Из чего делают шипы на зимней резине

Обновлено: 23.01.2025

А еще шипованные шины вредны для любой дороги — от них достается не только асфальту, но даже булыжным мостовым. Именно шипы нещадно выгрызают в асфальте продольные колеи.

В большинстве стран Европы шипы запрещены. А там, где еще разрешены (в том числе и в России), жестко регламентированы их размер, масса и количество на погонный метр шины (по протектору), а также их давление на дорогу.

Метка Conti Silent на боковине означает, что изнутри шины проклеены материалом, похожим на поролон: он снижает уровень шума и делает качение более плавным. С нынешнего года эта технология доступна и для зимних шин.

Чем цепляются за лед фрикционки?

Фрикционки тише, менее вибронагружены и способны на снегу и льду составить конкуренцию шипованным шинам, а в мороз сильнее 25 градусов работают даже лучше. Но из-за предвзятого отношения автовладельцев (дескать, не может резина цепляться за лед так же, как железо) они слишком медленно отвоевывают себе место под зимним солнцем.

ЗАДАТЬ НАПРАВЛЕНИЕ

Какая шина лучше по ездовым свойствам — с асимметричным протектором или с направленным? Однозначно сказать трудно. Но с точки зрения эксплуатации у асимметричных есть неоспоримое преимущество: они имеют внешнюю и внутреннюю стороны, что позволяет использовать универсальную запаску — как для правой стороны, так и для левой. И при необходимости можно менять колёса местами без перебортовки. Единственная компания, выпускающая шипованные и нешипованные шины с асимметричным протектором, — Continental. На примере продукции этого производителя покажем, чем отличаются друг от друга зимние шины разных типов.

Continental ContiVikingContact 6, победитель нашего теста в 2016 году. Пример фрикционных шин скандинавского направления с синусоидальными ламелями.

Для разных рынков

Вторая группа — шины для теплой и влажной среднеевропейской зимы, имеющие более развитые водоотводящие канавки в протекторе, выполненном из более жесткой резиновой смеси. Они делятся на две подгруппы: жесткие (твердость протектора около 65 единиц по Шору) и мягкие (55–60 единиц). И те и другие, пусть и в разной степени, ориентированы больше на асфальт и влажный снег, чем на лед, а потому не столь популярны у нас. Шины второй группы подойдут лишь тем, кто передвигается исключительно внутри мегаполиса, где улицы тщательно очищают ото льда и снега.

Каждому — свое!

Если вы за рулем не один год и получаете удовольствие от управления им, попробуйте мягкие фрикционные шины. Будете приятно удивлены и комфортом, и их способностью цепляться за ледовое покрытие. Только поаккуратнее на льду при околонулевой температуре!

Однако за пределы мегаполисов лучше не высовываться: в гололед на этих покрышках тревожно.

Наиболее эффективными в зимних условиях являются шипованные покрышки. Этим и объясняется их популярность, особенно в России. Чтобы понять, как работают шипы зимних шин, надо сначала разобраться, из чего они сделаны, почему имеют именно такую конструкцию и состав.

Конструкция, виды

Чаще всего шипы состоят из двух элементов. Основной из них – это корпус. Именно благодаря ему шип держится в протекторе. С дорожным покрытием контактирует уже другая его часть – твердосплавная вставка. От ее формы зависит эффективность сцепления с дорогой.

Шипы выпускаются практически всех геометрических форм – от круглой до многогранной. По структуре различают одно- и многофланцевые элементы ошиповки. Первые – простейшие, их можно назвать прародителем современных шипов.

Из чего сделаны шипы для шин

В последнее время производители покрышек начали изменять форму и материал изготовления когтей для их улучшения свойств. Изначально все они производились из стали.

Однако затем вышел закон, запрещающий использование покрышек, у которых шипы весят больше установленный нормы. Из-за этого некоторые компании начали производить корпуса из пластмассы – для уменьшения веса, но толку от них, как выяснилось, немного. Такие элементы шиповки неплотно держались на своих местах, при этом были непрочными и недолговечными.

Затем начали появляться корпуса из алюминия. Разработка получилась более удачной, так как в целом масса алюминия очень мала, а прочность по сравнению с пластмассой значительно выше. А благодаря применяемому тефлоновому напылению они прочнее сидят в установочных местах и менее подвержены коррозии.

Однако даже такое покрытие полностью не защищает шипы от ржавчины. Это связано с тем, что в зазор между протектором и корпусом шипа при движении попадает соль, различные реагенты, которыми обрабатывают трассу, влага. Все это способно вызвать коррозийные образования. Для уменьшения такого воздействия производители постоянно дорабатывают форму шипов, добавляют в сплавы другие материалы.

Из чего изготавливается корпус шипов, мы уже выяснили, осталась вставка. Чаще всего твердосплавная вставка производится из карбида вольфрама. Иногда добавляется карбид ниобия и титан для улучшения твердости металла. Также некоторые производители добавляют и другие соединения, состав которых они не разглашают.

Как работают

Любому автомобилисту понятно, что шипы на протекторе резины необходимы для улучшения сцепления, в том числе и в сложных условиях. Но как конкретно это происходит?

Стоит понимать, что сцепление зависит не только от одних шипов, они лишь улучшают его. Без хорошего рисунка протектора они просто бесполезны. Чаще всего протектор зимних шин состоит из двух слоев. Верхний имеет специальный рисунок и обеспечивает хорошее сцепление, а внутренний – более твердый, и именно к нему крепятся корпуса шипов.

Протектор и шипы работают в паре и на каждых покрытиях ведут себя по-разному. На льду сцепление, в основном, зависит от шипов. Здесь их вставка вгрызается в покрытие, не давая им лишний раз прокрутиться, обеспечивая хорошее как продольное, так и поперечное сечение.

На влажном покрытии или на раздробленном льду наиболее эффективен протектор. В его канавки забивается влага или кусочки льда, а затем оттуда отводятся. Таким образом, рабочая поверхность покрышек остается без влаги, поэтому сцепление не ухудшается. Роль шипов на таком покрытии минимальна.

На снегу важен как протектор, так и шипы. В канавки протектора забивается снег и при движении он тает, прилипая к снегу на дороге, обеспечивая хорошее сцепление. Шипы же вцепляются в снег, вследствие чего сцепление улучшается в разы. На сухом асфальте шипы бесполезны, они даже ухудшают многие показатели.

Устройство и принцип работы шипов очень простое. Однако за счет их наличия повышаются многие показатели, касающиеся безопасности передвижения – как для себя, так и для других участников движения. В условиях русской зимы шипованные покрышки просто необходимы для безопасного вождения.

Стальной конус и все? Угу, как же! Сложная конструкция и годы работы! Как устроены шипы и где их делают, знали до сих пор специалисты. Теперь будете знать и вы.

В мире есть лишь пять крупных компаний, выпускающих шипы для промышленной ошиповки зимних шин (ремонтные и спортивные шипы не берем — это отдельная тема). Четыре расположены в Европе. Три из пяти — в Финляндии. Одна — в России.

Для примера возьмем шип шины Cordiant Snow Cross 2, который выпускает финская компания Scason под названием Spike-Cor XL.

Корпус

Шип состоит из двух частей — корпуса (тела) и твердосплавной вставки — сердечника (пина). Корпус в данном случае сделан из алюминия. Первые шипы делали полностью из стали, но сейчас такую технологию применяют только для тяжелой техники, так как перед конструкторами стоит задача сделать шип как можно легче, чтобы уменьшить неподрессоренные массы.

Производители шипов экспериментировали и с пластиковыми корпусами, но отказались от этого материала из-за меньшей стабильности: они хуже держались в резине и быстрее вылетали.

Шипы в гнездах удерживают фланцы. Раньше применяли только однофланцевые шипы, сейчас делают многофланцевые, а чтобы они крепче держались, фланцы расширяют. Так, нижний фланец шипа Spike-Cor XL больше, чем у предыдущего, Spike-Cor, на четверть. Прибавку веса (пусть и крохотную по общим меркам) компенсируют выемками в корпусе.

Существует технология покрытия шипов специальным клеящим составом. Он активируется при вулканизации шины и усиливает посадку. Чтобы вырвать такой шип из гнезда, нужно применить усилие в 500 Нм. Spike-Cor XL хорошо держатся и без клея — на 20% лучше, чем шип предыдущего поколения Spike-Cor.

Сердечник

Твердосплавная вставка (пин) в большинстве современных шипов — из карбида вольфрама. Первый этап производства сердечника — прессовка под высоким давлением из порошка в специальной форме. В необработанном виде эта деталь похожа на короткий грифель от карандаша и такая же хрупкая. Твердость она приобретает после термообработки в печи без доступа кислорода при температуре 1500°С. Вес сердечника — 0,3–0,4 грамма.

Производители добиваются, чтобы износ шипов соответствовал износу резины протектора — для сохранения характеристик шин в течение длительного времени. Поэтому для первоклассных шин шипы и разрабатываются, и изготавливаются индивидуально.

Грани таланта

Чтобы обеспечить хорошую фиксацию шипов в гнездах, корпуса Spike-Cor XL делают не округлыми, а гранеными. Твердосплавная вставка шипа восьмигранная. Это существенно повышает тягово-сцепные характеристики шины на льду. У шипа Spike-Cor XL грани твердосплавной вставки увеличены, что дополнительно улучшает проникновение в лед.

На характеристики шин влияет не только конструкция шипов, но и их расположение. На шине Cordiant Snow Cross 2 шины расположены в 18 рядов. В пятне контакта одновременно находятся не меньше 10 шипов. При повороте дорожки шипов не пересекаются.

— Моя Нива ходит на шинах Cordiant уже 8 лет. Последний год летом — на All Terrain, зимой — на Snow Cross 2. Главное, что я получил, когда поставил на машину шипованные шины, — уверенность в том, что доеду до точки назначения и вернусь обратно. Нива у меня в основном используется за городом, езжу на ней по обледенелым дорогам Тверской области, в 300 км от Москвы. До того, как вооружился шиповками, ездить приходилось предельно осторожно. А сейчас могу ехать на 30 км/ч по дороге, на которой и стоять-то скользко.

Зимние шипованные шины помогают и буксировать прицеп с кормами для животных. Нива — машина легкая, сцепления, особенно на льду, не хватает, а шипы вгрызаются в наст. Частенько приходится ездить в лес, и там теперь автомобиль движется намного увереннее. А мне, соответственно, комфортнее. Кстати, снег и лед у нас в лесах лежат чуть ли не до конца апреля.

По поводу акустического комфорта и экономичности этих шин ничего не скажу. Я в Ниве слышу все — и двигатель, и трансмиссию, и тормоза… Если шум от шин и есть, то он малозаметен в общем ансамбле. А расход топлива если и изменился, то незначительно: как был высоким, так и остался.

Потише, шипы!

Разумеется, конструкторы стараются снизить и уровень шума от шипованных шин, ведь повышенную шумность больше всего и критикуют противники таких покрышек. Благодаря специальной выемке в основании шипа смягчается ударное воздействие шипа при контакте с асфальтовым покрытием. И это заметно снижает шум.

Это норма

Тест называется Over-run. Из финского гранита выпиливают плитки определенного размера, которые высушивают по специальной методике. 15 плиток собирают в блок, и 400 раз на 100 км/ч по ним проносится автомобиль с шипованными шинами.

У Cordiant Snow Cross 2 от 100 до 130 шипов (в зависимости от типоразмера шины). И теперь вы знаете, как они сделаны и работают.

Краткий ликбез о шипованной резине
Отличия от летней
Конструктивные особенности
Достоинства и недостатки
Разбираемся с ГОСТами и законодательством
Как определить износ?
7 факторов, от которых зависит срок эксплуатации
ТОП-10 лайфхаков для продления срока эксплуатации зимних шин

КРАТКИЙ ЛИКБЕЗ О ШИПОВАННОЙ РЕЗИНЕ

1. Отличия от летней

2. Конструктивные особенности

Чтобы шипы не выпадали из резины ее состав делают более твердым, чем в зимних фрикционных шинах. Также экспериментируют с формой, составом и креплением самих шипов. Производители постоянно совершенствуют материал и технологию крепления для лучшего сцепления с разными дорожными покрытиями. Один элемент весит 1 гр., изготавливается из прочных алюминиевых сплавов. Конструктивно шип – это корпус (фланец, который крепится к резине) и сердечник – выступающая часть.

3. Достоинства и недостатки

Такие шины улучшают сцепление шин с дорогой на ледяной, заснеженной и покрытой слоем воды дороге. Подходят для холодных, снежных зим. К недостаткам можно отнести проблемную эксплуатацию на сухом асфальте (снижение маневренности и шум), разрушение асфальтобетонного покрытия, быстрый износ из-за потери шипов . При выпадении 70% металлических элементов эксплуатировать резину уже нельзя. При нарушении правил эксплуатации и хранения уже в первый сезон может выпасть 30 – 40% шипов и гарантия от производителя на эти случаи не распространяется.

РАЗБИРАЕМСЯ С ГОСТАМИ И ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВОМ

ГОСТами установлены правила хранения шин, сроки годности, эксплуатации и сроки хранения – все это разные понятия. Так, например, покрышка могла быть произведена 5 лет назад, а продана покупателю только сейчас. Если она правильно хранилась в магазине, нарушения законодательства нет, но эксплуатационные характеристики могут сильно отличаться от шин, которые были произведены недавно. Резина год от года теряет свои свойства, даже если правильно хранится. Есть ГОСТ, который регламентирует правила хранения шин и не каждый специализированный магазин может воссоздать оптимальные для хранения условия.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ИЗНОС?

Накануне зимнего сезона стоит проверить и заменить технологические жидкости, установить светодиодные фары , купленные в проверенном специализированном магазине (Wesem-Light), но и обратить внимание на состояние резины до установки (даже если при завершении предыдущего сезона она выглядела пригодной для дальнейшей эксплуатации).

На что обратить внимание:

Шипы и протектор. Если из колес выпали от 40 до 70% шипов, необходимо проверить состояние резины и если она в порядке, то провести дополнительную ошиповку , если же и на резине есть признаки критического износа, эксплуатировать ее небезопасно. Протектор не должен быть стерт до уровня перемычек, норма для зимней резины – глубина более 4 мм (можно измерить линейкой).
Состояние резины. Со временем она теряет эластичность, трескается, иссыхается и становится непригодной для езды. Трещины и порезы – признак старения резины, если вы обнаружили их на боковой части покрышки, стоит приобрести новый комплект резины на зиму.
Грыжи на внутренней и внешней стороне колеса. Регулярно осматривайте все 4 колеса, сразу заменяйте покрышку, если на ней появилось вздутие.
Неравномерный износ. Этот признак сигнализирует о том, что автомобиль долгое время эксплуатировался с неправильным давлением в шинах , или вовремя не была проведена балансировка. Колесо может деформироваться без возможности восстановления.

7 ФАКТОРОВ, ОТ КОТОРЫХ ЗАВИСИТ СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ

Состояние дорожного полотна. На плохих дорогах быстро выходит из строя не только подвеска, но и резина.
Манера вождения, которую называют агрессивная езда (экстремальные торможения и резкие разгоны) изнашивает резину и заставляет выпадать шипы .
Соблюдение индекса допустимой нагрузки. Если нагрузка на автомобиль постоянно превышает допустимые показатели, нагрузка на шипы возрастает, и резина быстрее выходит из строя.
Размер шин: низкопрофильные постоянно трутся о диск на кочках, камнях и неровностях, широкая сильно стирается во время поворотов, особенно зимой.
Интенсивность использования автомобиля и пробег.
Производитель и качество сырья, из которого производят покрышки.
Механические повреждения: порезы, трещины, грыжи и прочее.

ТОП-10 ЛАЙФХАКОВ ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯ СРОКА ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗИМНИХ ШИН

Мы собрали 10 действенных способов, которые помогут новой шипованной зимней шине прослужить дольше срока эксплуатации, заявленного производителем.

Покупайте шины у надежных производителей, соблюдайте правила хранения и эксплуатации и тогда вы сможете ездить на шиповке минимум 5 сезонов. Используйте наши лайфхаки и берегите себя и своих близких!

Мы побывали на заводе по производству шипов для зимних шин и своими глазами увидели весь процесс. А еще узнали, как менялись эти крошечные изделия за последние годы.

В 270 километрах к северу от Хельсинки есть городок Ювяскюля с населением менее 130 тысяч жителей. Неподалеку от него расположен завод Tikka (фин. tikka — дятел), выпускающий шипы для зимних шин. С 2008 года им владеет компания Continental.

Корпус и сердечник шипа изготавливают по отдельности. Корпус получают из стальной или алюминиевой проволоки методом холодной формовки. На фото показана начальная стадия производства: металлическая нить отправляется в станок на резку. На заводе в городе Ювяскюля — шесть линий мощностью 180 заготовок в минуту. Около 80% выпускаемых здесь шипов имеют алюминиевый корпус. Сталь не запрещена, но из-за законодательных ограничений массы, принятых в некоторых странах, используют крылатый металл, как более легкий. К примеру, у покрышек, продающихся в Финляндии, шип должен весить не более 1,1 г, а в России — не более 1,6 г.

После резки и формовки корпуса шипов промывают и ссыпают в большие ящики для отправки на следующий этап производства.

Сердечники изготавливают из стали. Сырьем служит металлический порошок, который спрессовывают в соответствующей форме.

Tikka обеспечивает работой 72 сотрудников, включая административный персонал. Они успевают заниматься исследованиями, производством, тестами, сертификацией и продажами — иными словами, полным циклом. Даже львиную долю станков и прочего оборудования делают здесь же по собственным чертежам. Отсюда высочайшее качество и гибкий подход к требованиям заказчика. И это при внушительном объеме производства: 600 млн шипов в год.

Выходящие из пресса заготовки для сердечников цветом и видом напоминают грифель карандаша. Кстати, они столь же хрупкие: легко переламываются надвое пальцами.

Дабы сердечники набрали необходимую прочность, их отправляют на термическую обработку в печь. Процесс идет без доступа кислорода при температуре 1500 ºС.

Готовые сердечники весят 0,3–0,4 г — существенно меньше, чем сравнимая по размерам деталь из обычной стали. Секрет такого облегчения заключен в технологии изготовления (прессование под высоким давлением) и составе сырья: сталь особого сорта, вольфрам, кобальт.

Испытательная база компании Tikka — это лаборатория с полным набором оборудования для всевозможных тестов, а также небольшой полигон на расположенном неподалеку аэродроме. Для тестов в реальных условиях новые шины выдают таксистам. Их пробеги и опыт дают достаточно полезной информации. К слову, Tikka — единственный производитель шипов, располагающий собственной сертификационной лабораторией.

Для контроля размеров сердечников применяют несложный агрегат. Детали поступают на пару расположенных под уклоном трубок. Расстояние между ними увеличивается от начала к концу. В результате самые мелкие заготовки ссыпаются в первое ведро, а самые крупные проходят весь путь до конца и попадают в последнее, четвертое по счету.

Однофланцевые шипы ( а) — устаревшая и вышедшая из массового употребления конструкция. Двухфланцевые ( б) лучше удерживаются в протекторе, а более широкий верхний фланец вдобавок препятствует попаданию грязи и влаги в посадочное гнездо, что также продлевает срок совместной жизни шипа и шины. Форма и толщина корпуса — на усмотрение производителя. Шипы с трехфланцевым корпусом ( в) сидят в протекторе еще прочнее. Но они не настолько надежнее в эксплуатации, насколько сложнее и дороже в производстве. По сути, это экзотика: для массовых шин достаточно и двух фланцев. Тем более что производители придумали более эффективные способы фиксации — например, вклейку, как в случае с шиной Continental IceContact 2.

Читайте также: