Вход

Участвай в играта на auto motor und sport и спечели Комплект зимни гуми Nokian Tyres

Отговорете правилно на въпросите и можете да спечелите някоя от седмичните ни награди или голямата награда - Комплект зимни гуми Nokian Tyres

Моля, запознайте се с Общите условия на играта

 

Каква е основната разлика между зимната и лятната гума?



Коя компания изобретява първата в света зимна автомобилна гума?



Какво представлява технологията Aramid Sidewall на Nokian Tyres?



Какво представлява технологията Coanda на Nokian Tyres?



За какво служи WSI индикатора за безопасно шофиране върху гумите Nokian Tyres?



Защо Nokian Tyres става първият производител на автомобилни гуми, който използва рафинирани нискоароматни масла при производството на продуктите си?



 

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

0 продукта | 0 лв.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

auto motor und sport Bulgaria logo

История на автомобилните гуми V: Анатомията

19.09.2017 00:31
История на автомобилните гуми V: Анатомията

Какво представлява структурата на съвременната автомобилна гума

Съпротивление при търкаляне

Все по-важен фактор при конструирането на гумите става съпротивлението при търкаляне на гумата. 90 процента от него може да се отнесе към така наречения хистерезис – тоест разсейването на енергията, която се появява, когато протекторът, страничната част и каркасът на гумата се деформират при движение. Останалите 10 процента са резултат от аеродинамичното съпротивление и триенето на гумата с пътя и на гумата с джантата. Когато гумата се деформира, тя генерира загуби от триене под формата на топлина. Количеството енергия, която гумата консумира и преобразува в топлина, е функция на фактори, които инженерите обединяват под термина виско-еластични свойства на материалите, изграждащи гумата. Като пример за двата края на виско-еластичния спектър могат да послужат пластилинът и стоманената пружина.

Материал, който възстановява своята оригинална форма, връщайки цялата приложена енергия (като стоманената пружина), се определя като еластичен, а този който абсорбира енергия и приема нова форма при деформация (пластилинът) е вискозен. Топка за тенис например би отскочила почти до височината, от която е пусната, защото ще върне почти цялата енергия, докато една пластилинова ще я абсорбира. В гумата се търси баланс от тези качества и съответно съчетаване на материалите (това е особено валидно при енергоспестяващите гуми), като се смята, че 20 процента намаляване на съпротивлението при търкаляне довеждат до 4 процента намаляване на разхода на гориво. Създаването на радиалните гуми от Michelin, които се сгъват в по-малка степен, намали съпротивлението при търкаляне с около 20 процента спрямо диагоналните. Важен компонент в намаляването на съпротивлението при търкаляне бе откриването на възможностите на силициевия двуокис като структурен елемент на гумата. „Връзката на функционалните полимери с молекулите на силиката намаляват гъвкавостта на молекулните вериги, а по този начин и съпротивлението при търкаляне”, отбелязва шефът на развойната дейност на Dunlop. „Постигането на определена степен на намаляване на емисиите на въглероден двуокис чрез развойна дейност в областта на гумите е по-евтино, отколкото при конструирането на нов мотор”, добавя ръководителят на развойния отдел на химическия концерн Lanxess. В уравнението за създаване на подходящата смес обаче се включват множество противоречия, които са неизчерпаем източник на предизвикателства към химиците. Едно от тези противоречия е съвсем логичният сблъсък между необходимостта от ниско съпротивление при търкаляне и спирането на мокра настилка, а примерът с топките би могъл да бъде приведен и тук. Особено важно е обаче да се отбележи и факторът налягане на гумата, който в общи линии може значително да премести качествата на гумата по скалата на хистерезиса. Така че към уравнението за намаляване на разхода на гориво трябва да се включи не само конструкцията на гумата, но и въздухът в нея. Ако карате велосипед, знаете колко различно е усилието при въртенето на педалите при меки и твърдо напомпани гуми.

Текстилните материали

Специалистите по усилващите тъкани – стоманени, от полиестерни влакна, район и найлон, в армиращите пластове смятат, че скоро материалите в тази област ще претърпят значителни промени. Производителите на гуми и доставчиците на усилващи текстилни компоненти интензивно разработват нови материали с по-голяма якост и по-ниско тегло. Компанията Milliken например, която произвежда текстилни компоненти и влакна, създава тъкани за пояси с нов вид влакна, които нямат нужда от календероване, тоест обвиване с каучук за по-добро сцепление между поясите. По този начин се спестяват от 100 до 500 г каучук, като същевременно се намалява хистерезисната загуба на енергия, а оттам и съпротивлението при търкаляне.

Използването на ароматните полиамиди, известни като арамиди, в качеството на усилващи материали предизвика революция в конструирането на гуми. Въведени са за първи път от химическата компания DuPont през 1971 година и са известни с марката Kevlar. Имат множество приложения и се използват за усилване на въжета, за механично усилване на гумени елементи, а от 90-те години конструкторите ги въвеждат в гумите с изключителен успех. Други марки на подобни продукти са Technora, произвеждани в Япония от компанията Teijin, и Twaron, също произвеждани от Teijin. Тези материали са по-скъпи от традиционно използваните, но днес са единствените, които са подходящи за високоскоростни гуми. Химиците все повече насочват погледите си и към въглеродните влакна, особено след създаването по-евтини технологии от страна химически компании, свързани с автомобилното производство.

Конструкция

От изобретяването си до днес автомобилната гума е претърпяла невероятна еволюция – тя започва със създаването на борта, позволяващ демонтиране на гумата, през подобряването на материалите, използвани за каркаса (памук до полиестер) и откриването на възможността да бъдат влагани сажди от петролната промишленост, служещи като химически стабилизатор на каучука. Важен скок в технологиите е създаването на безкамерната гума, а промените в конструкцията и респективно преминаването от диагонална към радиална гума са истинска революция.

Така изглежда съвременната радиална гума (моля вижте схемата) 

Протектор
Централен блок
Блокове на протектора
Канали
Ламели
Раменни блокове
Пояси
Стоманени корди
Радиални пластове
Уплътнител на борта
Борт

Предимствата на радиалната конструкция на гумата се състоят най-вече в начина, по който е изграден носещият й скелет или т. нар. каркас.

Пластовете са изградени от множество влакна, най-често полиестерни, обвити в гума и формиращи т. нар. пояси, разположени по дължината на протектора. Използването им се налага за укрепване на радиалната гумата в надлъжна посока поради липсата на кръстосани пластове. Друга носеща част е напречният или радиално разположен пласт, откъдето идва названието на този тип гуми.

Конструкция на гумата й позволява много по-голяма степен на извиване и огъване, което от своя страна спомага за поемане на неравностите по пътя. Дори при намаляване на налягането или накланяне тя запазва по-голяма контактна площ от диагоналната, а поради специфичната си архитектурата и разположение на пластовете има по-ниска степен на вътрешно триене. Това означава генериране на по-малко топлина (един от най-големите бичове за една гума), възможност за по-високи скорости и намаляване на износването на протектора.

Горният пласт на радиалната структура обикновено е изграден от стоманени оплетки или корди, направени от преплетени стоманени влакна, обвити в гума. Те гарантират подобряване на стабилността и устойчивостта на основата и спомагат за по-малко износване на грайфера. Още едно тяхно преназначение е защитата на основния пласт от удари и спукване.
Уплътнителят на борта, както и допълнителни горни пояси се поставят в някои високоскоростни гуми. Те позволяват на гумата да запази стабилна формата си при взимане на остри завои и подобряват стабилността при високи скорости.
Най-горната част на гумата е протекторът, чийто шарки за мнозина играят само естетическа роля. Присъствието му обаче е от изключително голямо значение за сцеплението на гумата с пътя.

Както видяхме по-рано, смесите се различават значително при различните типовете гуми. При зимните те са по-меки и не се променят значително при понижаване на температура, докато състезателните трябва да издържат на допълнително генерираното количество топлина при високи обороти и натоварване, дължащо се на действието на силни странични сили. Задоволяването на противоречивите изисквания за сцепление с пътя и устойчивост на износване е истинско предизвикателство пред създателите на гуми.

Въпреки че има огромно разнообразие в дизайна на протектора, съставните му елементи са едни и същи.
Раменните блокове имат за задача да осигурят защита и допълнително сцепление при остри завои. Страниците са изработени от гъвкав каучук и при run flat гумите са по-твърди, а бортът чиято основа е високоякостна стомана, има за задача да задържи пластовете и за служи като опора към джантата. Пластовете са изработени от тъкани и са извити от единия до другия борт.
Вътрешната част е тънък слой, който служи да задържи въздуха в гумата и играе ролята на вътрешна гума.

Диагонална срещу радиална гума

Страниците и протекторът използват едни и същи опорни пластове

При странично натоварване сгъването на страниците се предава на протектора, което води до:

деформация на протектора
триене с повърхността
намалено съпротивление
висок разход на гориво


Предимства на радиалната гума

Отлично сцепление благодарение на стабилната корона и по голямата контактна площ:
По добро разпределение на налягането, водещо до намаляване на потъването
Намалено съпротивление на триене
Намалена консумация на гориво
По-дълъг живот
По-добър комфорт и управляемост

Протекторът

Конструкцията на гумата има огромно значение за цялостната й структура, за здравината, издръжливостта на натоварване, усукване и вътрешно съпротивление, но именно протекторът е този, който осъществява директния контакт с пътя. На пазара могат да се открият гуми с хиляди видове шарки на протектори, при които функционалността и естетиката се комбинират в различни пропорции. Разбира се, невинаги едното е за сметка на другото, но обикновено постигането и на двете е доста трудно. Идеалната гума за сух асфалт би била гладка, подобно на сликовете за спортни автомобили. Така се осигурява максимална контактна площ на гумата с пътя; разбира се, сцеплението зависи и от много други фактори, като кинематиката на окачването и разпределението на теглото.

Подходящият избор на смес и шарка на протектора са от изключително важно значение за задоволяване на множество противоречиви изисквания – добро сцепление на сухо, на мокро, нисък шум (за който от особено значение са размерът и формата на блоковете, които генерират шум изтласквайки въздуха изпод тях, както и начинът на износването им и формата на каналите играещи ролята на въздуховоди), ниско съпротивление на търкаляне, устойчивост на износване. Въпреки множеството от решения при оформянето на протектора в общи линии той изглежда така:

Ламели
Канали
Блокове
Ребра
Отвори
Рамена

Ребрата са свързани в обща окръжност блокове, имащи за задача да осигурят максимална контактна площ, а рамената осигуряват сцеплението на автомобила в завой. Същата задача имат и блоковете. Отворите служат за подобряване на охлаждането. Ламелите позволяват относителното изместване на отделните части на блоковете, а при зимните гуми са оформени по специфичен начин, осигуряващ сцепление върху сняг. Каналите имат предназначение да отвеждат водата – по този начин гумата играе ролята на своеобразна водна помпа. Тъй като водата има качествата на всеки течен флуид, тоест е практически несвиваема, единственият начин гумата да осъществи контакт с пътя е като я изтласка или отвежда към каналите. Производителите създават все по-сложни и специфични подредби на напречните и надлъжните канали, като някои от надлъжните са самостоятелни и имат за задача да поемат част от водата като резервоари, а други са свързани с напречни, чиято функция е да я отведат от предната към задната и част и да я изтласкат навън. Напоследък конструкторите на гуми все повече се стремят да насочват водата не навън, а навътре и назад. Способността на гумата да изтласка по-голямо количество вода зависи от дълбочината на каналите и от тяхната площ – нещо, което е в противоречие с поведението на сухо, където целта е да се постигне максимална площ на контакт и следователно сцепление с пътя. Специалистите наричат съотношението на площта на изрязаните пространства, т.е. на каналите и ламелите, към общата площ коефициент на незапълване или void ratio.

(следва)

Текст: Георги Колев

Коментари
comments powered by Disqus