Металлические шипы на автомобильных покрышках появились уже в начале ХХ века. Тогда их устанавливали не только для лучшего сцепления с дорогой, но и для увеличения износостойкости шин, которые в те времена были из кожи или из цельнолитой резины. Позже, после изобретения пневматических шин, интерес к шипам ослабел. Их массовому применению мешали несовершенство конструкции и низкая износостойкость стальных штифтов. Однако в 30-е годы шины спортивных автомобилей часто оснащались шипами. Как правило, для их установки в покрышках делали сквозные отверстия — изнутри вставляли стальной болт-грибок, а снаружи его фиксировали обычной гайкой. Представляете, сколько весили такие шины! Лишь в конце 50-х годов в Скандинавии появились шипы традиционной для сегодняшних дней конструкции. За основу была взята обычная стальная заклепка, в тело которой запрессовывалась твердосплавная вставка. В таком виде шип монтировался в протектор шины. Неоспоримые преимущества шипованых шин в зимних условиях быстро оценили водители не только скандинавских, но и других европейских стран. В погоне за безопасностью в шипованые шины переобувались не только легковые автомобили, но и грузовики, автобусы, тяжелая строительная техника. И тут тревогу забили дорожники-с появлением шипованых шин у них прибавилось работы! По окончании зимнего сезона на асфальте оставались колеи- шипованое колесо работало как фреза. Особенно пагубным оказалось воздействие шипованых шин на немецкие автобаны, большую часть зимы очищенные от снега и льда. Неудивительно, что первыми восстали против шипов именно немцы-с 1975 года использование шипованых шин на территории Германии запрещено. Их примеру вскоре последовали многие европейские страны- там либо полностью запретили использовать шипованые шины, либо ввели ряд ограничений. Кроме того, как показали исследования ученых, шипованые зимние шины представляют серьезный риск для здоровья людей. Частицы дорожного покрытия, которые вырываются шипами, превращаются во вредную для дыхания пыль, от которой страдают прежде всего астматики. По мнению исследователей, подобные загрязнения становятся причиной преждевременной смерти 1800 человек ежегодно. Ученые считают, что частицы асфальтовой пыли более опасны, чем выхлопные газы. Сейчас в Европе не так много стран, где можно использовать шипы противоскольжения. Соответственно, немного и фирм, занимающихся их производством. Как правило, шипованые шины покупают в том случае, когда предстоят частые поездки по заснеженым и обледенелым дорогам. В этом случае шипованые шины будут незаменимы. На голом асфальте шины с шипами уступают по управляемости и торможению обычным зимним шинам. Конструкция
Как и 50 лет назад, шипы противоскольжения сегодня состоят из двух деталей: корпуса и твердосплавной вставки. Задача корпуса- удержать шип в теле протектора в течение всего срока службы шины. А штифт должен вгрызаться в дорожную поверхность, увеличивая коэффициент сцепления на скользком покрытии. Для изготовления вставок используется карбид вольфрама (WC) с примесью карбидов титана и ниобия (TiC, NbC) и еще ряда соединений. Каких- не сообщается: у каждого производителя, конечно, есть свой, фирменный, рецепт твердого сплава. Но известно, что такие редкоземельные добавки позволяют достичь твердости 1500 единиц по Виккерсу (для сравнения- шестерни в коробке переключения передач автомобиля имеют в три раза меньшую поверхностную твердость!). Понятно, что для работы на льду или снегу такая прочность не нужна, но зато на асфальте твердосплавная вставка изнашивается с той же интенсивностью, что и протектор шины. Естественно, с учетом разницы площадей контакта. Основной объект усовершенствования- корпус шипа, а точнее, его форма и материал. Поначалу корпуса шипов были стальными. Но как только развернулась борьба за сохранение дорожного покрытия и масса шипов была ограничена, появились модели с пластмассовыми корпусами. Масса пластикового шипа в сборе со вставкой составляет всего 0,7 грамма, меж тем как самые легкие стальные шипы весят 1,1 грамма. К сожалению, пластмасса иногда не выдерживает нагрузок в сочетании с низкой температурой, и шипы вываливаются из тела протектора.
В последнее время практически у всех фирм-производителей шипов появились модели с алюминиевыми корпусами. Легированный алюминий по прочности приближается к стали, а по весу- к пластмассе. Например, шип Kometa Marathon финской фирмы Tikka-Nastat OY весит 0,9 грамма. И к тому же покрыт тефлоном- чтобы облегчить монтаж в посадочное отверстие и увеличить коррозионную стойкость. Кстати, коррозия- это тот бич, который заставляет усложнять форму корпуса. У основания традиционного шипа имеется всего один фланец, и в зазор между корпусом и резиной постепенно проникают соль, песок и вода- начинается пагубный процесс коррозии. Чтобы поставить преграду на пути агрессивной среды, на корпусе шипов делают по два, а то и по три фланца. К тому же многофланцевые шипы прочнее держатся на своих местах. Но у них есть свой недостаток- они сложнее в изготовлении и, соответственно, дороже. Шипы делятся также по способу производства – штампованные и точеные. Последние стоят на порядок дороже, так как в этом случае каждый шип обрабатывается отдельно. Как отличить друг от друга пластиковый и стальной шип, однофланцевый и трехфланцевый, если известны лишь их "имена"? Пока единой системы маркировки для этих изделий нет, а потому каждая фирма вольна окрестить свои шипы по-своему. Как правило, в цифровом обозначении модели зашифрованы диаметр основания, общая высота шипа (включая твердосплавную вставку) и количество фланцев. Например, шип U8-11-2 французской фирмы Ugigrip имеет основание диаметром 8 мм, высоту 11 мм и двухфланцевый корпус. Как показывает практика, хороший шип не может улучшить характеристики заурядной зимней шины, и наоборот. Это раньше достаточно было прийти в мелкую мастерскую, где в шине без всякого специального оборудования насверлят отверстий и насажают туда любых шипов. А сейчас все лидеры в производстве зимних шин если и доверяют ошиповку сторонним фирмам, то строго держат процесс под своим контролем. И разрабатываются современные зимние покрышки под конкретный тип шипов. Протектор состоит из двух слоев резины: поверхностный, более мягкий, отвечает за сцепные свойства с дорогой, а внутренний твердый слой плотно удерживает шипы, вставленные в отверстия специального профиля- в виде перевернутой буквы Т. Кроме того, под каждым шипом предусмотрена специальная подушечка из мягкой резины- чтобы при движении по твердой поверхности шип утапливался внутрь шины, меньше царапая дорогу и увеличивая комфорт при езде. Импортные шины в основном поставляются к нам в неошипованом варианте, но с уже специальными гнездами под шипы. Отечественные шины, как правило, идут без гнезд, но со специальной разметкой, ориентируясь по которой в специализированных фирмах с помощью специального оборудования делают гнезда под шипы. После покупки шипованые шины должны пройти «обкатку». Она подразумевает плавное трогание и торможение, а также небольшую скорость (60-80 км/час) на первых пятистах километрах эксплуатации шипованых шин. Также стоит чаще проверять давление в шинах. Это позволит избежать преждевременного износа шипов и их выпадания из шины.
Отверстие под шип в протекторе шины Nokian Hakkapeliitta 1
Шип Kometa Marathon, опирающийся на подушечку из мягкой резины
