Delovi gume i kako rade

Većina vozača ne zna dovoljno o gumama da bi obavili edukovanu kupovinu. U ovom članku ćemo pokriti osnovne informacije koje treba da razumete da biste izabrali prave gume za vaš automobil.

Ako ste na tržištu za nove gume, sve varijable u specifikacijama guma i zbunjujući žargon koji možete čuti od prodavaca guma mogu učiniti vašu kupovinu prilično stresnom. Ili možda samo želite da u potpunosti razumete gume koje već imate, koncepte rada i značaj svih tih oznaka na bočnim zidovima. Postoji mnogo delova pneumatika, ali je teško znati šta svi oni rade — posebno u situaciji pod pritiskom prodaje!

U ovom članku ćemo istražiti kako se prave gume i ispitati delove gume. Saznaćete šta znače svi brojevi i oznake na bočnoj strani gume i dešifrovaćemo nešto od tog žargona gume. Do kraja ovog članka shvatićete kako guma podržava vaš automobil i znaćete zašto se toplota može nakupiti u vašim gumama, posebno ako je pritisak nizak. Takođe ćete moći pravilno da podesite pritisak u gumama i dijagnostikujete neke uobičajene probleme sa gumama!

Kako se prave gume

Kao što se vidi na ilustraciji, guma se sastoji od nekoliko različitih komponenti.

• Snop pneumatika je omča od čeličnog kabla visoke čvrstoće presvučena gumenom mešavinom i punilom. Daje gumi snagu koja joj je potrebna da ostane na felgi i da se nosi sa silama koje primenjuju mašine za montažu guma kada su gume postavljene na felge.
• Telo se sastoji od nekoliko slojeva različitih tkanina, koje se nazivaju slojevima. Najčešći sloj tkanine je poliesterski gajtan. Užad u radijalnoj gumi idu okomito na gazeći sloj. Neke starije gume su koristile dijagonalne gume, gume u kojima je tkanina išla pod uglom u odnosu na gazeći sloj. Slojevi kaiša su obloženi gumom kako bi im pomogli da se povežu sa ostalim komponentama i da se zaptivaju na vazduhu. Snaga gume se često opisuje brojem slojeva koje ima. Većina automobilskih guma ima dva sloja. Poređenja radi, veliki komercijalni avioni često imaju gume sa 30 ili više slojeva.
• U radijalnim gumama sa čeličnim kaišem, kaiševi napravljeni od čelika se koriste za ojačavanje područja gazećeg sloja. Ovi pojasevi pružaju otpornost na bušenje i pomažu da guma ostane ravna tako da ostvaruje najbolji kontakt sa putem.
• Neke gume imaju slojeve poklopca, dodatni sloj ili dva od poliesterske tkanine kako bi sve ostalo na mestu. Ovi slojevi poklopca se ne nalaze na svim gumama; oni se uglavnom koriste na gumama sa većim ocenama brzine kako bi pomogli da sve komponente ostanu na mestu pri velikim brzinama.
• Bočna strana gume obezbeđuje bočnu stabilnost gume, štiti slojeve i pomaže u sprečavanju izlaska vazduha. Može da sadrži dodatne komponente koje pomažu u povećanju bočne stabilnosti.
• Gazeći sloj gume je napravljen od mešavine mnogo različitih vrsta prirodnih i sintetičkih guma. Gazeći sloj i bočni zidovi su ekstrudirani i isečeni na dužinu. Gazeći sloj je u ovom trenutku samo glatka, čvrsta guma i naziva se blok gazećeg sloja. Nema šare gazećeg sloja (koje se nazivaju žlebovi gazećeg sloja) koji daju vuču gumama.

Sve ove komponente guma se sklapaju u mašini za pravljenje guma. Ova mašina osigurava da su sve komponente na ispravnoj lokaciji, a zatim oblikuje gumu u oblik i veličinu koji su prilično bliski njenim gotovim dimenzijama.

U ovom trenutku guma ima sve svoje delove, ali nije čvrsto spojena i nema nikakve oznake ili šare gazećeg sloja. Ovo se zove zelena guma. Sledeći korak je stavljanje gume u mašinu za sušenje, koja funkcioniše nešto poput pegle za vafle, ulivajući sve oznake i vučne obrasce. Toplota takođe povezuje sve komponente gume zajedno. Ovo se zove vulkanizacija. Nakon nekoliko postupaka dorade i inspekcije, guma je gotova.

Šta svi brojevi znače

Svaki deo sitnih slova na bočnoj strani gume znači nešto:

Tip gume

P označava da je guma putničkog vozila. Neke druge oznake su LT za laki kamion, a T za privremene ili rezervne gume.

Širina gume

235 je širina gume u milimetrima (mm), merena od bočne do bočne strane. Pošto na ovu meru utiče širina naplatka, merenje se odnosi na gumu kada je na svojoj predviđenoj veličini naplatka.

Aspect Ratio

Ovaj broj vam govori o visini gume (ili veličini gume), od ruba do vrha gazećeg sloja. Ovo se opisuje kao procenat širine gume. U našem primeru, odnos širine i visine je 75, tako da je visina gume 75 procenata njene širine, ili 176,25 mm (0,75 x 235 = 176,25 mm, ili 6,94 inča). Što je manji odnos širine i visine, to je guma šira u odnosu na svoju visinu.

Gume visokih performansi obično imaju niži odnos širine i visine od ostalih guma. To je zato što gume sa nižim odnosom širine i visine pružaju bolju bočnu stabilnost. Kada automobil naiđe na skretanje, stvaraju se bočne sile i guma mora da se odupre tim silama. Gume sa nižim profilom imaju kraće, čvršće bočne zidove, tako da se bolje odupiru silama u krivinama.

Izrada guma

R označava da je guma napravljena korišćenjem radijalne konstrukcije. Ovo je najčešći tip konstrukcije guma. Stariji pneumatici su napravljeni korišćenjem dijagonalne (D) ili pristrasne (B) konstrukcije. Posebna napomena označava koliko slojeva čini bočni deo gume i gazećeg sloja.

Rim Diameter

Ovaj broj označava, u inčima, prečnik felne za koji je guma dizajnirana.

Ujednačeno ocenjivanje kvaliteta guma

Gume za putničke automobile takođe imaju ocenu kao deo sistema za jednoobrazno ocenjivanje kvaliteta guma (UTKG). UTKG ocena vaše gume vam govori tri stvari:

• Istrošenost gazećeg sloja: Ovaj broj dolazi od testiranja gume u kontrolisanim uslovima na ispitnoj stazi. Što je veći broj, duže možete očekivati da će gazeći sloj trajati. Pošto niko neće voziti svoj automobil po potpuno istim površinama i istim brzinama kao na probnoj stazi, broj nije tačan pokazatelj koliko dugo će vaš gazeći sloj zapravo trajati. Međutim, to je dobra relativna mera: možete očekivati da će guma sa većim brojem trajati duže od gume sa manjim brojem.
• Trakcija: Trakcija guma je ocenjena sa AA, A, B ili C, sa AA na vrhu skale. Ova ocena je zasnovana na sposobnosti gume da zaustavi automobil na mokrom betonu i asfaltu. To ne ukazuje na sposobnost gume u krivinama. Prema ovoj stranici NHTSA, gume Firestone Wilderness AT i Radial ATKS II koje su bile u vestima imaju ocenu prijanjanja B.
• Temperatura: Ocene temperature pneumatika su A, B ili C. Ocena je mera koliko dobro guma raspršuje toplotu i koliko dobro podnosi nakupljanje toplote. Temperaturni razred se odnosi na pravilno napumpanu gumu koja nije preopterećena. Nedovoljna inflacija, preopterećenje ili prevelika brzina mogu dovesti do većeg nakupljanja toplote. Prekomerno nakupljanje toplote može dovesti do bržeg trošenja guma ili čak do kvara gume. Prema ovoj stranici NHTSA, gume Firestone Wilderness AT i Radial ATKS II imaju temperaturnu ocenu C.

Opis usluge

Opis usluge se sastoji od dve stvari:

• Ocene nosivosti: Ocena nosivosti (ili indeks opterećenja) je broj koji je u korelaciji sa maksimalnim nominalnim opterećenjem za tu gumu. Veći broj označava da guma ima veću nosivost. Ocena „105“, na primer, odgovara nosivosti od 924,87 kg. Zasebna napomena na gumi ukazuje na nosivost pri datom pritisku naduvavanja.
• Ocena brzine: Slovo koje sledi iza ocene nosivosti označava maksimalnu dozvoljenu brzinu za ovu gumu (sve dok je težina na ili ispod nominalnog opterećenja). Na primer, S označava da guma može da izdrži brzine do 180,246 km/h. Pogledajte grafikon na ovoj stranici za sve ocene.

Izračunavanje prečnika gume

Sada kada znamo šta ovi brojevi znače, možemo izračunati ukupan prečnik gume. Pomnožimo širinu gume sa odnosom širine i visine da bismo dobili visinu gume.

Visina gume = 235 x 75 procenata = 176,25 mm (6,94 in)

Zatim dodamo dvostruku visinu gume prečniku naplatka.

2 x 6,94 in + 15 inča = 28,9 in (733,8 mm)

Ovo je neopterećeni prečnik; čim se bilo kakva težina stavi na gumu, prečnik će se smanjiti.

Trakcija gume

Danas se u industriji guma koristi mnogo različitih termina. Neki od njih zapravo nešto znače, a neki ne. U ovom odeljku pokušaćemo da objasnimo šta neki od pojmova znače.

Gume za sve sezone sa oznakom blata i snega

Ako guma ima oznaku MS, M+S, M/S ili M&S, onda ona ispunjava smernice Udruženja proizvođača guma (RMA) za gume za blato i sneg. Da bi guma dobila oznaku blata i snega, ona mora da ispunjava ove geometrijske zahteve (preuzeto iz biltena „RMA definicije pneumatika za sneg za gume za putničke i lake kamione (LT)“):

1. Novi gazeći sloj pneumatika mora imati više džepova ili proreza na najmanje jednoj ivici gazećeg sloja koji ispunjavaju sledeće zahteve za dimenzije na osnovu dimenzija kalupa:

• Produžite prema centru gazećeg sloja najmanje 1/2 inča od ivice otiska, mereno upravno na središnju liniju gazećeg sloja.
• Minimalna širina poprečnog preseka od 1/16 inča.
• Ivice džepova ili proreza pod uglovima između 35 i 90 stepeni u odnosu na smer kretanja.

2. Površina kontaktne površine gazećeg sloja nove gume iznosiće najmanje 25 procenata na osnovu dimenzija kalupa.

Grubi prevod ove specifikacije je da guma mora imati niz prilično velikih žlebova koji počinju na ivici gazećeg sloja i protežu se ka centru gume. Takođe, najmanje 25 procenata površine moraju biti žljebovi.

Testiranje upotrebe jakog snega

Ideja je da se konstrukciji gazećeg sloja da dovoljno praznog prostora tako da može da progrize sneg i poboljša vuču. Međutim, kao što možete videti iz specifikacije, nije uključeno testiranje.

Da bi rešili ovaj nedostatak, Udruženje proizvođača guma i industrija guma dogovorili su standard koji uključuje testiranje za zimske uslove. Oznaka se zove Teška upotreba snega i ima specifičnu ikonu (pogledajte sliku desno), koja ide pored oznake M/S.

Da bi ispunili ovaj standard, gume moraju biti testirane korišćenjem procedure testiranja Društva za ispitivanje i materijale (ASTM) opisane u „RMA definiciji za putničke i lake kamionske gume za upotrebu u teškim snežnim uslovima“:

Proizvođači priznaju da gume dizajnirane za upotrebu u teškim snežnim uslovima postižu indeks prijanjanja jednak ili veći od 110 u poređenju sa standardnim referentnim test gumama ASTM E-1136 kada se koristi ASTM F-1805 test prijanjanja na snegu sa ekvivalentnim procentualnim opterećenjem.

Ove gume, pored toga što ispunjavaju geometrijske zahteve za oznaku M/S, testirane su na snegu korišćenjem standardizovane procedure ispitivanja. Moraju biti bolje od standardnih referentnih pneumatika da bi ispunile zahteve za upotrebu u teškim uslovima.

Hidroplaning

Hidroplaning može nastati kada automobil vozi kroz lokve stajaće vode. Ako voda ne može da iscuri ispod gume dovoljno brzo, guma će se podići od tla i biće podržana samo vodom. Pošto pogođena guma neće imati skoro nikakvu vuču, automobili mogu lako da izmaknu kontroli tokom hidroplaninga.

U interesu bezbedne vožnje, neke gume su dizajnirane da pomognu u smanjenju mogućnosti hidroplaninga. Ove gume imaju duboke žlebove koji se kreću u istom smeru kao i gazeći sloj, dajući vodi dodatni kanal da izađe ispod gume.

Kako gume podržavaju automobil

Možda ste se zapitali kako automobilska guma sa pritiskom od 2,068 bara može izdržati automobil. Sledeći put kada uđete u automobil, pažljivo pogledajte gume. Primetićete da nisu baš okrugle. Na dnu je ravna tačka na mestu gde se guma spaja sa putem. Ova ravna tačka se zove kontaktna mrlja.

Ako gledate u automobil kroz stakleni put, mogli biste da izmerite veličinu kontaktne mrlje. Takođe možete napraviti prilično dobru procenu težine vašeg automobila, ako izmerite površinu kontaktnih mrlja svake gume, saberete ih i zatim pomnožite zbir pritiskom u gumama.

Pošto postoji određena količina pritiska po kvadratnom cm u gumi, 2 bara, onda vam je potrebno dosta kvadratnih cm kontaktne površine da biste nosili težinu automobila. Ako dodate veću težinu ili smanjite pritisak, onda vam je potrebno još više kvadratnih cm kontaktne površine, tako da ravna tačka postaje veća.

Možete videti da je nedovoljno napumpana/preopterećena guma manje okrugla od pravilno napumpane, pravilno napunjene gume. Kada se guma okreće, kontaktna površina mora da se kreće oko gume da bi ostala u kontaktu sa putem. Na mestu gde se guma spaja sa putem, prirodna ili sintetička guma se savija. Potrebna je sila da bi se ta guma savijala, a što se više mora savijati, potrebna je veća sila. Guma nije savršeno elastična, tako da kada se vrati u prvobitni oblik, ne vraća svu silu koja je bila potrebna da se savije. Deo te sile se pretvara u toplotu u gumi trenjem i radom savijanja celokupne gume i čelika u gumi. Pošto je nedovoljno napumpana ili preopterećena guma treba više da se savija, potrebna je veća sila da se gurne niz put, tako da generiše više toplote.

Šta su CRF brojevi?

Proizvođači guma ponekad objavljuju koeficijent trenja kotrljanja (CRF) za svoje gume. Možete koristiti ovaj broj da izračunate koliko je sile potrebno da se guma kreće niz put. CRF nema nikakve veze sa vučom koju guma ima; koristi se za izračunavanje količine otpora kotrljanja uzrokovanog gumama. CRF je kao i svaki drugi koeficijent trenja: sila potrebna da se savlada trenje jednaka je CRF-u pomnoženoj sa težinom na gumi. Ova tabela navodi tipične CRF-ove za nekoliko različitih tipova točkova.

• Tip gume: auto guma sa malim otporom kotrljanja
• Koeficijent trenja kotrljanja: 0,006 – 0,01 Tip gume: Obična automobilska guma
• Koeficijent trenja kotrljanja: 0,015 Tip gume: guma za kamione
• Koeficijent trenja kotrljanja: 0,006 – 0,01 Tip gume: Točak za voz

Hajde da shvatimo koliko sile tipičan automobil može da upotrebi da kreće svoje gume niz put. Recimo da je naš automobil težak 1814,369 kg, a gume imaju CRF od 0,015. Sila je jednaka 27.215 kg. Sada da shvatimo kolika je to snaga.

Znate da je snaga jednaka sili puta brzini. Dakle, količina snage koju koriste gume zavisi od toga koliko brzo automobil ide. Pri 120,7 km/h, gume troše 12 konjskih snaga, a pri 88,513 km/h koriste 8,8 konjskih snaga. Sva ta snaga se pretvara u toplotu. Veći deo ide u gume, ali deo ide na put (put se zapravo malo savija kada automobil pređe preko njega).

Iz ovih proračuna možete videti da tri stvari koje utiču na silu koja je potrebna da se guma kotrlja niz površinu puta (a samim tim i na količinu toplote koja se akumulira u gumama) su težina na gumama, brzina kojom vozite i CRF (koji se povećava ako se pritisak smanji). Ako vozite po mekšim površinama, kao što je pesak, više toplote odlazi u zemlju, a manje u gume, ali CRF se povećava.

Problemi sa gumama

Nedovoljna naduvanost može prouzrokovati da se gume više habaju spolja nego iznutra. Takođe uzrokuje smanjenu efikasnost goriva i povećano nakupljanje toplote u gumama. Važno je proveravati pritisak u gumama manometrom najmanje jednom mesečno.

Prenaduvavanje dovodi do toga da se gume više habaju u sredini gazećeg sloja. Pritisak u gumama nikada ne bi trebalo da prelazi maksimum koji je naveden na bočnoj strani gume. Proizvođači automobila često predlažu niži pritisak od maksimalnog jer će gume omogućiti mekšu vožnju. Ali korišćenje guma pod većim pritiskom će poboljšati kilometražu.

Neusklađenost točkova dovodi do neravnomernog trošenja ili unutrašnjeg ili spoljašnjeg ili grubog, blago pocepanog izgleda.

Kao što vidite, postoji mnogo više nomenklature oko gume nego obična cev od gumenih smeša sa spoljnom ivicom i unutrašnjom oblogom! Takođe treba uzeti u obzir radijalno telo užadi, kao i dva susedna dezena rebara gazećeg sloja i drugih materijala. Dakle, sledeći put kada budete tražili prave gume, imajte na umu ove faktore. Oni bi mogli da naprave veliku razliku kada izađete na put!

Koliko dugo može izdržati guma?

Preporučuje se zamena guma između šest i 10 godina nakon kupovine.

Mr. D. Tovarišić