No Image

Какие бывают шипы для шиповки шин

СОДЕРЖАНИЕ
0
681 просмотров
20 августа 2019

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.

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.

Шипы развиваются вместе с шиной, ведь они вносят свой вклад в ее основные характеристики — сцепные свойства с дорогой всех типов, расход топлива и комфорт при езде. Одна из самых сложных задач — сделать так, чтобы «железный гвоздь» сохранял свои свойства в течение многих тысяч километров пробега и при этом изнашивался одновременно с протектором. Если поставлена цель разработать первоклассную зимнюю шину, шипы под нее тщательно подбирают и даже изготавливают индивидуально.

Ныне действующий европейский техрегламент для шипованных шин вступил в силу в 2013 году. Главным новшеством стало ограничение максимального количества шипов на метр качения шины. В Финляндии разрешено пятьдесят, в России — шестьдесят. Что это означает на практике? Например, для шины размерности 205/55 R16 допустимое количество «гвоздей» уменьшилось на четверть — с 130 до 96. Это касается шипов, сертифицированных отдельно от покрышки. Одобряется конкретная модель шипов, и их разрешают устанавливать в любые шины. Дополнительные тесты не нужны, нельзя превышать лишь оговоренное в техрегламенте количество шипов. Такой вариант подходит для тех компаний (или бюджетных линеек у именитых марок), которые хотят создать покрышку средненького уровня или даже попроще.

Желаете улучшить характеристики за счет большего количества «гвоздей»? Нет проблем, но покрышкам придется выдержать дополнительные испытания на износ дорожного покрытия. И лишь при положительном результате их допустят к серийному производству. Катают такие шины не по асфальту, а по гранитным плитам — 400 проездов на скорости 100 км/ч. Все параметры строго регламентированы: процесс подготовки плит, давление в шинах, масса автомобиля, нагрузка на каждое колесо, температура воздуха, «дороги» и покрышки. По окончании тестов фиксируют разницу в массе пяти плит до и после тестового пробега. Если показатели в норме, шине дают путевку в жизнь. И абсолютно не важно, сколько в ней шипов.

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.

Автомобильные покрышки с металлическими шипами стали использовать в начале прошлого века. Шипы применяли для улучшения сцепления с дорогой и для большего срока эксплуатации покрышек. Их, как правило, устанавливали на спортивных автомобилях, для чего делалось сквозное отверстие, в которое ввинчивался стальной болт в форме грибка, с наружной стороны для его закрепления завинчивали обычную гайку. Такие шины отличались большим весом, что имело нежелательное влияние на управление автомобилем. Когда были изобретены пневматические шины, имеющие низкую износостойкость, интерес к ним ослабился.

В середине ХХ века в западных странах появляются шипы, подобные современным. За основу бралась стальная заклепка, в её основание с помощью пресса делали вставку из твердых сплавов, после чего прикрепляли к протектору шины. Такую резину с шипами постепенно начали применять, кроме легковых машин, на грузовиках и тяжелой строительной технике. Изменение в производстве шин вызвало ухудшение качества дорожного покрытия, что привело к запрету применения покрышек с шипами в некоторых странах или ограничению в их использовании. Чаще всего шипованные колеса применяют зимой, когда дороги покрыты снегом и наледью.

Конструкция резины с шипами

Шипы препятствуют скольжению автомобиля, у них бывает различная форма, но основа одинакова, и состоит она из корпуса со вставкой из твердого сплава. С помощью корпуса шипы удерживаются в протекторе. При движении штифт, глубоко входя в землю, увеличивает коэффициент сцепления со скользкой поверхностью. Вставки изготавливают из разных соединений, и производители используют разные технологии их изготовления. Для корпуса шипов применялась сталь, позже начали использовать пластмассовые корпуса, которые имеют меньший вес.

Наиболее распространенными типами шипов являются те, у которых алюминиевый корпус. Более качественными являются шины со стальным корпусом, но они утяжеляют вес колеса и являются более шумными. Алюминиевый корпус по прочности не уступает стальному, а по весу его можно приравнять к шипам из пластмассы. Он не такой шумный и равномернее изнашивается. Такой корпус стоит дороже.

Как правило, шипы представляют собой один фланец, расположенный у основания. Если в промежуток между резиной и корпусом попадают посторонние предметы, это может привести к коррозии. Чтобы это предотвратить, на корпусе с шипами устанавливают по нескольку фланцев. Такие шипы являются более прочными и дольше держатся на местах, но процесс их изготовления сложнее.

Методы изготовления

По методу изготовления шипы делят на такие виды: точечные (более дорогие) и штампованные.

При маркировке нет специальной системы, поэтому трудно по одному названию определить, из какого материала сделаны шипы — пластмассовые, стальные, одно- или многофланцевые. Первые дешевле, но они малоэффективны. Лучше выбрать многофланцевые или грибовидные шипы. Обращайте внимание на цифры, входящие в наименование, — они указывают на диаметр основания и высоту шипов с учетом вставки, число фланцев.

Ранее автолюбители индивидуально заказывали шипы в мастерских. Сегодня фирмы производят серийную шиповку шин, сотрудничая с другими фирмами и контролируя этот процесс.

У протекторов шин в наличии два слоя: мягкий внешний, который отвечает за сцепление с дорожным покрытием, и внутренний твердый, служащий удержанием для вставленных в отверстия шипов. У каждого шипа имеется особая мягкая подушечка, для изготовления которой применяется мягкая резина. Подушечка помогает при движении по твердому покрытию углублению шипа в шину, что уменьшает повреждение дороги и способствует большему удобству во время движения.

Шины зарубежного производства часто не имеют шипов, но имеют отверстия для них. Отечественные производители вместо гнезд делают специальную разметку, с помощью которой специальные фирмы устанавливают отверстия для шипов.

Обкатка шин

В протекторе шины выделяется вставка из твердого сплава, а на месте соединения её с асфальтом должно быть более десятка шипов. Шипы, расположенные по краям протектора шин, во время прохождения по скользкой поверхности образовывают с двух сторон определенное число дорожек.

Если вы купили и установили подобные шины, сначала их нужно «обкатать». На машине необходимо проехать определенное расстояние на невысокой скорости при плавном торможении или начале движения. При использовании резины с шипами следует чаще проверять в них давление, чтобы уменьшить износ шипов или их выпадение из шины.

Автомобилистам следует помнить о том, что применение шин с шипами не дает стопроцентной гарантии безопасности езды по зимним дорогам, но управлять машиной с такой резиной в холодное время года значительно легче.

Видео про шипованные шины Nokian Hakkapeliitta 8:


Видео-тест зимних покрышек:

Видео, как выбрать зимнюю резину правильно:

По нашей вечной традиции народная мудрость "Готовь сани летом. " часто превращается в ситуацию "Пока гром не грянет. ". А гром этот – неконтролируемый занос автомобиля, невозможность преодолеть скользкий подъем дороги. Более сложные моменты даже не хочется озвучивать, чтобы не материализовать в реальности. Поэтому сегодня мы поговорим о том, как предотвратить подобные ситуации с помощью ошипованных шин.

ЕГО ВЕЛИЧЕСТВО ШИП

Металлическим шипам уже более ста лет. Вначале они были сродни лошадиным подковам и предназначались для уменьшения истирания сплошного резинового обода колес экипажей. Крепились они изнутри колеса обычной гайкой. В автомобильную эру шипы первоначально появились на спортивных автомобилях. Где-то на стыке 50-60 годов XX века шип окончательно сформировался в привычную для сегодняшнего дня конструкцию в Скандинавских странах. За легковым транспортом шипы покорили автобусы, грузовые автомобили и строительную технику.

Но со временем поголовье автомобилей стремительно увеличивалось, росли скорости движения, и тревогу забили дорожники – ведь на очищенном покрытии ошипованное колесо работает как фреза, даже если нет его пробуксовки. Сейчас во многих европейских странах шипы или запрещены, или введены ограничения на их использование по времени года или регионам.

Кроме негативного воздействия на дорожное полотно, шипы создают повышенный шум, увеличивают расход топлива, а иногда и ухудшают тормозные свойства шины. Но в зимнее время на некоторых дорогах без шипа обойтись сложно.

Вес шипа примерно 2 г для легковых шин, и 3-5 г – для грузовых. Основным его элементом является сверхтвердый сердечник, сплав карбидов вольфрама, титана, ниобия и ряда других элементов. Применяется порошковая металлургия. Даже шестерни автомобильных трансмиссий имеют твердость раза в три меньшую.

Сердечник запрессовывается или припаивается латунными сплавами (эпоксидные составы имеют худшие показатели) в корпус, назначение которого – удерживаться в резине протектора. Появились шипы с граненным стержнем. Считается, что его грани обеспечивают лучший контакт с дорогой. Но после нескольких сотен километров по чистому асфальту кончик стержня становится похож на скругленную спичечную головку.

Наиболее распространенная маркировка шипа

1 – твердосплавный сердечник
2 – корпус
3 – опорный фланец, определяющий диаметр шипа

Корпус шипа изготавливают из мягких сплавов, чтобы по истираемости они соответствовали резине протектора и не вылезали из шины по мере ее износа. В большинстве случаев корпус делают из стали. Но коррозийная податливость стали (даже при специальных защитных покрытиях) вынуждает фирмы искать заменители.

Пластмассовые корпуса плохо выдерживают большие нагрузки, особенно при сильных морозах, поэтому пока их применение ограничено. Появились шипы из легированного алюминия. Для коррозийной стойкости и облегчения посадки в отверстие они покрыты тефлоном. По весу эти шипы близки к пластмассе, по твердости – к стали. Но на зимних дорогах, где обильно применяют различные реагенты, уже замечены случаи, когда на такие шипы нападала "алюминиевая чума" (обиходное название явления, когда алюминий превращается в белый порошок).

После мокрой дороги, но морозной ночи (при "сугробном" хранении автомобиля), пару первых километров пути надо ехать без резких нагрузок на колеса. Надо дать время, чтобы замершая водяная пленка в отверстии посадки шипа растаяла.

Виды шипов:
а) трехфланцевые ( для легковых машин);
б) однофланцевый ( для грузовых машин);
в) укороченный шип для полуизношенных протекторов вместо шипов выпавших

По форме шипы бывают однофланцевые (для тяжелых условий) и 2-3-х фланцевые. Верхние фланцы задерживают попадание воды. Фланцем считается каждый поясок, имеющий диаметр больше, чем диаметр самого корпуса. К сожалению, в уже ошипованных шинах тип установленных шипов определить бывает трудно. Точки зрения на прочность посадки многофланцевых шипов, по сравнению с однофланцевыми, диаметрально противоположные. Но для грузовых шин в основном применяют шипы однофланцевые.

Основание шипа бывает двух типов: сплошное и с внутренней выборкой, полостью. Во втором случае шип более легкий и частично "отслеживает" ситуацию, когда происходит наезд на твердый выступ дороги. Такой фланец легче вдавливается в резину и шип получает меньший выворачивающий момент. Но при длительной эксплуатации на твердых покрытиях резина приобретает остаточную деформацию, и шипы не обеспечивают требуемые 1,5-2,0 мм выступа твердосплавного сердечника над поверхностью протектора.

ЧТО ТАКОЕ ХОРОШО?

Шипы противоскольжения могут устанавливаться на многих зимних шинах как легковых, так и грузовых. Шип врезается в ледяную кромку дороги, повышаются тормозные и особенно тяговые свойства шины. Наиболее эффективна ошипованная резина на утрамбованном снеге, покрытом коркой льда, за которую шип может зацепиться.
шипом об асфальт

По грузовым шинам ситуация следующая. Сцепные свойства (тяга на крюке автомобиля) на скользкой дороге определяются не мощностью двигателя, а моментом начала пробуксовки колес. Шипы увеличивают сцепные свойства почти на 40%. Это еще раз подтверждает то, что шипы в большей степени предназначены для предотвращения пробуксовки колес.

Можно однозначно утверждать, что в больших городах, где уборка улиц удовлетворительная, в ошиповке шин особой необходимости нет. Здесь скорее срабатывает фактор стереотипа, а иногда и мнимого престижа, а это небезопасно.

На снимке показан типичный случай – шипом об асфальт, когда зимний протектор – худший вариант. При этом явно видно, что шина недокачена: даже на сухой дороге она будет "плавать" в поперечном движении. На большой скорости уверенного контролируемого управления автомобилем не будет.

А МАСТЕР КТО?

Инструмент для ручной
рассверловки протектора:
а) сверло трубчатое;
б) сверло режущее

Пневмопистолет для ручной ошиповки:
1) подача сжатого воздуха;
2) подача шипов (поштучно вручную
или непрерывно со специального
барабана);
3) цанговый трехэлементный наконечник
для разжимания стенок в
отверстиях протектора

Ошиповать шину могут и на заводе, но к изготовлению это уже никакого отношения не имеет. Чаще – на специализированных производствах. Худший вариант,- когда ошиповка предлагается как сопутствующая услуга к общему пакету обслуживания и ремонта шины на автосервисе.

Начальной операцией по установке шипа является сверловка отверстия глубиной, равной длине корпуса шипа. Диаметр отверстия должен быть примерно в половину меньше размера посадочного фланца (производитель конкретного шипа может дать свои рекомендации). Из большего отверстия шип скорее выскочит, но и из маленького тоже.

Протекторная резина зимних шин эластична. Она без разрушения способна растягиваться в 3-4 раза. При запрессовке цанговый наконечник пневматического пистолета растягивает отверстие значительно больше, чем диаметр шипа; при разгоне-торможении автомобиля шип тоже деформирует отверстие. Если оно малого размера, то появляются трещины. Надежной посадки уже не будет.

Теперь о качестве стенок отверстия. Если режущим инструментом выбрано перовое сверло, то для того чтобы резина не тянулась, скорость сверления должна быть около 20000 об/мин. Иначе внутренняя поверхность отверстия получается недостаточно гладкой, что ухудшает посадку шипа.

Профессиональным считается трубчатое сверло, которое трением высверливает кольцевое отверстие. Его поверхность более гладкая и лучше охватывает шип. Но надо уметь подрезать жгутик, который остается в отверстии трубчатого сверла, так чтобы верхняя часть отверстия не получила овального сечения. Кроме того, слишком большие режимы сверления (скорость и подача) могут обжечь поверхность отверстия в протекторе. Она становится менее эластичной с понятными последствиями.

Лучшим вариантом являются шины, у которых отверстия выполнены в заводских условиях в процессе вулканизации протектора. Они абсолютно одинаковы по диаметру и глубине, имеют идеальную поверхность. Некоторые разработчики шин заявили о создании отверстия с сечением схожим с перевернутой буквой "Т". В горизонтальной площадке этой "Т" лучше закрепляется нижний фланец шипа. Иногда в основание отверстия завулканизирована мягкая прослойка. На твердых дорогах шип утапливается, меньше изнашивается и выворачивается.

При покупке ошипованной шины или при оформлении заказа на ошиповку следует придерживаться нескольких несложных правил:
– если планируется, что зимняя шина проработает более двух зимних сезонов, то предпочтение отдавать 2-3-х фланцевым шипам с антикоррозийным покрытием (к грузовым шинам это относится частично);
– в пятне контакта (а это примерно 15 см по длине протектора) не должно быть шипов, расположенных на одной продольной линии;
– корпуса всех шипов должны быть вровень с поверхностью протектора, это обеспечивает оптимальное превышение сердечника на 1,5-2,0 мм;
– шипы должны быть установлены абсолютно вертикально, без наклонов.

ЧТО ТАКОЕ ПЛОХО?

При некачественной ошиповке за зимний сезон теряется до 80% шипов. Нормой (хотя это никто не нормировал) считается потеря 30% шипов за 20 тыс. км зимних дорог, естественно, если не было сильных пробуксовок и шины не задерживались на автомобиле до мая месяца.

На рисунке показаны примеры некачественной ошиповки:

– нити корда (брекера и каркаса)
– подканавочный слой протектора

а) глубина отверстия недостаточная. Шип будет вывернут при торможении или резком наборе скорости;
б) глубина отверстия большая. Пока не поизносится шина, твердосплавный сердечник не будет иметь хорошего контакта с дорогой. Основание шипа может оказаться близко к нитям корда и повредить их;
в) отверстие засверлено с наклоном, шип будет изнашиваться односторонне, а сердечник плохо контактировать с дорогой;
г) только при такой установке шип будет работать как положено

КАЖДОЙ НОЖКЕ ПО СВОЕЙ ДОРОЖКЕ

Шипы по протектору должны быть "разбросаны" примерно так. Фотоснимок сделан специально с затемнением, чтобы нагляднее показать, что в пятне контакта профессионально ошипованной шины каждый ее шип при торможении будет вгрызаться в свою бороздку

В пятне контакта каждый шип должен катиться по своей дорожке. Это требование должно выдерживаться и при поперечном скольжении колеса при его повороте. Как расположить шипы на протекторе, какие его блоки оставить сплошными для посадки шипа – задача серьезного заводского моделирования.

Например, компания "Michelin" уже и на русском языке предлагает описания к техническим условиям (в виде схем), как и какие отверстия размещать на протекторах своих грузовых шин.

Может быть, не за горами время, когда зимой сочлененный автобус, например ЛиАЗ-6212, с ошипованными шинами без пробуксовки будет отъезжать от автобусной остановки, а при торможении угрожающе не скользить вбок до удара шинами о бордюр тротуара.

Комментировать
0
681 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock
detector