Характерный хруст под колесами проезжающих мимо автомобилей вновь напомнил 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 это звучит, 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 массы шипа, то и актуальность корпуса из пластика 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. 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.
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 тоже хорошо, когда разработка шины идет одновременно с разработкой и испытаниями соответствующего шипа. Лишь бы цена шины не росла, как на дрожжах. За громкими фразами — «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 технической стороной. В качестве примера можно привести историю про «квадратные» шипы фирмы Nokian Tyres . Идея гениально проста. Берем твердосплавные вставки различной формы (рис. 2) и сравниваем сцепные свойства в продольном и поперечном направлении. Получаем, что квадратная форма с углами, направленными вдоль и поперек плоскости вращения колеса, улучшает продольное и поперечное сцепление шипа на 5 % по сравнению с круглой формой. Вся сложность состоит в том, чтобы обеспечить правильное положение шипа в шине. Для этого был разработан шип с нижним фланцем квадратной формы и соответствующее ему по форме гнездо в протекторе (рис. 3). Сложно, но технически выполнимо.
рис. 2
рис. 3
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 7). Например, у шины Goodyear UG500 тормозной путь на 6 метров короче.
рис.4
рис.5
Свой вариант оригинальных «овальных» шипов (рис. 5) разработала фирма Continental . Идея получила быстрое развитие, и теперь модель 2005 года ContiWinterViking 2 с асимметричным протектором комплектуется «бриллиантовыми» шипами (рис. 6). Эта шина показала очень хорошее торможение в том же тесте «Авторевю». Но, т.к. в тестах испытывают новые шины, любопытно было бы проверить поведение шины после первых месяцев эксплуатации, когда «блеск бриллиантов» потускнеет.
рис.6
рис.8
Что касается формы корпуса, то чаще используются более дешевые однофланцевые шипы, реже — двухфланцевые. В ноябрьском номере «За рулем» опубликован тест шипов длиной 11 мм различных производителей. Рекомендую прочитать эту статью. Если коротко, то можно сделать такие выводы:
- эффективность работы однофланцевых шипов на льду зависит от величины выступания (для двухфланцевых – зависимость менее выражена);
- выступание шипов свыше определенной величины приводит к ухудшению сцепления из-за наклона шипа (для однофланцевых — это значение 1,3-1,35 мм, для двухланцевых разумный предел – 1,3-1,4 мм);
рис.7
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 и 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. 8).
рис.9
И в заключении два момента.
- Почему столь пристальное внимание уделяется выступанию шипа, можно понять, если внимательно посмотреть на рис. 9. Если шип установить в новую шину с выступанием 1,2 мм, то в период обкатки произойдет увеличение выступание 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. Об экстремальной езде на первых 500 км лучше забыть: скорость не выше 70 км/ч, движение без резких с пробуксовкой разгонов и торможений в пол.
- И о схемах ошиповки. Большинство современных зимних шин имеют развернутую многорядную ошиповку. От того, где на беговой дорожке расположены шипы, зависят свойства шины. Не исключено, что не столь эффективное торможение и хороший разгон на льду шин Nokian HKPLT4 связаны с перераспределением части шипов ближе к центру беговой дорожки.
рис.10
Большое количество шипов тоже не всегда полезно. Как говорится, «лучше меньше, да лучше». «Лучше» — это когда каждый шип в пятне контакта имеет свою траекторию (дорожку). Достаточно взглянуть на рис. 10, чтобы понять, о чем речь. При равном количестве шипов двенадцатирядная ошиповка (по 6 рядов с каждой стороны беговой дорожки) шины Bridgestone Ice Cruiser 5000 будет значительно эффективней, чем восьмирядная у WT-17.
