Чтобы поездка на автомобиле зимой была как можно более безопасной, ведущие производители шин создают все новые и новые технологии, обеспечивающие хорошее сцепление со скользкой дорогой, курсовую устойчивость авто и минимально возможный тормозной путь. Эти новшества касаются и конструкции шины, и свойств материалов, из которых она создана, и рисунка протектора, и формы ламелей.
Зимние шины: явное и тайное

Описания современных шин бывают по объему сопоставимы с документацией к сложному техническому устройству, что неудивительно — конструкция покрышки содержит немало элементов, и каждый имеет свои особенности. Сейчас мы остановимся лишь на некоторых из этих особенностей, чтобы показать, как и в каком направлении движется конструкторская мысль ради обеспечения нашей безопасности.

Практически все, что мы можем оценить в шине визуально, — это «беговая дорожка» протектора с ее рисунком и ламелями. Но многое скрыто от нашего взора. Например, мы не можем на глаз определить состав резиновой смеси, из которого сделана шина, оценить его свойства. А ведь это одно из главных направлений поиска конструкторов современных шин.

Шипы и микрогранулы

В протекторе зимней нешипованной (фрикционной) шины Nokian Hakkapeliitta R2 применяется резиновая смесь, разработанная в рамках концепции Nokian Cryo Crystal. Добавленные в резиновую смесь мельчайшие частицы, по форме напоминающие многогранные кристаллы, играют роль миниатюрных шипов. Они вгрызаются в лед, значительно повышая сцепление с дорогой. Разумеется, эти свойства материала действуют в паре со специально разработанным рисунком протектора. И вот что интересно: даже если протектор износится, приблизившись к минимальному пределу — глубине канавок 4 мм, свойства материала по‑прежнему будут работать: сцепление с дорогой и чуткость управления сохранятся на высоком уровне.

Фрикционные шины, как известно, обеспечивают больший комфорт езды и меньший шум, однако в нашей заснеженной стране люди, живущие вдали от больших городов и эффективных коммунальных служб, нередко предпочитают шипы. Шипы в силу небольшого размера — это тоже специфические конструктивные элементы шины, свойства которых не так просто оценить с первого взгляда. А между тем имеет значение форма шипа, способ его крепления к протектору, а также распределение шипов по поверхности.

У Nokian в шипованной шине Hakkapeliitta 8 для протектора применена аналогичная смесь, но без микрогранул (коль скоро есть металлические шипы). Это смесь на основе криосилана (Hakkapeliitta Cryo-silane Gen 2) с повышенным содержанием натурального каучука. В ней также используется рапсовое масло для сохранения эластичности при любых температурах. Зато шипам, конечно, уделено особое внимание. Шипы якорной конструкции обладают фланцем, уменьшающим раскачивание во время движения, и в то же время каждый шип погружен в слой резиновой смеси Eco Stud, смягчающий удары о дорогу. Таким образом, при сохранении хорошего сцепления достигается высокая износостойкость и более мягкое касание дорожного полотна.

В чем-то схожая технология (ICE-COR) применена в шине Cordiant Snow Cross. Здесь конструкция протектора имеет два слоя. Мягкий верхний слой гасит часть энергии движения шипа и при этом устойчив к низким температурам и износу. Нижний слой — твердый. Он выполняет функцию ограничителя, не позволяя шипу вдавливаться внутрь протектора. Такая система, в частности, препятствует потере шипов. Шип здесь якорный, двухфланцевый, с сердечником из карбида и вольфрама, имеет форму снежинки, что дает ему возможность буквально разбивать верхний слой льда. Покрытие шипами протектора шины Cordiant Snow Cross спроектировано таким образом, что в пятне контакта в любой момент движения находится не менее десяти шипов для надежного удержания от скольжения в любом направлении. Да и само пятно контакта несколько увеличено благодаря специальному зимнему профилю покрышки. Это повышает распределение давления, благодаря чему улучшаются тягово-сцепные свойства шины, улучшается управляемость. Cordiant применил собственный рецепт резиновой смеси для протектора — с повышенным содержанием силики. Смесь позволяет сделать шины мягче и сохранять эту мягкость даже при низких температурах, что обеспечивает хорошее сцепление как с обледенелой поверхностью, так и с дорогой, покрытой слякотью.

Всегда ли нужна твердость?

Интересные решения, связанные с составом смеси для протектора, применил бренд Viatti в своей шипованной шине Brina Nordico. Здесь протектор изготовлен из двух резиновых смесей, причем из более твердой сформированы края протектора, а из более мягкой — центральная часть. Более твердая служит для надежной фиксации и удержания шипов, а также обеспечивает необходимую жесткость элементов плечевой зоны — это необходимо для более уверенного управления автомобилем в условиях снежных заносов. Мягкая смесь в центральной части отвечает за оптимальную передачу тормозных и сцепных свойств в тех условиях, когда шина теряет свою эффективность: в сильный мороз или, напротив, в пору оттепели, когда под колесами может оказаться сухой асфальт или слякоть. Такая схема также делает шину экологичнее: снижается шум и уменьшается разрушающее механическое воздействие на дорожное покрытие. Среди технологических особенностей Brina Nordico можно также отметить еще одну деталь, связанную на этот раз с рисунком протектора. По дну канавок, находящихся между центральной и боковыми зонами рисунка, расположены специальные элементы — упоры, которые не позволяют шашкам смыкаться при входе в пятно контакта. Еще одна интересная зимняя новинка от Viatti — шипуемая шина Bosco Nordico, ориентированная в основном на внедорожники. Здесь, наоборот, протектор имеет центральное ребро жесткости. Оно обеспечивает повышенную стабильность движения по прямой и высокую скорость выполнения маневров. В этой покрышке также используется технология переменной жесткости боковины, позволяющая проходить повороты на более высокой скорости и смягчающая удары при наезде на неровности и ямы в асфальте.

Как технологическую новинку, связанную прежде всего с методом ошиповки, можно отметить новую зимнюю шину Ice Contact 2 концерна Continental. По сравнению с шиной предыдущего поколения, конструкторам покрышки удалось повысить управляемость на сухом покрытии на 9%, а на льду — на 2%. Одним из главных факторов, позволивших добиться таких результатов, стал вклеенный шип нового поколения CristallDubb, который имеет увеличенное количество граней и меньший вес.

Повышенный срок службы шины и сохранность шипов гарантирует технология двойного обжига, за счет которой шина и шип практически составляют единое целое. Такой технологический процесс в четыре раза увеличивает прочность крепления шипов в шине по сравнению с традиционным. Каждый «вклеенный» шип выдерживает нагрузку до 500 Н (50 кг) без следов отделения от протектора.

Viatti: Стабильность и маневренность
Характерные черты шины Viatti Bosco Nordico показаны на схемах. Это переменная жесткость боковины (меняется при изменении скорости), широкие продольные канавки, пересеченные поперечными (для быстрого вытеснения снежной каши из-под пятна контакта), жесткое центральное ребро протектора для стабилизации движения при выполнении маневров.

Суммы технологий

Зимняя фрикционная шина Michelin X-Ice 3, предназначенная для легковых автомобилей и небольших кроссоверов, является, как и многие другие новинки, примером сочетания технологических усовершенствований в разных элементах конструкции. Все они объединены в комплекс Winter Grip Technologies. Первым делом необходимо отметить резиновую смесь Flex-Ice, которая содержит значительное количество силики. Кстати, если кто не знает, силика, уже упоминавшаяся в этой статье, — это кремнийорганическая кислота, которая имеет свойство не твердеть при низких температурах. Сейчас, наряду с натуральным каучуком, она широко применяется в резиновых смесях для протектора. При соприкосновении с дорогой шина с протектором из Flex-Ice формирует микрорельеф, зеркально повторяющий поверхность, по которой движется автомобиль, благодаря чему заметно улучшается сцепление.

Конфигурация протектора включает в себя разнообразные функциональные элементы, например микропомпы — специальные ламели, как бы выкачивающие воду из-под пятна контакта. Также усилена боковина — за счет технологии Ironflex. В результате удалось добиться улучшения параметров торможения на льду на 7%. А за счет улучшенных тягово-сцепных характеристик разгон по льду осуществляется на 17% быстрее, чем прежде.

Особые технологии требуются порой для шин, адресованных внедорожникам. Например, в канавках протектора всесезонных шин Goodyear Wrangler Duratrac находятся специальные микрогрунтозацепы TractiveGroove. Эти элементы создают дополнительные кромки зацепления и помогают не забуксовать в глубоком снегу. Другая новинка, фрикционная шина, также предназначенная для внедорожников — Goodyear UltraGrip Ice WRT, — построена по технологии Winter Reactive Technology, предполагающей работу в сложных зимних условиях. Ее интересная особенность заключается в том, что часть размеров шин имеет отверстия под шипы, которыми можно оснастить покрышку, значительно усилив ее потенциал.

Для тех же, кто проходимости предпочитает скорость, компания производит высокоскоростную шину Goodyear UltraGrip Performance Gen-1 по фирменной технологии Snow Protect. Здесь тоже имеются свои хитрости. При общем увеличенном количестве ламелей на протекторе, обеспечивающих лучшее сцепление с поверхностью, в покрышке работает так называемая система блокировки ламелей. Это конструктивное свойство покрышки создает необходимую жесткость плечевой зоны при поворотах и маневрах.

Нравится ли нам тот или иной рисунок протектора, отдаем ли мы предпочтение фрикционным шинам или предпочитаем шипы — в любом случае надо помнить, что множество технических решений, воплощенных в той или иной модели и обеспечивающих безопасность зимней езды, не считываются при простом осмотре. Покупая шину, о ней стоит что-то узнать заранее.

Статья «Зимние шины: явное и тайное» опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2015).