Устройство и принцип работы шипованной резины

16:01 26-11-2020

Идея оборудования колес острыми элементами, пришла достаточно давно, когда подобные попытки делались еще в отношении колес повозок и карет.

В 30-е годы ХХ века проводились активные эксперименты на эту тему в области автоспорта, так как пилоты пытались провести самостоятельную модернизацию колес болидов для принятия участия в зимних соревнованиях. Но заостренные «гвозди» в спортивной резине были совершенно непригодны для обыкновенных, гражданских дорог. Первой легкой шипованной шиной, выпуск которой был поставлен в серийное производство, стала модель Kometa-Hakkapeliitta, компании Nokian.

Начало производства. Поначалу, конструкторы были вынуждены заниматься решением достаточно большого количества возникающих проблем. Наибольшее распространение получила коррозия, так как большинство разновидностей сплавов металла не переносили контакта с химическими реагентами и солью, которыми посыпали дороги. Помимо этого, шипы из стали были довольно тяжелыми, что приводило к увеличению неподрессоренной массы. Применять же мягкие металлы, нечувствительные к влиянию коррозии, наподобие алюминия, не было возможности, по причине быстрого истирания. Это же стало причиной неудачи проведения экспериментов с пластиком.

Еще одной проблемой стал поиск посадочного места для шипа. Под постоянным воздействие нагрузки оно расширялось, что приводило к ослаблению посадки, попаданию между шипом и протектором резины грязи и реагентов, с еще большим увеличением влияния коррозии.

Успешная разработка шипов. Спустя некоторое время, конструкторами было найдено комбинированное решение. Оно выразилось в производстве тела или корпуса шипа из легкого сплава, который не поддавался влиянию коррозии, чаще всего, алюминиевого. Наконечник же делался из сплава повышенной прочности, например, карбида вольфрама. Для предотвращения расшатывания шипа и выпадания его из гнезда, корпус делается двухфланцевым, а в межфланцевом пространстве имеется тонкая ножка для соединения. Верхний фланец имеет увеличенную площадь опоры и не дает шипу расшатываться, а нижний препятствует его выскакиванию из протектора.

Для успешности функционирования шипа, важную роль приобретает и соответствующее отношение от владельца машины. В первую очередь, новым шинам требуется обкатка для того, чтобы все шипы окончательно сели в гнезда. Именно поэтому, на протяжении первых 500 километров, следует избегать резких маневров и скорости свыше 100 км/ч.

Эксперименты, направленные на улучшение конструкции. На протяжении последних нескольких лет, разработчиками осуществляются эксперименты с разными формами наконечника для шипов. Причиной для этого стала попытка улучшения эффекта проникновения, и дифференцирования нагрузки, как в продольном, так и в поперечном направлении. Наконечники могут быть квадратные, овальные и даже крестообразные.

Тем не менее, основным параметром для качества сцепления является не только форма шипов, но также их количество, схема расположения на протекторе. Для современных моделей шин такой подбор выполняется при помощи компьютерного моделирования.

Итог. Эффективность применения шипованной резины, также во многом зависит от погодных условий окружающей среды. Наилучшую степень проникновения в лед они показывают при умеренных температурах. При снижении температуры воздуха ниже минус 25 градусов, лед становится намного тверже, и шипам сложно его проколоть. Преимуществом здесь обладают модели, у которых шипы имеют наконечник с острыми гранями, или шины с высокой степенью мягкости и эластичности, позволяющей сохранять свои свойства даже на сильном морозе.