Шины с технологией направленного шипа

Опубликовано: 14.05.2024

Комплект необычных шин был испытан на Porsche Cayenne. Он действительно неплохо показал себя на льду, а на асфальте мог ездить в «мягком» режиме, не изнашивая дорожное полотно.

Давний вопрос — что лучше, зимние шины с шипами или без — в очередной раз решила компания Nokian, создавшая покрышки с шипами, которые выдвигаются после нажатия кнопки в салоне и прячутся обратно в шину, когда они не нужны. Свои нешипованные-шипованные шины фирма называет лишь концептом. Тем не менее Матти Морри, менеджер Nokian Tyres, уверяет: «Уникальная концепция шипов действительно может стать реальностью в один прекрасный день».

Называя концепцию уникальной, а свои шипованные-нешипованные шины — первыми в мире, финны лукавят. Всё же первой воплотила в жизнь фантазию создателей фильмов о Джеймсе Бонде американская компания Q Tires. В 2007 году она продемонстрировала шины Celsius с выдвижными шипами. (Кстати, даже своё имя компания выбрала в честь персонажа бондианы — оружейника Q.)

Американцы утверждали, что в серии двуликие шины будут дороже обычных на 30–40% и привлекут внимание тех автолюбителей, которые преимущественно ездят по асфальту и не хотели бы думать о регулярной замене шин в зимний сезон или возить с собой цепи противоскольжения. Первоначально компания рассчитывала наладить выпуск новинки в 2009 году, но из-за недостатка финансирования сроки несколько раз переносились, а потом фирма и вовсе оказалась банкротом.

Добавим, что свои концептуальные шины с подвижными шипами компания Nokian построила к 80-летию изобретения зимних шин. В 1934 году компания Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö (позже ставшая Nokian Tyres) выпустила шины Kelirengas (в вольном переводе «шины для плохой погоды»), предназначенные для грузовиков. Эти шины специально были спроектированы для зимних условий: низких температур и заснеженной дороги. Они отличались от других покрышек того времени зубастым протектором с глубокими поперечными канавками, которые самоочищались в движении. Это изобретение позволило двигаться там, где раньше приходилось надеяться только на цепи. Правда, состав резины был обычный, то есть довольно жёсткий. Мягкие смеси, как и шипы, появились на зимних шинах только в 1950–1960-х.

Идеальные зимние шины многим представляются так: во время движения по льду шипы есть, а при выезде на асфальт шипы убираются внутрь протектора этой самой шины. В результате таких метаморфоз автомобиль приобретает дополнительную устойчивость, снижается сопротивление качению, повышается рабочий ресурс шин невзирая на вид покрытия зимней дороги.

Попытки сделать такие шины проводились, но пока безуспешно. Экспериментальную партию такой зимней «резины» выпустил всемирно известный концерн Continental. Шипы в таких шинах были сделаны из стального стержня окантованного специальным полимером на мягком резиновом основании. Такой сложный конструкторский ход обеспечивал вдавливание шипа при движении по открытому дорожному покрытию, а при выезде на лед шип выходил из шины.

К сожалению, работа таких шипов на всех видах дорог оказалась невозможной. Не удалось подобрать рецепт мягкой резины удовлетворяющей требованиям безотказной работы, а полимерный цилиндр, в котором двигался шип, быстро забивался песком и грязью, и происходило заклинивание шипа.

Эффект от рекламы ноу-хау оказал воздействие как на сам Continental, так и на многих других производителей автомобильных шин. Под бренд «плавающего» шипа попало много разработок, которые не соответствовали своему названию. Сам Continental довольно долго поддерживал миф о разработанных им шипах в оболочке из пластмассы как о «плавающих». Конструкторы Nokian рекламировали свои разработки на основе мягкой резиновой подложки, которая, по их словам, регулировала высоту выступа шипа над поверхностью шины. Между прочим, технологию ошиповки на мягком резиновом основании кроме Nokian используют многие производители зимних шин.

На данный момент времени, не известно ни о каких независимых экспертных оценках эффективности и полезности вышеприведенных технологий. Утверждать можно лишь, что технология, разработанная Nokian и Continental, позволяет шипам увеличить «плавающие» свойства при правильной ошиповке, но это никоим образом не влияет на самоподстраиваемость шин под условия дорожного покрытия.

Вывод напрашивается сам. Важнейшим критерием шипования является ошиповка «правильными» шипами по рекомендуемой изготовителем технологии. Остальное – маркетинг.

Производители шин активно разрабатывают технологии, улучшающие технические характеристики, устойчивость к нагрузкам и деформациям, а также усовершенствуют дизайн покрышек. Среди новинок выделяются проекты компаний Michelin, Nokian, Hankook, Goodyear. Некоторые варианты — модернизированные версии уже существующих наработок. Часть представленных футуристических идей при сравнении с моделями, имеющимися в продаже на данный момент, кажутся фантастическими.

Michelin Visionary Concept

Компания представила концепт новейшей технологии на конференции Michelin Movin’On, проходившей в Монреале. Разработчики представили идею по созданию «биошин», которые изготавливаются только из вторичных материалов, отличаются сотовой структурой, а в их конструкции не предусмотрены камеры с воздухом. Реализация задумки планируется минимум через 10 лет для модернизации автомобилей будущего.

«Биошины» будут изготавливать по технологии Vision, предусматривающей использование исключительно органических материалов. Инженеры компании Michelin полагают, что для создания надежных и прочных шин достаточно использовать пластиковые, электронные, древесные отходы, бумагу, каучук, другие элементы, которые в дальнейшем можно переработать вторично. Преимущества концепции технологии Vision — снижение негативного влияния на окружающую среду.

Во время поездки конструкция шины может трансформироваться, ориентируясь на сигналы блока управления. Разработчики полагают, что им удастся создать шины с возможностью изменения рисунка протектора в зависимости от территориальных особенностей. Формирование рисунка будет осуществляться с использованием технологии 3D-печати. Потребители смогут отказаться от покупки отдельно летней и зимней резины, не потребуется регулярная смена шин весной и осенью.

Исполнительный вице-президент компании Терри Геттис утверждает, что на разработку новой технологии уйдет не менее 10 лет. Возможность быстрой модернизации шин будет доступна только при создании специализированной инфраструктуры. Сотрудники компании работают над универсальной моделью шин. На данный момент представлен концепт покрышек в электронном виде. Ознакомившись с проектом, можно увидеть, как выглядит машина будущего.

Nokian разрабатывает шины с выдвижными шипами

В случае успешной реализации идеи финского производителя ликвидируются неудобства, связанные с использованием шипованных шин, когда в них нет необходимости.

Владельцы машин будущего смогут избавиться от лишних затрат, связанных с приобретением отдельных комплектов летних и зимних шин. При необходимости водителю достаточно нажать на кнопку на блоке управления, чтобы шипы выдвинулись из протектора. При езде по расчищенной дороге или мокрому снегу можно спрятать шипы. В результате автомобилисты смогут избавиться от недостатков шипованной резины, включая повышенный уровень шума.

Выбирая хорошую резину, часто сталкиваешься с проблемой не только огромного количества моделей, но и разновидности протекторных дизайнов, от разнообразия которых также может пойти кругом голова. Одним из самых популярных рисунков является традиционный направленный, который уже долгие десятилетия используется на поверхности протектора самых разных шин.

Что же такое направленные шины и почему они до сих пор востребованы не только среди автолюбителей, но и в среде профессиональных мотогонщиков? В статье мы раскроем все секреты и технологии направленных шин, а также подскажем, как правильно их ставить. Здесь нюансы и открытия нас поджидают на каждом шагу.

В чем особенность направленного дизайна протектора?

Всего существует четыре типа протекторного «узора» автомобильной шины:

Каждый рисунок протектора создан для своего варианта дороги и обладает собственным набором достоинств. Понять, с каким дизайном вы имеете дело, необходимо не только для понимая функционала вашей новой резины и того, для какой трассы ее рекомендуется использовать, но и при монтаже шин на диски, так как для разных рисунков есть свои принципы установки, которые потребуется железно соблюдать, если вы не хотите создать аварийную ситуацию. О них мы поговорим в соответствующем разделе.

В чем суть направленного дизайна протекторной зоны понятно с первого взгляда: блоки, ребра и дренажные канавки V-образного «узора» имеют направленную форму, закручивая колесо в определенную сторону. Чаще всего направленные шины встречаются у зимних моделей, но и среди летних их много. В симметричных шинах обе половины направленного протектора отражены зеркально, у асимметричного дизайна обе полвины имеют разную структуру и различный функционал.

Монтировать колеса необходимо только в нужную сторону, иначе все достоинства такого устройства сойдут на нет, и при этом добавятся проблемы с управляемостью и с ускоренным износом. В центре рабочей зоны будет скапливаться излишнее сильное давление, из-за чего шина начнет приподниматься над дорогой и вредить сцеплению на скольких участках. В худшем случае автомобиль даже рискует опрокинуться набок, не говоря уже о вероятности оторвать ступицу.

Преимущества и недостатки направленных шин

Лучше всего направленный рисунок протектора справляется с мокрыми асфальтовыми трассами, так как канавки, расширяющиеся от центра к боковым зонам, намного лучше отбрасывают воду с поверхности контакта. Это не только улучшает сцепление с влажной поверхностью, но и работает в пользу защиты от эффекта аквапланирования. Еще лучше это работает для автомобиля с задним приводом – передние колеса очень быстро уберут воду перед тем, как на участок дороги ступит задняя ось. Соответственно контакт с трассой в таком авто будет куда основательнее.

Направленный рисунок зимних моделей лучше прочих гребет снежные завалы и выводит грязь с поверхности контакта – это идеальный вариант для поездок по заснеженным трассам в зимний период.

На сухом летнем полотне они также наделяют автомобиль парой достоинств – прежде всего, это касается курсовой и поперечной устойчивости. Для высокоскоростных покрышек это один из самых актуальных дизайнов, так как такое устройство рабочей зоны положительным образом сказывается на реакциях автомобиля на высокой скорости. Не зря именно направленные шины часто используются в профессиональных соревнованиях и берут там первые призы.

Однако их ходовым недостатком является повышенный уровень шума во время активной работы на асфальте, и чем выше скорость, тем сильнее гул. Также направленыне шины по цене выходят дороже, чем ненаправленные, однако дешевле, чем асимметричные. Направленную резину лучше не ставить, если вы часто ездите по грунтовым дорогам или вовсе вынуждены ездить по бездорожью. Эффективную работу они на мягких и среднежестких покрытиях не покажут. Для сельской местности лучше подойдет рисунок протектора с ненаправленным расположением крупных грунтозацепов. Помните, что, будучи поставленными на диски, колеса с направленной резиной можно менять только с передней оси на заднюю и обратно, но не переставлять по сторонам. Для этого шины придется разбортировать и поставить, как нужно.

Несмотря на то, что мы говорили о направленных шинах, чаще всего встречается именно симметричный дизайн. Асимметричный направленный рисунок ныне встречается очень редко. Вызвано это тем, что такие шины не только значительно сложнее и дороже в производстве, но у них есть один серьезный недостаток для автовладельцев. Из-за очень строгой схемой установки относительно автомобиля возникали постоянные сложности с запасками – приходилось постоянно возить с собой два запасных колеса вместо одного, ведь никогда не знаешь, какая покрышка повредится, а менять направленные асимметричные шины сторонами нельзя. Кроме того, на складах постоянно скапливались шины только для одной стороны, которые без своего «брата» совершенно бесполезны.

Как правильно устанавливать шины с направленным рисунком

Как уже говорилось выше одним из «секретов» направленных шин является их схема установки. Проще говоря, прежде чем браться за баллонный ключ, неплохо бы обратить внимание на боковину и найти там надпись Rotation (от англ. «Вращение») со стрелкой. Именно этот маркер является указателем – в какую сторону должен «смотреть» рисунок покрышки при установке на автомобиль. Если вы ошибетесь с направлением вращения и поставите резину против стрелки, то дренажная система будет словно мельница загребать воду, а не отбрасывать ее, нивелируя все преимущества модели, а то и усугубляя их. То, что шины установлены неправильно вам подскажет резко возросший шум в салоне.

Если по каким-то причинам вам не удалось найти этот маркер, то поступить можно еще проще – обратить внимание на сам рисунок протектора шин. Резина направленного дизайна представляет собой своеобразную «елочку», которая устремлена по вперед. Просто монтируйте шины так, чтобы ее острый конец смотрел по направлению движения.

Резину с асимметричным устройством нужно монтировать только по маркировке, так как каждая отдельная сторона заточена под свои задачи и их ни в коем случае нельзя путать. Правильное направление асимметричных шин помогут определить метки:

Outside, или внешняя сторона шины, должна быть обращена вовне.

Inside, или внутренняя сторона, соответственно смотрит внутрь авто.

Существенно реже встречаются правые и левые асимметричные покрышки. На одной шине будет написано Left (или просто L) – значит ставить ее нужно слева от корпуса, Right (R) – справа. Менять их можно только с одной стороны кузова – передние с задними и наоборот.

Но значительно чаще направленные шины на диск можно монтировать любой стороной, главное соблюдать направление рисунка.

Заключение

И не забудьте отбалансировать свежесобранные колеса – без хорошей балансировки шины никогда не раскроют свои преимущества и характеристики, вы получите только повышенное биение и угрозу разбортирования на ходу. Только после этого можно переходить к установке на ступицы. После установки обойдите автомобиль по кругу и проверьте маркировку. Напомним, нам нужно направление вращение под стрелкой Rotation. Если у вас асимметричная направленная резина, то проверьте, чтобы на виду был только Outside. Левые (Left) и правые (Right) асимметричные покрышки должны показывать стороны корпуса по направлению движения.

Еще пару советов относительно направленных шин вы можете узнать из этого видео:

Р ядом два автомобиля BMW — 318ti Compact, выпущенный двадцать лет назад, и новенькая «единичка» BMW 118i. У обоих моторы схожей мощности. Но первый обут в новейшие фрикционные зимние покрышки VikingContact 7, а второй — в шины ContiVikingContact 5 позапрошлого поколения.

Да-да, я тоже удивился: журналистам предложили сравнить старый автомобиль на новых шинах с новым, но на старых! И на Компакте никакой системы стабилизации нет и в помине. Однако по извилистой заснеженной трассе я увереннее мчал именно на нем — а новая «единичка» резко срывалась в скольжения. Мораль сей басни проста: никакая электроника не в силах компенсировать нехватку сцепных свойств. И если раньше шины пятого поколения казались нам хорошими, то новые поднялись на следующую ступень развития.

Предыдущие модели шин серии VikingContact были асимметричными, а теперь они направленные — на таких и старый BMW начинает ехать по-новому

За счет чего? Во-первых, Continental изменил сам себе: прежде инженеры компании вопреки моде упорно держались за асимметричный рисунок протектора, а теперь все же перешли на направленный. Именно это, по сравнению с шинами предыдущего поколения, позволило улучшить сразу на семь процентов устойчивость к аквапланированию и на четыре процента поднять сопротивление слэшплэнингу (слэш — это снежно-водяная каша). Обещана прибавка сцепных свойств на льду (плюс 4%), управляемости на снегу и на асфальте (по 2%), а также снижение сопротивления качению (на 3%). Проверим в марте в ходе большого сравнительного теста — и осенью опубликуем результаты.

На вид обычные шиповки Continental IceContact 2, но если очистить протектор от снега, то заметно, что корпуса шипов не алюминиевые, а резиновые. После нескольких десятков торможений и разгонов «в пол» стоят как влитые!

А вот когда удастся поездить на серийных шинах с резиновыми шипами, пока не скажу. Нет, я не спятил — это экспериментальная технология! Шипы не полностью резиновые, как еще лет пятнадцать назад опять-таки в качестве эксперимента предлагали делать японцы: в опытных покрышках Continental IceContact 2 установлены комбинированные шипы — в корпус из резины вмонтирован традиционный стержень из твердого сплава. Помнится, в конце девяностых в шинах Gislaved использовались шипы с пластиковым корпусом, но от них быстро отказались: держались плохо. Однако для надежной фиксации «резиновых» шипов будет применяться тот же процесс горячей вулканизации, что сейчас используется для серийных покрышек Continental IceContact 2. Но вот поверить в то, что на асфальте такие шипы не будут стираться, я пока не готов.

Слева макет резинового однофланцевого шипа, который планируют использовать в шинах Continental IceContact следующего поколения, а справа — нынешний шип покрышек IceContact 2

Зато в их преимуществах на льду убедился лично: проведя серию замеров, выяснил, что на разгоне «резиновые» шипы выигрывают у обычных семь процентов! Однако на торможении превосходство ограничилось лишь одним процентом. Но поскольку такие комбинированные шипы обещают меньшие уровень шума и износ асфальта, то их, скорее всего, будут использовать в серийных шинах IceContact следующего поколения — несмотря на все производственные сложности.

А еще тесты покрышек немцы решили совместить с демонстрацией новых технологий — например, более высокочастотных блоков АБС. Нынешнее поколение, которое немцы называют вторым (АБС2), реагирует на изменение коэффициента сцепления за десять миллисекунд, а электрогидравлика новой генерации (АБС3) — за пять. Чтобы наглядно продемонстрировать разницу, журналистам предложили тормозить с 80 км/ч на «шахматной доске»: белые клетки — лед, черные — сухой (подогреваемый!) асфальт. И если АБС2 помогает остановить Volkswagen Golf за 62,4 метра, то АБС3 — за 44,4! На одинаковых шинах. Вот она, цена быстродействия антиблокировочной системы.

Больше всего преимущества высокочастотной АБС третьего поколения ощущаются при торможении на «шахматном» треке: лед перемежается с подогреваемым асфальтом

Кстати, АБС3 Continental уже поставляется на первичную комплектацию — например, на Volvo XC90 и S90. Так что не случайно в наших тестах мы хвалили «высокочастотные» тормоза этих машин.

Еще журналистам показали массу новых технологий: пневмоподвески, электромоторы для гибридов и электромобилей, колесо с изменяющейся шириной и умные шины с вмонтированными в протектор датчиками. А настоящим апофеозом стал заезд на обычном с виду седане Volkswagen Passat. Сажусь за руль, справа — инженер с ноутбуком. Выезжаем на извилистую трассу «снежной» управляемости — и он просит меня убрать руки с баранки.

— No brake, не тормози!

Но впереди поворот, а Passat мчит во весь опор! Не выдержал, ударил-таки по тормозу. Мой штурман улыбается: видимо, не я первый. Однако, сделав над собой усилие, отпускаю педали, руль и отдаюсь на милость электронному автопилоту. А он, подлец, ведет по трассе машину по оптимальной траектории — и без ошибок!

Для отработки технологий автоматического торможения используется «мул» на базе пикапа Dodge Ram

Страшно. Страшно интересно. Тем более когда инженер справа предлагает поднять лимит по сцеплению до 100 процентов — автомобиль проходит повороты с легкими скольжениями и даже корректирует заносы! Для этого необходима не только высочайшая точность позиционирования по GPS-приемнику, но и оперативная обратная связь: электроника постоянно анализирует сигналы с колесных датчиков, сверяет их с линейной скоростью машины и нагрузкой (тяговым моментом на колесах) и вычисляет текущий коэффициент сцепления с дорогой. Понятно, что и здесь нужна очень высокая частота обработки данных, которая уже достигнута, — пройдет еще несколько лет, и все эти компоненты подразделения Continental Automotive начнут применять в серийных робомобилях.

Читайте также: