Сколько шипов в 1 колесе?

Шипованные шины — это шины, значительную часть работы которых на льду выполняют шипы. Шип — это элемент, состоящий из двух основных составляющих. Первая — тело шипа, состоит из легких сплавов; ее назначение — удержание шипа в резине протектора. В настоящий момент существует огромное количество различных вариантов форм шипов. Именно эту форму видит покупатель, когда обращает внимание на шипы, установленные в шине.

Однако гораздо более важная часть шипа — это его сердцевина, выполненная из металлов очень высокой прочности. Именно сердцевина шипа обеспечивает «вгрызание» в поверхность льда или укатанного снега, обеспечивая сцепление шины в целом. Шинные производители также модифицируют и вид твердосплавной вставки, придавая ей различные формы. Но стоит учесть, что вес шипа ограничен, поэтому значительной разницы в полезной площади твердосплавной вставки (как в продольном, так и в поперечном сечении) быть не может.

Установленные нормы количества шипов на шине

Количество шипов в новой шине до недавнего времени устанавливалось достаточно просто:

— шины 13-го и 14-го посадочного диаметра: не более 90 шипов на шину;

— шины 15-го посадочного диаметра: 110 шипов на шину;

— шины 16-го посадочного диаметра и выше: не более 130.

Однако с 2013 года в Скандинавских странах было принято новое правило. Его суть — изменение шипованных шин для снижения негативного воздействия на асфальтовое покрытие и на здоровье людей, страдающих от пыли, которую производят шипы, разрушая дорожное полотно. Предложенные варианты изменений были следующие:

— ограничить количество шипов, лимит — 50 шипов на погонный метр окружности;

— снизить воздействие на дорожное покрытие без соблюдения лимита, но с прохождением специального теста, который докажет, что несоблюдение ограничения на количество шипов никак не увеличило разрушительное воздействие на поверхность дорог.

Классификация шипованных шин

Таким образом, в настоящее время можно выделить несколько разновидностей шипованных шин:

— шины с количеством шипов, рассчитанных по формуле «50 шипов на погонный метр окружности»;

— шины со «старым» количеством шипов (в среднем около 130 шипов на шину);

— шины со значительным количеством шипов (примерно от 170 до 190 шипов на шину).

MICHELIN уменьшает количество шипов при производстве зимних шин

Компания Мишлен еще до появления официальных документов выбрала для себя путь ведущий к уменьшению количества шипов. Инженеры компании руководствуются идеей, что шина, и тем более шина шипованная, — это комплексное решение, все элементы которой (резиновая смесь, протектор, шипы и прочие) должны работать одинаково эффективно, дополнять друг друга, обеспечивая стабильную и безопасную работу изделия на всех зимних покрытиях. Особо подчеркивается, что шипы — это одна из составляющих безопасной шины, но не стоит говорить об исключительном вкладе шипов в работу шины.

Первой шиной MICHELIN, выполненной с учетом ограничения в 50 шипов на погонный метр, стала шипованная шина MICHELIN Latitude X-Ice North 2 (в настоящее время шина претерпела изменения и называется Latitude X-Ice North 2+), а также последняя из новинок шин для суровой зимы — шина X-Ice North 3. При разработке данных моделей техническая команда Мишлен уделила значительное внимание резиновым смесям, и в результате уменьшение количества шипов не оказало никакого влияния на сцепление шин. А общий уровень сцепления шин Latitude X-Ice North 2+ и X-Ice North 3 на льду и снегу удалось даже увеличить.

Отдельно нужно остановиться на количестве шипов, которые должны оставаться в шине, прежде чем ее необходимо будет заменить на новую. К сожалению, единой формулы, применимой ко всему многообразию шипованных шин, присутствующих на рынке, не существует. Тем более что и количество шипов в шинах разное, да и сами шины по своим характеристикам разнятся. Единственное, что можно посоветовать владельцем шипованных шин, — это следить за состоянием резины и проверять количество шипов. Существует полезная процедура, способная продлить жизнь шипованной резине — дошиповка.

Шины, находящиеся в использовании, но имеющие невысокий потенциал сцепления:

— шины с глубиной протектора около 5 мм и ниже;

— шины, у которых количество потерянных шипов не превышает 60 % ;

— шины с истощенными, поломанными или полностью потерянными шипами;

Для безопасного движения такие шины необходимо либо заменить на новые, либо подвергнуть ремонтной ошиповке.

В течение четырёх лет активного зимнего отдыха мне удалось опробовать множество вариантов резины. В первую очередь стоит ознакомиться с заводскими вариантами.

Заводские варианты

Гражданский вариант

Отлично подходит для езды в зимнее время по обычным трассам и городским дорогам, для чего используются автомобильные шипки. Подобный вариант долговечен и никак не влияет на поверхность асфальта при езде. В большинстве случаев используется на лёгких эндуро, квадроциклах и скутерах.

Подобные цапфы не подходят для езды по местности в отсутствии дорог.

Боевой шип

Профессиональный вид цапф, применяемый в гонках авторалли или в мотокроссе. В случае выбора подобной резины стоит обратить внимание на следующие моменты:

  • Размеры иголок должны укладываться в следующие рамки: длина порядка 25 мм, высота выступающего элемента в пределах 7 мм.
  • Для размещения выступов на шине должен использоваться особый клей. Слабо приклеенные выступы прослужат совсем недолго, если при внешнем физическом воздействии они легко отходят от стального фрагмента, то колесо с такой резиной даст слабину уже после первого использования.
  • Цапфы на резину должны наклеивать под специальным углом, в соответствии с направлением движения всего колеса, для более качественной установки применяют стрепку на покрышке.
  • Байки с такими колёсами действуют под особым, маленьким наклоном к земле. Это необходимо для создания надёжного соприкосновения с землёй. Например, при езде по замёрзшему льду или любой другой скользкой ровной поверхности Эндуро должен иметь возможность совершать наклоны, для чего и требуется перпендикулярное расположение боковых шпеньков к поверхности шашки.

Самодельная шиповка

Подобный вариант обработки шин не допускается к официальным состязаниям кроме спидвея. Организаторы спортивных соревнований не хотят рисковать безопасностью участников.

Далее нам стоит обратить внимание на бюджетные варианты шпеньков, в частности – как самому зашиповать резину.

Закрепление иголок на внешней стороне колеса с использованием ввинчивающихся заводских шипов (стоимость набора шипов на оба колеса составит порядка 10 000 руб.), или же применение саморезов кровельных с шестигранной шляпкой (стоимость всего набора выйдет в 1 500 руб.).

Кровельные саморезы

Одним из методов зашиповать резину своими руками является применение кровельных саморезов. Он делает возможным обойтись без постоянной смены резины согласно сезонам, достаточно лишь снимать/устанавливать шипы.

Подобные шипы применимы для мотошин и велосипедов, для вкручивания их с внутренней стороны с высокой степенью частоты используются тонкие саморезы, подходящие шлицом под крестовую отвёртку, с плоскими широкими шляпками.

Самым дешёвым вариантом шипования резины является применение саморезов при шиповке. Устанавливают шипы только на переднем баллоне с учётом более низкой силы воздействия на него в отличие от заднего.

Подобный подход подходит для катания по голому льду, на занесённой снегом земле колёса будут бесполезными. При езде по твёрдому покрытию (асфальт, камень) шипы быстро изнашиваются.

Для установки шипов следует следовать следующим указаниям:

  1. Подсчитать число шашек, расположенных на шине.
  2. Проделать отверстия в шашках и определить толщину резины.
  3. Определиться с длиной шипа. Так как шляпка будет установлена внутрь покрышки, длину шипа стоит взять с запасом от определённой ранее толщины резины.
  4. Обрабатывает сверлом по 2 мм каждую шашку.
  5. С внутренней стороны отверстия обработать клеем и вкрутить саморезы, так, чтобы шуруп прошёл точно в центральной части шашки.
  6. Установив все саморезы, необходимо обработать с внутренней стороны всю шину армированным скотчем.
  7. Для дальнейшей работы необходимо накачать камеру до соответствия её диаметра внутренней части покрышки и укрыть с внешней стороны пожарном рукавом, все эти действия закрепляются малярным скотчем. Все это позволит удачно расположиться камере при установке внутри колеса.
  8. С особой внимательностью одеть покрышку на колесо, избегая соприкосновения с острыми шипами.

В результате трудоёмкой работы можно получить шину, накаченную примерно до 3 атмосфер, отлично подходящую для езды по ледяным поверхностям, мёрзлой земле и плотному снегу.

В качестве минусов стоит отметить негативное воздействие шипов на крыло при полноценном сжатии передней подвески, любой мусор цепляется на такие щипы.

Строительные дюбеля

Для установки используется сбитая шайба с дюбеля, в просверленное отверстие вставляется шип, накладывается гайка и шайба, при этом гайку позже приваривают. Посадка становится менее плотной, как только в момент сварки плавится резина путём воздействия нагревания дюбеля.

Среди плюсов стоит отметить значительную экономию (весь набор обойдётся в 1 000 – 1 200 руб.) и острый кончик шипов.

Значительными минусами же являются:

  • Тяжёлая установка;
  • Проблематичная регулировка выступания;
  • Быстрое изнашивание основной камеры.

Болтами

Применение болтов для изготовления шипов для моторезины можно считать оптимальным по финансовым расходам: 1 500 – 3 500 руб.

Процесс изготовления шипов достаточно прост: после выбора винта, шайбы и гайки, фиксатора резьбы необходимо приступить к изготовлению отверстий, в которые устанавливаются винты с применением шуруповёртов. На установленные винты накручивается шайба, фиксатор резьбы и гайка. На оформление всего заднего колеса потребовалось около 130 винтов.

Следующим этапом работы становится работа со скотчем: всю внутреннюю поверхность шины необходимо обработать скотчем в 6 слоёв, а позже собрать само колесо.

Применение болтов для изготовления шипов для моторезины можно считать оптимальным по финансовым расходам: 1 500 – 3 500 руб.

Работать с передним колесом по этой же схеме значительно легче, так как потребуется куда более маленькие винты. На колесо в среднем уйдёт около 160 винтов.

При подобном подходе к обработке шин легко заменять установленные болты, а колёса надёжно едут по замёрзшей земле и ледяным коркам.

В заключение хочется отметить, что самым подходящим вариантом для работы с шинами стали заточенные болты и дюбеля, а худшим – кровельные и строительные саморезы. При работе с шипами необходимо следовать технике безопасности, не исключены случаю возникновения ран и травм.

В романе американского фантаста Вернора Винджа «Пламя над бездной» люди попадают на планету, населенную расой собакоподобных разумных существ. Один из героев книги, испытав страх перед накладными шипами на когтях солдат, дает расе очень меткое прозвище, символизирующее их власть над окружающей природой: «Стальные когти». Вряд ли можно найти образное название, которое лучше отражало бы главную функцию шипов — очень важной детали шипованных зимних шин.

Шиповки и липучки

Сложно точно установить, когда и кто впервые додумался оснастить шины автомобилей шипами, но появились они еще в конце XIX века. Первые шипы были самоделками, изготовленными из подручных материалов — гвоздей или саморезов, но в середине XX столетия в странах, где зимой землю укрывает толстый слой снега и льда, обратили внимание на отличные сцепные свойства шипованных шин. С тех пор именно такие шины стали в скандинавских странах своеобразным зимним стандартом, и лишь в последнее время их на рынке теснят фрикционные («липучки»).

И у «липучек», и у «шиповки» есть свои сильные и слабые стороны, определяющие выбор того или иного типа шин. «Липучки» имеют преимущество при температуре выше нуля, на сухом и мокром асфальте, а также значительно бережнее относятся к дорожному покрытию, что обусловливает их популярность в крупных городах, где дороги регулярно чистят от снега и обрабатывают противогололедными реагентами. Лучше они и тогда, когда столбик термометра опускается ниже минус 20 по Цельсию — лед становится слишком твердым, и шипы уже не могут за него зацепиться. На снегу оба типа работают примерно одинаково хорошо, а вот на гладком льду при умеренном морозе шипованные шины получают очень серьезное преимущество: благодаря шипам, внедряющимся в лед, они имеют гораздо лучшие сцепные свойства.

Клубок противоречий

Основная проблема состоит в том, что шипы должны сочетать ряд весьма противоречивых свойств: не должны изнашиваться быстро, иначе шина потеряет свои «ледовые» качества, и не должны изнашиваться слишком медленно, потому что протектор шины тоже стирается. Если шип будет мало выступать над протектором, он не сможет прокалывать лед. Если же будет выступать из протектора слишком сильно, увеличится вероятность его выпадения. Кроме того, такой шип сильно разрушает дорожное покрытие, поэтому сейчас введены законодательные ограничения по высоте выступающего шипа (для новых шин — 1,2, для изношенных — 2? мм). Автомобили

Теория эволюции

Чтобы шип удовлетворял всем этим противоречивым требованиям, он должен иметь составную конструкцию: тело (корпус) и пин (твердая износостойкая вставка). Корпуса бывают однофланцевые, похожие по форме на гвоздь, и двухфланцевые (или многофланцевые, но это экзотический вариант). Двухфланцевые гораздо лучше удерживаются в шине и меньше выпадают в процессе эксплуатации. Кроме того, верхний фланец предотвращает попадание воды и грязи в гнездо шипа, что также способствует прочности и долгой службе.

Круглые в сечении шипы дешевле и проще вставлять в шины (на заводе), но сегодня производители предпочитают делать шипы направленными: вставка у них не круглая, а имеет сложную форму. В зависимости от ширины и формы вставки (она бывает квадратной, прямо-угольной, ромбовидной, овальной, трапециевидной и др.) можно оптимизировать те или иные характеристики шины на льду — торможение, управляемость, разгон. Если вставка асимметрична, нужно правильно ориентировать ее относительно направления вращения шины при установке шипа, а также предотвратить дальнейшее вращение шипа в посадочном гнезде, так что у таких шипов фланец тоже не круглый.

Двадцать лет назад корпус шипа делали стальным, но сейчас такие шипы можно увидеть только на грузовиках и автобусах. Для шин легковых автомобилей используют более легкие алюминиевые корпуса шипов, в которые запрессовывают изготовленную методом спекания из порошка вставку из карбида вольфрама. Были попытки делать корпуса шипов из пластика, но по разным причинам (в основном из-за малой прочности) от них отказались.

Новый регламент на шипованные шины, вступивший в силу в Скандинавии в прошлом году, ограничивает количество шипов 50 штуками на погонный метр окружности шины. Но в законе есть лазейка: количество шипов может быть больше, если производитель продемонстрирует, что воздействие такой шины на дорожное покрытие ниже определенного уровня. Лазейкой уже воспользовались два крупных производителя — Nokian и Continental. Ограничена и масса одного шипа — 1,1 г, так что шипы стали меньше и легче. Но на цепкость новых шин, разработанных с учетом этих требований, как показали практические тесты, это почти не повлияло. Ведь шипы — это лишь один, хотя и довольно важный, элемент конструкции шины. Они не работают отдельно от шины, а только вместе со всеми ее элементами. И конечно, вместе с главным элементом, предотвращающим аварии, — тем, который находится между рулем и сиденьем.

Michelin

X-Ice North (2005) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

В этой модели первого поколения использован классический двухфланцевый шип с круглым сечением. Инженеры компании посчитали, что им нужны именно всенаправленные сцепные характеристики на льду, которые лучше всего обеспечивают круглые шипы.

X-Ice North 2 (2009) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

Второе поколение шин снабжено шипами несколько измененной формы, но общая идеология осталась той же: шипы с всенаправленными сцепными характеристиками дополняют то, что обеспечивает протектор.

X-Ice North 3 (2013) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

Шипы третьего поколения увеличились в размерах, причем значительно, изменилась и форма верхнего фланца — теперь он конический (причем конус не обратный, а прямой). Но за счет выборки-углубления в опорном нижнем фланце масса шипа осталась такой же (1,1 г) для соответствия новому регламенту. За счет увеличения размеров нижнего фланца шипы прочнее «сидят» в шине. Двухслойный протектор с нижним слоем из термоактивной смеси помогает удерживать шип (и «выдвигать» его при необходимости).

Continental

ContiWinterViking (1999) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

Простые двухфланцевые шипы с круглой вставкой устанавливались на ранней модификации первого поколения этого семейства шин. Выпуск данной модификации продолжался четыре года.

ContiWinterViking 1 (2003) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: овальная

Вторая модификация шины ощетинилась измененными шипами с овальной вставкой, ориентированной поперек направления движения. Такая форма позволила улучшить характеристики разгона и торможения на льду. Чтобы шип не вращался в гнезде, на нижнем фланце были сделаны два среза.

ContiWinterViking 2 (2005) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: «бриллиант»

Такое романтичное название производитель дал вставкам с прямоугольным сечением и огранкой в виде «крыши». Правда, огранка эта быстро стирается при эксплуатации. Вставка ориентирована поперек направления движения. Два среза нижнего фланца предотвращали вращение шипа в гнезде.

ContiIceContact (2009) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: «бриллиант плюс» (прямоугольная с вогнутыми сторонами)

За счет формы, напоминающей кость, вставка, по утверждению производителя, более эффективно работает в поперечном направлении. Кроме того, эти шипы не просто устанавливаются, а вклеиваются в посадочное место, в результате чего их потеря в процессе эксплуатации минимальна.

ContiIceContact (2013) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: «гибридная»

В связи с введением новых требований в 2013 году производитель обновил свою флагманскую шину, изменив состав резиновой смеси и конструкцию шипов. Новые шипы (HD, Hybrid Dubb) меньше и легче, чем «бриллиантовые» (BD, Brilliant Plus Dubb). Вставка имеет меньший поперечный размер, изменилась и геометрия шипа, за счет чего шины прошли тест на износ дорожного покрытия без уменьшения количества шипов.

Nokian

Nordman 4 (2009) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

Модель для бюджетного сегмента рынка снабжена классическими алюминиевыми двухфланцевыми шипами с круглой вставкой (такими же оснащалась модель Hakkapeliitta 2).

Nordman 5 SUV (2014) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: квадратная

Для новых шин бюджетного сегмента используются шипы с квадратной вставкой и квадратными фланцами, проверенные на шине Hakkapeliitta 5.

Hakkapeliitta 7 (2009) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: шестигранная

В этом поколении вставка имеет форму вытянутого шестигранника, ориентированного поперек направления движения. Чтобы шипы прочнее держались, нижний фланец увеличен в размерах.

Hakkapeliitta 8 (2013) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: шестигранная

Компания Nokian в стремлении соответствовать новому регламенту пошла по альтернативному пути. Новый алюминиевый шип с шестигранной вставкой стал короче и легче (0,8 г), чем шип прошлого поколения. Поскольку это серьезно снижает воздействие на дорожное покрытие, количество шипов не нормируется.

Goodyear

Ultragrip 400 (1996) Тип: однофланцевый Материал: сталь Форма вставки: круглая

Шипы-«гвозди» — однофланцевые, с круглой вставкой и стальным корпусом. Это было последнее поколение зимних шипованных шин Goodyear с однофланцевыми шипами.

Ultragrip 500 (2001) Тип: двухфланцевый Материал: сталь Форма вставки: круглая

В вышедшей в 2001 году шине был использован двухфланцевый шип со стальным корпусом (правда, верхний фланец был ненамного шире талии) и обычной круглой вставкой.

Ultragrip Extreme (2007) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

Первая модификация этой шины вышла с двухфланцевым шипом и круглой вставкой, но кожух уже был заменен на алюминиевый, в результате чего шипы стали легче.

Ultragrip Extreme (2010) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: шестигранная

Вставка шестигранной формы улучшила сцепные свойства шины, поскольку острые грани лучше разбивают лед.

Ultragrip Ice Arctic (2012) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: трапециевидная

На сегодня это, вероятно, самый сложный по форме шип. Длинное основание трапециевидной вставки имеет форму дуги. Именно эта дуга отвечает за сцепление со льдом при торможении, что значительно сказывается на сокращении тормозного пути на льду. Короткое прямое основание трапеции отвечает за сцепные свойства при разгоне, а скошенные боковые стороны улучшают управляемость. Для правильной установки шипа нижний фланец сделан треугольным, а в шине шип удерживает специальный двухслойный резиновый «чехол». Его нижний слой из более твердой резины надежно фиксирует шипы, а внешний, более мягкий, отвечает за сцепные свойства шины.

Gislaved

Nord Frost 3 (2000) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

На предыдущей версии стояли очень оригинальные шипы с пластиковым корпусом, но производитель решил вернуться к более традиционным.

Nord Frost 3 (2003) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: овальная

Во второй модификации шины оснастили шипами с овальной вставкой, ориентированной поперек направления движения, чтобы повысить разгонные и тормозные характеристики на льду.

Nord Frost 5 (2006) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: «бриллиант» (прямоугольная)

Пропустив одну цифру в нумерации поколений, новая модель шины получила шипы, полностью аналогичные тем, которыми оснащались шины ContiWinterViking 2.

Nord Frost 100 (2013) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: трехлучевая звезда

Количество шипов ограничено, в соответствии с новым регламентом, 50 штуками на погонный метр. Однако сами шипы очень интересны: форма вставки увеличивает ее эффективный поперечный размер, улучшая сцепные характеристики шины. Корпус шипа круглый, верхний фланец в виде обратного конуса («рюмка») прочнее удерживает шип в шине.

Matador

MP50 Sibir Ice (2012) Тип: двухфланцевый Материал: сталь Форма вставки: круглая

Шина бюджетного сегмента снабжена простым стальным двухфланцевым шипом с круглой вставкой.

Cordiant

Snow Cross (2013) Тип: двухфланцевый Материал: алюминий Форма вставки: круглая

Алюминиевый корпус с верхним фланцем в виде обратного конуса («рюмка») и круглой вставкой. На верхнем торце фланца нанесены канавки в виде снежинки, дополняющие дизайн протектора шины. Двухслойный протектор шины с нижним более твердым слоем прочно удерживает шипы и предотвращает их потерю.

Статья «Стальные когти» опубликована в журнале «Популярная механика» (№10, Октябрь 2014).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *