Avto se obrne na kolo

Kolo je zelo pomemben in običajno podcenjen element avtomobila. Skozi platišče in pnevmatiko se avtomobil dotika ceste, zato te komponente neposredno vplivajo na vozne lastnosti avtomobila in našo varnost. Vredno se je seznaniti s strukturo kolesa in njegovimi parametri, da ga zavestno uporabljate in ne delate napak med delovanjem.

Na splošno je avtomobilsko kolo precej preprosto - sestavljeno je iz visoko trdnega platišča (platišča), ki je običajno integralno povezano z diskom, in. Kolesa so najpogosteje povezana z avtomobilom s pomočjo pest ležajev. Zahvaljujoč njim se lahko vrtijo na fiksnih oseh vzmetenja avtomobila.

Naloga platišč iz jekla ali aluminijeve zlitine (običajno z dodatkom magnezija), se sile prenašajo tudi s pesta kolesa na pnevmatiko. Pnevmatika sama je odgovorna za vzdrževanje pravilnega tlaka v kolesu, katerega ojačan rob se tesno prilega obroču kolesa.

Moderna pnevmatika sestavljen je iz več plasti različnih gumijastih zmesi. V notranjosti je podstavek – posebna konstrukcija iz gumiranih jeklenih niti (vrv), ki krepijo pnevmatike in jim dajejo optimalno togost. Sodobne radialne pnevmatike imajo 90-stopinjski radialni kord, ki zagotavlja trdnejšo tekalno plast, večjo prožnost bočnice, manjšo porabo goriva, boljši oprijem in optimalno obnašanje v ovinkih.

Zgodovinsko kolo

Dunlopova prva pnevmatika.

Od vseh izumov, ki so bili uporabljeni v avtomobilu, ima kolo najstarejšo metriko - izumili so ga sredi XNUMX. tisočletja pred našim štetjem v Mezopotamiji. Vendar je bilo hitro opaženo, da je uporaba usnjenega oblazinjenja okoli njegovih robov omogočila manjši kotalni upor in zmanjšala tveganje za morebitne poškodbe. Tako je nastala prva, najbolj primitivna pnevmatika.

Do preboja v oblikovanju koles je prišlo šele leta 1839, ko je izumil postopek vulkanizacije gume, z drugimi besedami, izumil je gumo. Sprva so bile pnevmatike v celoti izdelane iz gume, znane kot trdne snovi. Vendar so bili zelo težki, nerodni za uporabo in so se spontano vžgali. Nekaj ​​let pozneje, leta 1845, je Robert William Thomson zasnoval prvo pnevmatiko s zračnico. Njegov izum pa je bil premalo razvit in Thomson ga ni znal pravilno oglaševati, zato se na trgu ni prijel.

Kolesa z žicami

Prva zimska guma Kelirengas

Štiri desetletja pozneje, leta 1888, je imel podobno idejo Škot John Dunlop (nekaj po naključju, ko je poskušal izboljšati kolo svojega 10-letnega sina), vendar je imel več marketinških veščin kot Thompson in njegova zasnova je prevzela trg. . Tri leta pozneje je imel Dunlop resno konkurenco francoskemu podjetju bratov Andre in Edouarda Michelina, ki je bistveno izboljšalo zasnovo pnevmatike in zračnice. Dunlopova rešitev je imela pnevmatiko trajno pritrjeno na platišče, kar je oteževalo dostop do zračnice.

Michelin je z majhnim vijakom in sponkami povezal platišče s pnevmatiko. Struktura je bila trdna, poškodovane pnevmatike pa so se zelo hitro menjale, kar so potrdile številne zmage avtomobilov, opremljenih z Michelinove gume na shodih. Prve gume so bile podobne današnjim slickom, niso imele profila. Prvič so ga leta 1904 uporabili inženirji nemškega podjetja Continental, tako da je bil velik preboj.

Michelin X - prva radialna pnevmatika

Zaradi dinamičnega razvoja industrije pnevmatik je mleko iz gume, potrebno v procesu vulkanizacije, tako drago kot zlato. Skoraj takoj se je začelo iskanje metode za proizvodnjo sintetičnega kavčuka. Prvič je to leta 1909 naredil Bayerjev inženir Friedrich Hofmann. Vendar sta Walter Bock in Eduard Chunkur šele deset let pozneje popravila Hofmannov preveč zapleten »recept« (dodan sta mu med drugim butadien in natrij), zahvaljujoč kateremu je sintetični gumi Bona osvojil evropski trg. V tujini se je podobna revolucija zgodila veliko pozneje, šele leta 1940 je znanstvenik Waldo Semon iz BFGoodrich patentiral mešanico, imenovano Ameripol.

Prvi avtomobili so se premikali na kolesih z lesenimi naperami in platišči. V 30. in 40. letih prejšnjega stoletja so lesene napere zamenjale žične napere, v naslednjih desetletjih pa so napere začele umikati disk kolesom. Ker so bile pnevmatike uporabljene v različnih podnebjih in cestnih razmerah, so se hitro pojavile specializirane različice, kot je zimska pnevmatika. Poklicana prva zimska guma Kelirengas ("Vremenska pnevmatika") je leta 1934 razvilo finsko podjetje Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö, ki je kasneje postalo Nokian.

Takoj po drugi svetovni vojni sta Michelin in BFGoodrich predstavila še dve novosti, ki sta popolnoma spremenili industrijo pnevmatik: leta 1946 so Francozi razvili prvi na svetu Michelin X radialna pnevmatikain leta 1947 je BFGoodrich predstavil pnevmatike brez zračnic. Obe rešitvi sta imeli toliko prednosti, da sta se hitro razširili in prevladovali na trgu vse do danes.

Jedro, to je platišče

Del kolesa, na katerega je nameščena pnevmatika, se običajno imenuje platišče. Pravzaprav je sestavljena iz vsaj dveh komponent za različne namene: platišča (rim), na katerega neposredno sloni pnevmatika, in diska, s katerim je kolo pritrjeno na avtomobil. Vendar so trenutno ti deli neločljivi - varjeni, zakovičeni ali največkrat uliti v enem kosu iz aluminijeve zlitine, delovni diski pa so izdelani iz lahkega in vzdržljivega magnezija ali ogljikovih vlaken. Zadnji trend so plastični diski.

Lita platišča so lahko ulita ali kovana. Slednji so bolj trpežni in odporni na obremenitve in so zato odlično primerni na primer za relije. So pa veliko dražji od običajnih "alusov".

Če si le lahko privoščimo najbolje je uporabiti dva kompleta pnevmatik in platišč - letne in zimske. Nenehna sezonska menjava gum jim zlahka škodi. Če moramo iz kakršnegakoli razloga zamenjati diske, je najlažje uporabiti tovarniške diske, v primeru menjave je treba prilagoditi korak vijakov – dovoljene so le manjše razlike glede na original, ki jih lahko popravimo z tako imenovani plavajoči vijaki.

Pomembna je tudi vgradnja platišča ali odmika (oznaka ET), ki določa, koliko se bo kolo skrilo v kolesnem loku ali preseglo njegov obris. Širina platišča se mora ujemati z velikostjo pnevmatike i.

Pnevmatika brez skrivnosti

Ključni in najbolj vsestranski element kolesa je pnevmatika, ki je odgovorna za ohranjanje stika avtomobila s cesto in mu omogoča, da prenos pogonske sile na tla i učinkovito zaviranje.

Sodobna pnevmatika je kompleksna večplastna struktura.

Na prvi pogled je to navaden kos profilirane gume s tekalno plastjo. Če pa ga prerežete čez, potem vidimo zapleteno, večplastno strukturo. Njegov skelet je trup, sestavljen iz tekstilne vrvice, katere naloga je ohranjati obliko pnevmatike pod vplivom notranjega tlaka in prenašati obremenitev med zavijanjem, zaviranjem in pospeševanjem.

Na notranji strani pnevmatike je karkasa prekrita s polnilom in butilnim premazom, ki deluje kot tesnilo. Karkasa je od tekalne plasti ločena z jeklenim ojačevalnim pasom, pri pnevmatikah z visokimi hitrostnimi indeksi pa je neposredno pod tekalno plastjo tudi poliamidni pas. Podnožje je navito okoli tako imenovane žice za obročke, zahvaljujoč kateri je mogoče trdno in tesno pritrditi pnevmatiko na platišče.

Parametri in značilnosti pnevmatik, kot so obnašanje v ovinkih, oprijem na različnih površinah, cestni dino, uporabljena zmes in tekalna plast imajo največji vpliv. Glede na vrsto tekalne plasti delimo pnevmatike na smerne, blokovske, mešane, vlečne, rebraste in asimetrične, slednje so danes zaradi najsodobnejše in vsestranske oblike najbolj razširjene.

Zunanja in notranja stran asimetrične pnevmatike imata povsem drugačno obliko – prva je oblikovana v masivne kocke, ki so odgovorne za stabilnost pri vožnji, manjši bloki, ki se nahajajo na notranji strani, pa razpršijo vodo.

Poleg blokov so še en pomemben del tekalne plasti tako imenovane lamele, t.j. ozke reže, ki ustvarjajo reže znotraj blokov tekalne plasti, kar zagotavlja učinkovitejše zaviranje in preprečuje zdrs na mokrih in zasneženih površinah. Zato je sistem lamel v zimskih pnevmatikah obsežnejši. Poleg tega so zimske pnevmatike izdelane iz mehkejše, bolj prožne zmesi in nudijo najboljše zmogljivosti na mokrih ali zasneženih površinah. Ko temperature padejo pod približno 7 stopinj Celzija, se letne pnevmatike strdijo in zavorna učinkovitost se zmanjša.

Ob nakupu nove pnevmatike boste zagotovo naleteli na energijsko oznako EU, ki je obvezna že od leta 2014. Opisuje le tri parametre: kotalni upor (glede porabe goriva), obnašanje "gume" na mokri podlagi in njena prostornina v decibelih. Prva dva parametra sta označena s črkami od "A" (najboljše) do "G" (najslabše).

Oznake EU so nekakšen merilo, uporabno za primerjavo pnevmatik enakih dimenzij, a iz prakse vemo, da jim ne gre preveč zaupati. Vsekakor se je bolje zanesti na neodvisne teste in mnenja, ki so na voljo v avtomobilskem tisku ali na spletnih portalih.

Z vidika uporabnika je pomembnejša oznaka na sami pnevmatiki. in vidimo na primer naslednje zaporedje številk in črk: 235/40 R 18 94 V XL. Prva številka je širina pnevmatike v milimetrih. "4" je profil pnevmatike, tj. razmerje med višino in širino (v tem primeru je 40% od 235 mm). "R" pomeni, da gre za radialno pnevmatiko. Tretja številka, "18", je premer sedeža v palcih in se mora ujemati s premerom platišča. Številka "94" je indeks nosilnosti pnevmatike, v tem primeru 615 kg na pnevmatiko. "V" je indeks hitrosti, tj. največja hitrost, s katero lahko avtomobil vozi na določeni pnevmatiki s polno obremenitvijo (v našem primeru je 240 km/h; druge omejitve, na primer Q - 160 km/h, T - 190 km/h, H - 210 km/h). "XL" je oznaka za ojačano pnevmatiko.

Dol, dol in dol

Če primerjamo pred desetletji izdelane avtomobile s sodobnimi, bomo zagotovo opazili, da imajo novi avtomobili večja kolesa kot njihovi predhodniki. Povečala sta se premer platišča in širina kolesa, zmanjšal pa se je profil pnevmatike. Takšna kolesa so zagotovo videti bolj privlačna, vendar njihova priljubljenost ni le v dizajnu. Dejstvo je, da so sodobni avtomobili vse težji in hitrejši, zahteve po zavorah pa se povečujejo.

Nizek profil ima za posledico veliko širino pnevmatike.

Poškodba pnevmatik pri avtocestnih hitrostih bo veliko bolj nevarna, če poči balonska pnevmatika – nadzor nad takšnim vozilom je zelo enostavno izgubiti. Avto z nizkoprofilnimi pnevmatikami bo verjetno lahko ostal na voznem pasu in varno zaviral.

Nizek rob, ojačan s posebnim robom, pomeni tudi večjo togost, kar je še posebej dragoceno v primeru dinamične vožnje po ovinkastih cestah. Poleg tega je vozilo bolj stabilno pri visoki hitrosti in bolje zavira na nižjih in širših gumah. Vendar pa v vsakdanjem življenju nizek profil pomeni manj udobja, zlasti na neravnih mestnih cestah. Največja katastrofa za takšna kolesa so jame in robniki.

Pazi na tekalno plast in pritisk

Teoretično poljska zakonodaja dovoljuje vožnjo na pnevmatikah s preostalim 1,6 mm profila. Toda uporaba takšnega "žvečilnega gumija" je težava. Zavorna pot na mokrih površinah je takrat vsaj trikrat daljša, kar bi vas lahko stalo življenja. Spodnja varnostna meja je 3 mm za letne pnevmatike in 4 mm za zimske.

Proces staranja gume sčasoma napreduje, kar vodi do povečanja njene trdote, kar posledično vpliva na poslabšanje oprijema – predvsem na mokrih površinah. Zato morate pred montažo ali nakupom rabljene pnevmatike preveriti štirimestno kodo na bočnici pnevmatike: prvi dve števki označujeta teden, zadnji dve pa leto izdelave. Če je pnevmatika starejša od 10 let, je ne smemo več uporabljati.

Prav tako je vredno oceniti stanje pnevmatik glede na poškodbe, saj nekatere pnevmatike izključujejo iz uporabe, čeprav je tekalna plast v dobrem stanju. Sem spadajo razpoke v gumi, stranske poškodbe (preboji), mehurji na stranskem in sprednjem delu, hude poškodbe robov (običajno povezane s poškodbo roba platišča).

Kaj skrajša življenjsko dobo pnevmatik? Vožnja s premajhnim zračnim tlakom pospešuje obrabo tekalne plasti, zračnost vzmetenja in slaba geometrija povzročata zareze, pnevmatike (in platišča) pa se pogosto poškodujejo pri prehitrem plezanju po robnikih. Tlak je vredno sistematično preverjati, saj se premalo napolnjena pnevmatika ne samo hitreje obrabi, ampak ima tudi slabši oprijem, odpornost na akvaplaning in znatno poveča porabo goriva.

Opona Driveguard - tekalna steza Bridgeston

Od leta 2014 je TPMS, sistem za nadzor tlaka v pnevmatikah, postal obvezna oprema vseh novih avtomobilov, sistem, katerega naloga je nenehno spremljanje tlaka v pnevmatikah. Na voljo je v dveh različicah.

Vmesni sistem za nadzor tlaka v pnevmatikah uporablja ABS, ki šteje hitrost vrtenja koles (premalo napolnjeno kolo se hitreje vrti) in vibracije, katerih pogostost je odvisna od togosti pnevmatike. Ni zelo zapleten, cenejši je za nakup in vzdrževanje, vendar ne kaže natančnih meritev, alarmira le, ko zraka v kolesu zmanjka dalj časa.

Po drugi strani pa neposredni sistemi natančno in neprekinjeno merijo tlak (in včasih temperaturo) v vsakem kolesu in posredujejo rezultat meritve po radiu v računalnik na vozilu. So pa drage, še dodatno podražijo sezonsko menjavo pnevmatik in še huje, se pri takšni uporabi zlahka poškodujejo.

Na pnevmatikah, ki zagotavljajo varnost tudi ob resnih poškodbah, se dela že vrsto let, Kleber je na primer eksperimentiral z pnevmatikami, napolnjenimi z gelom, ki je zapečatil luknjo po predrtju, vendar so na trgu širšo popularnost pridobile le pnevmatike. Standardni imajo ojačano bočnico, ki kljub padcu tlaka lahko nekaj časa vzdrži težo avtomobila. Pravzaprav povečujejo varnost, a žal niso brez pomanjkljivosti: ceste so hrupne, zmanjšujejo udobje vožnje (ojačane stene prenašajo več tresljajev na karoserijo avtomobila), težje jih je vzdrževati (potrebna je posebna oprema) , pospešujejo obrabo sistema vzmetenja.

специалисты

Kakovost in parametri platišč in pnevmatik so v motošportu in motošportu še posebej pomembni. Obstaja razlog, da se avtomobil šteje za terensko vozilo kot njegove pnevmatike, pri čemer dirkači pnevmatike imenujejo "črno zlato".

Komplet pnevmatik Pirelli za F1 za sezono 2020

Terenska pnevmatika Mud Terrain

Pri dirkalnem ali reli avtomobilu je pomembno kombinirati visoko raven oprijema na mokri in suhi podlagi z uravnoteženimi lastnostmi upravljanja. Pnevmatika po pregrevanju mešanice ne sme izgubiti svojih lastnosti, obdržati mora oprijem med drsenjem in se takoj in zelo natančno odzvati na volanski obroč. Za prestižna tekmovanja, kot sta WRC ali F1, se pripravljajo posebni modeli pnevmatik – običajno več kompletov za različne pogoje. Najbolj priljubljeni modeli zmogljivosti: (brez tekalne plasti), gramoz in dež.

Najpogosteje naletimo na dve vrsti pnevmatik: AT (All Terrain) in MT (Mud Terrain). Če se pogosto gibljemo po asfaltu, a se ne izogibamo blatnim kopelem in prečkanju peska, uporabimo dokaj vsestranske AT pnevmatike. Če sta visoka odpornost na poškodbe in najboljši oprijem na cesti prioriteta, je bolje kupiti tipične MT pnevmatike. Kot že ime pove, bodo neprekosljivi, še posebej na blatnih tleh.

Pametno in zeleno

Pnevmatike prihodnosti bodo vse bolj okolju prijazne, inteligentne in prilagojene individualnim potrebam uporabnika.

Volan avtomobila prihodnosti - Michelin Vision

Bilo je vsaj nekaj idej za "zelena" platišča, a tako drznih konceptov, kot sta Michelin in verjetno, si nihče ni predstavljal. Vision by Michelin je popolnoma biološko razgradljiva pnevmatika in platišče v enem. Narejen je iz materialov, ki jih je mogoče reciklirati, zaradi notranje strukture mehurčkov ni potreben črpanje in je izdelan v.

Guma Goodyear Oxygene zelena, ob strani prekrita z mahom

Michelin celo namiguje, da bodo avtomobili prihodnosti lahko na takšno kolo tiskali svojo tekalno plast, odvisno od potreb uporabnika. Goodyear je ustvaril pnevmatike Oxygene, ki niso samo po imenu zelene, saj je njihova odprta bočnica prekrita s pravim živim mahom, ki proizvaja kisik in energijo. Poseben vzorec tekalne plasti ne samo poveča oprijem, ampak tudi ujame vodo s površine ceste in pospešuje fotosintezo. Energija, ustvarjena v tem procesu, se uporablja za napajanje senzorjev, vgrajenih v pnevmatiko, modula umetne inteligence in svetlobnih trakov, ki se nahajajo v bočnici pnevmatike.

Konstrukcija pnevmatike Goodyear reCharge

Oxygene uporablja tudi vidno svetlobo ali komunikacijski sistem LiFi, tako da se lahko poveže z internetom stvari za komunikacijo vozilo-vozilo (V2V) in vozilo-mesto (V2I).

in hitro rastočim ekosistemom medsebojno povezanih in nenehno izmenjajočih se informacij, je treba na novo opredeliti vlogo avtomobilskega kolesa.

Sam avto prihodnosti bo integriran sistem "pametnih" mobilnih komponent, hkrati pa se bo vklopil v kompleksnejše komunikacijske sisteme sodobnih cestnih omrežij in.

Na prvi stopnji uporabe inteligentnih tehnologij pri oblikovanju kolesa bodo senzorji, nameščeni v pnevmatikah, izvajali različne vrste meritev, nato pa bodo zbrane informacije posredovali vozniku prek vgrajenega računalnika ali mobilne naprave. Primer takšne rešitve je prototip pnevmatike ContinentaleTIS, ki za merjenje temperature, obremenitve in celo globine profila in tlaka uporablja senzor, ki je neposredno povezan z oblogo pnevmatike. Ob pravem času bo eTIS voznika obvestil, da je čas za menjavo pnevmatike – in to ne glede na kilometrino, temveč glede na dejansko stanje gume.

Naslednji korak bo izdelava pnevmatike, ki se bo brez potrebe po posredovanju voznika ustrezno odzvala na podatke, ki jih zberejo senzorji. Takšna kolesa bodo samodejno napihnila ali obnovila počeno pnevmatiko in se bo sčasoma lahko dinamično prilagajala vremenske razmere in razmere na cesti, na primer, ko dežuje, se drenažni utori razširijo v širino, da zmanjšajo tveganje za akvaplaning. Zanimiva rešitev te vrste je sistem, ki omogoča samodejno prilagajanje tlaka v pnevmatikah premikajočih se vozil z uporabo mikrokompresorjev, ki jih krmili mikroprocesor.

Michelin Uptis czyli Edinstven sistem pnevmatik proti predrtju

Pametni avtobus je tudi avtobus, ki je individualno prilagojen uporabniku in njegovim trenutnim potrebam. Predstavljajmo si, da se vozimo po avtocesti, vendar imamo na cilju še vedno težaven brezpotje. Tako se zahteve glede lastnosti pnevmatik zelo razlikujejo. Kolesa, kot je Goodyear reCharge, so rešitev. Na videz je videti standardno - narejen je iz platišča in pnevmatike.

Ključni element pa je poseben rezervoar v platišču, ki vsebuje kapsulo, napolnjeno z biorazgradljivo mešanico po meri, ki omogoča regeneracijo tekalne plasti ali prilagajanje spreminjajočim se razmeram na cestišču. Na primer, lahko ima terensko plast, ki bi avtomobilu v našem primeru omogočila, da zapelje z avtoceste na parkirišče. Poleg tega bo umetna inteligenca lahko proizvedla povsem personalizirano mešanico, prilagojeno našemu načinu vožnje. Sama mešanica bo izdelana iz biološko razgradljivega biomateriala in ojačana z vlakni, ki jih navdihuje eden najtrših naravnih materialov na svetu – pajkova svila.

Obstajajo tudi prvi prototipi koles, ki korenito spreminjajo oblikovne rešitve, ki se uporabljajo že več kot sto let. To so modeli, ki so popolnoma odporni na predrtje in poškodbe in nato v celoti integrirajo platišče s pnevmatiko.

Pred enim letom je Michelin predstavil Uptis, brezzračni model, odporen proti predrtju, ki ga podjetje namerava izdati čez štiri leta. Prostor med tradicionalno tekalno plastjo in platiščem je zapolnjen z odprto rebrasto strukturo iz posebne mešanice gume in steklenih vlaken. Takšne pnevmatike ni mogoče preluknjati, ker v notranjosti ni zraka in je dovolj prožna, da zagotavlja udobje in hkrati maksimalno odpornost proti poškodbam.

Kroglica namesto kolesa: Goodyear Eagle 360 ​​Urban

Morda avtomobili prihodnosti sploh ne bodo šli na kolesa, ampak na ... bergle. To vizijo je Goodyear predstavil v obliki prototipa Eagle 360 ​​Urban. Žoga bi morala biti boljša od standardnega kolesa, blažiti udarce, povečati tekaško sposobnost vozila in zmožnost teka (obračanje na mestu) ter zagotoviti večjo vzdržljivost.

Eagle 360 ​​Urban je zavit v bionično fleksibilno lupino, polno senzorjev, s katerimi lahko spremlja svoje stanje in zbira informacije o okolju, vključno s površino ceste. Za bionično »kožo« je porozna struktura, ki kljub teži vozila ostane prožna. Cilindri, ki se nahajajo pod površino pnevmatike, ki delujejo po enakem principu kot človeške mišice, lahko trajno tvorijo posamezne drobce tekalne plasti pnevmatike. Poleg tega Eagle 360 ​​Urban lahko se sam popravi - ko senzorji zaznajo vbod, zavrtijo kroglico tako, da omejijo pritisk na mesto vboda in povzročijo kemične reakcije, da zaprejo vbod!