Конструкция автомобильной шины
Автомобильная шина представляет собой очень сложную инженерную конструкцию с множеством функций и задач. На протяжении многих лет конструкция ее менялась в зависимости от потребностей автовладельцев, мощности автомобилей и развития технологий. История автомобильной шины началась как вторая жизнь обычного садового шланга, и насчитывает уже более столетия. ХХ век – это время расцвета автомобильной шины, как изобретения. К чему же инженеры пришли сейчас?
Основным назначением автошины является функция амортизации толчков и ударов, передаваемых подвеске автомобиля, обеспечение надежного сцепления колеса с дорогой, управление, а так же передача тяговых и тормозных сил на дорожное полотно. Самый значимые показатели шин – это коэффициент сцепления с трассой, проходимость, грузоподъемность, шумность и расход топлива. Компании-производители стараются спроектировать свою продукцию так, чтобы она отличалась надежностью, износостойкостью и максимальной комфортностью.
По своей конструкции шины мало чем отличаются друг от друга. Есть подразделение на тип конструкции каркаса (радиальную и диагональную) и тип протекторного рисунка (дорожные, универсал, зимние, с повышенной проходимостью), так же профилю поперечного сечения. Ранее шины так же подразделялись по способу герметизации (камерные и безкамерные), но технология производства ушла вперед и камерных шин уже не выпускают.
Детали, из которых состоит автомобильная шина:
На данный момент диагональные автошины практически полностью вытеснены радиальными, как более современными и востребованными, однако, их продолжают выпускать в небольшом количестве для сельскохозяйственной техники из-за сравнительной дешевизны изготовления. Конструкция диагональной покрышки отличается пересечением нитей в слоях корда внутри конструкции. В радиальной автошине натяжение нитей корда происходит без пересечения, радиально, что следует из названия. Часто на боковинах радиальных автошин встречается надпись «Belted», что означает «опоясывание», это говорит о том, что оболочку каркаса обтягивает гибкий, часто стальной, брекер. Это решение заметно снижает напряжение нитей, не дает покрышке избыточно нагреваться и снижает сопротивление качению.
Рассмотрим каждую из деталей шины.
Каркас является главное силовой частью автошины, благодаря ему обеспечивается форма и прочность конструкции. Он состоит из одного или нескольких слоев обрезиненного корда. Именно каркас влияет на показатели допустимой нагрузки и давления воздуха в шине.
Каркас покрыт кордом. В прошлом это был обрезиненный слой ткани, сейчас он чаще всего металлический – стальной, однако, встречаются, и хлопковые, вискозные, нейлоновые, кевларовое и др. Технологи постоянно находятся в поиске оптимальных инженерных решений для своих изделий, поэтому материал, из которого изготавливают корд, чаще всего объясняется дальнейшим применением автошины.
Брекер состоит из нескольких слоев корда, и находится между каркасом и протектором. Его задача – улучшать связь каркаса и протектора, предотвратить отслоение последнего под действием центробежных и внешних сил, амортизировать удары и прочие нагрузки, повысить сопротивление каркаса всевозможным механическим повреждениям. В радиальных шинах брекер жесткий и чаще всего усиленный, по сравнению с диагональными шинами. Особенностью брекара любой покрышки является то, что в нем нити корда непременно пересекаются вне зависимости от типа самой шины.
Протектор – это толстый слой резины, непосредственно соприкасающийся с дорожным полотном во время поездки. Снаружи он имеет рельефный рисунок со множеством канавок и блоков. Именно по форме рисунка можно определить функцию шины: дорожную, универсальную, зимнюю, с повышенной проходимостью и т.д. Отдельно стоит упомянуть плечевую зону протектора, поскольку она имеет отдельную функцию – увеличение боковой жесткости шины, принимает на себя часть боковых нагрузок и улучшает сцепку протектора и каркаса.
Боковины, расположенные между бортом и плечевыми зонами, — это слой резины, обеспечивающие защиту шины с боков. На боковинах компании-производители ставят необходимую маркировку.
Борт – довольно жесткая часть шины, она служит крепежом на ободе колеса, в случае безкамерной шины – выполняет функцию герметизации. Представляет собой жесткое кольцо, выполненное из стального прута, обтянутого резиной. С наружной стороны дополнен специальной лентой для защиты от истирания о поверхность обода, а так же повреждений при монтаже.
Условия эксплуатации автомобильных шин – самые разные, начиная от городских хайвей-трасс, заканчивая проселочными дорогами и бездорожьем. Разные рисунки протектора, резиновые смеси, дополнения в виде ошиповки, делают из каждой шины уникальное изделие, созданное для обеспечения комфорта во время поездки, безопасности водителя и его автомобиля.
Высококвалифицированные специалисты компании «Вианор-Москва» рады помочь Вам совершить оптимальный выбор шин для Вашего автомобиля!
Мы ждем Ваших заказов,
Команда «Вианор-Москва»
Основные шины компьютера
Компьютер состоит из множества различных компонентов, это центральный процессор, память, жесткий диск, а также огромное количество дополнительных и внешних устройств, таких как экран, мышка клавиатура, подключаемые флешки и так далее. Всем этим должен управлять процессор, передавать и получать данные, отправлять сигналы, изменять состояние.
Для реализации этого взаимодействия все устройства компьютера связаны между собой и с процессором через шины. Шина — это общий путь, по которому информация передается от одного компонента к другому. В этой статье мы рассмотрим основные шины компьютера, их типы, а также для соединения каких устройств они используются и зачем это нужно.
Что такое шина компьютера
Как я уже сказал — шина — это устройство, которое позволяет связать между собой несколько компонентов компьютера. Но к одной шине могут быть подключены несколько устройств и у каждой шины есть свой набор слотов для подключения кабелей или карт.
Фактически, шина — это набор электрических проводов, собранных в пучок, среди них есть провода питания, а также сигнальные провода для передачи данных. Шины также могут быть сделаны не в виде внешних проводов, а вмонтированы в схему материнской платы.
По способу передачи данных шины делятся на последовательные и параллельные. Последовательные шины передают данные по одному проводнику, один бит за один раз, в параллельных шинах передача данных разделена между несколькими проводниками и поэтому можно передать большее количество данных.
Виды системных шин
Все шины компьютера можно разделить за их предназначением на несколько типов. Вот они:
- Шины данных — все шины, которые используются для передачи данных между процессором компьютера и периферией. Для передачи могут использоваться как последовательный, так и параллельный методы, можно передавать от одного до восьми бит за один раз. По размеру данных, которые можно передать за один раз такие шины делятся на 8, 16, 32 и даже 64 битные;
- Адресные шины — связаны с определенными участками процессора и позволяют записывать и читать данные из оперативной памяти;
- Шины питания — эти шины питают электричеством различные, подключенные к ним устройства;
- Шина таймера — эта шина передает системный тактовый сигнал для синхронизации периферийных устройств, подключенных к компьютеру;
- Шина расширений — позволяет подключать дополнительные компоненты, такие как звуковые или ТВ карты;
В то же время, все шины можно разделить на два типа. Это системные шины или внутренние шины компьютера, с помощью которых процессор соединяется с основными компонентами компьютера на материнской плате, такими как память. Второй вид — это шины ввода/вывода, которые предназначены для подключения различных периферийных устройств. Эти шины подключаются к системной шине через мост, который реализован в виде микросхем процессора.
Также к шинам ввода/вывода подключается шина расширений. Именно к этим шинам подключаются такие компоненты компьютера, как сетевая карта, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск и другие и их мы более подробно рассмотрим в этой статье.
Вот наиболее распространенные типы шин в компьютере для расширений:
- ISA — Industry Standard Architecture;
- EISA — Extended Industry Standard Architecture;
- MCA — Micro Channel Architecture;
- VESA — Video Electronics Standards Association;
- PCI — Peripheral Component Interconnect;
- PCI-E — Peripheral Component Interconnect Express;
- PCMCIA — Personal Computer Memory Card Industry Association (также известна как PC bus);
- AGP — Accelerated Graphics Port;
- SCSI — Small Computer Systems Interface.
А теперь давайте более подробно разберем все эти шины персональных компьютеров.
Шина ISA
Раньше это был наиболее распространенный тип шины расширения. Он был разработан компанией IBM для использования в компьютере IBM PC-XT. Эта шина имела разрядность 8 бит. Это значит что можно было передавать 8 бит или один байт за один раз. Шина работала с тактовой частотой 4,77 МГц.
Для процессора 80286 на базе IBM PC-AT была сделана модификация конструкции шины, и теперь она могла передавать 16 бит данных за раз. Иногда 16 битную версию шины ISA называют AT.
Из других усовершенствований этой шины можно отметить использование 24 адресных линий, что позволяло адресовать 16 мегабайт памяти. Эта шина имела обратную совместимость с 8 битным вариантом, поэтому здесь можно было использовать все старые карты. Первая версия шины работала на частоте процессора — 4,77 МГц, во второй реализации частота была увеличена до 8 МГц.
Шина MCA
Компания IBM разработала эту шину в качестве замены для ISA, для компьютера PS/2, который вышел в 1987 году. Шина получила еще больше усовершенствований по сравнению с ISA. Например, была увеличена частота до 10 МГц, а это привело к увеличению скорости, а также шина могла передавать 16 или 32 бит данных за раз.
Также была добавлена технология Bus Mastering. На плате каждого расширения помещался мини-процессор, эти процессоры контролировали большую часть процессов передачи данных освобождая ресурсы основного процессора.
Одним из преимуществ этой шины было то, что подключаемые устройства имели свое программное обеспечение, а это значит что требовалось минимальное вмешательство пользователя для настройки. Шина MCA уже не поддерживала карты ISA и IBM решила брать деньги от других производителей за использование этой технологии, это сделало ее непопулярной с сейчас она нигде не используется.
Шина EISA
Эта шина была разработана группой производителей в качестве альтернативы для MCA. Шина была приспособлена для передачи данных по 32 битному каналу с возможностью доступа к 4 Гб памяти. Подобно MCA для каждой карты использовался микропроцессор, и была возможность установить драйвера с помощью диска. Но шина все еще работала на частоте 8 МГц для поддержки карт ISA.
Слоты EISA в два раза глубже чем ISA, если вставляется карта ISA, то она использует только верхний ряд разъемов, а EISA использует все разъемы. Карты EISA были дорогими и использовались обычно на серверах.
Шина VESA
Шина VESA была разработана для стандартизации способов передачи видеосигнала и решить проблему попыток каждого производителя придумать свою шину.
Шина VESA имеет 32 битный канал передачи данных и может работать на частоте 25 и 33 МГц. Она работала на той же тактовой частоте, что и центральный процессор. Но это стало проблемой, частота процессора увеличивается и должна была расти скорость видеокарт, а чем быстрее периферийные устройства, тем они дороже. Из-за этой проблемы шина VESA со временем была заменена на PCI.
Слоты VESA имели дополнительные наборы разъемов, а поэтому сами карты были крупными. Тем не менее сохранялась совместимость с ISA.
Шина PCI
Peripheral Component Interconnect (PCI) — это самая новая разработка в области шин расширений. Она является текущем стандартом для карт расширений персональных компьютеров. Intel разработала эту технологию в 1993 году для процессора Pentium. С помощью этой шины соединяется процессор с памятью и другими периферийными устройствами.
PCI поддерживает передачу 32 и 64 разрядных данных, количество передаваемых данных равно разрядности процессора, 32 битный процессор будет использовать 32 битную шину, а 64 битный — 64 битную. Работает шина на частоте 33 МГц.
В PCI можно использовать технологию Plug and Play (PnP). Все карты PCI поддерживают PnP. Это значит, что пользователь может подключить новую карту, включить компьютер и она будет автоматически распознана и настроена.
Также тут поддерживается управление шиной, есть некоторые возможности обработки данных, поэтому процессор тратит меньше времени на их обработку. Большинство PCI карт работают на напряжении 5 Вольт, но есть карты, которым нужно 3 Вольта.
Шина AGP
Необходимость передачи видео высокого качества с большой скоростью привела к разработке AGP. Accelerated Graphics Port (AGP) подключается к процессору и работает со скоростью шины процессора. Это значит, что видеосигналы будут намного быстрее передаваться на видеокарту для обработки.
AGP использует оперативную память компьютера для хранения 3D изображений. По сути, это дает видеокарте неограниченный объем видеопамяти. Чтобы ускорить передачу данных Intel разработала AGP как прямой путь передачи данных в память. Диапазон скоростей передачи — 264 Мбит до 1,5 Гбит.
PCI-Express
Это модифицированная версия стандарта PCI, которая вышла в 2002 году. Особенность этой шины в том что вместо параллельного подключения всех устройств к шине используется подключение точка-точка, между двумя устройствами. Таких подключений может быть до 16.
Это дает максимальную скорость передачи данных. Также новый стандарт поддерживает горячую замену устройств во время работы компьютера.
PC Card
Шина Personal Computer Memory Card Industry Association (PCICIA) была создана для стандартизации шин передачи данных в портативных компьютерах.
Шина SCSI
Шина SCSI была разработана М. Шугартом и стандартизирована в 1986 году. Эта шина используется для подключения различных устройств для хранения данных, таких как жесткие диски, DVD приводы и так далее, а также принтеры и сканеры. Целью этого стандарта было обеспечить единый интерфейс для управления всеми запоминающими устройствами на максимальной скорости.
Шина USB
Это стандарт внешней шины, который поддерживает скорость передачи данных до 12 Мбит/сек. Один порт USB (Universal Serial Bus) позволяет подключить до 127 периферийных устройств, таких как мыши, модемы, клавиатуры, и другие устройства USB. Также поддерживается горячее удаление и вставка оборудования. На данный момент существуют такие внешние шины компьютера USB, это USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB Type-C.
USB 1.0 был выпущен в 1996 году и поддерживал скорость передачи данных до 1,5 Мбит/сек. Стандарт USB 1.1 уже поддерживал скорость 12 Мбит/сек для таких устройств, как жесткие диски.
Более новая спецификация — USB 2.0 появилась в 2002 году. Скорость передачи данных выросла до 480 Мбит/сек, а это в 40 раз быстрее чем раньше.
USB 3.0 появился в 2008 году и поднял стандарт скорости еще выше, теперь данные могут передаваться со скоростью 5 Гбит/сек. Также было увеличено количество устройств, которые можно питать от одного порта. USB 3.1 был выпущен в 2013 и тут уже поддерживалась скорость до 10 Гбит/с. Также для этой версии был разработан компактный разъем Type-C, к которому коннектор может подключаться любой стороной.
Выводы
В этой статье мы рассмотрели основные шины компьютера, историю их развития, назначение шин компьютера, их типы и виды. Надеюсь эта статья была для вас полезной и вы узнали много нового.
На завершение небольшое видео про шины и интерфейсы компьютера:
Источник