Виды шипов зимних шины — какие бывают: формы и устройство

Принцип действия шипа

При движении автомобиля шип впивается в покрытие, даже в достаточно прочный лед. Это приводит к улучшению сцепления с дорогой. В итоге покрышка может эффективнее зацепляться за скользкое покрытие, избегая пробуксовки. Чтобы избежать проблемы с попаданием шипа в канавки от предыдущего, ошиповка производится строго по определенной схеме. Следующий шип цепляется за другое место, особенно важно в ситуации, когда автомобиль забуксовал на льду.

Шип должен жестко сидеть в протекторе, это обязательное условие для хорошего сцепления. Место крепления делается из более жесткой резиновой смеси. Так удается достичь оптимальной работы шипованной резины.

Как пользовались

Поначалу корпуса шипов были стальными и не могли похвастаться выдающимися характеристиками. Стандартный шип 60-х годов имел диаметр 9 мм, высоту 14 мм и вес 3 г. При этом, согласно данным официальных исследований, износ дорожного покрытия от применения таких шипов на одном автомобиле составлял примерно 150 граммов на один километр! Как только была развернута борьба за сохранение дорожного покрытия и масса шипов была ограничена, стали появляться более совершенные конструкции. В сравнении со своим прообразом, шип 90-х обладал гораздо более приемлемыми параметрами (диаметр/высота/масса: 8/11/1,1) и его воздействие на дорогу считалось гораздо более щадящим. В последнее время от применения стали отказались в пользу алюминиевых сплавов, что позволило еще снизить массу шипа, сохранив при этом прочность корпуса на прежнем уровне.

Неэффективными оказались металлопластиковые шипы, хотя в 70-80-е годы на них возлагали большие надежды. Еще бы, вес шипа не превышал 0,7 грамма, обеспечена была достаточная механическая прочность. Казалось, был совершен новый технологический прорыв, однако реальные испытания показали, что в особо жестких условиях (резкие перепады температур, высокие скоростные нагрузки) пластиковый шип изнашивается преждевременно. А все потому, что пластик и металл имеют разные коэффициенты теплового расширения. Возможно, что последнее слово останется за металлокерамикой, однако на сегодняшний день наиболее совершенной конструкцией является шип из легированного алюминия. Он достаточно легок (примерно 0,9 грамма), имеет высокую прочность и антикоррозионную стойкость.

Виды шипов в зимней резине – какой формы бывают

На практике могут использоваться самые разные виды шипов зимних шин. В первую очередь стоит разделить их по материалу.

• Стальные. Самая простая разновидность. Они появились раньше всего. Обеспечивают неплохое сцепление, медленно стираются. Имеют большую массу, во многих странах запрещены. Могут ржаветь, что отрицательно сказывается на сроке службы шины.
• Алюминиевые. Более современный вариант. Легкие, не имеют проблем с коррозией. Недостатком является склонность к истиранию.
• Пластиковые. Сейчас используются редко. Были созданы в связи с появлением ограничений на массу шипа, в итоге выяснилось, срок эксплуатации их недостаточно велик.
• Двухсплавные. Имеют твердый сердечник и корпус из мягкого металла. В качестве сердечника обычно применяют вольфрам, а для изготовления корпуса – алюминий.

Наибольшее распространение сейчас получили двухсплавные шипы.

Также важна форма шипов. По заявлениям производителей это позволяет добиться наилучших технических показателей. Рассмотрим, какие бывают шипы по этому параметру.

• Круглая. Бюджетный вариант. По статистике наиболее распространенный. Считается, что они хуже всего держатся в покрышке и обеспечивают недостаточное сцепление.
• Четырехгранная. Имеют четко выраженные четыре грани. Такая форма дает возможность надежно «вгрызаться» в лед. Особенно хороши на поворотах. Недостатком является быстрое стирание и склонность к обламыванию.
• Овальная. Считается разновидностью круглого шипа. Площадь контакта с дорогой тут выше, так снижается риск заноса.
• Бриллиантовая. Эта форма используется на покрышках Gislaved. Отличается наличием пяти граней. Они быстро стачиваются и шип становится овальным.
• Ромбовидно-шестигранная. Запатентованный шип Nokian. Имеют достаточно острую кромку, она хорошо врезается в покрытие. Наличие шести граней, дает возможность сохранять эффективности при любом положении колес. Имеет своеобразную подушку, которая обеспечивает уход шипа в протекторный блок при движении по асфальту.
• Семигранная. Производится компанией Pirelli. Обеспечивает хорошее сцепление при начале движения.
• Трехлучевая. Три луча хорошо работают на льду. Но, легко откалываются на асфальте.
• Трапеция. Устанавливается на шинах Goodyear. Закругленная трапециевидная форма позволяет сохранять хорошую курсовую устойчивость. Надежно сидит в гнезде.
• Крестообразная. Шип делится на четыре сегмента. Недостаток в быстро стачиваемых гранях.
• Треугольная. Встречается редко, но по заверениям производителя имеет хорошие ходовые характеристики.

Эффективность шипов разной формы различается только на совсем новой резине, а также строго на льду. Для эксплуатации в обычных условиях с разным типом покрытия и длительной эксплуатацией шин, можно свободно обойтись простым круглым шипом.

Шипы против гололеда

Несмотря на применение всесезонных и зимних шин, шипы противоскольжения по-прежнему широко применяются как на легковом, так и на грузовом транспорте. У их неослабевающей популярности есть целый ряд причин.

От повозок до автомобилей

Необходимость в шипах противоскольжения возникла давно, когда еще не существовало пневматических шин, а были только лошадиные повозки. Чтобы в распутицу или на ледяной дороге гужевой транспорт мог двигаться, в ободы колес вставляли шипы и разнообразные металлические штыри. С появлением автомобилей на какое-то время потребность в шипах пропала. Однако она снова возникла, когда автомобили стали двигаться с относительно большой скоростью в любые сезоны и появилась необходимость безопасно преодолевать снеговые и ледяные заносы.

Как рассказали нам специалисты питерской , в тридцатых годах прошлого века на шинах спортивных мотоциклов и автомобилей появились шипы, похожие на современные, используемые по своему прямому назначению – для увеличения сцепления колес со льдом. Шипы крепились гайками или винтами, прошивая покрышку насквозь. В пятидесятых годах в скандинавских странах стали появляться цельнометаллические шипы, запрессовывавшиеся в протектор беговой дорожки шины. В 1959 году в Финляндии была разработана конструкция шипа, состоящего из двух частей: изготовленного из стали корпуса и твердосплавной цилиндрической вставки. Именно такая конструкция используется и по сей день.

Вылетом шипа принято называть высоту его выступа над поверхностью протектора в ошипованной шине.

В процессе эксплуатации выяснился интересный факт: износ твердого сплава стал корреспондироваться с износом собственно резины покрышки, то есть скорость износа резины покрышки и скорость износа твердосплавной вставки оказались близки. Таким образом, толщина резинового покрытия и «вылет» твердосплавной вставки со временем уменьшаются на примерно одну и ту же величину. Благодаря этому эффекту, на протяжении довольно долгого времени шип торчит и выполняет свою функцию, а не стачивается до уровня покрышки. И это натолкнуло производителей на мысль, что такая композиция – стальной корпус с твердосплавной вставкой – поможет решать проблему передвижения в зимний период.

Конструкция шипа

Корпус шипа может быть сделан из конструкционных сталей, легких сплавов на основе алюминия, пластмасс или других материалов. В последние годы для корпуса часто используются алюминий или алюминиевые сплавы, поскольку они легче стали, а чем меньше масса шипа, тем меньше износ дороги. Кроме того, нет необходимости покрывать алюминий защитно-декоративными покрытиями, потому что он не ржавеет. Но в российских условиях, когда дорогу поливают калийными, натриевыми и другими солями, нередко создается и щелочная реакция. Поэтому алюминий не всегда хорош, поскольку он корродирует в щелочной среде и износ алюминиевого корпуса может быть очень быстрым и агрессивным.

В отверстие корпуса шипа вставляется конусообразная твердосплавная вставка. Во всем мире этот элемент изготавливается по одному принципу. Это классическая технология порошковой металлургии, когда замешивается смесь карбида вольфрама с различными присадками и в качестве связки могут использовать кобальт, никель, железо. Затем вся эта смесь перемешивается, прессуется, спекается, после чего из нее на пресс-автоматах изготавливается вставка.

Корпус шипа может быть как штампованным, так и точеным. 97 % корпусов шипов для легковых шин изготовлены либо методами объемной штамповки, либо методами обработки давлением (прокатки). Грузовые и раллийные шипы в большинстве до сих пор изготавливаются методами точения, и пока их перевод на методы обработки давлением неэффективен, потому что агрегаты для этого очень дороги. И по сей день дешевле изготавливать такие шипы на револьверных и токарных станках, чем специально делать для них особые пресс-автоматы.

Как устроен шип

Шипы для зимних шин могут быть цельными или составными. На данный момент времени, чаще встречается второй вариант. Цельные просто отливаются из подходящего материала.

Составные имеют в конструкции два элемента:

• корпус;
• сердечник.

Корпус отвечает за удерживание шипа в покрышке. Сердечник непосредственно оказывает влияние на сцепления с дорогой.

Сердечники делают из стали или вольфрама, бывают версии из сплава этих металлов с кобальтом. Обязательно обрабатываются в термической печи. В итоге изделия достаточно прочные, устойчивы к истиранию. Они способны образовывать острые грани, что улучшает эффективность работы шипа.

Корпус на данный момент производят в основном из алюминия. Этот материал легкий и достаточно прочный. Корпус делается в двухфланцевой форме, иногда встречаются трехфланцевые варианты.

В России максимальная масса шипа – 1,6 г.

Шипы для покрышек: как это делается

А вы никогда не задумывались как делают зимние шипованные колеса? Покупая их от известной марки вы уже уверены в качестве? За шину — да, безусловно. А вот за шипы?

Дело в том, что совсем недавно, некоторые бренды производили только сами шины, а ошиповку же делали торгующие шинами организации. Что там вам нашиповали в гараже — не известно никому, включая того, кто и шиповал вашу резину. В целях экономии очень часто это делалось в ара-сервисах подручным методом из тех шипов для покрышек, которые аллах послал.

Теперь же закон призывает организации, занимающиеся ошиповкой шин, соблюдать рекомендации производителя по типу шипа, его расположению и т.п. Но если для Европы такие рекомендации — закон, то у нас, зачастую, это остается на совести… Поэтому-то многие шинные бренды, которое обустроились в России, позаботились об открытии собственных производств по ошиповке шин. И это правильно, ведь нам нужен качественный товар. И не хотелось бы разбираться в том, кто шиповал эту шину, кто ее делал, а то прям как в монологе Райкина про костюм:…«К пуговицам вопросы есть?»

Я же ршил разобраться с вопросом ошиповки поглубже и обратился за помощью к шинникам, у которых есть свое производство. И недавно мне устроили экскурсию по шинному производству компании Мишлен.

Правила обкатки шипованных шин

Шины с шипами требуют очень тщательной обкатки. Дело в особенностях размещения шипов в протекторе. На заводе они помещаются в резину, но полностью на место не встают, для этого необходимы определенные нагрузки. Под давлением, которое создает своей массой автомобиль, шипы занимают свое место.

Обкатка производится на протяжении первых 300-500 км пробега. Правил несколько:

• Скорость 50-60 км/ч;
• Избегаем резких торможений и стартов с места.

После обкатки можно без проблем дальше эксплуатировать покрышки в удобном вам режиме.

Количество шипов в шине

Чтобы не разрушать дороги производителей заставили уменьшать количество шипов или делать, чтобы они не оказывали пагубного влияния на асфальт. Появились новые способы ошиповки, которые включают экологичный якорный шип с увеличенным фланцем и мягкую резиновую смесь в основании — поэтому они хорошо амортизируют и бережно воздействуют на дорожного полотно.
На современных покрышках используют облегченные шипы. Весят всего 0,7 грамма, но имеют прямоугольную твердосплавную вставку — они обеспечивают минимальный тормозной путь и наилучшую динамику разгона автомобиля. Но главное технологическое отличие — посадка на клей. Благодаря этой технологии «приклеенные» шипы отлично держатся на своих местах и уменьшилось их выпадение в 2 раза!

После покупки шипованные шины проходят «обкатку». Она подразумевает плавное трогание и торможение, а также небольшую скорость (60-80 км/час) на первых 200-300 км пробега. Также, стоит чаще проверять давление в шинах машины. Это позволит избежать преждевременного износа шипов и их выпадания.

Причины выпадения шипов

Часть шипов выпадает еще при транспортировке. Потеря 5% от общего количества допускается производителем. Обычно потеря шипов происходит в связи с неправильной обкаткой и эксплуатацией. Помимо этого, по мере изнашивания протектора шина может терять часть ошиповки.

Водители часто интересуются, какое минимальное количество шипов может иметь колесо, после чего его стоит переобуть. На самом деле это количество не выражается в штуках, подсчет идет в процентах.

Расчет: 100*оставшиеся шипы/изначальное количество.

Получившаяся цифра и есть процент сохранившихся шипов. Сколько было изначально можно узнать на сайте производителя. Итак, когда стоит менять резину.

• 50-60% – сильный износ. Покрышки можно использовать только в качестве запаски.
• Более 60% – эксплуатировать такую резину уже нельзя.

Использование

Специалисты утверждают, что идеальная технология шипования — установка шипа в еще теплую шину. Именно поэтому предпочтение следует отдавать покрышкам, ошипованным на заводе. Увы, только покупая зарубежные образцы, можно быть уверенным в том, что они ошипованы действительно на заводе. В иркутских фирмах (как, скорее всего, и по всей России) широко практикуется самостоятельная ошиповка. Приобрести пневмопистолет, а также комплект шипов сомнительного качества — не проблема. За каких-то полчаса нешипованная покрышка станет шипованной, при этом будет стоить на несколько сот рублей дороже в отличие от оригинала.

Учитывая национальные особенности, позволим дать совет тем, кто собирается купить шипованные шины: в идеальном случае, шина после установки шипов должна пролежать при комнатной температуре 20-30 дней (особенно, если это многофланцевые шипы) для того, чтобы резина «затекла» в углубления между «плечами» фланцев. Таким образом, можно приблизить качество к заводским стандартам (установка в теплую шину).

Кроме того, шипованная шина требует обкатки — первые 500-1000 км следует проехать в спокойном режиме, без резких ускорений и торможений, на скорости до 70 км/час. При этом, нежелательно в процессе обкатки проезжать более 100-150 километров в день. Следует давать шинам периодический «отдых». За ночь в резине исчезнут статические нагрузки, шип более плотно встанет на место и прослужит дольше.

У шипованной шины нельзя изменять направление вращения, так как протектор и шип «привыкают» к определенным условиям. Не стоит об этом забывать, когда шины отправляются в гараж на летнее хранение — мелом на боковине следует поставить стрелку, указывающую направление вращения колеса.

При эксплуатации шипованных шин важно постоянно контролировать их давление. Постоянные поездки на подспущенных шинах приведут к преждевременному износу шипов или к их выпадению. К потере шипов может также привести и торможение при наезде на края выбоин и другие препятствия.

Если не соблюдать эти правила, есть риск не сохранить до весны и половины установленных шипов, или вовсе выбросить деньги на ветер — к окончанию сезона шина станет «голой».

Дошиповка шины – что это

Восстановить работоспособность шины можно с помощью дошиповки. Так называют процесс установки новых или дополнительных шипов самостоятельно или в сервисе. Выделяют два варианта такой работы.

• На новые места. Используются маленькие изделия, которые устанавливают в просверленные в протекторе углубления. Эффективность и надежность способа минимальная.
• По старым местам. Для этого применяют специальные ремонтные шипы, имеющие размер с учетом износа резины. Устанавливаются на место потерянных «гвоздей», позволяют полностью восстановить работоспособность покрышки.

Шипы, применяемые на зимней резине разнообразны. Это позволяет добиться комфортной эксплуатации автомобиля в любых условиях. Зная особенности этого элемента можно избежать многих проблем с эксплуатацией.

Ламели – что это

Ламели – это микроразрезы, которые наносятся на блоки протектора, разделяя их на 3-4 микроблока. Появление этого элемента произошло около 50 лет назад. Благодаря ламелям, блок протектора расширяется при соприкосновении с дорогой, обеспечивая более широкое пятно контакта. При этом, в работу включаются сразу несколько микроблоков. Образуется эффект, при котором шина прилипает к дороге. Такое свойство липучки, позволяет улучшить разгон автомобиля на скользкой дороге и уменьшить тормозной путь. Ламели применяются на шипованных и фрикционных шинах. Летние покрышки не оснащаются такой конструкционной особенностью.

Дабы улучшить качество своих шин, производители принялись разрабатывать различные типы микроразрезов. На сегодняшний момент, на рынке можно встретить стоковые покрышки с такими видами ламелей, как:

• прямой;
• волнообразный или Зигзаг;
• Z-ламель;
• Y-ламель;
• 4-угольная ламель;
• 3D ламель;
• П-образная ламель.

Такое оснащение протектора достаточно оправдано на заснеженных и ледяных дорогах. На открытом и сухом асфальте, проявляются недостатки ламелей: водитель чувствует «ватность» в рулевом управлении, ухудшается курсовая устойчивость.

Особенности шипованной зимней резины

Шипы на шинах предназначены для усиления сцепления с поверхностью. Разберем, как они работают.

Для начала стоит понять, качество сцепления зависит от комплекса из протектора и шипов. Какими бы хорошими они не были, без качественной резины эффекта не будет.

Шипы при движении по снегу и льду вгрызаются в него, обеспечивая первичное зацепление. Потом, в дело вступает протектор, который позволяет сохранить управляемость транспортного средства. Фактически шипы обеспечивают нормальное сцепление со льдом, не давая колесу прокручиваться. Аналогично действуют и на снегу. На асфальте такого эффекта добиться не получается, использовать их нежелательно.

Ходят слухи, что на сухом асфальте тормозной путь шипованных шин увеличивается. На самом деле это неверно. Если посмотреть тест любой резины с шипами, тормозной путь будет примерно таким же, как и у фрикционных покрышек.

Состав резины не сильно отличается от скандинавских шин. Добавляются пластификаторы, которые обеспечивают достаточную мягкость. По сравнению с «еврозимой», тут больше смол и масел, что позволяет добиться хорошей мягкости смеси.