Каркас шины (покрышки) является ее силовой частью, ограничивает объем накаченной камеры (в случае камерной шины) и передает нагрузки, действующие на колесо со стороны дороги, на обод колеса. Каркас состоит из одного или нескольких наложенных друг на друга слоев обрезиненного текстильного корда (ткани).

Существенное влияние на работу каркаса оказывает толщина обрезиненного текстильного корда. Уменьшение толщины текстильного каркаса приводит к снижению потерь на внутреннее трение, а следовательно, уменьшению теплообразования, улучшению условий охлаждения, сокращению расхода резины, облегчению шины, большей равномерности работы и улучшает ряд других ее качеств. Прочность покрышки определяется в основном прочностью корда.

В зависимости от строения каркаса различают диагональные и радиальные шины (рис. 2).

В диагональных шинах нити корда в соседних слоях каркаса перекрещиваются, т. е. располагаются под некоторым углом. Угол наклона нитей корда по беговой дорожке протектора к меридиональной плоскости сечения профиля шины составляет 52—54°. Такое направление нитей корда в каркасе обеспечивает хорошее распределение усилий при деформации покрышки и наибольшую ее прочность при достаточной амортизации. В каркасе покрышки диагонального строения имеется всегда четное число слоев корда.

Особенность конструкции радиальных шин типа R заключается прежде всего в том, что нити корда в слоях каркаса расположены радиально по профилю шины в направлении от одного борта к другому, т. е. во всех слоях каркаса нити корда параллельны друг другу. Таким образом, каждый слой корда в каркасе шин типа R работает как бы самостоятельно (не в паре с соседним слоем). В результате этого напряжения, возникающие при работе в нитях корда каркаса шин типа R, примерно в 2 раза меньше, чем в диагональных шинах, что позволяет соответственно уменьшить число слоев корда.

Так как каркас шин типа R тоньше и нити корда в его слоях параллельны, он более эластичен, легче деформируется, а следовательно, и теплообразование меньше, чем диагональных шин.

Чтобы уменьшить деформацию боковин шины, давление воздуха в шинах типа R должно быть несколько выше (до 30—50 %), чем у шин диагонального строения, но при этом радиальная деформация шин типа R все же выше на 10—20 % из-за их большей эластичности.

Брекером называется резиновый резинокордный или резиноме-таллокордный слой, расположенный между каркасом и протектором. Он состоит обычно из двух и более слоев разреженного обрезиненного корда. Брекер обеспечивает прочную связь протектора с каркасом и предотвращает отслоение протектора от каркаса при действии на шину тормозных и центробежных сил, а также воспринимает часть ударной нагрузки на шину, уменьшая силу ударов, передаваемых от протектора к каркасу.

Функции брекера реализуются правильным подбором материалов (корда и резины), которые должны обеспечивать тяговый переход жесткости от каркаса к протектору.

Наиболее перспективным армирующим материалом для брекера легковых шин является металлокорд. Это объясняется тем, что среди традиционных армирующих материалов ему нет равных по показателям разрывной прочности и модулю. Это особенно важно для нерастяжимого брекера радиальной шины.

Протектором называется толстый слой резины, расположенный по короне покрышки и соприкасающийся с дорогой при качении колеса. Назначение протектора — обеспечивать износостойкость шины, хорошее сцепление с дорогой, ослаблять воздействие толчков и ударов на каркас шины, частично поглощать колебания, и в первую очередь крутильные колебания в трансмиссии автомобиля, предохранять каркас и камеру от механических повреждений и влаги.

В процессе качения колеса протектор работает на растяжение, двустороннее сжатие и сдвиг.

Протектор состоит из рельефного рисунка и подканавочного слоя. Подканавочный слой составляет обычно 20—40 % толщины протектора. Слишком тонкий подканавочный слой способствует растрескиванию протектора, повышению деформаций нитей корда первого слоя каркаса, уменьшению прочности каркаса при воздействии сосредоточенной нагрузки, а излишне толстый — ухудшает условия охлаждения шины, увеличивает долю необратимых деформаций в резине, приводит к перегреву и расслаиванию покрышки.

Высокий рельефный рисунок протектора утяжеляет шину, приводит к ее более быстрому нагреву и расслаиванию, увеличивает момент инерции колеса и его сопротивление качению. Особенно интенсивное тепловыделение наблюдается при повышенных скоростях движения, когда появляются дополнительные деформации протектора из-за действия сил инерции.

Рисунком протектора определяется эксплуатационное назначение шины. От рисунка протектора зависит сцепление шины с дорогой, интенсивность износа, удаление грязи и влаги из зоны контакта с дорогой и отвод тепла от каркаса покрышки, бесшумность при движении автомобиля, равномерность давления на каркас шины и дорогу, проходимость автомобиля по дорогам различных категорий.

Различают следующие рисунки протектора. Дорожный (рис. 3, а) рисунок протектора состоит из ребер, расчлененных щелевидными прорезями. Шины с дорожным рисунком протектора прёдназначены для эксплуатации преимущественно на дорогах с усовершенствованным капитальным покрытием.

Универсальный (рис. 3, б) рисунок протектора состоит из шашек или ребер в центральной зоне беговой дорожки и выступов (грунтоза-цепов) по ее краям. Шины с универсальным рисунком протектора предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным облегченным покрытием.

Рисунок протектора повышенной проходимости (рис. 3, в, г) применяют на шинах, предназначенных для эксплуатации в условиях бездорожья и труднопроходимых грунтовых дорог. Рисунок протектора повышенной проходимости состоит из крупных выступов (грунтоза-цепов), имеющих разную форму и разделенных поперечными или косыми глубокими и широкими канавками. Применение этих шин преимущественно на дорогах с твердым покрытием нецелесообразно, так как сокращает срок их службы, увеличивает жесткость хода автомобиля и ухудшает его устойчивость. Эти шины не могут обеспечить резкого повышения проходимости автомобиля на мягких грунтах и снежной целине, так как имеют значительное удельное давление и сравнительно небольшую площадь опоры на грунт.

Зимний (рис. 3, д) рисунок протектора предназначен для улучшения устойчивости автомобилей на дорогах с усовершенствованными покрытиями, находящимися под слоем льда или снега. Для зимнего рисунка протектора характерны небольшая площадь выступов извилистой формы (55—65 % общей площади беговой дорожки) и отверстия для шипов противоскольжения в грунтозацепах по бокам беговой дорожки протектора. На сухих дорогах в летнее время года грунто-зацепы быстро изнашиваются, поэтому шины с зимним рисунком протектора рекомендуется применять только зимой, ранней весной и поздней осенью.

Разновидностью шин по эксплуатационному назначению являются шины с металлическими шипами противоскольжения. Такие шины предназначены для повышения устойчивости и безопасности движения автомобиля на скользящих обледенелых дорогах и по льду. Применение этих шин снижает тормозной путь автомобиля в 2—2,5 раза, улучшает его разгон в 1,5 раза и резко повышает его заносоустойчи-вость. Шины с шипами противоскольжения не имеют преимуществ перед неошипованными шинами при движении по дорогам, покрытым рыхлым неукатанным снегом. На дорогах с усовершенствованными покрытиями, не имеющих снежной или ледяной корки, шипы ухудшают сцепление шин с дорожным полотном.

Во избежание преждевременного выпадения шипов следует избегать резкого трогания и резкого торможения автомобиля. Обкатка ошипованных шин производится пробегом 800—1000 км. В период обкатки скорость движения не должна превышать для легковых автомобилей 70 км/ч.

Боковиной покрышки называется резиновый слой толщиной 1,5—3 мм, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений.

Боковина должна быть достаточно тонкой и эластичной, чтобы хорошо выдерживать многократный изгиб и оказывать малое влияние на жесткость корпуса. На боковины шин наносят все оговоренные технической документацией условные обозначения, характеризующие шину.

Борта — жесткие части покрышки, служащие для надежного крепления ее на ободе колеса. Они состоят из бортового кольца, выполненного из стальной проволоки, твердого профильного резинового шнура, обертки и усилительных ленточек. Металлическое кольцо придает борту необходимую жесткость и прочность, а твердый резиновый шнур — монолитность, осуществляет постепенный переход от жесткости металлического кольца к эластичной боковине, обеспечивает оформление борта. Бортовое кольцо совместно с наложенным на него резиновым шнуром и усилительными ленточками служит для укрепления составных частей борта в покрышке.

Особенности конструкции, определяющие тип шины, помимо строения каркаса, брекера и рисунка протектора, подразделяются также в зависимости от способа герметизации и конфигурации профиля поперечного сечения.

В зависимости от способа герметизации различают камерные и бескамерные пневматические шины.

Камерная шина — пневматическая шина, в которой воздушная полость образуется герметизирующей камерой. Камера представляет собой кольцевую трубу, изготовленную из воздухонепроницаемой эластичной резины, снабженную вентилем.

Бескамерная шина — пневматическая шина, в которой воздушная полость образуется покрышкой и ободом колеса; герметизация достигается за счет специального герметизирующего слоя резины, обладающей повышенной газонепроницаемостью.

Герметизирующий слой в бескамерной шине предназначен для максимального повышения ее воздухонепроницаемости и при сквозном проколе шины способствует мгновенному затягиванию отверстия вокруг вонзившегося в нее предмета. Утечка воздуха из бескамерной шины, имеющей прокол, происходит в течение значительного промежутка времени, обеспечивающего достаточно длительный пробег шины.

Бескамерные шины для легковых автомобилей монтируют на глубокие ободья такой же конструкции, как и для камерных шин. Наличие на глубоких ободьях для бескамерных шин наклона полки обода в 5° обеспечивает более плотную посадку бортов.

Бескамерные шины с герметизирующим слоем имеют следующие основные преимущества по сравнению с камерными:
— повышенную безопасность при движении автомобиля из-за отсутствия резкого падения внутреннего давления воздуха в шине при проколах;
— повышенную герметичность, так как давление воздуха снижается в них медленнее, чем в камерных шинах;
— меньший нагрев при работе вследствие лучшего отвода теплоты через открытую часть обода;
— меньшее число случаев демонтажа и монтажа шины за срок ее службы, так как проколы бескамерной шины (диаметром до 10 мм) можно ремонтировать без демонтажа ее с обода;
— меньшую трудоемкость ремонта бескамерной шины по сравнению с камерной;
— более простое и надежное крепление вентиля (на ободе, а не на камере);
— возможность использования бескамерной шины как камерной в случае негерметичности обода или после ремонта больших сквозных повреждений.

Однако бескамерная шина с герметизирующим слоем по сравнению с камерной шиной имеет следующие недостатки:
— герметичность бескамерной шины, проверяемая после монтажа ее на диск колеса и накачивания воздухом, зависит от состояния как самой шины, так и обода;
— при применении бескамерных шин повышаются требования к состоянию ободьев; для обеспечения полной воздухонепроницаемости обода и герметичности в стыке его с бортами шины необходимо тщательно окрашивать ободья;
— бескамерные шины требуют очень осторожного обращения, так как небольшое повреждение герметизирующего слоя в бортовой части снижает герметичность шины.

Для предотвращения повреждений бортов монтаж и демонтаж бескамерных шин следует проводить в специализированных мастерских шиноремонта.

Масса, стоимость и срок службы бескамерной шины примерно такие же, как и камерной того же размера.