* для подбора необходимо выбрать все параметры

Шипы противоскольжения

04.08'12

С тех пор, как покупка зимних ошипованных шин перестала быть проблемой, вопросы, связанные с эксплуатацией шипов у автомобилистов стали накапливаться. Причем порой такие, что прежде как-то и в голову не приходили. Например, какие типы шипов больше подходят к импортным шинам, а какие - к отечественным? Какой шип лучше - однофланцевый или многофланцевый, со стальным или алюминиевым корпусом? Как отличить их, когда покупаешь уже ошипованную шину? Как правильно ошиповать шину? Вопросы эти совсем не праздные, к тому же весьма объемные. На протяжении предстоящего зимнего сезона мы постараемся осветить их, обращая особое внимание на практическую сторону дела. А начнем с самых азов - с рассказа о самом шипе противоскольжения.

1. Круглый шип – самый распространённый и дешёвый. Круглыми шипами оснащаются шины бюджетного класса. Такие шипы слабо сцепляются со льдом;

2. Овальный шип – развитие идеи круглого шипа. Такие шипы обладают большей площадью контакта, что значительно улучшает сцепление с дорогой. Ими оснащаются шины среднего и высокого класса;

3. Четырехгранный шип – ноу-хау фирмы Nokian, защищённое патентом (такими шипами оснащаются шины только этой фирмы). Шипы такого типа лучше врезаются в лед;

4. Бриллиантовый шип – лучше сцепляется со льдом, чем четырехгранный, так как имеет большее количество кромок. Но такие шипы быстро изнашиваются и становятся круглыми.

Чтобы лучше понять, что представляет собой современный шип, целесообразно заглянуть в прошлое и посмотреть, как менялась его конструкция. История эта любопытна.


Как ни удивительно, но противогололедные шипы появились на свет гораздо раньше автомобиля. Свои первые подвиги они совершали еще на жестких колесах конных экипажей, от которых автомобиль и принял шипы, как эстафетную палочку. Правда, с изобретением пневматических шин интерес к шипам стал угасать, а в какое-то время их и вовсе предали забвению. Многие думали - навсегда.

Новейшая история шипа противоскольжения началась около сорока лет назад. Родиной ему стала Скандинавия, а родителями - самые обычные гвозди и заклепки. С тех пор конструкция шипа претерпела некоторые изменения, но нельзя сказать, чтобы принципиальные.

Сегодня, как и много лет назад, шип противоскольжения состоит из двух деталей: твердой вставки (штифта), запрессованной или впаянной в относительно мягкий корпус. Правда, со временем штифт стал гораздо прочнее. Его делают из специального сплава, содержащего карбиды вольфрама, ниобия, титана и еще кое-какие присадки. Но в общем он изменился мало, главные трансформации претерпел корпус.

Первоначально корпус напоминал заклепку, в которую вставили кусочек проволоки или гвоздь. В обиходе такой шип так и стали называть - "гвоздик". Корпус делали стальным, причем прочность стали подбирали так, чтобы износ шел примерно с той же скоростью, что и у протектора шины. Такой гвоздик получался очень тяжелым - от 2 до 10 грамм, в зависимости от размера шины. Но тогда это никого не волновало: шипы превосходно работали, а каких-либо законодательных ограничений еще не было в помине. Тем не менее усовершенствования вскоре понадобились, а чтобы понять их мотивировку, обратимся к схеме работы шипа. Странно, но у многих сложилось превратное мнение, что в контакте с дорожным полотном шип испытывает только осевую нагрузку, которая вдавливает его в протектор. На самом деле основной удар приходится по касательной к траектории движения головки шипа. Проще сказать, результирующая сила не только не вдавливает шип, а наоборот - стремится вырвать его из отверстия в протекторе. При этом вектор нагрузки во время разгона автомобиля совпадает с направлением его движения, а при торможении направлен в обратную сторону. Однако такая раскачка шипа, увы, не единственная неприятность.

Настоящим бичом шипов противоскольжения была и остается коррозия, причем она непосредственно связана с упомянутой раскачкой. Ведь в зазор между телом шипа и протекторной резиной постоянно попадает вода, а с ней еще песок и соль. В итоге через какое-то время шип начинает болтаться в отверстии, а потом и выпадает из него.

Выход искали, изменяя конструкцию корпуса: его стали делать с двумя, а затем и с тремя фланцами. Предполагалось, что верхний фланец создаст преграду воде и грязи. Эксплуатация показала, что многофланцевые шипы вроде бы лучше держатся в протекторе, но это по существу единственное достоинство новой конструкции. Во-первых, многофланцевый шип тяжелее, сложнее в изготовлении и, естественно, дороже однофланцевого. Во-вторых, при ошиповке достаточно упругая и жесткая протекторная резина не повторяет форму шипа. Между его корпусом и стенками отверстия образуются пустоты, в которые при раскачке шипа подсасывается влага.

Заметим, что до определенного момента поиски шли в основном эмпирическим путем: теорией просто некому и некогда было заниматься. Малый успех многофланцевого варианта заставил разработчиков взяться за дело всерьез. К работе подключили шинников, специалистов по резиновым смесям. Совместные усилия не пропали даром: приемлемые конструктивные уточнения и компромиссы были найдены.

Но тут произошло непредвиденное: против применения шипов выступили дорожные службы, которые требовали их полного запрета или, как минимум, снижение веса шипов. Надо отдать должное - их аргументация была убедительна. Дело в том, что одновременно с совершенствованием шипов независимые эксперты исследовали их влияние на износ дорожного полотна. В результате родилась эмпирическая зависимость, которая устанавливала связь между характеристиками шипа и его разрушающим действием. Из соотношения следовало, что износ покрытия прямо пропорционален весу шипа, выступанию его головки над протектором, а так же общему числу шипов в шине и кубу диаметра твердосплавной вставки (!). Словом, предстояло решить нелегкую задачу: уменьшить вред для дороги без снижения эффективности шипов.

Беспредельно уменьшать число шипов, их выступание или диаметр головки нельзя. Остается одно - всеми доступными средствами снижать вес шипа.

Решать такую задачу не под силу даже хорошим конструкторам. Поэтому к работе подключились специалисты самых разных научных направлений: шинники, химики, металлурги, теплофизики, прочнисты и даже дизайнеры.

Чтобы стали понятнее проблемы, с которыми столкнулись эти специалисты, рассмотрим ряд критических моментов, определяющих долговечность современного шипа противоскольжения.

Вес - это и материалы, и конструктивное исполнение. Что касается штифта, то он претерпел лишь незначительные доработки (попытки заменить вольфрамо-содержащий твердый сплав композитными материалами не приносят ощутимых результатов, а стоимость при этом возрастает многократно). Несколько изменилась его геометрия, надежнее стало крепление. Основной же "удар"пришелся на корпус.

Хотя "гвоздики" по-прежнему в ходу, большой популярностью у потребителей и шинников пользуются многофланцевые конструкции, которых со временем появилось великое множество. На российский рынок все это многообразие в основном поставляют четыре фирмы:

  • французская "Южигрип" (Ugigrip);
  • финская "Тикка-Настат";
  • финская (Tikka-Nastat OY);
  • финская "Скасон" (Season OY);
  • финская "Турванаста" (Turvanasta OY).

Из них один "Южигрип" сертифицировал всю свою продукцию, поставляемую в нашу страну (для справки: это единственная фирма, производящая все виды шипов).

Сегодня корпуса шипов чаще всего делают из легированного алюминия - прочного и легкого металла, реже из стали и пластмассы. К сожалению, для российских условий алюминиевый вариант шипа практически непригоден. Он плохо переносит соль, которой обильно посыпают наши дороги, поэтому шины с такими шипами "лысеют" буквально на глазах. На этом фоне шипы со стальным корпусом выглядят долгожителями, хотя со временем коррозия не щадит и их. Единственное и приятное исключение - шипы с пластмассовым корпусом, но у них есть свои проблемы, не менее серьезные.

Шипы с пластмассовым корпусом делают только две фирмы - французская "Южигрип" (Ugigripj и германская "Ситек" (Sitek). В России больше известна продукция из Германии, поскольку "Ситек" делает шипы для такой широко разрекламированной у нас шины, как "Гиславед НордФ-рост 2" (Gislaved NordFrost II). Шина эта действительно недурна и пользуется спросом. Однако проблема, с которой столкнулись шведские шины с германскими шипами, типична именно для России: это крепкие морозы, дурные дороги и неаккуратные водители. Как показали эксплуатационные испытания, пластмасса плохо переносит такое сочетание, как низкие температуры и скоростная езда по колдобинам или трамвайным рельсам. Результат - потеря шипов и денег. Кстати сказать, не лучше пластмасса относится и к высоким температурам, когда забывчивые водители продолжают ездить на шипах и весной, и даже летом.

Вообще же, разговор о связи температур с эксплуатационными характеристиками шипов - это отдельная тема. Здесь все не так просто, как кажется на первый взгляд. Достаточно сказать, что шип в любом его исполнении на сухом асфальте и при слабоположительных температурах представляет собой некое подобие теплового микроаккумулятора. Как показали расчеты на ЭВМ, при скорости около 60 км/час и температуре воздуха +10°С уже через 30 минут непрерывной езды температура нижнего опорного фланца шипа приближается к 100°С. А это близко к температуре осмоления резины. В результате такого перегрева может быть нарушена структура поверхностного слоя в отверстии под шип, резина отвердеет и, в конце концов, начнет разрушаться. В итоге потеря шипов неминуема.


Краткие рекомендации для желающих приобрести шины с шипами

Покупая уже ошипованные шины, узнайте у продавца, шипы какого типа установлены (на них, как и на саму шину, продавец обязан иметь сертификат соответствия). Если автомобиль большей частью эксплуатируется в городе, не покупайте шины с шипами, корпус которых сделан из алюминия. Для спокойной езды в городских условиях больше подходят однофланцевые шипы, а для плохих дорог или при динамичной езде - многофланцевые (но они дороже). Для ошиповки импортных шин подходят все типы шипов. А для отечественных шин использовать многофланцевые шипы для езды в городе или на гладком шоссе не очень разумно: резина в протекторном слое этих изделий достаточно жесткая и плохо облегает корпус шипа, оставляя внутри пустоты. Другое дело - плохие дороги, где прежде всего важна прочность посадки шипа. Следует учитывать, что в основном все импортные шины ошиповываются в России, (исключение составляют лишь некоторые крупные производители, к примеру, "Нокиан" и "Гиславед", которые поставляют только ошипованные покрышки.) Поэтому проверять качество размещения шипов нужно всегда - и на отечественных шинах и на импортных.


Шипы для легковых автомобилей


Ugigrip U8-11-1 "Гвоздик" - с которого все началось. Однофланцевый шип 8-11-1 фирмы Ugigrip (Франция). 
Имеет стальной корпус, в который запрессован конусный твердосплавный штифт - фирменная французская посадка. Вес- 1,75г, диаметр головки - 8мм, высота шипа -11мм, шип оцинкован в сборе.

Самый популярный сегодня двухфланцевый шип U8-11-2 фирмы Ugigrip. 

Корпус стальной, изготовлен методом холодной штамповки с последующей токарной обработкой. Имеет конусный самоустанавливающийся штифт. Полностью оцинкован. Вес шипа - 1,8г, диаметр головки - 8 мм, высота -11 мм.

Turvanasta 8-11/3

Трехфланцевый шип Turvanasta 8-11/3 из Финляндии. 

Его в обиходе называют "елочка". Имеет точечный стальной корпус, в который запрессован штифт диаметром 2,4мм. Вес - 1,8г, диаметр головки - 8 мм, высота -11мм.

Turvanasta OY

Шип WIP11 фирмы Turvanasta OY, называемый "элитным". 

Он имеет точеный стальной оцинкованный корпус с глухим конусным отверстием в "пятке" (уменьшает вес шипа и образует под ним воздушную "подушку", которая смягчает осевую нагрузку при езде по твердому покрытию). Вес - 1,38 г, диаметр головки - 8 мм, высота - 11мм.

Turvanasta 8-13/3

- стальной финский шип "елочка". 

Для тяжелых легковых машин, пикапов и микроавтобусов. В точеный оцинкованный корпус запрессована вставка диаметром 2,4мм. Вес шипа - 1,9г, диаметр головки - 8мм, высота - 13мм.