Шипы вылетают из зимних колёс – как с этой проблемой справляются производители шин

Автолюбитель

Представьте себе эту картину. Вы мчитесь по январскому шоссе. Современная, мощная и быстрая машина уверенно цепляется за слегка обледеневший асфальт на зимних шинах и без особых усилий выдерживает высокую скорость. И вдруг – бац! Резкий звук внезапного удара заставляет рефлекторно втягивать голову между плечами, а лобовое стекло покрывается паутиной трещин. Все ясно: вы «зацепились за шип».

На самом деле не имеет значения, слетел ли этот шип прямо с колеса идущей впереди машины или был «потерян» раньше, а теперь ваш мателот просто зацепил его протектором, и центробежная сила отправила кусок металла в сторону ты. Результат тот же: виновника невозможно найти и вам предстоит дорогостоящий ремонт. Получается, от шипов только порча, они еще и асфальтовое покрытие портят? Но в ряде ситуаций без шипов не обойтись… Если зимние фрикционные шины уверенно справляются со снежной слякотью на асфальте наших городов, то на чистом льду и снежном беге шипованные шины показывают уверенность преимущество. Но проблема удержания самих шипов в корпусе протектора не решена и требует постоянного внимания, и не только потому, что упавшие шипы представляют опасность для других автомобилей, движущихся по той же дороге. Шина, потерявшая шипы, также теряет сцепные свойства, что, в свою очередь, может привести к аварийной ситуации. Конечно, для этого нужно потерять не один или не два шипа, а довольно много. Считается, что шипованная шина полностью теряет преимущества при обледенении и опрокидывании, которые дают шипы, с потерей 70% этих «стальных когтей», скользящих в неправильном месте), может создать дисбаланс, который может вызвать вибрацию рулевого колеса и другие дискомфорт.

Но чтобы понять, как сегодня решается эта проблема, стоит вспомнить историю появления и совершенствования зимних шипованных шин. Хотя машин было относительно мало и их скорость была низкой, цепи противоскольжения успешно использовались для передвижения по снегу (сейчас они не утратили своей актуальности и широко используются в особо экстремальных условиях). Но цепи и скорость – вещи несовместимые. А в 1930-х годах родилась идея оснастить шины гвоздями, которые могли бы ударить по льду, что радикально улучшило сцепление с дорогой. На самом деле ничего принципиально нового в этой идее не было – зимние подковы с шипами в то время были довольно распространенным явлением.

Как и во многих других случаях, новые технологии впервые испытывались на трассе. Первые шипованные покрышки делались так: в покрышках просверливались сквозные отверстия, а изнутри вставлялись болты с конической головкой и шлиц. С внешней стороны бортик стягивался гайкой, чтобы голова утопалась в резине и не грозила пробить камеру. Ходовые качества таких конструкций были очень низкими, они выдерживали двести-триста километров, и этого было вполне достаточно для зимней гонки.

После окончания Второй мировой войны автопарк, их скорость и дорожная сеть начали стремительно расти даже в странах, где стоит настоящая зима. Это потребовало поиска решения, которое радикально улучшило бы сцепление шины с дорогой в снежных и ледовых условиях, но в то же время имело бы достаточную долговечность, и такое решение было найдено в 1950-х годах. Так появились современные шипы. Эти наконечники выглядели как обычная заклепка, в центре которой находилась твердосплавная вставка. Такими наконечниками оснащались обычные массовые модели покрышек, но к 1969 году стало ясно, что сочетание стального наконечника и резины, быстро загорающейся на морозе, далеко от идеала с точки зрения функциональности.

Читайте также:  5 настораживающих признаков, что колесо машины скоро отвалится

Может показаться, что сама вершина не такая уж высокотехнологичная. Он состоит всего из двух частей: корпуса и твердого сердечника. С одной стороны, имеется фланец, своеобразная головка, с помощью которой наконечник фиксируется в резиновом блоке протектора, с другой – выступающая часть сердечника. Но с инженерной точки зрения, чем проще тот или иной продукт или деталь, тем сложнее его улучшить!

Итак, первые гвозди были стальными, они имели диаметр около 9 мм, высоту 14 мм и вес около 3 г. Однако быстро выяснилось, что такие гвозди довольно вредны для асфальтового покрытия: Исследования показали, что установленные на автомобиль шины этого типа «грызут» более 150 граммов асфальта с каждого километра дороги!

С зимних колес слетают шипы: как производители шин борются с этой проблемой

Шинниксу пришлось провести серьезные исследования и разработки, потому что вес штифта был законодательно ограничен и сегодня составляет около 1 грамма. Это было достигнуто за счет отказа от стальных корпусов и перехода к производству легких, но прочных алюминиевых сплавов.

В последнее время большие надежды возлагались на следующий шаг, а именно на переход к производству корпусов штифтов из неметаллических материалов, резины или пластика (конечно, твердосплавные сердечники по-прежнему изготавливались из карбида вольфрама (WC) со смесью титана и карбиды ниобия (TiC, NbC) Теоретически такие шипы должны были лучше прилегать к корпусу протектора, а возможность деформации должна была позволить шипу лучше прилегать к поверхности снега и льда, и все испытания подтвердили это. Несколько иначе.Корпуса рекламируемых неметаллических наконечников начали разрушаться через десяток-две тысячи километров.А все потому, что пластик и металл имеют разные коэффициенты теплового расширения.Может быть, в будущем мы увидим наконечники из металлокерамики, но сегодня практически легированный алюминий остается единственным материалом для изготовления корпусов шпилек.

При этом изменились и сами шины – появились модели, сама конструкция которых была адаптирована под установку шипов. Ведь нужно было решить сразу несколько задач: повысить КПД шкворней, уменьшить их влияние на асфальтовое покрытие и обеспечить максимально надежное удержание штифта в резиновых блоках.

Здесь все разработчики идут своим путем. Во-первых, каждая марка пытается найти оптимальную форму твердосплавного наконечника. В свое время практически все использовали стержни с круглым сечением (производство таких «гвоздей» – самое технологичное). Но с каждым годом форма кончиков усложняется: овальная, шестиугольная, квадратного сечения, прямоугольная с выступами по углам и без них…

С зимних колес слетают шипы: как производители шин борются с этой проблемой

При этом меняется и форма корпуса, что все реже и реже напоминает обычную заклепку или «гриб» с плоской головкой. На «ножке гриба» появляется своего рода «шейка», способствующая лучшему удержанию кончика в корпусе протектора, сам корпус становится все более асимметричным, а «шляпка», то есть фланец, становится все более и более асимметричной все чаще появляется геометрическая фигура со скругленными углами: прямоугольник, квадрат или трапеция. Однако эта асимметрия предполагает, что шип по-разному будет реагировать на нагрузки, действующие в разных направлениях, а это означает, что при установке шипа необходимо соблюдать осторожность с ориентацией фланца! В результате одна из известных шинных компаний в своей популярной модели использует два типа шипов с разной геометрией фланца и формой твердосплавных наконечников, расположенных в разных областях протектора.

Читайте также:  Как угробить «автомат»: чего не стоит делать на машине с АКПП

Но остается проблема борьбы с выпадением прыщиков во время вождения. И здесь каждый бренд идет своим путем. Некоторые просто экспериментируют с формой и размером нижнего фланца и плотностью резины, в то время как другие предлагают довольно радикальные решения, например, так называемые «сварные выступы»: на каждый наконечник наносится затвердевающая термоклеящая смесь и, следовательно, пустое место покрышки зашипано. В процессе вулканизации покрытие наконечника и резиновая смесь спекаются, образуя прочную связь.

Toyo Observe Ice-Freezer, новая шипованная зимняя шина, является примером того, как можно достичь своих целей, не прибегая к радикальным, хотя и эффективным, но очень дорогостоящим решениям. Мы уже писали о впечатлении, которое он произвел во время испытаний на катке, и подробно разбирали особенности его конструкции. Включая такие отличительные элементы, как Snow Blades (специальные плечевые накладки, увеличивающие сцепление в глубоком снегу и колее), асимметричные блоки протектора, 3D-ламели большой ширины с острыми краями, резиновая смесь, изготовленная по технологии Microbit (мы обязательно вернемся, чтобы поговорить о это в будущем), многослойная структура, в которой слои более твердой резины находятся под мягким рабочим слоем протектора, а также комбинация многослойного ремня, жесткого полиэфирного каркаса и боковин с наполнителем для использование обременительно.

С зимних колес слетают шипы: как производители шин борются с этой проблемой

Но в данном случае нас интересует конструкция самого козырька и способ его установки. С одной стороны, корпус фирменного шипа, получившего название Ice Force, имеет довольно традиционную конструкцию, а именно симметричное круглое сечение. Однако диаметр корпуса уменьшился, а диаметр фланца наоборот увеличился, так что наконечник стал напоминать даже не гриб, а катушку. Это позволило, во-первых, повысить надежность удержания шипа в протекторе (в компании считают, что этот параметр увеличился на 20%) и, во-вторых, улучшить позиционирование шипов на поверхности протектора. На самом деле, очень важно, чтобы вершина, которая врезается в лед, не попадала в выемку, оставленную другой вершиной – это заставит ее работать намного эффективнее. Следовательно, шипы в протекторе расположены продольными рядами, и обычно количество рядов ограничивается 10-16. Двадцать рядные шпильки тоже редкость, и это считается большим достижением. Таким образом, инженерам Toyo удалось довести количество линий до 28!

Шип Ice Force имеет пятиугольный наконечник для превосходного сцепления со льдом как при разгоне и торможении, так и при поворотах, когда шипу приходится воспринимать боковые нагрузки. Однако на эффективность работы также влияет особая форма отверстий, в которые устанавливаются шипы. Выемки вокруг них имеют зубчатые края для дополнительного захвата и помогают удалять лед с зоны контакта.

Разумеется, шипы устанавливаются на шины Toyo Observe Ice-Freezer с помощью специального оборудования и под строгим контролем. Шины, произведенные на заводе в Малайзии, шипованы непосредственно на предприятии, а шины японского производства – шипы в России (поскольку использование шипов в Стране восходящего солнца запрещено законом). В принципе, именно надежность крепления гвоздя отличает фирменную шипованную шину от универсальных шипованных шин, которые шиповались в некоторых гаражах. Ведь никто не мешает купить пневматический пистолет (ну или найти организацию, у которой есть этот инструмент), запастись дешевыми наконечниками на любом автомобильном рынке и самостоятельно превратить нешипованные шины в шипованные. Кроме того, есть еще очень недорогие насадки для ввинчивания, похожие на саморез. Для их установки не требуется пневматический пистолет. Весь вопрос в том, сколько гвоздей останется на этих колесах после первого резкого торможения. Но шины Toyo Observe Ice-Freezer – отличный пример того, как можно получить отличные результаты, используя и развивая довольно традиционные подходы, без усложнения (и, следовательно, увеличения цены) конструкции.

Читайте также:  «Пятерка» причин избавиться от старого автомобиля, даже если он на ходу

Но в любом случае стоит учесть, что одним из важнейших факторов в уходе за шипами является стиль вождения. Если зимой постоянно ездить на «летнем режиме», злоупотреблять резкими ускорениями и замедлениями, резко и активно перестраиваться, регулярно бегать по бордюрам, то шанс потерять шипы в течение сезона значительно выше, чем у кого-то, кто перейдет на плавный зимняя и бесшумная езда. Еще один момент: современные системы рулевого управления с гидроусилителем и электроусилителем обладают достаточной мощностью, чтобы вытащить все шпильки в зоне контакта с интенсивным рулевым управлением, когда автомобиль не движется и в то же время стоит на асфальте. Шипы просто не рассчитаны на такие боковые нагрузки.

И снова дилеры по шинам повторяют, что новые шипованные шины необходимо обкатывать в обязательном порядке, но слишком многие автовладельцы либо «забывают», либо просто не обращают внимания. Ведь правильная обкатка означает, что первые 500-800 км необходимо проехать с относительно небольшой скоростью, не превышающей 60-70 км / ч, избегая резких маневров и торможений, тщательно проверяя балансировку колес и сохраняя рекомендованное давление в шинах. Кроме того, эти 500 км необходимо проехать по асфальту до того, как выпадет снег. Зачем это нужно? Да, для того, чтобы штифты занимали правильное положение в корпусе протектора, резина и металл «наматываются» друг на друга, и смазка, которая используется для покрытия пальца перед установкой в ​​шину, испаряется. Если все сделано правильно, резина, окружающая наконечники, «привыкнет» к форме «инородного тела», внедренного в нее, и шина начнет работать так, как задумано конструкторами. Но в любом случае автовладелец, который считает, что, установив шипованные зимние шины, он взял Бога за бороду и теперь может бегать по шоссе и городу так же, как летом, рискует своими обоими жизнь и жизнь близких и жизнь других участников дорожного движения. Итак, еще раз хотим сказать: друзья, водите зимой осторожно и осторожно, даже если вы купили комплект отличных шипованных шин и правильно их закатали.

С зимних колес слетают шипы: как производители шин борются с этой проблемой

Один источник

По материалам мирвокругнас

Оцените статью
Добавить комментарий