О шипах


Шип в разрезе

     Характерный хруст под колесами проезжающих мимо автомобилей вновь напоминает о том, что зима не за горами. Шипы, «проголодавшиеся» за лето, уже готовы вгрызаться в лед, но пока довольствуются черствым асфальтом.

     Теперь уже трудно представить, что совсем недавно – лет пятьдесят назад – шипы противоскольжения применялись в основном для спортивных целей. Современная биметаллическая конструкция изначально имела стальной корпус и твердосплавную вставку из карбида вольфрама. Как ни странно такое звучит, но этот очень твердый сплав изнашивается равномерно с резиной протектора.


     Корпус шипа служит оправой для твердосплавной вставки. Качество изготовления и материал «оправы» влияют на эффективность работы и живучесть твердой рабочей части. Самым прочным является стальной корпус, слабее – из легированного алюминия и твердых пластиков. Последние – вынужденная мера в погоне за «суперлегким» шипом. Если учесть, что в нашей стране нет законодательных ограничений для массы шипа, то и актуальность корпуса из  пластика у нас практически равна нулю.

     К сожалению, нет у нас и сезонных ограничений применения ошипованных шин. Поэтому громкое цокание на наших дорогах можно услышать и среди лета. Хотя здравый смысл подсказывает, что при использовании (добивании) зимних шин летом имеет смысл потратить два-три часа и освободить протектор от уже ненужных шипов. Шина станет тише и безопасней.

     Если дело идет к зиме, то перед установкой на автомобиль бывших в употреблении зимних шин следует оценить и состояние шипов. В условиях города ресурс шипов гораздо ниже ресурса самой шины, и эффективность работы шипов существенно снижается уже после первого сезона (при среднем пробеге в 13 т. км). На фотографии хорошо видно, как износ и коррозия постепенно «съедают» металл. После второго сезона даже самая стойкая к коррозии двухфланцевая конструкция сдается. Если в протекторе ваших шин все шипы на месте, но отверстия под шипы уже разбиты, и каждый шип при касании его пальцем свободно «плавает» туда-сюда, – значит, пришло время покупать новые зимние шины.

Воздействие коррозии рис.1

     Сегодня выбрать шины с шипами и просто, и сложно. С одной стороны, на стойках магазинов можно насчитать не менее пяти моделей шин, достойных внимания; с другой стороны – каждый производитель, нахваливая свой товар, «грузит» потребителя технической информацией и результатами внутренних тестов. Все чаще заходит разговор про заводскую ошиповку. Производители шин заинтересованы в том, чтобы качество ошиповки было хорошим. В противном случае водитель вряд ли будет долго «искать крайнего» и, скорее всего, просто скажет, что шина плохая (а не ошиповка).

     С точки зрения потребителя хорошо, когда разработка шины идет одновременно с разработкой и испытаниями соответствующего шипа. Лишь бы от этого цена шины не росла, как на дрожжах. За громкими фразами типа «якорная посадка шипов», «бриллиантовые шипы», «подушечки под фланцем» и т. д. скрываются обычные современные технологии, доступные практически всем ведущим производителям; но решение о целесообразности их применения каждый производитель принимает сам. Иногда маркетинговая составляющая новинки начинает преобладать над ее технической стороной.

     В качестве примера можно привести историю про «квадратные» шипы фирмы Nokian Tyres. 

 

  

Рис.2

     Идея гениально проста. Берем твердосплавные вставки различной формы (рис. 2) и сравниваем сцепные свойства в продольном и поперечном направлении. Получаем, что, по сравнению с круглой формой, квадратная форма с углами, направленными вдоль и поперек плоскости вращения колеса, улучшает продольное и поперечное сцепление шипа на 5%. Вся сложность состоит в том, чтобы обеспечить правильное положение шипа в шине. Для этого были разработаны шип с нижним фланцем квадратной формы и соответствующее ему поформе гнездо в протекторе. Сложно, но технически выполнимо. Внутренние тесты показали улучшение сцепления шины Nokian HKPLT4 на льду на 7-10 % (при этом цена шины выросла в 1,5-2 раза). Если сравнить эти данные с результатами тестов, напечатанных в последних номерах «За рулем» и «Авторевю», то можно убедиться, что не все так однозначно. Шина получилась хорошая (как сейчас говорят, «навороченная»). Она всегда в тройке лидеров. Но в наиболее популярной зимней дисциплине – торможении на льду - HKPLT4 проигрывает менее именитым брендам с самыми обычными шипами (рис. 4 и 5). Например, у шины Goodyear UG500 тормозной путь на 6 метров короче.

Рис. 3

Рис. 4,5

     Свой вариант оригинальных «овальных» шипов (рис. 4) разработала фирма Continental. Идея получила быстрое развитие, и теперь модель 2005 года ContiWinterViking2 с асимметричным протектором комплектуется «бриллиантовыми» шипами (рис. 5). Эта шина показала очень хорошее торможение в том же тесте «Авторевю». Но в тестах испытывают новые шины – и любопытно было бы проверить поведение шины после первых месяцев эксплуатации, когда «блеск бриллиантов» потускнеет. 

Рис.6

     Что касается формы корпуса, то чаще используются более дешевые однофланцевые шипы, реже – двухфланцевые. Если коротко, то:
1) эффективность работы однофланцевых шипов на льду зависит от величины выступания (для двухфланцевых  зависимость менее выражена);

2) выступание шипов свыше определенной величины приводит к ухудшению сцепления из-за наклона шипа (для  однофланцевых это значение составляет 1,3-1,35 мм, для двухфланцевых разумный предел – 1,3-1,4 мм);

3) в целом двухфланцевые шипы при одинаковом выступании более эффективны однофланцевых (из-за меньшего наклона в гнезде);

4) у двухфланцевых шипов наблюдается больший разброс по величине выступания; им же свойственно увеличение выступания в процессе эксплуатации.

     Существенный аргумент в пользу двухфланцевых шипов – защита нижней части корпуса от коррозии с помощью верхнего фланца. Он задерживает грязь, песок, воду и  соляной раствор. К тому же центр вращения двухфланцевого шипа расположен выше и при одинаковой боковой нагрузке он наклоняется меньше, чем однофланцевый (рис. 7).

Рис.7

     И в заключение – два момента...

     Почему столь пристальное внимание уделяется выступанию шипа, можно понять, если внимательно посмотреть на рис. 8. Если шип установить в новую шину с выступанием 1,2 мм, то в период обкатки произойдет увеличение выступания до значения 1,3-1,4 мм, и шип будет работать долго и эффективно. Если изначально выступание завышено, то в дальнейшем это может привести к массовому выпадению шипов. Следует напомнить, что обкатка ошипованной шины – реальный способ сохранить работоспособность шипов. Про экстремальную езду на первых 500-ах км лучше забыть: скорость должна быть не выше 70 км/ч, движение – без резких с пробуксовкой разгонов и без торможений в пол.

Рис.8