Характеристики и физические особенности шипованной шины

шипованная шинаСейчас, в разгар зимы, все автомобилисты давно уже переобули своих «железных коней», однако для новых машин, которые с завода идут на летней резине, покрышки приходится подбирать и в середине сезона. Так что вопрос: какая модель лучше, свою актуальность не теряет никогда. Расскажем об основных характеристиках и физических особенностях шипованной шины, рассмотрим её поведение в тех или иных эксплуатационных условиях.

Что важно для зимней шины

На большей части страны зима длится половину года, и чтобы в это время комфортно и безопасно перемещаться на машине, ей нужно обеспечить надёжную сезонную «обувку». В холодных климатических зонах большинство автовладельцев одевают шипованную шину, у которой, не считая самих шипов, есть определённые отличительные особенности.

Тип протектора шины

Первое, на что обращаешь внимание при взгляде на зимние модели, это особенности протекторного рисунка, который имеет совсем не такой характер, как у летних покрышек. На летней резине имеются продольные водоотводные канавки, образующие рёбра, а так же плавно закругляющиеся плечевые зоны.

У зимних же шин основное внимание при создании протектора уделяется увеличению количества сцепных кромок, за счёт остроты которых и достигается высокий коэффициент сцепления со снегом и грунтом.

• Кромки бывают крупные и мелкие: крупные образуются сгруппированными блоками самого протектора (чем шире пятно контакта шины, тем их больше), мелкие – за счёт разрезных волосяных канавок (ламелей). У зимних шин больше развиты плечевые зоны, нередко с заходящими на боковину грунтозацепами, облегчающими движение в колее или по рыхлому снегу.
• Принцип расположения больших и малых сцепных кромок заключается в том, чтобы при любом положении руля — а соответственно, и управляемых им колёс, находились те или иные грани зацепа, располагающиеся перпендикулярно направлению движения. Именно так и обеспечивается хорошая тяга и тормозные качества, хотя в рисунке протектора всегда есть и кромки для обеспечения поперечного сцепления.
• В то же время, в зимнем протекторе есть совокупность канавок, благодаря которым в процессе движения по подтаявшему снегу из пятна контакта может отводиться снежная каша и вода. Тип рисунка у зимних шин в подавляющем большинстве направленный симметричный, поэтому блоки обычно выстроены в V-образном порядке. Заданное рисунком протектору направление, не только помогает качественному отводу шуги, но и придаёт сцепным кромкам толкающий эффект.

На заметку: Есть зимние шины и с асимметричным рисунком (хоть и реже), но его внутренняя половина, отвечающая за сцепление с дорогой, тоже содержит направленные элементы. Например, ассиметричный протектор у зимних шин является некоей фишкой немецкого производителя Continental.

• В зимних шинах блоки, окружённые канавками, и разрезанные ламелями, не столь жёстки, как в летних. Чтобы при воздействии на них давления не образовывались зазоры между рабочей частью покрышки и ободом, блоки протектора связывают между собой связующими элементами (распорками, перемычками).
• Ламели в обычном варианте могут быть прямые или зигзагообразные, они помогают колёсам компенсировать неровность дорожного покрытия. Передовые производители давно выпускают шины с ламелями с 3D конфигурацией.
• Их стенки выполняются в виде пирамидок, проникающих в углубления соответствующей формы, и они обеспечивают наилучшее сцепление со снежным настом или коркой льда. То есть, ламели являются наиважнейшим элементом протектора зимней шины — и чем их больше, тем лучше.

Шипы лишь помогают резине в сцеплении с дорогой, благодаря им шина не просто прилипает к её поверхности, но и «вгрызается» в снежное покрытие, обеспечивая тем самым лучшую устойчивость и противоскольжение.

Особенности резиносмеси

Ещё одним признаком, радикально отличающим зимние шины от летних, является состав их резиновой смеси. Она должна обладать отменной эластичностью, чтобы сцепные свойства могли сохраняться при низких температурах. Помогает в этом специальная рецептура, в которую входит не только натуральный и синтетический каучук, но и диоксид кремния – так называемая силика, которая и даёт ту самую морозную устойчивость.

• Свои характеристики резина с зимним составом начинает проявлять от + 7 градусов по Цельсию, и в зависимости от модели европейского или скандинавского типа (отличаются и строением протектора, и количеством силики), может отлично себя чувствовать как при 20, так и при 40-градусном морозе.
• А тот тёплая погода такой шине противопоказана, так как резина при повышенной температуре становится чересчур мягкой, а потому очень быстро истирается. Да и не только в сроке службы дело: на безопасности это тоже отражается, так как поперечное сцепление у размягчённой покрышки ослабляется, из-за чего увеличивается тормозной путь.
• Каждый производитель шин имеет собственные рецептуры, кои являются коммерческой тайной. Исходное сырьё может применяться аналогичное, но пропорции, добавки и технологии разные, что в итоге и обеспечивает покрышкам конкретные свойства.
• У некоторых производителей (Bridgestone, Yokohama), верхний слой протектора, к примеру, имеет пористую структуру. По принципу губки он способен собирать на себя тонкую плёнку воды при подтаивании наста, что и является первопричиной скольжения. На такой резине очень комфортно ездить в регионах со слякотными зимами.
• Для шипуемой шины резиносмесь делают более плотной, чем для фрикционной (липучки), потому что чрезмерная мягкость не способствует хорошему удержанию шипов. Как вариант, протектор формируется двухслойным, с более плотным внутренним монолитом (нижние концы шипов базируются именно в его толще), и рыхлым верхним слоем, призванным адсорбировать влагу.
• Хоть нижний слой резины с дорожным покрытием при движении не соприкасается, производители тоже стремятся придать ему дополнительные свойства. Некоторые из них (например, Michelin), для формирования глубокой части протектора применяют термоактивные смеси, способные самостоятельно варьировать свою плотность в зависимости от температуры окружающей среды.
• В сильный мороз она приобретает максимальную плотность, не позволяя шипам утапливаться, а вынуждая их прокалывать ледяную корку дороги. А чтобы шипы лучше удерживались, их в процессе ошиповки колёс покрывают специальным адгезионным составом, образующим поверх резины монолитную плёнку.

Обратите внимание: Зимняя резина, предназначенная для европейских зим, должна иметь твёрдость по Шору в пределах 55-60 единиц, для суровых зим 50-55 единиц. Определяется она по методу начального вдавливания твёрдой частью прибора дюрометра, и определённого времени его воздействия. Сопротивление материала этому воздействию и называется твёрдостью. Зависит она от модуля упругости резины, и обратно пропорциональна глубине вдавливания.

Принцип работы шипованной шины — результаты реального теста

Чтобы посмотреть, как конкретно работает резина с разными характеристиками, обратимся к реальному тесту шин в размере 235/60 R18 (носитель Audi Q5), проведённому на горных треках Швеции в октябре 2022 года отечественным журналом «За рулём». Для оценки было взято 8 моделей, их список и краткие данные представляем в таблице, где они расположились в соответствии с занимаемым местом:

Что сразу бросается в глаза, так это количество шипов, которое у разных моделей сильно отличается. Разберёмся, сколько же их должно быть на самом деле. По отечественным нормативам максимальное количество шипов на 1 м/п протектора ограничено 60 штуками. Длина внешней окружности покрышки размером 235/60 R18 составляет 2,32 м, и соответственно, на ней не должно быть больше 139 шипов.

Получается, что у всех шин-участниц, кроме Tigar и Viatti их переизбыток, который только утяжеляет шину. Однако если учесть, что призовые места заняли именно те модели, у которых больше шипов, очевидно, что их излишек вовсе не мешает. Законом это не наказуемо, но шины с большим количеством шипов должны пройти тест на износ дорожного покрытия. Если тест оказался успешным, регламент на количество шипов не распространяется.

Внимательно изучив таблицу, мы так же видим, что у победившей в общем зачёте шины, коей оказалась Nokian Hakkapeliitta 10p, резина самая мягкая, и она лучше всех работала практически во всех снежно-ледяных дисциплинах. Рассмотрим более подробно их итоги.

Шины на льду

Соревнования шин на льду проводились при температуре -15 градусов. Путём выполнения четырёх дисциплин нужно было определить:

1. самый короткий тормозной путь при сбросе скорости с 20 до 5 км/ч;
2. минимальное время прохождения круга;
3. время разгона с 0-20 км/ч;
4. управляемость на льду.

В торможении максимально доступные 180 баллов набрала только шипованная шина Hakkapeliitta 10p. У неё же самый быстрый разгон, да и время прохождения круга оказалось самым коротким. Максимальных 50 баллов за управляемость не набрал ни один участник, лучшим результатом оказались 40 баллов, которые получили «золотой» и «серебряный» призёры.

На снегу

На снегу (температура воздуха -5 градусов) тормозить нужно было с 40 до 5 км/ч. Самый короткий тормозной путь 17,1 м оказался у Continental IceContact 3, он и получил максимально возможные 140 баллов. Во всех прочих дисциплинах на заснеженной дороге: разгон с включенной TCS и без применения TCS, управляемости в движении по прямой, лучшей тоже стала эта модель.

При проведении экстремального манёвра на утрамбованном снежном покрытии лучшей была шипованная шина Hakkapeliitta 10р. В глубоком снегу отличилась тоже она, но такой же результат был так же у Nordman 8 SUV и Goodyear UltraGrip Arctic 2 SUV. В курсовой устойчивости на снегу у Hakkapeliitta 10р конкурентов не было, но её результат тоже не дотянул до максимально возможных 20 баллов.

На асфальте

При плюсовой температуре и отсутствии снежного покрова ситуация в корне изменилась. Здесь нужно было тормозить с 60 до 5 км/ч на мокром асфальте и с 80 до 5 км/ч на сухом, и оценивалась курсовая устойчивость.

Во всех этих тестах лучший результат оказался у Tigar SUV Ice – шины бюджетного сербского бренда, принадлежащего ныне компании Michelin. То есть, эта шипованная шина с европейским типом протектора хороша для мягких бесснежных зим, но в суровых условиях весьма ненадёжна.

Комфорт и экономичность тестируемых моделей

За акустический комфорт в данном тесте можно было получить 40 баллов, но ни одна из участниц такой оценки не удостоилась, так как шипованная шина шумная по определению. Максимальные 30 баллов оказались в копилке Continental IceContact 3.

Расход топлива зависит от коэффициента сопротивления качению, и замерялся он на скорости 80 км/ч. Максимальный балл получила Hakkapeliitta 10p, что и позволило ей опередить соперниц по общему количеству очков. Очень близко к лучшей оценке экономичности оказались и ещё несколько участниц, в том числе Yokohama iceGuard Stud iG65.

Какую цену считать справедливой

В заключение остаётся определить справедливую цену, ведь далеко не всегда она соответствует реальным качествам шины. Антирекорд в этом смысле оказался у Hankook, у которого ценник уже почти как у Continental, а результат лишь чуть лучше, чем у аутсайдера.

В хвосте оказалась Viatti Bosco Nordico. Но есть доводы и в её защиту: эта шипованная шина хоть и не хватает звёзд с неба, но при вдвое более низкой стоимости, чем тот же Continental, даёт возможность реально сэкономить. По сути, цена завышена у всех остальных участниц, разный только процент переплаты.

Не считая Hankook, цена которого завышена почти на 30%, переплата в среднем составляет 9-13%. Только у Tigar 2%, но если учесть, что в общем зачёте эта шипованная шина набрала всего на 10 баллов больше Viatti Bosco Nordico, то и овчинка выделки не стоит. Уж лучше взять Viatti, цена которой оказалась аж на 29% ниже справедливой.