Жизнь и смерть велосипедных шин |
Юрий Разин. Жизнь и смерть велосипедной шины Обычно шины делают из синтетического каучука, сокращенно СК. Он был придуман немецкими химиками в 30-е годы прошлого века. А гонят его нынче из нефти. Причем, для улучшения свойств используют хитрую смесь СК. Более того, нередко изготавливают протекторные конструкции из слоев разных СК. Смотри, например, вертикальный двойной протектор Michelin или Triple (три разные смеси СК в одном протекторе) конструкцию Schwalbe. Не забывая так же о антипрокольных прокладках из натурального каучука НК – например, слой Puncture Protection шин Schwalbe. Все это вместе называется одним емким термином – компаунд. Например, в одной современной покрышке компаунд может быть весьма сложен по составу: протектор из смеси стиролбутадиенкаучука (SBR), бутадиенкаучука (BR), бутилкаучука (IIR), антипрокольный слой из натурального каучука (NR), а боковины из силики (кремниевой кислоты) в смеси с СК. Причем доля силики может быть более 50%. Кроме того, в состав входят масла и смолы, сажа, мел, сера, окись цинка и другие добавки. Но компаунд ещё не все. Основа конструкции шины, её каркас, - это слои синтетических или, реже натуральных нитей, из вискозы, нейлона или полиэфира, называемых кордом. Они «держат» шину, сохраняют ее форму и размеры постоянными. Им помогают силовые нити корда – более редко расположенные, толстые и прочные, иногда для шипованных или трейловых покрышек применяют витки стальной проволоки. На ободе удерживают шину бортировочные кольца из стальной проволоки или троса или же шнуры из кевлара или арамида. Рис 1. Устройство пневматической шины. Для надежной работы шины требуется:
Намотка нитей корда в диагональных шинах производится под определенным углом, в зависимости от их размеров и назначения. На экваторе (в центре беговой дорожки протектора) 50-65°. В последнее время, кроме стандартной намотки появился каркас типа EVOLUTION с измененным углом расположения нитей корда, близким к 90°. Такой угол расположения нитей делает каркас типа EVOLUTION более гибким и подвижным, поэтому, шина катит легче, сцепление увеличивается, - покрышка как бы обволакивает неровности дороги, крепко за них «держится» и труднее становится отправить велосипед в занос, пойти юзом и легче становится выбирать траекторию в сложных условиях. За эти преимущества приходиться платить сложной технологией и более высокой ценой, но результат того стоит. Велосипедные шины никогда не бывают радиальными, - только диагональными. Причины достаточно просты, радиальная шина велосипедного калибра получается слишком сложной, дорогой, тяжелой и имеет недостаточную боковую устойчивость. Радиалка, так и норовит повернуться в сторону, сплющиться и вырваться из обода. Приходится предусматривать мощный, силовой, брекерный слой под протектором, ещё ниже, толстую и широкую резиновую подушку, а в боковины инсталлировать жесткие, поддерживающие вставки. Что подходит для тяжелых двухколесных моторных болидов, на которых используют радиалки, явно не годится для велосипедов. Бортировочный шнур, автомобилисты называют его «стальной сердечник борта», который делают из стальной проволоки, троса или композитных материалов вроде кевлара и арамида. Шнур служит для правильной и прочной посадки покрышки на обод, Его обрыв фатален, покрышка сразу идет на выброс, хорошо то, что такое случается крайне редко. Именно он, определяет, какая шина считается фолдинговой, а какая нет. Тонкий шнур из кевлара или арамида делает шину компактной и складной, которую можно свернуть в небольшой рулончик и небрежно сунуть в подрамную сумочку вместе с парой бутербродов, связкой ключей и рем-набором. Обычно такая шина меньше весит и дороже стоит, чем вариант на проволоке, даже если других отличий в материалах и технологии нет. А, в остальном, ходовые качества таких покрышек (легкость качения, сцепление, износ) ничем не отличаются. И поэтому, совсем не обязательно, покупать более дорогую фолдинговую с кевларом или арамидом если есть подходящая версия на проволоке. Исключение составляют гонцы, у которых каждый грамм на счету и вело туристы в автономном походе, которые тащат на себе все, у них не только каждый грамм, но и каждый литр объема в рюкзаке учтен. Типы конструкции вело шин. Есть два варианта, так называемого Skinwall-type (кожаный борт), - для гонок и общего спортивного назначения. Первый, это покрышки с кевларовым или арамидовым бортировочным шнуром (сердечником борта) и тонким прорезиненным кордом на боковинах. Боковины шины специально сделаны очень тонкими, что бы меньше энергии тратилась на их деформацию и, лучше было сцепление с дорогой, особенно на виражах. Используется обычно, самый эффективный, сложный и дорогой компаунд. Шина рассчитана на большие нагрузки во время гонок и высокое внутреннее давление воздуха.
Рис.2, Skinwall-type. Более простой и дешевый, бюджетный вариант Skinwall-type, отличается тем, что бортировочный шнур из изготовлен гибкого стального тросика (фолдинговый – складной вариант) или из стальной проволоки (обозначение Wire). Другой тип - это Gumwall-type (резиновый борт) с прочными боковинами, покрытыми слоем резины.
Рис.3 . Gumwall-type. Шина несколько прибавляет в весе, но становиться очень надежной и выносливой. Боковины покрывают Silica компаундом или более толстым слоем базового компаунда. Иногда боковую поверхность дополнительно усиливают, добавляя защитные слои. Например, шины BIG BETTY и AL MIGHTY от Schwalbe. Они предохраняют от проколов, порезов и от "укусов змеи", которые нередко случаются при наезде на острое ребро, например бордюрный камень или ступеньку. Без таких боковин покрышка, проминаясь, защемится между ободом и препятствием и камера будет пробита в двух местах, что внешне напоминает укус змеи - по два отверстия с каждой стороны. Как видно из этих примеров, у разных покрышек, используются разные материалы каркаса (нейлон, шелк и т.д.) и бортировочных шнуров (стальная проволока, стальной трос или кевларовый и арамидный шнур). Арамид, разновидность и младший брат кевлара, несколько дешевле. О разнице в прочности можно просто не думать, прочность на разрыв арамида просто избыточна, для любых типов вело шин. Слой корда практически не защищает покрышку от проколов острыми предметами (гвозди, стекла, колючки акаций и т.п.). Защитными свойствами обладают только сочетание слоев натуральной резины с кевларом, арамидом, нейлоном – антипрокольный сендвич, и новой специальной ткани Vectran, которая защищает шину и без увесистых слоев натуральной резины. В последнее время все больше появляется покрышек со сложной конструкцией протектора, состоящей из двух и даже трех слоев. Технология при этом усложняется, цена, к сожалению, не падает, скорее наоборот, зато ходовые характеристики и возможности резко возрастают.
Рис.4. Шина Dual Compound MICHELIN Рис. 5. RACING RALPH (двойной вертикальный компаунд Schwalbe) Рис.6. Triple Compaund (Schwalbe) Бескамерные шины Tubeless (UST) На шину и на обод в бескамерных системах возлагается ещё одна задача, - сохранять герметичность и крепко удерживать воздух внутри покрышки. Обод, поэтому, имеет специальную конструкцию и отверстие для соска (вентиля) имеет резьбу и уплотнения. Герметичность получается за счет устройства желобков на ободе и конструкции пятки шины, а отверстия для спиц загерметизированы. Причем, спицы можно использовать любые. Система UST весит, в среднем на 20% больше, чем стандартная система с камерой и, дороже. Сама бескамерная шина так же тяжелее и толще, но, при этом, имеет лучшие характеристики, – легче катит и “цепляется” за грунт, чем аналогичная, стандартная покрышка, в основном, за счет более эффективных и дорогих материалов. Но в последнее время появляются облегченные бескамерные шины, что не может не радовать. Например, NOBBY NIC, 26х2.10” - 625г., а RACING RALPH, 26х2.10” - 590г. Что такое EPI и TPI? В каждом приличном каталоге шин есть таблица характеристик, которую еще называют спецификацией, где есть столбец чисел EPI – плотность каркаса, её обычно измеряют как количество нитей на дюйм. Кроме того, весьма часто можно встретить обозначение TPI. EPI – чаще встречается в Европе, а TPI – более интернациональное обозначение. Есть прямая зависимость между числом EPI (TPI) и типом шины, её стоимостью и весом. Гоночные шины, дорогие и легкие имеют более высокие значения EPI: 50, 67и выше, а бюджетные и городские, меньшие значения EPI, например 37 или 24. Чем больше число EPI, тем резины на боковинах меньше – шины Skinwall-type, и чем меньше число EPI, тем резины на боковинах и протекторе больше, вес больше, а цена ниже – шины Gumwall-type. Резина материал относительно тяжелый, поэтому конструктора стараются «вешать» её на гоночные шины поменьше, зато нитей на дюйм каркаса ставить больше. А на бюджетных шинах, все наоборот. Исключение составляют покрышки для особенно тяжелых условий (фрирайд, даунхилл), тут компаунд, защита и значение EPI – все по максимуму. Внутреннее давление воздуха сильно влияет на работу пневматических шин. Рис. 7. Tyres разное давление. При пониженном давлении беговая дорожка цепляется за дорогу слабо, а плечевые области сильно перегружены, износ неравномерный и достаточно быстрый, деформации боковин и протектора весьма велики и выделяется много вредного тепла. Покрышка имеет большое сопротивление качению с одной стороны и повышенное сцепление на скользком и мокром с другой. Плохо накаченная шина склонна к проколам и пробоям. Если шина перекачена, то уменьшается сцепление с дорогой, возрастает износ беговой дорожки протектора и ухудшается комфорт. Вместе с тем, существуют шины, специально сконструированные для работы при пониженном давлении. Например, городская, двухрядная SNOW STUD от SCHWALBE, нормально накаченная, по асфальту и твердому грунту катиться главным образом по беговой дорожке, практически не касаясь его боковыми стальными шипами. Если под колесами велосипеда лед, то давление снижают и качественное сцепление обеспечивается стальными шипами, расположенными в плечевой области протектора. СМЕРТЬ Шины не вечны. Даже элитные, дорогие и высокотехнологичные – этим они отличаются от лучших друзей девушек! И не только этим. В отравленной кислородом и прочей химией атмосфере трудно жить сложным полимерным конструкциям, от которых постоянно требуют мягкости, прочности, эластичности и надежности в нечеловеческих условиях постоянных перегрузок и вредных воздействий. Кстати о воздействиях. Что убивает наши шины, (банальные порезы, проколы и пробои рассматривать не будем):
Что ещё можно сказать напоследок? Шины, как пирожки из печи, хороши, пока свежие! Производители, обычно, стараются обойти стороной вопрос о возрасте шин, особенно, критическом, когда ездить на них становиться рискованно. А большинство дилеров хранит, на сей счет, многозначительное молчание. Только Michelin пишет о 10-летней гарантии, но только на автомобильные шины! А по поводу велосипедных, вопрос таки остается открытым. Иногда, типа, для справки на боковинах или изнутри чеканят год и месяц издания продукта. Иногда можно найти децимальный номер, который простому байкеру ничегошеньки не говорит, а бывает, что никаких дат нет вообще, в отличие от автомобильных шин, где все четко расписано. Считается, «я знаю еще одного парня, который думает так же!», что классический срок жизни обычной, бюджетной туристической шины 6-7лет. Шины, приближающиеся к предельному возрасту или перешедшие через него не могут считаться надежными в условиях автономного похода, для поездок в горах и, вообще, мало подходят для мокрых дорог и для зимы. Что до более дорогих, элитных, отягощенных фолдингом, кевларом и прочими наворотами покрышек, то срок их предельной жизни можно продлить ещё немного. За счет более качественных материалов, дорогих и редких добавок (антиоксидантных, противо-озонных, задерживающих старение и т.п.), оригинальных и хорошо продуманных конструкций ….* Более неприятная ситуация с зимними и шипованными покрышками. Они имеют более сложный и многокомпонентный состав и стареют быстрее, буквально за 4-5лет. В просвещенных и цивилизованных странах пятилетних зимних бабушек уже не считают за людей и требуют взамен хорошую скидку. Какой из всего этого можно сделать вывод?
Пока, это была теория, но древо шинное уж больше века зеленеет. И посмотрим теперь, несколько жизненных примеров долгоживущих покрышек. Историю всех своих опробованных резиновых вело обувок проследить затруднительно, «иных уж нет, а те далече». Но, все-таки. Начнем, перекрестясь:
Ещё, буквально, пара слов. В принципе велосипедные шины с возрастом, конечно, стареют и теряют свои потребительские качества и полезные свойства. Но происходит сие крайне индивидуально. Сложно было представить, что такой простенький бюджет, как Tiger, Wire, 26х1.9”, 1994г. окажется таким долгоиграющим и живучим. А фирменная Ritchey Z Max sc так неожиданно быстро задубеет и выйдет из строя. А с другой стороны: «Вас же предупреждали!». И не стоит забывать, - перефразируя знаменитое высказывание: «Да, шины смертны, но это было бы еще полбеды. Плохо то, что они иногда внезапно смертны, вот в чем фокус!» И примеры сего были явлены, см. выше. Наверняка, практикующие байкеры легко смогут эти примеры преумножить! И на этой оптимистической ноте, спешу раскланяться. 14.09.2008г. Юрий Разин. PS. Любую, даже самую въедливую и язвительную критику, автор воспримет с интересом и благодарностью. ** - Лирическое отступление 001. Не менее, а скорее даже более, важно знать и оценивать производителя. Одно дело супер дешевый азиатский или попутный восточно-европейский бренд. Попутный потому, что шины для него не главное – погоду делают другие резинотехнические подразделения (ремни, уплотнения…). И другое дело профессионалы велосипедных покрышек, акулы рынка. Тут меньше разгильдяйственности, косорукости и желания содрать не разобравшись, более однородный и дорогой сегмент рынка и более требовательные и состоятельные пользователи. Кроме того, весомый процент ноу-хау, больше денег и мозгов на исследования, разработки и технологию и все это, на каждую шину более толстым слоем намазывается, что заметно даже невооруженным глазом. Если взять, для примера, известный в наших краях восточно-европейский шинный бренд, ну, вы, наверное, понимаете, о ком идет речь, то разница в цене на разные версии одной той же покрышки на российском рынке различается в пять раз! Но суть в том, что более дорогие версии, - это достаточно качественный продукт, а бюджетные версии, ИМХО, – увы, совсем ниже плинтуса. Если, при случае, сравнить с шинами некоторых известных Немецких или Японских в среднем, более дорогих брендов, то имеем существенно меньший разброс цен по версиям (в среднем 2,3 -2,5 раза) и, самое главное, даже самые их бюджетные версии имеют отменные потребительские качества. Что не может не радовать, даже самые черствые вело сердца. *** - Лирическое отступление 002. Сколько приличному байкеру - любителю шин нужно? (типа «Сколько костюмов в шкафу у Максима Горького?», Герберт Уэллс, Россия во мгле). По минимуму, будем подсчитать:
Итого: 5 штук. 02.10.2008г. Юрий Разин |