеса от артиллерии, но в середине 20 века их сменили сварные спицевые конструкции. Они устанавливались на автомобилях серии Ford T. И если сравнивать ситуацию с европейскими странами, где большим спросом по-прежнему пользовались жесткие покрышки от Мишлен, то Америку покорили пневматические разработки Данлопа. Но используемые в те времена покрышки существенно отличались от современных — их производили из белой резины Carbonless, а срок службы редко превышал расстояние в 3-3,5 тысячи километров. Но после прохождения 40-60 километров шины нуждались в срочном и долгом ремонте, т.к. их поверхность быстро лопалась или прокалывалась.Как ни странно, но следующий рывок в эволюционном развитии колес имел сходства с ранее существующей твердой конструкцией. Это объяснялось необходимостью снизить расходы за счет использования изделий из стали. Оправу изготавливали из полосы металла, а диск — из листового металла, который выбивали с помощью прессового оборудования. Затем два элемента приваривали друг к другу для создания лёгкого и устойчивого к интенсивным нагрузкам изделия. Основным плюсом такой технологии стала быстрота, что позволило выпускать колеса в крупных масштабах. Применение автоматизированного производственного оборудования сделало процесс изготовления доступным и массовым.

В настоящее время существует две разновидности автомобильных колес:

Оба вида колес имеют свои плюсы и минусы.

Стальные колеса

Стальные колеса применяются на протяжении долгих лет с момента запуска массового автомобилестроения, и до 80-х годов прошлого века они не имел эффективной альтернативы. Диски изготавливаются на основе прямого куска стали, который поддаётся воздействию пресса для формирования двух половинок будущего колеса. После этого отдельные части соединяются между собой точечной сваркой. В завершении остаётся добавить защитное антикоррозийное покрытие, и всё – диск готов!

Плюсы стальных дисков:

Из минусов следует выделить:

Литые диски

При производстве автомобильных дисков из алюминиевых сплавов примеряется технология литья. Отливку проводят тремя различными способами:

Метод литья под низким давлением позволяет создавать удивительные конструкции с высоким качеством сборки и большим сроком службы, превосходящим кокильное литьё на 15-25%.

Преимущества литых дисков очевидны:

Недостатки включают в себя:

Без сомнений, выполненные с учётом всех требований качества и безопасности диски обладают большим эксплуатационным сроком и надёжностью. Их устойчивость к воздействиям в виде столкновений, коррозии и т.д. максимальная.

Взгляд в будущее на колеса для авто

В 2006 году сотрудники известного бренда показали миру свою уникальную разработку — бескамерные колеса, изготовленные по совершенно новой технологии. Они не пневматические, так как полностью состоят из резиновых протекторов и эластичных спиц, которые поглощают удары и другие воздействия, снижая интенсивность износа колёс и подвески.

Ребята из Michelin уверены, что новая технология подарит автомобильным колёсам повышенную грузоподъёмность и высокую устойчивость к езде по бездорожью.

Но масса преимуществ не исключает наличие недостатков. Главный из них заключается в ограничении допустимой скорости до 80 км/ч. После преодоления этого рубежа машина начинает сильно вибрировать.

Все же революционные бескамерные шины Michelin — это новое слово в мире автомобилестроительной отрасли. Но они станут актуальными исключительно для электрических автомобилей.

Видео об истории создания колеса:

Читайте также: