Bilen svänger på ratten

Hjulet är en mycket viktig och vanligtvis underskattad del av bilen. Det är genom fälg och däck som bilen nuddar vägen, så dessa komponenter påverkar direkt fordonets prestanda och vår säkerhet. Det är värt att bekanta sig med hjulets struktur och dess parametrar för att använda det medvetet och inte göra misstag under drift.

I allmänhet är ett bilhjul ganska enkelt - det består av en höghållfast fälg (fälg), vanligtvis integrerat ansluten till skivan, och. Hjulen är oftast kopplade till bilen med hjälp av lagernav. Tack vare dem kan de rotera på de fasta axlarna på bilens fjädring.

Fälguppgift tillverkad av stål eller aluminiumlegering (vanligtvis med tillsats av magnesium) överför också krafter från hjulnavet till däcket. Däcket självt ansvarar för att upprätthålla rätt tryck i hjulet, vars förstärkta vulst passar tätt mot fälgen.

Modernt pneumatiskt däck den består av många lager av olika gummiblandningar. Inuti finns en bas - en speciell struktur gjord av gummerade ståltrådar (snor), som stärker däcken och ger dem optimal styvhet. I moderna radialdäck är linan placerad radiellt i 90 graders vinkel, vilket ger slitbanestyvhet, större däcksidoväggflexibilitet, lägre bränsleförbrukning, bättre grepp och optimalt kurvbeteende.

Historiehjul

Dunlops första pneumatiska däck.

Av alla uppfinningar som användes i bilen har hjulet den äldsta metriken - den uppfanns i mitten av det XNUMX:e årtusendet f.Kr. i Mesopotamien. Det märktes dock snabbt att användningen av läderstoppning runt dess kanter minskar rullmotståndet och minimerar risken för eventuella skador. Så här skapades det första, mest primitiva däcket.

Ett genombrott inom hjuldesign kom först 1839, när han uppfann processen att vulkanisera gummi, med andra ord, han uppfann gummi. Ursprungligen gjorda däck helt av gummi, så kallade fasta ämnen. De var dock väldigt tunga, besvärliga att använda och självantändes. Några år senare, 1845, designade Robert William Thomson det första pneumatiska slangdäcket. Hans uppfinning var dock underutvecklad och Thomson visste inte hur man skulle marknadsföra den på rätt sätt, så den slog inte in på marknaden.

Wireekrade hjul

Det första vinterdäcket Kelirengas

Fyra decennier senare, 1888, fick skotten John Dunlop en liknande idé (något av misstag när han försökte förbättra sin 10-årige sons cykel), men han hade mer marknadsföringsförmåga än Thompson och hans design tog marknaden med storm. Tre år senare mötte Dunlop allvarlig konkurrens från det franska företaget av bröderna Andre och Edouard Michelin, som avsevärt förbättrade designen på däck och slang. Dunlops lösning hade däcket permanent fäst vid fälgen, vilket gjorde innerslangen svåråtkomlig.

Michelin kopplade fälgen till däcket med en liten skruv och klämmor. Designen var hållbar och skadade däck byttes ut mycket snabbt, vilket framgår av de många segrarna för fordon utrustade med Michelin däck vid rallyn. De första däcken liknade dagens slicks, de hade inget slitbana. Den användes första gången 1904 av ingenjörer på det tyska företaget Continental, så det var ett stort genombrott.

Michelin X - det första radialdäcket

Den dynamiska utvecklingen av däckindustrin har gjort gummimjölken som behövs i vulkaniseringsprocessen lika dyr som guld. Nästan omedelbart började sökandet efter ett sätt att tillverka syntetiskt gummi. Detta gjordes första gången 1909 av Bayers ingenjör Friedrich Hofmann. Men bara tio år senare korrigerade Walter Bock och Eduard Chunkur Hofmanns alltför komplexa "recept" (tillsats av bland annat butadien och natrium), tack vare vilket Bona syntetiskt gummi erövrade den europeiska marknaden. Utomlands inträffade en liknande revolution mycket senare, först 1940 patenterade vetenskapsmannen Waldo Semon från företaget BFGoodrich en blandning som heter Ameripol.

De första bilarna åkte på hjul med träekrar och fälgar. På 30- och 40-talen ersattes träekrar med trådekrar, och under efterföljande decennier började ekrarna ge vika för skivhjul. Eftersom däck användes i en mängd olika klimat och vägförhållanden, uppstod snabbt specialiserade versioner som vinterdäcket. Första vinterdäcket ringde Kellirengas ("Weather Tire") utvecklades 1934 av finska Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö, ett företag som senare blev Nokian.

Direkt efter andra världskriget introducerade Michelin och BFGoodrich ytterligare två innovationer som helt förändrade däckindustrin: 1946 utvecklade fransmännen världens första Michelin X radialdäckoch 1947 introducerade BFGoodrich slanglösa däck. Båda lösningarna hade så många fördelar att de snabbt blev allmänt använda och dominerar marknaden än i dag.

Kärnan, det vill säga fälgen

Den del av hjulet som däcket är monterat på brukar kallas fälgen. Faktum är att den består av minst två komponenter för olika ändamål: fälgen (fälgen), som däcket direkt vilar på, och skivan, med vilken hjulet är fäst på bilen. Men för närvarande är dessa delar oskiljaktiga - svetsade, nitade eller oftast gjutna i ett stycke av en aluminiumlegering, och arbetsskivorna är gjorda av lätt och hållbar magnesium- eller kolfiber. Den senaste trenden är plastskivor.

Aluminiumfälgar kan gjutas eller smidas. De sistnämnda är mer hållbara och motståndskraftiga mot stress och är därför perfekta för till exempel rally. Men de är mycket dyrare än konventionella "anspelningar".

Om vi ​​bara har råd, det är bäst att använda två uppsättningar däck och hjul - sommar och vinter. Ständiga säsongsbetonade däckbyten kan lätt skada dem. Om vi ​​av någon anledning behöver byta ut skivorna är det enklast att använda fabriksskivor, vid byte är det nödvändigt att justera skruvarnas stigning - endast mindre skillnader jämfört med originalet är tillåtna, vilket kan korrigeras med så kallade flytande skruvar.

Det är också viktigt att installera fälgen, eller offset (ET-märkning), som avgör hur mycket hjulet kommer att gömma sig i hjulhuset eller sträcka sig utanför dess kontur. Fälgens bredd måste matcha däckstorleken i.

Däck utan hemligheter

Det viktigaste och mest mångsidiga elementet i hjulet är däcket, som är ansvarigt för bilens kontakt med vägen, vilket gör det möjligt att överföring av drivkraft till marken i effektiv bromsning.

Ett modernt däck är en komplex flerskiktsstruktur.

Vid första anblicken är detta en vanlig bit profilerad gummi med slitbana. Men om vi skär det över ser vi en komplex struktur med flera lager. Dess skelett är en ram som består av en textilsnöre, vars uppgift är att bibehålla formen på däcket under påverkan av inre tryck och överföra belastningen under svängning, bromsning och acceleration.

På insidan av däcket är stommen täckt med fyllmedel och en butylbeläggning, som fungerar som tätningsmedel. Ramen är separerad från slitbanan med ett förstyvningsbälte av stål och vid däck med höghastighetsindex finns det även ett polyamidbälte direkt under slitbanan. Basen är lindad runt den så kallade bead-wiren, tack vare vilken däcket kan sitta stadigt och tätt på fälgen.

Däckparametrar och egenskaper, såsom kurvtagning, grepp på olika underlag, väg dino, blandningen och slitbanan som används har störst inverkan. Baserat på typen av slitbana kan däck delas in i riktnings-, block-, mixed-, traction-, ribbad- och asymmetriska däck, där de sistnämnda är den mest utbredda idag på grund av den modernaste och mest universella designen.

De yttre och inre sidorna av det asymmetriska däcket har helt olika former - den första är formad till massiva kuber som är ansvariga för stabilitet vid körning, och mindre block som finns på insidan avleder vatten.

Förutom blocken är en annan viktig del av slitbanan de så kallade lamellerna, d.v.s. Smala spelrum skapar luckor i slitbaneblocken för att ge effektivare bromsning och förhindra halkning på våta och snöiga ytor. Det är därför lamellsystemet i vinterdäck är mer omfattande. Dessutom är vinterdäck tillverkade av en mjukare, mer flexibel blandning och ger bättre prestanda på våta eller snöiga ytor. När temperaturen sjunker under cirka 7 grader Celsius hårdnar sommardäcken och bromsverkan minskar.

När du köper ett nytt däck kommer du definitivt att stöta på EU:s energieffektivitetsmärkning, som har varit obligatorisk sedan 2014. Den beskriver bara tre parametrar: rullmotstånd (översatt till bränsleförbrukning), beteendet hos "gummit" på en våt yta och dess volym i decibel. De två första parametrarna betecknas med bokstäver från "A" (bäst) till "G" (sämsta).

EG-märkningar är en användbar guide för att jämföra däck av samma storlek, men vi vet av erfarenhet att du inte ska lita för mycket på dem. Det är definitivt bättre att lita på oberoende tester och åsikter som finns tillgängliga i bilpressen eller onlineportaler.

Viktigare ur användarens synvinkel är märkningen på själva däcket. och vi ser till exempel följande sekvens av siffror och bokstäver: 235/40 R 18 94 V XL. Den första siffran är däckets bredd i millimeter. "4" är däckprofilen, dvs. förhållandet mellan höjd och bredd (i detta fall är det 40 % av 235 mm). "R" betyder att det är ett radialdäck. Den tredje siffran, "18", är sätets diameter i tum och ska matcha fälgens diameter. Siffran "94" är däckets lastkapacitetsindex, i detta fall 615 kg per däck. "V" är hastighetsindex, dvs. den maximala hastigheten med vilken en bil kan färdas på ett givet däck med full last (i vårt exempel är det 240 km/h; andra gränser, till exempel Q - 160 km/h, T - 190 km/h, H - 210 km/h). "XL" är beteckningen för ett förstärkt däck.

Låg, lägre och lägre

När man jämför bilar tillverkade för flera decennier sedan med moderna, kommer vi förmodligen att märka att nya bilar har större hjul än sina föregångare. Fälgdiametern och hjulbredden har ökat och däckprofilen har minskat. Sådana hjul ser verkligen mer attraktiva ut, men deras popularitet beror inte bara på designen. Faktum är att moderna bilar blir tyngre och snabbare, och kraven på bromsar ökar.

Den låga profilen ger en bred däckbredd.

Däckskador i motorvägshastigheter blir mycket farligare om ett ballongdäck blåser ut - det är väldigt lätt att tappa kontrollen över ett sådant fordon. En bil med lågprofildäck kommer med största sannolikhet att kunna hålla sig i körfältet och bromsa säkert.

Den låga sidan, förstärkt med en speciell läpp, innebär också större styvhet, vilket är särskilt värdefullt vid dynamisk körning på slingrande vägar. Dessutom är bilen mer stabil vid körning i höga hastigheter och bromsar bättre med lägre och bredare däck. Men i vardagen innebär den låga profilen mindre komfort, särskilt på gropiga stadsvägar. Den största katastrofen för sådana hjul är gropar och trottoarkanter.

Övervaka slitbanan och trycket

I teorin tillåter polsk lagstiftning körning på däck med en återstående slitbana på 1,6 mm. Men att använda sådant "tuggummi" är ett krångel. Bromssträckan på vått underlag är då minst tre gånger längre, och det kan kosta dig livet. Den nedre säkerhetsgränsen är 3 mm för sommardäck och 4 mm för vinterdäck.

Åldringsprocesserna för gummi fortskrider över tiden, vilket leder till en ökning av dess hårdhet, vilket i sin tur påverkar försämringen av vidhäftningen - särskilt på våta ytor. Innan du installerar eller köper ett begagnat däck bör du därför kontrollera den fyrsiffriga koden på däckets sidovägg: de två första siffrorna anger veckan och de två sista siffrorna anger tillverkningsåret. Om ett däck är mer än 10 år gammalt ska vi inte använda det längre.

Det är också värt att bedöma däckens skick vad gäller skador, eftersom vissa kommer att ta däck ur bruk trots att slitbanan är i gott skick. Dessa inkluderar sprickor i gummit, sidoskador (punkteringar), svullnad på sidan och framsidan och allvarliga skador på pärlorna (vanligtvis förknippad med skador på kanten av fälgen).

Vad förkortar däckens livslängd? Att köra med för lågt lufttryck ökar slitaget på slitbanan, fjädringsspel och dålig geometri orsakar hack, och däck (och fälgar) skadas ofta när man klättrar uppför en trottoarkant för snabbt. Det är värt att systematiskt kontrollera trycket, eftersom ett underfyllt däck inte bara slits ut snabbare, utan också har sämre väggrepp, motstånd mot vattenplaning och avsevärt ökar bränsleförbrukningen.

Opona Driveguard - Bridgestona löpband

Sedan 2014 har TPMS, Tyre Pressure Monitoring System, blivit obligatorisk utrustning för alla nya bilar – ett system vars uppgift är att ständigt övervaka däcktrycket. Den finns i två varianter.

Mellansystemet använder ABS för att styra däcktrycket, vilket räknar hjulhastigheten (ett underfyllt hjul snurrar snabbare) och vibrationer, vars frekvens beror på däckets hårdhet. Den är inte särskilt komplicerad, billigare att köpa och underhålla, men den visar inte exakta mått, den varnar dig bara när luften i hjulet har tagit slut under en längre tid.

Å andra sidan, direktsystem mäter noggrant och kontinuerligt trycket (och ibland temperaturen) i varje hjul och överför mätningen via radio till omborddatorn. Men de är dyra, ökar kostnaden för säsongsbetonade däckbyten och, ännu värre, skadas lätt vid sådan användning.

Däck som skulle ge säkerhet även vid allvarliga skador har funnits i många år, till exempel har Kleber experimenterat med däck fyllda med gel som tätade hålet efter en punktering, men däcken blev bara bredare på marknaden. Standard har en förstärkt sidovägg, som trots tryckfallet tål bilens vikt under en tid. Faktum är att de ökar säkerheten, men tyvärr är de inte utan nackdelar: de är dyra, bullriga, minskar körkomforten (förstärkta väggar överför fler vibrationer till bilens kaross), är svårare att underhålla (specialutrustning krävs), och de påskyndar slitaget av fjädringssystemet.

specialister

Kvaliteten och parametrarna för hjul och däck är av särskild betydelse inom motorsport och motorsport. Det finns en anledning till att en bil anses vara lika off-road-kapabel som dess däck, och förare kallar däcken "svart guld".

Pirelli F1-däckset för säsongen 2020

Terrängdäck för lera

I en racing- eller rallybil är det viktigt att kombinera höga nivåer av grepp på våta och torra vägar med balanserade köregenskaper. Däcket bör inte förlora sina egenskaper efter att blandningen överhettas, det ska bibehålla greppet vid sladd och reagera omedelbart och mycket exakt på ratten. För prestigefyllda tävlingar som WRC eller F1 förbereds speciella däckmodeller - vanligtvis flera set designade för olika förhållanden. Mest populära prestandamodeller: (ingen slitbana), grus och regn.

Oftast stöter vi på två typer av däck: AT (All Terrain) och MT (Mud Terrain). Om vi ​​ofta rör oss på asfalt, men samtidigt inte undviker lerbad och korsande sand, låt oss använda ganska mångsidiga AT-däck. Om hög motståndskraft mot skador och bästa dragkraft är dina prioriteringar är det bättre att köpa typiska MT-däck. Som namnet antyder kommer de att vara oslagbara, speciellt på lerig mark.

Smart och grönt

Framtidens däck kommer att bli allt mer miljövänliga, intelligenta och skräddarsydda för användarens individuella behov.

Ratten på framtidens bil - Michelin Vision

Det fanns åtminstone några idéer för "gröna" hjul, men förmodligen var det ingen som föreställde sig så djärva koncept som Michelin och . Michelin's Vision är ett helt biologiskt nedbrytbart däck och fälg i ett. Den är gjord av återvinningsbart material, kräver inte pumpning på grund av dess inre bubbelstruktur och är tillverkad i.

Grönt Goodyear Oxygene däck täckt med mossa på sidan

Michelin föreslår till och med att framtida bilar kommer att kunna trycka sin egen slitbana på ett sådant hjul, beroende på användarens behov. I sin tur skapade Goodyear Oxygene-däck, som är gröna inte bara till namnet, eftersom deras genombrutna sidovägg är täckt med riktig, levande mossa, som producerar syre och energi. Det speciella slitbanemönstret ökar inte bara dragkraften, utan fångar också upp vatten från vägytan, vilket främjar fotosyntesen. Energin som genereras i denna process används för att driva sensorer inbyggda i däcket, en artificiell intelligensmodul och ljusstrips placerade i däckets sidovägg.

Goodyear reCharge däckdesign

Oxygene använder också synligt ljus eller ett LiFi-kommunikationssystem - så det kan ansluta till Internet of Things, vilket möjliggör kommunikation mellan fordon (V2V) och fordon-till-infrastruktur (V2I).

och ett snabbt växande ekosystem av sammankopplade och ständigt kommunicerande enheter måste bilhjulets roll omdefinieras.

Själva framtidens bil kommer att vara ett integrerat system av "smarta" mobila komponenter, och samtidigt kommer den att passa in i de mer komplexa kommunikationssystemen i moderna vägnät och nätverk.

I den första fasen av smart teknik inom hjuldesign kommer sensorer placerade i däck att utföra olika typer av mätningar och sedan överföra den insamlade informationen till föraren via en omborddator eller mobil enhet. Ett exempel på en sådan lösning är prototypen ContinentaleTIS-däck, som använder en sensor ansluten direkt till däckfodret för att mäta dess temperatur, belastning och även mönsterdjup och tryck. I rätt ögonblick kommer eTIS att informera föraren om att det är dags att byta däck - inte baserat på körsträcka, utan baserat på däckens faktiska skick.

Nästa steg blir att skapa ett däck som, utan behov av förarens ingripande, kommer att reagera på lämpligt sätt på data som samlas in av sensorer. Sådana hjul kommer automatiskt att pumpa upp eller återställa ett punkterat däck och med tiden kommer att kunna anpassa sig dynamiskt till väder och vind. väglag, till exempel när det regnar, expanderar dräneringsräfflorna på bredden för att minska risken för vattenplaning. En intressant lösning av denna typ är ett system som låter dig automatiskt reglera däcktrycket på bilar i rörelse med hjälp av mikrokompressorer som styrs av en mikroprocessor.

Michelin Uptis czyli Unikt punkteringsbeständigt däcksystem

Den smarta bussen är också en buss som är individuellt anpassad efter användaren och dennes aktuella behov. Låt oss föreställa oss att vi kör på en motorväg, men vi har fortfarande en svår terrängsträcka vid vårt mål. Kraven på däckens egenskaper varierar således mycket. Fälgar som Goodyear reCharge är lösningen. Utseendemässigt ser den standard ut - den är gjord av en fälg och ett däck.

Nyckelelementet är dock en speciell reservoar placerad i kanten som innehåller en kapsel fylld med en skräddarsydd biologiskt nedbrytbar blandning, vilket gör att slitbanan kan regenereras eller anpassas till förändrade vägförhållanden. Till exempel kan den ha en terrängbana som gör att bilen i vårt exempel kan köra av motorvägen och in på tomten. Dessutom kommer artificiell intelligens att kunna producera en helt personlig blandning anpassad till vår körstil. Själva blandningen kommer att göras av biologiskt nedbrytbart biomaterial och förstärkt med fibrer inspirerade av ett av de hårdaste naturmaterialen i världen - spindelsilke.

Det finns också de första prototyperna av hjul, som radikalt förändrar designlösningarna som har använts i mer än hundra år. Det är modeller som är helt skyddade från punkteringar och skador, och som sedan helt integrerar fälgen med däcket.

För ett år sedan introducerade Michelin Uptis, en punkteringssäker luftlös modell som företaget planerar att lansera om fyra år. Utrymmet mellan det traditionella slitbanan och fälgen är fyllt med en genombruten räfflad struktur gjord av en speciell blandning av gummi och glasfiber. Den här typen av däck kan inte punkteras eftersom det inte finns någon luft inuti och är tillräckligt flexibel för att ge komfort och samtidigt maximal motståndskraft mot skador.

Bolla istället för ett hjul: Goodyear Eagle 360 ​​Urban

Kanske kommer framtidens bilar inte alls att gå på hjul, utan på... kryckor. Denna vision presenterades av Goodyear-koncernen i form av en prototyp Igl 360 Urban. Bollen ska absorbera stötar bättre än ett standardhjul, öka fordonets manövrerbarhet och manövrerbarhet (sväng på plats) och ge större hållbarhet.

Eagle 360 ​​​​Urban är insvept i en bionisk, flexibel hud full av sensorer med vilka den kan övervaka sitt eget tillstånd och samla in information om miljön, inklusive vägytan. Bakom den bioniska huden finns en porös struktur som förblir flexibel trots fordonets vikt. Cylindrar placerade under däckets yta, som fungerar på samma princip som mänskliga muskler, kan permanent bilda individuella fragment av däckets slitbana. Förutom Igl 360 Urban den kan reparera sig själv - när sensorerna upptäcker en punktering, roterar de kulan på ett sådant sätt att trycket på punkteringsstället begränsas och orsakar kemiska reaktioner för att stänga punkteringen!