Jak działają opony

  • Paul Sparks
  • 0
  • 5310
  • 625
Dalej
  • 5 znaków ostrzegawczych Potrzebujesz nowych opon
  • Jak działa Tweel Airless Tire
  • -Jak działa guma
  • Czy niektóre opony są bezpieczniejsze od innych?

Czy wiesz, co oznaczają wszystkie oznaczenia na twoich oponach?

-Jeśli szukasz nowych opon, wszystkie zmienne w specyfikacjach opon i mylący żargon, który możesz usłyszeć od sprzedawców opon lub „ekspertów”, mogą sprawić, że zakup będzie raczej stresujący. A może po prostu chcesz w pełni zrozumieć opony, które już masz, koncepcje w pracy, znaczenie tych wszystkich oznaczeń na ścianie bocznej. Co to wszystko oznacza w zwykłych terminach?

-W tym artykule przyjrzymy się, jak zbudowane są opony i zobaczymy, co jest w oponie. Dowiemy się, co oznaczają wszystkie liczby i oznaczenia na boku opony, i rozszyfrujemy część żargonu związanego z oponami. Pod koniec tego artykułu zrozumiesz, w jaki sposób opona wspiera Twój samochód, i dowiesz się, dlaczego w oponach może gromadzić się ciepło, zwłaszcza jeśli ciśnienie jest niskie. Będziesz także w stanie prawidłowo wyregulować ciśnienie w oponach i zdiagnozować niektóre typowe problemy z oponami!

-

Jak pokazano poniżej, opona składa się z kilku różnych elementów.

  • Plik koralik to pętla z wysokowytrzymałej linki stalowej pokrytej gumą. Daje oponie wytrzymałość, której potrzebuje, aby pozostać na feldze i radzić sobie z siłami wywieranymi przez maszyny do montażu opon, gdy opony są montowane na felgach.
  • Plik ciało składa się z kilku warstw różnych materiałów, tzw fałdowanie. Najpopularniejszym materiałem warstwowym jest sznur poliestrowy. Kordy w oponie radialnej biegną prostopadle do bieżnika. Użyto niektórych starszych opon diagonalne opony diagonalne, opony, w których tkanina biegła pod kątem do bieżnika. Warstwy są pokryte gumą, która pomaga im łączyć się z innymi elementami i uszczelniać w powietrzu.
    O wytrzymałości opony często decyduje liczba warstw, które posiada. Większość opon samochodowych ma dwie warstwy nadwozia. Dla porównania, duże komercyjne jetlinery często mają opony z 30 lub więcej warstwami.
  • W oponach radialnych z opasaniem stalowym, paski wykonane ze stali służą do wzmocnienia obszaru pod bieżnikiem. Pasy te zapewniają odporność na przebicie i pomagają oponie pozostać płaską, tak aby miała najlepszy kontakt z drogą.
  • Niektóre opony mają warstwy osłonowe, dodatkowa warstwa lub dwie tkaniny poliestrowe, które pomagają utrzymać wszystko na miejscu. Te warstwy osłonowe nie występują we wszystkich oponach; są one najczęściej stosowane w oponach z wyższymi indeksami prędkości, aby wszystkie komponenty pozostały na miejscu przy dużych prędkościach.
  • Plik ściana boczna zapewnia oponie stabilność boczną, chroni warstwy karoserii i pomaga powstrzymać ucieczkę powietrza. Może zawierać dodatkowe składniki pomagające zwiększyć stabilność boczną.
  • Plik stąpać jest wykonany z mieszanki wielu różnych rodzajów kauczuków naturalnych i syntetycznych. Bieżnik i ściany boczne są wytłaczane i przycinane na długość. Na tym etapie bieżnik jest po prostu gładką gumą; nie ma wzoru bieżnika, który nadaje oponie trakcja.

Wszystkie te elementy są montowane w maszynie do produkcji opon. Ta maszyna zapewnia, że ​​wszystkie elementy są we właściwym miejscu, a następnie formuje oponę w kształt i rozmiar zbliżony do jej gotowych wymiarów.

W tym momencie opona ma wszystkie swoje części, ale nie jest trzymana razem zbyt mocno i nie ma żadnych oznaczeń ani wzorów bieżnika. Nazywa się to zielona opona. Następnym krokiem jest wbicie opony w oponę maszyna do utwardzania, która działa jak gofrownica, formując wszystkie oznaczenia i wzory trakcji. Ciepło wiąże również ze sobą wszystkie elementy opony. To się nazywa wulkanizacja. Po kilku zabiegach wykończeniowych i kontrolnych opona jest gotowa.

Każdy fragment małego nadruku na boku opony coś znaczy:

Typ opony
Plik P. oznacza, że ​​opona jest oponą do samochodów osobowych. Niektóre inne oznaczenia to LT dla lekkiej ciężarówki i T do opon tymczasowych lub zapasowych.

Szerokość opony
Plik 235 to szerokość opony w milimetrach (mm) mierzona od ściany bocznej do ściany bocznej. Ponieważ na tę miarę ma wpływ szerokość obręczy, pomiar dotyczy opony, która ma zamierzony rozmiar obręczy.

Aspect Ratio
Ta liczba określa wysokość opony, od stopki do górnej krawędzi bieżnika. Opisuje się to jako procent szerokości opony. W naszym przykładzie współczynnik kształtu wynosi 75, więc wysokość opony to 75 procent jej szerokości, czyli 176,25 mm (0,75 x 235 = 176,25 mm, czyli 6,94 cala). Im mniejszy współczynnik kształtu, tym szersza opona w stosunku do jej wysokości.

Opony o wysokich osiągach mają zwykle niższy współczynnik kształtu niż inne opony. Dzieje się tak, ponieważ opony o niższym wydłużeniu zapewniają lepszą stabilność boczną. Kiedy samochód pokonuje zakręt, generowane są siły boczne, które opona musi wytrzymać. Opony o niższym profilu mają krótsze, sztywniejsze ściany boczne, dzięki czemu lepiej znoszą siły na zakrętach.

Budowa opon
Plik R oznacza, że ​​opona została wykonana w konstrukcji radialnej. To najczęstszy rodzaj konstrukcji opony. Starsze opony zostały wykonane przy użyciu diagonalnego skosu (re) lub bias z paskiem (b) budowa. Osobna notatka wskazuje, ile warstw składa się na ścianę boczną opony i bieżnik.

Średnica obręczy
Liczba ta określa w calach średnicę felgi, dla której przeznaczona jest opona.

Jednolita klasyfikacja jakości opon
Opony do samochodów osobowych mają również ocenę w ramach jednolita klasyfikacja jakości opon (UTQG). Możesz sprawdzić ocenę UTQG dla swoich opon na tej stronie prowadzonej przez amerykańską National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). Ocena UTQG Twojej opony mówi Ci o trzech rzeczach:

  • Zużycia bieżnika: Ta liczba pochodzi z testów opony w kontrolowanych warunkach na rządowym torze testowym. Im wyższa liczba, tym dłużej można oczekiwać trwałości bieżnika. Ponieważ nikt nie będzie jeździł swoim samochodem po dokładnie tych samych nawierzchniach i z taką samą prędkością, jak na rządowym torze testowym, liczba ta nie jest dokładnym wskaźnikiem tego, jak długo bieżnik faktycznie wytrzyma. Jest to jednak dobra miara względna: możesz oczekiwać, że opona o większej liczbie będzie trwać dłużej niż ta o mniejszej liczbie.
  • Trakcja: Trakcja opony jest oceniana AA, ZA, b lub do, z AA na górze skali. Ocena ta oparta jest na zdolności opony do zatrzymywania samochodu na mokrym betonie i asfalcie. Nie wskazuje zdolności opony do pokonywania zakrętów. Według tej strony NHTSA, opony Firestone Wilderness AT i Radial ATX II, które pojawiły się w wiadomościach, mają klasę trakcji B.
  • Temperatura: Wartości znamionowe temperatury opon to ZA, b lub do. Ocena jest miarą tego, jak dobrze opona rozprasza ciepło i jak dobrze radzi sobie z gromadzeniem się ciepła. Klasa temperaturowa dotyczy odpowiednio napompowanej opony, która nie jest przeciążona. Niedopompowanie, przeciążenie lub nadmierna prędkość mogą prowadzić do większego gromadzenia się ciepła. Nadmierne nagrzewanie się opon może spowodować szybsze zużywanie się opon, a nawet doprowadzić do uszkodzenia opony. Zgodnie z tą stroną NHTSA, opony Firestone Wilderness AT i Radial ATX II mają klasę temperaturową C.

opis usługi
Opis usługi składa się z dwóch rzeczy:

  • Oceny obciążenia: Nośność to liczba, która koreluje z maksymalnym obciążeniem znamionowym danej opony. Wyższa liczba oznacza, że ​​opona ma większą nośność. Na przykład ocena „105” odpowiada ładowności 2039 funtów (924,87 kg). Osobna informacja na oponie wskazuje nośność przy danym ciśnieniu napompowania.
  • Ocena prędkości: Litera, która następuje po znamionowej nośności, wskazuje maksymalną prędkość dopuszczalną dla tej opony (o ile masa jest równa lub niższa od obciążenia znamionowego). Na przykład, S wskazuje, że opona może obsługiwać prędkości do 180,246 km / h (112 mph). Zobacz tabelę na tej stronie, aby zobaczyć wszystkie oceny.

Obliczanie średnicy opony
Teraz, gdy wiemy, co oznaczają te liczby, możemy obliczyć całkowitą średnicę opony. Mnożymy szerokość opony przez współczynnik kształtu, aby uzyskać wysokość opony.

Wysokość opony = 235 x 75 procent = 176,25 mm (6,94 cala)

Następnie dodajemy dwukrotnie wysokość opony do średnicy felgi.

2 x 6,94 cala + 15 cali = 28,9 cala (733,8 mm)

To jest średnica bez obciążenia; gdy tylko opona zostanie obciążona, średnica zmniejszy się.

W przemyśle oponiarskim używa się dziś wielu różnych terminów. Niektóre z nich faktycznie coś znaczą, a inne nie. W tej sekcji postaramy się wyjaśnić, co oznaczają niektóre terminy.

Opony całoroczne z oznaczeniem błota i śniegu
Jeśli opona ma SM, M + S, SM lub SM na niej, to spełnia wytyczne Stowarzyszenia Producentów Gumy (RMA) dotyczące opony błotnej i śnieżnej. Aby opona otrzymała oznaczenie Mud and Snow, musi spełniać następujące wymagania geometryczne (zaczerpnięte z biuletynu „RMA Snow Tire Definitions for Passenger and Light Truck (LT) Tires”):

1. Nowe bieżniki opon mają wiele kieszeni lub szczelin w co najmniej jednej krawędzi bieżnika, które spełniają następujące wymagania dotyczące wymiarów w oparciu o wymiary formy:

  • Wydłuż w kierunku środka stopnicy co najmniej 1/2 cala od krawędzi podrysu, mierząc prostopadle do linii środkowej stopnia.
  • Minimalna szerokość przekroju poprzecznego 1/16 cala.
  • Krawędzie kieszeni lub szczelin pod kątem od 35 do 90 stopni od kierunku jazdy.

2. Puste pole powierzchni styku bieżnika nowej opony będzie wynosić co najmniej 25 procent w oparciu o wymiary formy.

Zgrubne tłumaczenie tej specyfikacji jest takie, że opona musi mieć rząd dość dużych rowków, które zaczynają się na krawędzi bieżnika i rozciągają się w kierunku środka opony. Co najmniej 25 procent powierzchni muszą stanowić rowki.


Ikona ciężkiej przyczepności zimą

Chodzi o to, aby dać bieżnikowi wystarczająco dużo pustej przestrzeni, aby mógł przegryźć śnieg i uzyskać przyczepność. Jednak, jak widać ze specyfikacji, nie ma tu żadnego testowania.

Aby rozwiązać ten problem, Stowarzyszenie Producentów Gumy i przemysł oponiarski uzgodniły normę, która obejmuje testowanie. Oznaczenie nazywa się Poważne wykorzystanie śniegu i ma określoną ikonę (patrz zdjęcie po prawej), która znajduje się obok oznaczenia M / S.

Aby spełnić tę normę, opony muszą być badane przy użyciu procedury testowej Amerykańskiego Towarzystwa Badań i Materiałów (ASTM) opisanej w „Definicji RMA dla opon do samochodów osobowych i lekkich ciężarówek do użytku w trudnych warunkach śniegowych”:

Opony zaprojektowane do użytku w trudnych warunkach śniegowych są uznawane przez producentów za osiągające wskaźnik trakcji równy lub większy niż 110 w porównaniu ze standardową oponą referencyjną ASTM E-1136 przy zastosowaniu testu trakcji na śniegu ASTM F-1805 z równoważnymi obciążeniami procentowymi.

Opony te, oprócz spełnienia wymagań geometrycznych dla oznaczenia M / S, są testowane na śniegu przy użyciu znormalizowanej procedury badawczej i muszą działać lepiej niż standardowa opona wzorcowa, aby spełnić wymagania dotyczące użytkowania w warunkach silnego śniegu..


Zdjęcie dzięki uprzejmości Goodyear
Opona zaprojektowana, aby zapobiegać aquaplaningowi.

Hydroplaning
Hydroplaning może wystąpić, gdy samochód przejeżdża przez kałuże stojącej wody. Jeśli woda nie może wypłynąć spod opony wystarczająco szybko, opona uniesie się z ziemi i będzie podtrzymywana tylko przez wodę. Ponieważ uszkodzona opona nie będzie miała prawie żadnej przyczepności, samochody mogą łatwo wymknąć się spod kontroli podczas aquaplaningu.

Niektóre opony są zaprojektowane tak, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wystąpienia aquaplaningu. Te opony mają głębokie rowki biegnące w tym samym kierunku co bieżnik, dzięki czemu woda ma dodatkowy kanał do ucieczki spod opony.

Być może zastanawiałeś się, jak opona samochodowa o ciśnieniu 30 funtów na cal kwadratowy (psi) może wytrzymać samochód. To interesujące pytanie, które wiąże się z kilkoma innymi kwestiami, takimi jak siła potrzebna do pchania opony po drodze i dlaczego opony nagrzewają się podczas jazdy (i jak może to prowadzić do problemów).

Następnym razem, gdy wsiądziesz do samochodu, przyjrzyj się dokładnie oponom. Zauważysz, że nie są one naprawdę okrągłe. Na dnie jest płaskie miejsce, w którym opona styka się z drogą. To płaskie miejsce nazywa się łatka kontaktowa, jak pokazano tutaj.

Jeśli patrzyłeś na samochód przez oszkloną drogę, mogłeś zmierzyć rozmiar miejsca styku. Możesz również całkiem dobrze oszacować wagę swojego samochodu, jeśli zmierzysz powierzchnię styków każdej opony, zsumujesz je, a następnie pomnożysz sumę przez ciśnienie w oponach.

Ponieważ w oponie występuje pewne ciśnienie na cal kwadratowy, powiedzmy 30 psi, potrzeba kilku cali kwadratowych powierzchni styku, aby unieść ciężar samochodu. Jeśli dodasz więcej ciężaru lub zmniejszysz nacisk, potrzebujesz jeszcze więcej cali kwadratowych łaty kontaktowej, aby płaska plamka się powiększyła.


Prawidłowo napompowana opona i niedopompowana lub przeciążona opona

Widać, że niedopompowana / przeciążona opona jest mniej okrągła niż prawidłowo napompowana, prawidłowo obciążona opona. Kiedy opona się kręci, powierzchnia styku musi poruszać się wokół opony, aby pozostać w kontakcie z drogą. W miejscu styku opony z drogą guma jest wyginana. Aby zgiąć tę oponę, potrzeba siły, a im bardziej musi się ona zginać, tym więcej siły. Opona nie jest idealnie elastyczna, więc kiedy wraca do swojego pierwotnego kształtu, nie oddaje całej siły potrzebnej do jej zgięcia. Część tej siły jest przekształcana w ciepło w oponie w wyniku tarcia i pracy polegającej na zginaniu całej gumy i stali w oponie. Ponieważ niedopompowana lub przeciążona opona musi się bardziej zginać, pchnięcie jej po drodze wymaga większej siły, więc generuje więcej ciepła.

Producenci opon czasami publikują plik współczynnik tarcia tocznego (CRF) dla swoich opon. Możesz użyć tej liczby do obliczenia siły potrzebnej do pchania opony po jezdni. CRF nie ma nic wspólnego z przyczepnością opony; służy do obliczenia oporu toczenia lub oporu toczenia powodowanego przez opony. CRF jest taki sam, jak każdy inny współczynnik tarcia: Siła wymagana do pokonania tarcia jest równa CRF pomnożonemu przez ciężar na oponie. Ta tabela zawiera typowe CRF dla kilku różnych typów kół.

Typ opony Współczynnik tarcia tocznego
Opona samochodowa o niskim oporze toczenia 0,006 - 0,01
Zwykła opona samochodowa 0,015
Opona ciężarowa 0,006 - 0,01
Koło pociągu 0,001


Zastanówmy się, ile siły może użyć typowy samochód, aby popchnąć opony po drodze. Załóżmy, że nasz samochód waży 4000 funtów (1814,369 kg), a opony mają współczynnik CRF 0,015. Siła jest równa 4000 x 0,015, co odpowiada 60 funtom (27,215 kg). Teraz zastanówmy się, ile to jest mocy. Jeśli przeczytałeś artykuł Jak działa siła, moment obrotowy, moc i energia, wiesz, że moc jest równa sile razy prędkość. Zatem ilość mocy zużywanej przez opony zależy od szybkości jazdy samochodu. Przy 120,7 km / h opony mają moc 12 koni mechanicznych, a przy 55 mil / h (88,513 km / h) 8,8 koni mechanicznych. Cała ta moc zamienia się w ciepło. Większość trafia do opon, ale część trafia na drogę (droga właściwie się lekko ugina, gdy samochód po niej przejeżdża).

Z tych obliczeń można zobaczyć, że trzy rzeczy, które wpływają na to, ile siły potrzeba, aby pchnąć oponę po jezdni (a tym samym ile ciepła gromadzi się w oponach), to ciężar opon, prędkość, którą jedziesz i CRF (co wzrasta, gdy ciśnienie spada).

Jeśli jeździsz po bardziej miękkich nawierzchniach, takich jak piasek, więcej ciepła trafia do podłoża, a mniej do opon, ale CRF idzie w górę.


Wzorce zużycia niedopompowanej, prawidłowo napompowanej i nadmiernie napompowanej opony

Niedobór inflacji może powodować zużycie opon bardziej na zewnątrz niż od wewnątrz. Powoduje również zmniejszenie zużycia paliwa i zwiększone nagrzewanie się opon. Ważne jest, aby przynajmniej raz w miesiącu sprawdzać ciśnienie w oponach za pomocą manometru.

Nadmierna inflacja powoduje większe zużycie opon w środkowej części bieżnika. Ciśnienie w oponach nigdy nie powinno przekraczać maksymalnego poziomu podanego na boku opony. Producenci samochodów często sugerują niższe ciśnienie niż maksymalne, ponieważ opony zapewnią bardziej miękką jazdę. Ale jazda na oponach przy wyższym ciśnieniu poprawi przebieg.

Niewspółosiowość kół powoduje nierówne zużycie wewnątrz lub na zewnątrz lub szorstki, lekko podarty wygląd.

Aby uzyskać więcej informacji na temat opon i powiązanych tematów, zapoznaj się z linkami na następnej stronie.

Powiązane artykuły

  • Jak działają samochody wyścigowe NASCAR
  • Jak działają Champ Cars
  • Jak działają różnice
  • Jak działają wskaźniki ciśnienia w oponach
  • Jak działa napęd na cztery koła
  • Jak działa siła, moc, moment obrotowy i energia
  • Czy hamulce przeciwblokujące mogą wykryć przebicie?
  • Dlaczego nie używają normalnego powietrza w oponach samochodów wyścigowych?
  • W jaki sposób 30 funtów powietrza w oponach może pomieścić 2 tony samochodu?
  • Jaką prędkość powinienem jechać, aby uzyskać maksymalną oszczędność paliwa?

Więcej świetnych linków

  • Jednolita klasyfikacja jakości opon NHTSA
  • Biuro Informacji o Bieżnikowaniu Opon
  • System Hummer Runflat
  • Środki do pielęgnacji opon - specjalne środki chemiczne (nielegalne w NASCAR Winston Cup)



Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa