Auto se točí na volantu

Kolo je velmi důležitým a obvykle podceňovaným prvkem automobilu. Právě přes ráfek a pneumatiku se vůz dotýká vozovky, takže tyto komponenty přímo ovlivňují jízdní výkon vozu a naši bezpečnost. Stojí za to se seznámit se strukturou kola a jeho parametry, abyste jej používali vědomě a nedělali chyby během provozu.

Obecně je kolo automobilu docela jednoduché - skládá se z vysokopevnostního ráfku (ráfku), obvykle integrálně spojeného s diskem, a. Kola se k vozu připojují nejčastěji pomocí ložiskových nábojů. Díky nim se mohou otáčet na pevných nápravách zavěšení vozu.

Úkol ráfků z oceli nebo hliníkové slitiny (obvykle s přídavkem hořčíku), síly se přenášejí i z náboje kola na pneumatiku. Za udržování správného tlaku v kole je zodpovědná samotná pneumatika, jejíž zesílená patka těsně přiléhá k ráfku kola.

Moderní pneumatika skládá se z mnoha vrstev různých pryžových směsí. Uvnitř se nachází základ - speciální konstrukce z pogumovaných ocelových závitů (kordů), které zpevňují pneumatiky a dodávají jim optimální tuhost. Moderní radiální pneumatiky mají 90stupňový radiální kord, který poskytuje tužší běhoun, větší pružnost bočnic, nižší spotřebu paliva, lepší přilnavost a optimální chování v zatáčkách.

Kolo historie

První pneumatika Dunlop.

Ze všech vynálezů, které byly v autě použity, má kolo nejstarší metriku – bylo vynalezeno v polovině XNUMX. tisíciletí před naším letopočtem v Mezopotámii. Rychle se však ukázalo, že použití koženého čalounění kolem jeho okrajů umožnilo nižší valivý odpor a minimalizovalo riziko potenciálního poškození. Tak vznikla první, nejprimitivnější pneumatika.

Průlom v designu kol přišel až v roce 1839, kdy vynalezl proces vulkanizace pryže, jinými slovy vynalezl pryž. Zpočátku byly pneumatiky vyrobeny výhradně z pryže, známé jako pevné látky. Byly však velmi těžké, nepohodlné na používání a samovolně se vznítily. O několik let později, v roce 1845, Robert William Thomson navrhl první pneumatiku s duší. Jeho vynález byl ale málo rozvinutý a Thomson nevěděl, jak jej správně propagovat, takže se na trhu neuchytil.

Kola s drátěnými paprsky

První zimní pneumatika Kelirengas

O čtyři desetiletí později, v roce 1888, měl Skot John Dunlop podobný nápad (poněkud náhodou, když se snažil vylepšit kolo svého 10letého syna), ale měl více marketingových schopností než Thompson a jeho design strhl trh útokem. . O tři roky později měl Dunlop vážnou konkurenci s francouzskou firmou bratří Andre a Edouarda Michelinových, která výrazně zlepšila design pneumatiky a duše. Řešení Dunlop mělo pneumatiku trvale připevněnou k ráfku, což ztěžovalo přístup k duši.

Michelin spojil ráfek s pneumatikou pomocí malého šroubu a svorek. Konstrukce byla pevná a poškozené pneumatiky se velmi rychle měnily, což potvrdila četná vítězství vozů vybavených pneumatiky Michelin na shromážděních. První pneumatiky připomínaly dnešní slicky, neměly žádný běhoun. Poprvé jej použili v roce 1904 inženýři německé firmy Continental, takže šlo o velký průlom.

Michelin X - první radiální pneumatika

Dynamický rozvoj odvětví výroby pneumatik způsobil, že pryžové mléko potřebné pro proces vulkanizace je drahé jako zlato. Téměř okamžitě se začalo hledat způsob výroby syntetického kaučuku. Poprvé to provedl v roce 1909 inženýr společnosti Bayer Friedrich Hofmann. Walter Bock a Eduard Chunkur však jen o deset let později opravili Hofmannův příliš složitý „recept“ (přidali mimo jiné butadien a sodík), díky němuž syntetická guma Bona dobyla evropský trh. V zahraničí se podobná revoluce odehrála mnohem později, teprve v roce 1940 si vědec Waldo Semon z BFGoodrich nechal patentovat směs s názvem Ameripol.

První vozy se pohybovaly na kolech s dřevěnými paprsky a ráfky. Ve 30. a 40. letech byly dřevěné paprsky nahrazeny drátěnými paprsky a v dalších desetiletích začaly paprsky ustupovat kotoučovým kolům. Protože byly pneumatiky používány v různých klimatických podmínkách a podmínkách na vozovce, rychle se objevily specializované verze, jako je zimní pneumatika. První zimní pneumatika tzv Kelirengas ("pneumatika do počasí") byla vyvinuta v roce 1934 finskou společností Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö, která se později stala Nokian.

Bezprostředně po druhé světové válce představily Michelin a BFGoodrich další dvě inovace, které zcela změnily průmysl pneumatik: v roce 1946 Francouzi vyvinuli první pneumatiku na světě Radiální pneumatika Michelin Xa v roce 1947 BFGoodrich představil bezdušové pneumatiky. Obě řešení měla tolik výhod, že se rychle stala široce používanou a dominují trhu dodnes.

Jádro, tedy ráfek

Část kola, na které je pneumatika namontována, se obvykle nazývá ráfek. Ve skutečnosti se skládá z nejméně dvou součástí pro různé účely: ráfku (ráfku), na kterém pneumatika přímo spočívá, a disku, kterým je kolo připevněno k vozu. V současnosti jsou však tyto díly neoddělitelné - svařované, nýtované nebo nejčastěji odlévané z jednoho kusu z hliníkové slitiny a pracovní kotouče jsou vyrobeny z lehkého a odolného hořčíku nebo uhlíkových vláken. Nejnovějším trendem jsou plastové disky.

Alu kola mohou být litá nebo kovaná. Ty jsou odolnější a odolnější vůči namáhání, a proto se výborně hodí například na rallye. Jsou však mnohem dražší než obvyklé "aluze".

Jen jestli si to můžeme dovolit nejlepší je použít dvě sady pneumatik a kol – letní a zimní. Neustálé sezónní výměny pneumatik jim mohou snadno uškodit. Pokud z jakéhokoli důvodu potřebujeme kotouče vyměnit, je nejjednodušší použít tovární kotouče, v případě výměny je nutné upravit rozteč šroubů - jsou povoleny pouze drobné rozdíly oproti originálu, které lze opravit pomocí tzv. plovoucí šrouby.

Důležitá je také instalace ráfku neboli offsetu (značka ET), který určuje, jak moc se kolo schová v podběhu nebo přesahuje svůj obrys. Šířka ráfku musí odpovídat rozměru pneumatiky i.

Pneumatika bez tajemství

Klíčovým a nejuniverzálnějším prvkem kola je pneumatika, která je zodpovědná za udržení vozu v kontaktu s vozovkou, což mu umožňuje přenos hnací síly na zem i účinné brzdění.

Moderní pneumatika má komplexní vícevrstvou strukturu.

Na první pohled jde o obyčejný kus profilované gumy s nášlapem. Ale když to protneme, uvidíme složitou, vícevrstvou strukturu. Jeho kostrou je kostra tvořená textilním kordem, jehož úkolem je udržovat tvar pneumatiky pod vlivem vnitřního tlaku a přenášet zatížení při zatáčení, brzdění a akceleraci.

Na vnitřní straně pneumatiky je kostra pokryta plnivem a butylovým povlakem, který funguje jako tmel. Kostra je oddělena od běhounu ocelovým výztužným pásem a u pneumatik s vysokými rychlostními indexy je bezprostředně pod běhounem také polyamidový pás. Základna je omotaná kolem tzv. patkového drátu, díky kterému je možné pneumatiku pevně a těsně nasadit na ráfek.

Parametry a vlastnosti pneumatik, jako je chování v zatáčkách, přilnavost na různých površích, silniční dino, použitá směs a běhoun mají největší vliv. Podle typu běhounu lze pneumatiky rozdělit na směrové, blokové, smíšené, tažné, žebrované a asymetrické, přičemž poslední jmenovaná je dnes nejpoužívanější díky nejmodernějšímu a nejuniverzálnějšímu designu.

Vnější a vnitřní strana asymetrické pneumatiky má zcela odlišný tvar – první je zformována do masivních kostek, které zodpovídají za jízdní stabilitu, a menší bloky umístěné na vnitřní straně rozptylují vodu.

Kromě bloků jsou další důležitou součástí běhounu tzv. lamely, tzn. úzké mezery, které vytvářejí mezery uvnitř bloků běhounu, poskytují účinnější brzdění a zabraňují uklouznutí na mokrém a zasněženém povrchu. To je důvod, proč je lamelový systém zimních pneumatik rozsáhlejší. Zimní pneumatiky jsou navíc vyrobeny z měkčí, pružnější směsi a nabízejí nejlepší výkon na mokrém nebo zasněženém povrchu. Když teploty klesnou pod cca 7 stupňů Celsia, letní pneumatiky ztvrdnou a brzdný výkon se sníží.

Při nákupu nové pneumatiky určitě narazíte na energetický štítek EU, který je od roku 2014 povinný. Popisuje pouze tři parametry: valivý odpor (z hlediska spotřeby paliva), chování „gumy“ na mokrém povrchu a její objem v decibelech. První dva parametry jsou označeny písmeny od „A“ (nejlepší) do „G“ (nejhorší).

Štítky EU jsou jakýmsi měřítkem, užitečným pro porovnávání pneumatik stejného rozměru, ale z praxe víme, že by se jim nemělo příliš věřit. Rozhodně je lepší se spolehnout na nezávislé testy a názory dostupné v automobilovém tisku nebo na internetových portálech.

Důležitější z pohledu uživatele je samotné označení na pneumatice. a vidíme např. následující posloupnost čísel a písmen: 235/40 R 18 94 V XL. První číslo je šířka pneumatiky v milimetrech. "4" je profil pneumatiky, tzn. poměr výšky k šířce (v tomto případě je to 40 % z 235 mm). "R" znamená, že se jedná o radiální pneumatiku. Třetí číslo, „18“, je průměr sedla v palcích a mělo by odpovídat průměru ráfku. Číslo „94“ je index nosnosti pneumatiky, v tomto případě 615 kg na pneumatiku. „V“ je rychlostní index, tj. maximální rychlost, kterou může auto jet na danou pneumatiku s plným zatížením (v našem příkladu je to 240 km/h; další limity např. Q - 160 km/h, T - 190 km/h, H - 210 km/h). "XL" je označení pro zesílenou pneumatiku.

Dolů, dolů a dolů

Při srovnání aut vyrobených před desítkami let s těmi moderními si jistě všimneme, že nové vozy mají větší kola než jejich předchůdci. Průměr ráfku a šířka kola se zvětšily, zatímco profil pneumatiky se zmenšil. Taková kola jistě vypadají atraktivněji, ale jejich obliba není jen v designu. Faktem je, že moderní auta jsou stále těžší a rychlejší a zvyšují se i nároky na brzdy.

Nízký profil má za následek velkou šířku pneumatiky.

Poškození pneumatiky při dálniční rychlosti bude mnohem nebezpečnější, pokud balónová pneumatika praskne – ztratit kontrolu nad takovým vozidlem je velmi snadné. Auto na nízkoprofilových pneumatikách bude pravděpodobně schopno zůstat v jízdním pruhu a bezpečně brzdit.

Nízká patka, vyztužená speciálním břitem, znamená také větší tuhost, což je cenné zejména v případě dynamické jízdy na klikatých silnicích. Vozidlo je navíc stabilnější při jízdě vysokou rychlostí a lépe brzdí na nižších a širších pneumatikách. V běžném životě však nízký profil znamená menší komfort, zejména na hrbolatých městských silnicích. Největší pohromou pro taková kola jsou jámy a obrubníky.

Sledujte došlap a tlak

Polský zákon teoreticky umožňuje jízdu na pneumatikách se zbývajícím dezénem 1,6 mm. Ale používat takové "žvýkačky" je oříšek. Brzdná dráha na mokrém povrchu je pak minimálně třikrát delší a to by vás mohlo stát život. Spodní bezpečnostní limit je 3 mm pro letní pneumatiky a 4 mm pro zimní pneumatiky.

Proces stárnutí pryže postupuje v čase, což vede ke zvýšení její tvrdosti, což má následně vliv na zhoršení přilnavosti - zejména na mokrém povrchu. Před instalací nebo nákupem ojeté pneumatiky byste proto měli zkontrolovat čtyřmístný kód na bočnici pneumatiky: první dvě číslice označují týden a poslední dvě číslice rok výroby. Pokud je pneumatika starší 10 let, neměli bychom ji dále používat.

Vyplatí se také posoudit stav pneumatik z hlediska poškození, některé totiž vyřazují pneumatiky z provozu, přestože je běhoun v dobrém stavu. Patří mezi ně praskliny v gumě, boční poškození (propíchnutí), puchýře na boku a vepředu, těžké poškození patky (obvykle spojené s poškozením okraje ráfku).

Co zkracuje životnost pneumatik? Jízda s příliš nízkým tlakem vzduchu urychluje opotřebení běhounu, vůle odpružení a špatná geometrie způsobují vroubkování a pneumatiky (a ráfky) se často poškozují při příliš rychlém stoupání na obrubníky. Vyplatí se systematicky kontrolovat tlak, protože podhuštěná pneumatika se nejen rychleji opotřebovává, ale má i horší trakci, odolnost vůči aquaplaningu a výrazně zvyšuje spotřebu paliva.

Opona Driveguard - běžecký pás Bridgeston

Od roku 2014 se stal povinnou výbavou všech nových vozů TPMS, Tire Pressure Monitoring System, systém, jehož úkolem je neustále monitorovat tlak v pneumatikách. Dodává se ve dvou verzích.

Mezisystém řídí tlak v pneumatikách ABS, které počítá rychlost otáčení kol (podhuštěné kolo se rychleji protáčí) a vibrace, jejichž frekvence závisí na tuhosti pneumatiky. Není moc složitý, je levnější na pořízení i údržbu, ale neukazuje přesné měření, pouze zalarmuje, když na delší dobu dojde vzduch v kole.

Na druhou stranu přímé systémy přesně a nepřetržitě měří tlak (a někdy i teplotu) v každém kole a výsledek měření přenášejí rádiem do palubního počítače. Jsou však drahé, prodražují sezónní výměny pneumatik a co je horší, snadno se při takovém používání poškodí.

Na pneumatikách, které poskytují bezpečnost i při vážném poškození, se pracovalo mnoho let, například Kleber experimentoval s pneumatikami plněnými gelem, které zalepily díru po defektu, ale širší oblibu na trhu získaly pouze pneumatiky. Ty standardní mají zesílenou bočnici, která i přes pokles tlaku nějakou dobu unese váhu vozu. Ve skutečnosti zvyšují bezpečnost, ale bohužel nejsou bez nevýhod: silnice jsou hlučné, snižují jízdní komfort (vyztužené stěny přenášejí více vibrací do karoserie), jsou náročnější na údržbu (je potřeba speciální vybavení) , urychlují opotřebení systému odpružení.

specialisté

Kvalita a parametry ráfků a pneumatik mají v motorsportu a motorsportu mimořádný význam. Existuje důvod, proč je auto považováno za stejně terénní jako jeho pneumatiky, přičemž závodníci označují pneumatiky jako „černé zlato“.

Sada pneumatik Pirelli F1 pro sezónu 2020

Terénní pneumatika Mud Terrain

V závodním nebo závodním voze je důležité kombinovat vysokou úroveň přilnavosti na mokru a suchu s vyváženými jízdními vlastnostmi. Pneumatika by po přehřátí směsi neměla ztrácet své vlastnosti, měla by si udržet přilnavost při smyku a okamžitě a velmi přesně reagovat na volant. Pro prestižní soutěže typu WRC nebo F1 se připravují speciální modely pneumatik - většinou několik sad určených pro různé podmínky. Nejoblíbenější výkonnostní modely: (bez běhounu), štěrk a déšť.

Nejčastěji se setkáváme se dvěma typy pneumatik: AT (All Terrain) a MT (Mud Terrain). Pokud se často pohybujeme po asfaltu, ale nevyhýbáme se bahenním koupelím a přejezdům písku, použijme poměrně univerzální AT pneumatiky. Pokud je prioritou vysoká odolnost proti poškození a nejlepší přilnavost na vozovce, je lepší koupit typické MT pneumatiky. Jak název napovídá, zejména na bahnité půdě budou nepřekonatelné.

Chytrý a zelený

Pneumatiky budoucnosti budou stále více šetrné k životnímu prostředí, inteligentní a přizpůsobené individuálním potřebám uživatele.

Volant vozu budoucnosti - Michelin Vision

Bylo alespoň pár nápadů na „zelená“ kola, ale tak odvážné koncepty jako Michelin a pravděpodobně nikdo nepředstavoval. Vision by Michelin je plně biologicky odbouratelná pneumatika a ráfek v jednom. Je vyroben z recyklovatelných materiálů, díky vnitřní bublinkové struktuře nevyžaduje čerpání a je vyráběn v.

Zelená pneumatika Goodyear Oxygene pokrytá na boku mechem

Michelin dokonce naznačuje, že auta budoucnosti budou moci na takové kolo tisknout vlastní běhoun v závislosti na potřebách uživatele. Goodyear zase vytvořil pneumatiky Oxygene, které jsou zelené nejen podle názvu, protože jejich prolamovaná bočnice je pokryta skutečným živým mechem, který produkuje kyslík a energii. Speciální vzorek běhounu nejen zvyšuje trakci, ale také zachycuje vodu z povrchu vozovky a podporuje fotosyntézu. Energie generovaná v tomto procesu se používá k napájení senzorů zabudovaných v pneumatice, modulu umělé inteligence a světelných pásů umístěných na bočnici pneumatiky.

Konstrukce pneumatiky Goodyear reCharge

Oxygene také využívá viditelné světlo nebo komunikační systém LiFi, takže se může připojit k internetu věcí pro komunikaci mezi vozidly (V2V) a vozidlo-město (V2I).

a rychle rostoucí ekosystém vzájemně propojených a neustále se vyměňujících informací, musí být znovu definována role kola automobilu.

Samotné auto budoucnosti bude integrovaným systémem „chytrých“ mobilních komponent a zároveň zapadne do složitějších komunikačních systémů moderních silničních sítí a.

V první fázi využití inteligentních technologií při návrhu kola provedou senzory umístěné v pneumatikách různé typy měření a nasbírané informace pak předávají řidiči prostřednictvím palubního počítače nebo mobilního zařízení. Příkladem takového řešení je prototyp pneumatiky ContinentaleTIS, který pomocí senzoru připojeného přímo k obložení pneumatiky měří teplotu pneumatiky, zatížení a dokonce i hloubku a tlak dezénu. eTIS ve správnou chvíli informuje řidiče, že je čas na výměnu pneumatiky – a ne podle najetých kilometrů, ale podle skutečného stavu gumy.

Dalším krokem bude vytvoření pneumatiky, která bez nutnosti zásahu řidiče bude adekvátně reagovat na data shromážděná senzory.Taková kola automaticky nafouknou nebo přezují defekt pneumatiky a časem se budou moci dynamicky přizpůsobit povětrnostní podmínky a podmínky vozovky, například když prší, drenážní drážky se rozšiřují do šířky, aby se snížilo riziko aquaplaningu. Zajímavým řešením tohoto typu je systém, který umožňuje automaticky upravovat tlak v pneumatikách jedoucích vozidel pomocí mikrokompresorů řízených mikroprocesorem.

Michelin Uptis czyli Unikátní systém pneumatiky proti propíchnutí

Chytrá sběrnice je také sběrnice, která je individuálně přizpůsobena uživateli a jeho aktuálním potřebám. Představme si, že jedeme po dálnici, ale v cíli nás ještě čeká náročný terénní úsek. Požadavky na vlastnosti pneumatik se tedy velmi liší. Řešením jsou kola jako Goodyear reCharge. Vzhledově vypadá standardně - je vyroben z ráfku a pneumatiky.

Klíčovým prvkem je však speciální zásobník umístěný v ráfku obsahující kapsli naplněnou zakázkovou biologicky odbouratelnou směsí, umožňující regeneraci běhounu nebo přizpůsobení měnícím se podmínkám vozovky. Může mít například terénní běhoun, který by vozu v našem příkladu umožnil sjet z dálnice na pozemek. Umělá inteligence bude navíc schopna vyrobit zcela personalizovanou směs přizpůsobenou našemu stylu jízdy. Samotná směs bude vyrobena z biologicky odbouratelného biomateriálu a vyztužena vlákny inspirovanými jedním z nejtvrdších přírodních materiálů na světě – pavoučí hedvábí.

Existují také první prototypy kol, které radikálně mění designová řešení používaná již více než sto let. Jedná se o modely, které jsou zcela odolné proti propíchnutí a poškození a poté plně integrují ráfek s pneumatikou.

Před rokem Michelin představil Uptis, airless model odolný proti propíchnutí, který společnost plánuje uvést na trh za čtyři roky. Prostor mezi tradičním běhounem a ráfkem je vyplněn prolamovanou žebrovanou strukturou vyrobenou ze speciální směsi pryže a skelného vlákna. Takovou pneumatiku nelze propíchnout, protože uvnitř není vzduch a je dostatečně pružná, aby poskytovala pohodlí a zároveň maximální odolnost proti poškození.

Míč místo kola: Goodyear Eagle 360 ​​​​Urban

Auta budoucnosti snad vůbec nepojedou na kolech, ale na ... berlích. Tuto vizi představil Goodyear v podobě prototypu Eagle 360 ​​Urban. Míč by měl být lepší než standardní kolo, tlumit nerovnosti, zvyšovat průchodnost vozidla a průchodnost terénem (otočení na místě) a poskytovat větší odolnost.

Eagle 360 ​​​​Urban je zabalený v bionickém flexibilním obalu plném senzorů, pomocí kterých může sledovat vlastní stav a sbírat informace o prostředí včetně povrchu vozovky. Za bionickou „kůží“ je porézní struktura, která zůstává pružná i přes hmotnost vozidla. Válce umístěné pod povrchem pneumatiky, fungující na stejném principu jako lidské svaly, mohou trvale tvořit jednotlivé fragmenty běhounu pneumatiky. kromě Eagle 360 ​​Urban dokáže se sám opravit – když senzory detekují propíchnutí, otočí kuličkou tak, aby omezily tlak na místo vpichu a způsobily chemické reakce k uzavření vpichu!