Как выглядят шипы на зимней резине

Виды шипов зимних шины — какие бывают: формы и устройство

Шипованные шины – снабженные металлическими шипами зимние покрышки. Предназначаются для снега и льда. В отличие от фрикционной резины не очень эффективны на асфальте. Сказывается более низкий коэффициент сцепления с асфальтом, причина в шипах.

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.

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.

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.

Какое количество шипов может быть в зимней шине

Шипованная резина имеет четкий регламент, указывающий на количество шипов.

В РФ максимальное количество шипов 60 на погонный метр протектора.

Обусловлено это защитой асфальта от повреждений. Чем больше шипов имеет автошина, тем больше она влияет на состояние дорожного покрытия. При этом, судя по тестам покрышка с 180 шипами, будет иметь тормозной путь на метр меньше, чем такая же шина, имеющая 130 «гвоздей».

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.

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.

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.

Как разбортировать бескамерное колесо?

Как разбортировать колесо автомобиля?

Как отремонтировать шину своими руками

Как снять и установить колпаки с колес

Набор для ремонта шин: когда пригодится, состав, как пользоваться

Ремонт стальных штампованных дисков. Виды повреждений. Можно ли ремонтировать?

Скользкая тема. Устройство и принцип работы шипов в зимних шинах

Идея оснастить колеса острыми элементами, цепляющимися за лед, возникла сравнительно давно – еще в XIX веке были попытки снабжать подобием шипов колеса повозок и карет. В 30-е годы XX века начались активные эксперименты в автоспорте – гонщики пытались кустарным способом модифицировать колеса для зимних состязаний. Однако острые спортивные «гвозди» были практически непригодны для дорог общего пользования. Первой серийной легковой шипованной шиной принято считать модель Kometa-Hakkapeliitta компании Nokian. Когда к созданию шипованных шин подключились ведущие шинные компании, эволюция шипа заметно ускорилась.

Партнерский материал

Поначалу конструкторам приходилось решать множество технических задач. Наиболее распространенной проблемой оказалась коррозия – многие металлические сплавы не выдерживали постоянного контакта с мокрой поверхностью, а если дорога еще была щедро удобрена солью и реагентами, то жизнь шипа и вовсе оказывалась короткой. К тому же стальные шипы существенно увеличивали вес шины, а следовательно, и неподрессоренные массы. Использовать легкие и малочувствительные к ржавчине металлы вроде алюминия не получилось, поскольку мягкий материал очень быстро стирался, по той же причине потерпели неудачу эксперименты с пластиком. Близкой стала проблема с посадочным местом шипа – под воздействием постоянных нагрузок оно расширялось, ослабляя посадку, между шипом и протектором попадали вода, грязь и реагенты, еще больше усиливая воздействие коррозии.

Постепенно конструкторы пришли к комбинированному решению – тело, то есть корпус шипа, стали делать из легкого устойчивого к коррозии, чаще алюминиевого, сплава, а наконечник – из твердосплавного материала, как правило, с примесью карбида вольфрама. Чтобы шип не расшатывался и не вырывался из гнезда, его корпус обычно делают двухфланцевым, а между фланцами находится более тонкая соединительная ножка. Широкий верхний фланец обладает большой площадью опоры и препятствует чрезмерным колебаниям, а широкий и плоский нижний фланец удерживает шип в протекторе. К примеру, такое решение применяется в шипе Ice Force, который устанавливается в зимнюю шину Toyo Observe Ice-Freezer.

Для успешной работы шипа в течение всего срока службы важно и соответствующее отношение со стороны автовладельцев. Прежде всего, новые шипованные шины нуждаются в обкатке для окончательной фиксации в гнезде. Поэтому первые 500 километров следует ездить, избегая резких маневров, и держать скорость не выше 100 км/ч.

В последнее время разработчики все чаще экспериментируют с формой наконечника шипа, стремясь улучшить проникающий эффект и дифференцировать нагрузку в продольном и поперечном направлении. Встречаются квадратные, овальные и даже крестообразные наконечники. В шипе Ice Force от Toyo Tires основная рабочая часть наконечника сделана пятиугольной, а на ее вершине расположен еще один четырехугольный выступ. Это позволило увеличить количество острых углов и сцепных кромок, значительно улучшив проникающее действие шипа. В результате шип Ice Force обеспечивает хорошую разгонно-тормозную динамику, работая в продольном направлении, а также боковую поддержку, существенно облегчая прохождение поворотов.

Но, разумеется, сцепление зависит не только от формы шипов, но и от их количества, и расположения в протекторе. В современных шинах этот параметр все чаще подбирается с помощью компьютерного моделирования, например, технологии T-MODE от Toyo Tires. В новой шине Observe Ice-Freezer разработчики применили 28-рядную ошиповку, что позволило не только улучшить сцепление с дорогой, но и снизить шум благодаря равномерному распределению шипов.

Эффективность работы шипов во многом зависит от окружающей температуры. Считается, что лучше всего они проникают в лед при умеренном холоде. Когда воздух остывает ниже -25 градусов, то лед становится существенно прочнее, и шипам сложнее его прокалывать. Преимущества здесь у моделей с оптимальной формой наконечника, обладающего острыми гранями, как, например, у шипа Ice Force, а также у шин оснащенных мягкой и эластичной резиновой смесью, сохраняющей свои характеристики при сильном морозе, что позволяет резине облегать микронеровности ледяной дороги. Эффект возрастает, если резиновая смесь дополнена абразивными элементами – такими свойствами, в частности, обладает упомянутая выше шина Toyo Observe Ice-Freezer с технологией Microbit, ее суть с том, что в резину добавлена измельченная скорлупа грецкого ореха, частицы которой повышают сцепные свойства шины на льду. Такое технологическое решение родилось, когда в Японии запретили шипованные шины и инженеры искали новые способы повысить сцепление на льду. Оказалось, что скорлупа грецкого ореха – материал более твердый, чем лед, и ее острые частицы способны эффективно царапать ледяную поверхность. В то же время скорлупа мягче асфальтового покрытия и не наносит ему вреда.

Кто делает шипы? И какие бывают?

В Европе шипованные шины находятся либо под запретом, либо должны пройти тесты и доказать, что их использование не повредит ни окружающей среде ни людям. Шипов должно быть не более 50 на метр протектора, шип должен весить не более 1,1 г и выступать из протектора не более чем на 1,2 мм, а вырываться из посадочного отверстия с усилием 120Н.

Сама шина должна получить сертификацию, пройдя тест.
Сам тест состоит в том, что автомобиль совершает по специальным плитам 400 проездов на скорости 100 км/ч. Затем высчитывается разница в массе плит до и после заездов: износ дороги не должен превышать : для индекса нагрузки до 600 кг – 0,9 г., 600-800 кг – 1,1 г., более 800 кг – 1,4 г. А специальная лаборатория в Финляндии к тому же оценивает не только степень разрушения дорожного полотна, но и то, сколько частиц мелкодисперсной пыли получается из "разрушенного" покрытия. Ведь, вот точно же, именно из-за этой пыли (и общего загрязнения воздуха) возникают респираторные заболевания у людей.

Но это, что касается правовой и заботливой Европы. В нашей стране таких жестких законов нет, потому производители шин могут развернуться, и уже сейчас на шине, например, в размере 285/40 R22 Michelin X-Ice North 4 SUV вмещается до 300 стальных шипов! Ведь в условиях российской зимы, многоснежности и колеи шипы порой просто необходимы.

Производителей шин достаточно много, а вот производителей шипов — нет. На данный момент мы можем назвать 5 крупных производителей шипов:
1. Tikka (Финляндия) производит шипы для Continental
2. Turvanasta (Финляндия) — для Hankook
3. Scason (Финляндия) — для Kumho
4. Ugigrip (Франция) — для Michelin
5. Теком (Россия)

И это не считая дочерних компаний производителей шин, которые стараются на благо своего "родителя". Например, Tikka — была приобретена Continental еще в 2008 году, да и у других гигантов есть "свои" поставщики шипов. Да и говоря о шипах в шине, мы все же больше говорим о производителе шин, а не о производителе шипов, потому далее в статье будут использованы только названия шинных производителей.

Каждый производитель подходит к изготовлению шипа по-своему, ведь шипы должны сочетать ряд весьма противоречивых свойств: не должны изнашиваться быстро, иначе шина потеряет свои сцепные качества на льду, и не должны изнашиваться слишком медленно, потому что протектор шины тоже стирается. Если шип будет мало выступать над протектором, он не сможет в достаточной мере "прокалывать" лед. Если же будет выступать из протектора слишком сильно, увеличится вероятность его выпадения.

Чтобы шип смог выполнить все условия, его делают составным: тело (корпус) и пин (твердая износостойкая вставка). Корпуса бывают однофланцевые, похожие по форме на гвоздь, и двухфланцевые (или многофланцевые). Двухфланцевые гораздо лучше удерживаются в шине, вероятность их выпадения в процессе эксплуатации минимальна. А верхний фланец предотвращает попадание воды и грязи в гнездо шипа.

Для шин, устанавливаемых на легковые автомобили, в основном (не без исключений, конечно) используют алюминиевые корпуса шипов, в которые запрессовывают изготовленную методом спекания из порошка вставку из карбида вольфрама.

Форму шипа и их характеристики будем рассматривать на примере новых и популярных моделей шин, выпущенных за последние несколько лет.

1. Pirelli
Компания использует несколько видов шипов.

Например, в модели Formula Ice, которые разрабатывались в северной Европе специально для использования в сложных условиях заснеженных и обледенелых дорог, типичных для суровых зим России и Скандинавии, используется алюминиевый шип с шестигранным наконечником, улучшающий ходовые и тормозные свойства на льду.

А в последней своей модели Ice Zero 2 производитель использует шип с асимметричной геометрией и трапецевидными разнонаправленными формами крепления и основания. Плоская и широкая поверхность шипа обеспечивает повышенную удароустойчивость сердечника, что в результате дает крайне низкую степень «потери» шипов. Сердечник шипа изготовлен из карбидовальфрама, который обладает повышенной устойчивостью к истиранию, максимально долго сохраняя эффективность работы шипа.

2. Continental

Шипы с круглым наконечником были заменены еще в 2004 году на фигурные, с 2014 года наконечник имеет название KristallDubb и выглядит как прямоугольник с волнооразными боковыми сторонами и смягченными углами.

Особого внимания среди моделей заслуживает ContiIceContact 3, в которой использовалась совершенно новая форма шипа.

Шип по технологии ContiFlexStud состоит из закаленного металлического штифта и внешней резиновой оболочки. Применение такого вида шипов значительно снижает износ дорожного покрытия, обеспечивает хорошее сцепление с поверхностью в условиях гололеда, а так же увеличивает срок эксплуатации шины. Немаловажно, что шипы ContiFlexStud производят меньше шума в салоне, что делает вождение более комфортным.

Еще одна особенность ошиповки Continental — они «впаивают» шип в протектор шины: на каждый шип наносится застывающая термоадгезионная смесь, и затем производится ошиповка заготовки шины. В процессе вулканизации покрытие шипа и резиновая смесь спекаются, образуя прочное соединение. Как результат измеренное усилие на вырывание шипа в среднем составило 500 Нм, что примерно в десять раз превосходит результаты при традиционной ошиповке.

3. Michelin
Michelin стандартно использует шип круглой формы, аргументируя это тем, что шип стирается равно со всех сторон.

Однако в последней своей модели Michelin X-Ice North 4 шипы получили новую форму, подобную той, которую имеют шипы для шин производителя, участвующих в Чемпионате мира по ралли. А сами шипы изготавливаются из сплава на основе железа, что выравнивает скорость износа как самих шипов, так и обхватывающей их резины протектора.

Также на данной модели было существенно общее количество шипов на одну шину. Все изменения были внесены для увеличения сцепления на обледеневшей дороге.

В последней модели Hakkapeliitta 9 используется 2 типа шипов. В центральной части протектора располагаются восьмигранные шипы противоскольжения, отвечающие за разгонно-тормозную динамику. Их перпендикулярно ориентированные твердосплавные вставки позволяют зимним автошинам эффективно работать в продольном направлении. А в блоки плечевых зон — шестигранные шипы с треугольной вставкой, которые улучшают сцепные свойства шины в поворотах и характеристики управляемости на обледенелых дорогах.

Также здесь следует упомянуть технологию EcoStud 9, используемую для смегчения контакта с дорожным полотном. Это происходит за счёт наличия наружных фасок у шипов, расширяющих область контакта, а также резинового подушечного слоя под основанием шипов, который смягчает их негативное воздействие на полотно дороги.

В модели Observe Ice-Freezer используется шип новой для компании формы. Помимо увеличенного фланца шипы в сравнении с предыдущей моделью Observe G3-Ice получили корпус меньшего диаметра, способствующего более надёжной фиксации в посадочном гнезде, а также пятиугольный наконечник, который призван усиливать сцепление шины со скользким льдом.

Шип модели Winter i*Pike RS 2 W429, сделанный финской компанией Turvanasta, обладает шестигранным корпусом с твердосплавным элементом в виде звездочки/снежинки и выемкой в тыльной части нижнего фланца, В совокупности это значительно увеличивает сцепные свойства на обледенелой поверхности дорожного покрытия и уменьшает разрушительной воздействие.

В моделях WinterCraft Ice Wi31 (для легковых автомобилей) и используются шипы финского производства Scason Turbine, которые благодаря своей уникальной конструкции и суженному месту крепления довольно плотно сидят в толще протектора, что предотвращает их вылетание.

Каждый производитель утверждает, что его шина (а значит, и форма шипа) самая лучшая и номер 1 среди остальных. Да, все они прошли тесты. Да, их разработки основываются на многолетнем опыте и технологиях. Но выбор все равно остается за автовладельцем и особенностями его автомобиля. Да и тесты разных моделей шин одного типоразмера и на одном и том же автомобиле дают более глубокое и точное представление о возможностях шин.

Доступ к сервису временно запрещён

С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.

Что мне делать?

Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.