Auto se okreće na volanu

Kotač je vrlo važan i obično podcijenjen element automobila. Putem naplatka i gume automobil dodiruje cestu, pa te komponente izravno utječu na performanse vozila i našu sigurnost. Vrijedi se upoznati sa strukturom kotača i njegovim parametrima kako biste ga svjesno koristili i ne pogriješili tijekom rada.

Općenito, kotač automobila je prilično jednostavan - sastoji se od naplatka visoke čvrstoće (obruča), obično integralno povezanog s diskom, i. Kotači su najčešće povezani s automobilom pomoću glavčina ležaja. Zahvaljujući njima, mogu se okretati na fiksnim osovinama ovjesa automobila.

Zadatak naplatka kotača izrađen od čelika ili aluminijske legure (obično s dodatkom magnezija) također prenosi sile s glavčine kotača na gumu. Sama guma je odgovorna za održavanje ispravnog tlaka u kotaču, čiji ojačani rub čvrsto priliježe uz obruč kotača.

Moderna pneumatska guma sastoji se od mnogo slojeva različitih gumenih smjesa. U unutrašnjosti se nalazi baza - posebna struktura izrađena od gumiranih čeličnih niti (korda), koji učvršćuju gume i daju im optimalnu krutost. U modernim radijalnim gumama korda je postavljena radijalno pod kutom od 90 stupnjeva, što osigurava krutost gaznog sloja, veću fleksibilnost bočne stijenke gume, manju potrošnju goriva, bolje prianjanje i optimalno ponašanje u zavojima.

Kotač povijesti

Dunlopova prva pneumatska guma.

Od svih izuma koji su korišteni u automobilu, kotač ima najstariju metriku - izumljen je sredinom XNUMX. tisućljeća prije Krista u Mezopotamiji. Međutim, brzo je uočeno da upotreba kožne podstave oko njegovih rubova smanjuje otpor kotrljanja i minimizira rizik od mogućih oštećenja. Tako je nastala prva, najprimitivnija guma.

Proboj u dizajnu kotača dogodio se tek 1839. godine, kada je izumio proces vulkanizacije gume, drugim riječima, izumio je gumu. U početku su se gume u potpunosti izrađivale od gume, poznate kao čvrste gume. Međutim, bili su vrlo teški, nezgrapni za korištenje i spontano su se zapalili. Nekoliko godina kasnije, 1845., Robert William Thomson dizajnirao je prvu pneumatsku gumu. Njegov izum je, međutim, bio nedovoljno razvijen i Thomson ga nije znao pravilno reklamirati, pa nije zaživio na tržištu.

Kotači sa žicama

Prva zimska guma Kelirengas

Četiri desetljeća kasnije, 1888., Škot John Dunlop imao je sličnu ideju (pomalo slučajno dok je pokušavao poboljšati bicikl svog 10-godišnjeg sina), ali je imao više marketinških vještina od Thompsona i njegov dizajn je osvojio tržište. Tri godine kasnije, Dunlop se suočio s ozbiljnom konkurencijom francuske tvrtke braće Andre i Edouarda Michelina, koji su značajno unaprijedili dizajn gume i zračnice. Dunlopovo rješenje imalo je gumu trajno pričvršćenu za naplatak, što je otežavalo pristup zračnici.

Michelin je spojio naplatak s gumom pomoću malog vijka i stezaljki. Dizajn je bio izdržljiv, a oštećene gume su vrlo brzo zamijenjene, o čemu svjedoče brojne pobjede vozila opremljenih Michelin gume na mitinzima. Prve gume sličile su današnjim slickovima; nisu imale gazni sloj. Prvi su ga 1904. godine upotrijebili inženjeri njemačke tvrtke Continental, pa je to bio veliki pomak.

Michelin X - prva radijalna guma

Dinamičan razvoj industrije guma učinio je gumeno mlijeko potrebno u procesu vulkanizacije skupim poput zlata. Gotovo odmah počela je potraga za načinom proizvodnje sintetičke gume. To je prvi učinio 1909. Bayerov inženjer Friedrich Hofmann. No, tek desetak godina kasnije Walter Bock i Eduard Chunkur korigirali su Hofmannov presloženi “recept” (dodavši između ostalog butadien i natrij) zahvaljujući čemu je Bona sintetička guma osvojila europsko tržište. U inozemstvu se slična revolucija dogodila mnogo kasnije, tek 1940. godine znanstvenik Waldo Semon iz tvrtke BFGoodrich patentirao je smjesu pod nazivom Ameripol.

Prvi automobili vozili su se na kotačima s drvenim žbicama i naplatcima. U 30-im i 40-im godinama XNUMX. stoljeća drvene žbice zamijenjene su žičanim žbicama, au narednim desetljećima žbice su počele ustupati mjesto disk kotačima. Kako su se gume koristile u različitim klimatskim i cestovnim uvjetima, brzo su se pojavile specijalizirane verzije poput zimskih guma. Zvala se prva zimska guma Kellirengas ("Vremenske gume") razvila je 1934. finska tvrtka Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö koja je kasnije postala Nokian.

Odmah nakon Drugog svjetskog rata, Michelin i BFGoodrich predstavili su još dvije inovacije koje su u potpunosti promijenile industriju guma: 1946. Francuzi su razvili prve na svijetu Michelin X radijalna gumaa 1947. BFGoodrich je predstavio gume bez zračnica. Oba rješenja imala su toliko prednosti da su brzo postala široka primjena i dominiraju tržištem do danas.

Jezgra, odnosno rub

Dio kotača na koji je postavljena guma obično se naziva naplatak. U biti se sastoji od najmanje dvije komponente različite namjene: naplatka (felge), na koji se guma izravno naslanja, i naplatka, koji pričvršćuje kotač za vozilo. Međutim, danas su ti dijelovi neodvojivi - zavareni, zakovani ili najčešće izliveni u jednom komadu od aluminijske legure, a radni diskovi izrađeni su od laganog i čvrstog magnezija ili karbonskih vlakana. Najnoviji trend su plastični kotači.

Aluminijski naplatci mogu biti lijevani ili kovani. Potonji su izdržljiviji i otporniji na stres i stoga su savršeni, na primjer, za skupove. Međutim, oni su puno skuplji od konvencionalnih "alusa".

Kad bismo si to samo mogli priuštiti, Najbolje je koristiti dva seta guma i felgi – ljetne i zimske. Stalne sezonske promjene guma mogu ih lako oštetiti. Ako iz bilo kojeg razloga trebamo zamijeniti diskove, najjednostavnije je koristiti tvorničke diskove, u slučaju zamjene potrebno je podesiti korak vijaka - dopuštene su samo manje razlike u odnosu na original koje je moguće ispraviti pomoću takozvanih plutajućih vijaka.

Također je važno postaviti obrub, odnosno ofset (ET oznaka), koji određuje koliko će se kotač sakriti u luku kotača ili izlaziti izvan njegovog obrisa. Širina naplatka mora odgovarati veličini gume i.

Guma bez tajni

Ključni i najraznovrsniji element kotača je guma, koja je odgovorna za kontakt automobila s cestom, omogućujući mu prijenos pogonske sile na tlo i učinkovito kočenje.

Moderna guma je složena višeslojna struktura.

Na prvi pogled riječ je o običnom komadu profilirane gume s gazištem. Ali ako ga presiječemo, vidimo složenu, višeslojnu strukturu. Njegov kostur je okvir koji se sastoji od tekstilne užadi čija je zadaća održati oblik gume pod utjecajem unutarnjeg tlaka i prenijeti opterećenje pri skretanju, kočenju i ubrzanju.

S unutarnje strane gume, karkasa je prekrivena punilom i butilnim premazom koji djeluje kao brtvilo. Okvir je od gaznog sloja odvojen čeličnim pojasom za ukrućenje, a kod guma s visokim indeksima brzine nalazi se i poliamidni pojas neposredno ispod gaznog sloja. Baza je omotana oko tzv. bead wire, zahvaljujući kojoj se guma može čvrsto i tijesno postaviti na naplatak.

Parametri i karakteristike guma, kao što su ponašanje u zavojima, prianjanje na različitim površinama, cesta dino, korištena smjesa i gazni sloj imaju najveći utjecaj. Prema vrsti gaznog sloja gume se dijele na usmjerene, blokovske, mješovite, vučne, rebraste i asimetrične, s tim da su potonje danas najzastupljenije zbog najmodernijeg i univerzalnog dizajna.

Vanjska i unutarnja strana asimetrične gume potpuno su različitih oblika – prva je oblikovana u masivne kocke koje su zaslužne za stabilnost u vožnji, a manji blokovi smješteni s unutarnje strane raspršuju vodu.

Osim blokova, još jedan važan dio gaznoga sloja su takozvane lamele, tj. Uski razmaci stvaraju praznine unutar blokova gaznoga sloja kako bi se omogućilo učinkovitije kočenje i spriječilo klizanje na mokrim i snježnim površinama. Zbog toga je sustav lamela kod zimskih guma opsežniji. Osim toga, zimske gume izrađene su od mekše, fleksibilnije smjese i pružaju bolje performanse na mokrim ili snježnim površinama. Kad temperature padnu ispod oko 7 stupnjeva Celzijevih, ljetne gume otvrdnu i učinkovitost kočenja se smanjuje.

Pri kupnji nove gume sigurno ćete naići na EU oznaku energetske učinkovitosti koja je obvezna od 2014. godine. Opisuje samo tri parametra: otpor kotrljanja (prevedeno u potrošnju goriva), ponašanje “gume” na mokroj površini i njen volumen u decibelima. Prva dva parametra označena su slovima od “A” (najbolji) do “G” (najgori).

EC oznake su koristan vodič za usporedbu guma iste veličine, ali iz iskustva znamo da im ne treba previše vjerovati. Svakako je bolje osloniti se na neovisne testove i mišljenja dostupna u automobilskom tisku ili online portalima.

Sa stajališta korisnika važnije su oznake na samoj gumi. i vidimo npr. sljedeći niz brojeva i slova: 235/40 R 18 94 V XL. Prvi broj je širina gume u milimetrima. “4” je profil gume, tj. omjer visine i širine (u ovom slučaju to je 40% od 235 mm). "R" znači da je radijalna guma. Treći broj, “18” je promjer sjedala u inčima i mora odgovarati promjeru naplatka. Broj "94" je indeks nosivosti gume, u ovom slučaju 615 kg po gumi. “V” je indeks brzine, tj. najveća brzina kojom se automobil može kretati na određenoj gumi s punim opterećenjem (u našem primjeru to je 240 km/h; ostala ograničenja, na primjer, Q - 160 km/h, T - 190 km/h, H - 210 km/h). "XL" je oznaka za ojačanu gumu.

Nisko, sve niže i niže

Uspoređujući automobile napravljene prije nekoliko desetljeća s onima modernim, vjerojatno ćemo primijetiti da novi automobili imaju veće kotače od svojih prethodnika. Povećao se promjer naplatka i širina kotača, a smanjio profil gume. Takvi kotači svakako izgledaju privlačnije, ali svoju popularnost ne mogu zahvaliti samo dizajnu. Činjenica je da moderni automobili postaju sve teži i brži, a zahtjevi prema kočnicama sve veći.

Niski profil rezultira širokom širinom gume.

Oštećenje gume pri brzinama na autocesti bit će puno opasnije ako se ispuha balon guma – vrlo je lako izgubiti kontrolu nad takvim vozilom. Automobil s niskoprofilnim gumama najvjerojatnije će moći ostati u traku i sigurno kočiti.

Niska strana, ojačana posebnim rubom, također znači veću krutost, što je posebno vrijedno u slučaju dinamične vožnje na zavojitim cestama. Osim toga, automobil je stabilniji pri velikim brzinama i bolje koči s nižim i širim gumama. Međutim, u svakodnevnom životu, niski profil znači manje udobnosti, posebno na neravnim gradskim cestama. Najveća katastrofa za takve kotače su rupe i rubnjaci.

Pratite gazni sloj i pritisak

U teoriji, poljsko zakonodavstvo dopušta vožnju na gumama s preostalim profilom od 1,6 mm. Ali korištenje takve "žvakaće gume" je gnjavaža. Put kočenja na mokroj podlozi tada je najmanje tri puta duži, a to vas može koštati života. Donja sigurnosna granica je 3 mm za ljetne gume i 4 mm za zimske gume.

Procesi starenja gume s vremenom napreduju, što dovodi do povećanja njezine tvrdoće, što pak utječe na pogoršanje prianjanja - osobito na mokrim površinama. Stoga prije ugradnje ili kupnje rabljene gume provjerite četveroznamenkasti kod na bočnoj strani gume: prve dvije znamenke označavaju tjedan, a zadnje dvije znamenke godinu proizvodnje. Ako je guma starija od 10 godina, ne bismo je trebali više koristiti.

Također je vrijedno procijeniti stanje guma u smislu oštećenja, jer će neke povući gume iz upotrebe iako je gazni sloj u dobrom stanju. To uključuje pukotine na gumi, bočna oštećenja (probodi), otekline na bočnim i prednjim stranama i ozbiljna oštećenja rubova (obično povezana s oštećenjem ruba ruba).

Što skraćuje životni vijek guma? Vožnja s premalim tlakom zraka ubrzava trošenje gaznog sloja, zračnost ovjesa i loša geometrija uzrokuju ureze, a gume (i naplatci) često se oštećuju pri prebrzom penjanju uz rubnjak. Vrijedno je sustavno provjeravati tlak, jer premalo napuhana guma ne samo da se brže troši, nego ima i lošije prianjanje na cestu, otpornost na akvaplaning i znatno povećava potrošnju goriva.

Opona Driveguard - Bridgestona traka za trčanje

Od 2014. godine obavezna oprema za sve nove automobile postaje TPMS, Tire Pressure Monitoring System, sustav čija je zadaća konstantan nadzor tlaka u gumama. Dolazi u dvije varijante.

Srednji sustav koristi ABS za kontrolu tlaka u gumama, koji broji brzinu kotača (nedovoljno napuhani kotač se brže vrti) i vibracije čija učestalost ovisi o tvrdoći gume. Nije jako kompliciran, jeftiniji je za kupnju i održavanje, ali ne pokazuje točne mjere, samo vas dojavi kad već duže vrijeme nestane zraka u kotaču.

S druge strane, izravni sustavi precizno i ​​kontinuirano mjere tlak (a ponekad i temperaturu) u svakom kotaču i prenose mjerenje putem radija na putno računalo. No, one su skupe, poskupljuju sezonsku zamjenu guma i, što je još gore, lako se oštećuju tijekom takve uporabe.

Dugi niz godina radilo se na gumama koje bi pružile sigurnost i u slučaju ozbiljnih oštećenja, tako je Kleber eksperimentirao s gumama punjenim gelom koji je zatvorio rupu nakon bušenja, no gume su tek dobile širu popularnost na tržištu. Standardni imaju ojačanu bočnu stijenku, koja, unatoč padu tlaka, može neko vrijeme izdržati težinu automobila. Oni zapravo povećavaju sigurnost, ali, nažalost, nisu bez nedostataka: skupi su, bučni, smanjuju udobnost vožnje (ojačane stijenke prenose više vibracija na karoseriju automobila), teži su za održavanje (potrebna je posebna oprema), teže su za održavanje (potrebna je posebna oprema) te ubrzavaju trošenje sustava ovjesa.

specijalisti

Kvaliteta i parametri kotača i guma od posebne su važnosti u moto sportu i moto sportu. Postoji razlog zašto se automobil smatra jednako sposobnim za terensku vožnju kao i njegove gume, a trkači gume nazivaju "crno zlato".

Set Pirelli guma za F1 za sezonu 2020

Terenska guma za blato

U trkaćem ili reli automobilu važno je kombinirati visoke razine prianjanja na mokrim i suhim cestama s uravnoteženim karakteristikama upravljanja. Guma ne smije izgubiti svojstva nakon pregrijavanja smjese, treba održavati prianjanje pri proklizavanju, te trenutno i vrlo precizno reagirati na volan. Za prestižna natjecanja kao što su WRC ili F1 pripremaju se posebni modeli guma - obično nekoliko setova dizajniranih za različite uvjete. Najpopularniji modeli izvedbe: (bez gaznog sloja), šljunak i kiša.

Najčešće se susrećemo s dvije vrste guma: AT (All Terrain) i MT (Mud Terrain). Ako se često krećemo po asfaltu, ali u isto vrijeme ne izbjegavamo blatne kupke i prelazak pijeska, koristimo prilično svestrane AT gume. Ako su vam prioriteti visoka otpornost na oštećenja i najbolja trakcija, bolje je kupiti tipične MT gume. Kao što ime govori, bit će nepobjedivi, pogotovo na blatnjavom terenu.

Pametno i zeleno

Gume budućnosti bit će sve ekološki prihvatljivije, inteligentnije i prilagođene individualnim potrebama korisnika.

Upravljač automobila budućnosti – Michelin Vision

Bilo je barem nekoliko ideja za “zelene” kotače, ali vjerojatno nitko nije zamišljao tako hrabre koncepte kao što su Michelin i . Michelinova Vision je potpuno biorazgradiva guma i naplatak u jednom. Izrađen je od materijala koji se mogu reciklirati, ne zahtijeva pumpanje zbog unutarnje strukture mjehurića i izrađen je u.

Zelena guma Goodyear Oxygene prekrivena mahovinom sa strane

Michelin čak sugerira da će budući automobili moći otisnuti vlastiti gazni sloj na takav kotač, ovisno o potrebama korisnika. S druge strane, Goodyear je stvorio gume Oxygene, koje su zelene ne samo po imenu, jer je njihova otvorena bočna stijenka prekrivena pravom, živom mahovinom koja proizvodi kisik i energiju. Poseban uzorak gaznog sloja ne samo da povećava trakciju, već i zadržava vodu s površine ceste, potičući fotosintezu. Energija nastala u ovom procesu koristi se za napajanje senzora ugrađenih u gumu, modula umjetne inteligencije i svjetlosnih traka smještenih na bočnoj strani gume.

Dizajn gume Goodyear reCharge

Oxygene također koristi vidljivu svjetlost ili LiFi komunikacijski sustav – tako da se može povezati s Internetom stvari, omogućujući komunikaciju vozilo-vozilo (V2V) i vozilo-infrastruktura (V2I).

i brzo rastućem ekosustavu međusobno povezanih uređaja koji neprestano komuniciraju, uloga automobilskog kotača mora se redefinirati.

Sam automobil budućnosti bit će integrirani sustav “pametnih” mobilnih komponenti, a ujedno će se uklapati u složenije komunikacijske sustave suvremenih cestovnih mreža i mreža.

U prvoj fazi pametne tehnologije u dizajnu kotača, senzori smješteni u gumama vršit će različite vrste mjerenja, a potom prikupljene informacije prenositi vozaču putem putnog računala ili mobilnog uređaja. Primjer takvog rješenja je prototip gume ContinentaleTIS, koja koristi senzor spojen izravno na oblogu gume za mjerenje njezine temperature, opterećenja, pa čak i dubine i pritiska profila. U pravom trenutku eTIS će obavijestiti vozača da je vrijeme za zamjenu gume – ne na temelju prijeđenih kilometara, već na temelju stvarnog stanja guma.

Sljedeći korak bit će izrada gume koja će bez potrebe za intervencijom vozača primjereno reagirati na podatke prikupljene senzorima.Takvi kotači će automatski napuhati ili obnoviti probušenu gumu, a s vremenom će se moći dinamički prilagođavati vremenskim uvjetima i uvjeti na cesti, na primjer, kada pada kiša, gazni slojevi za odvodnju se šire kako bi se smanjio rizik od akvaplaninga. Zanimljivo rješenje ove vrste je sustav koji vam omogućuje automatsku regulaciju tlaka u gumama automobila u pokretu pomoću mikrokompresora kojima upravlja mikroprocesor.

Michelin Uptis czyli Jedinstveni sustav guma otporan na bušenje

Inteligentni autobus je također autobus individualno prilagođen korisniku i njegovim trenutnim potrebama. Zamislimo da se krećemo autocestom, ali na odredištu još uvijek imamo tešku dionicu izvan ceste. Stoga se zahtjevi za svojstva guma jako razlikuju. Rješenje su kotači poput Goodyear reChargea. Izgledom izgleda standardno - od felge i gume.

Ključni element, međutim, poseban je spremnik smješten u rubu koji sadrži kapsulu ispunjenu prilagođenom biorazgradivom smjesom, što omogućuje obnavljanje gume ili prilagodbu promjenjivim uvjetima na cesti. Na primjer, mogao bi imati terensku gaznu površinu koja bi našem primjeru automobila omogućila vožnju ravno s autoceste na parkiralište. Osim toga, umjetna inteligencija moći će proizvesti potpuno personaliziranu mješavinu prilagođenu našem stilu vožnje. Sama mješavina bit će napravljena od biorazgradivog biomaterijala i ojačana vlaknima inspiriranim jednim od najtvrđih prirodnih materijala na svijetu - paukova svila.

Tu su i prvi prototipovi kotača, koji radikalno mijenjaju dizajnerska rješenja koja se koriste više od sto godina. Riječ je o modelima koji su u potpunosti zaštićeni od probijanja i oštećenja, a zatim potpuno integriraju felgu s gumom.

Prije godinu dana Michelin je predstavio Uptis, bezračni model otporan na probijanje koji tvrtka planira lansirati za četiri godine. Prostor između tradicionalnog gaznog sloja i ruba ispunjen je ažurnom rebrastom strukturom izrađenom od posebne mješavine gume i stakloplastike. Ova vrsta gume se ne može probušiti jer unutra nema zraka i dovoljno je fleksibilna da pruži udobnost i istovremeno maksimalnu otpornost na oštećenja.

Kugla umjesto kotača: Goodyear Eagle 360 ​​​​Urban

Možda se automobili budućnosti uopće neće kretati na kotačima, nego na... štakama. Tu viziju koncern Goodyear predstavio je u obliku prototipa Igl 360 Urban. Lopta bi trebala bolje upijati neravnine od standardnog kotača, povećati upravljivost i upravljivost vozila (okreće se na mjestu), te osigurati veću izdržljivost.

Eagle 360 ​​​​Urban obavijen je bioničkom, fleksibilnom kožom punom senzora pomoću kojih može pratiti vlastito stanje i prikupljati informacije o okolišu, uključujući površinu ceste. Iza bioničke kože nalazi se porozna struktura koja ostaje fleksibilna unatoč težini vozila. Cilindri koji se nalaze ispod površine gume, djelujući na isti princip kao i ljudski mišići, mogu trajno formirati pojedinačne fragmente gaznog sloja gume. osim Igl 360 Urban može se sam popraviti - kada senzori otkriju ubod, okreću kuglicu na takav način da ograniče pritisak na mjesto oštećenja i izazovu kemijske reakcije za zatvaranje uboda!