Ś WIAT WO KÓ Ł N AS
ŚW IAT WO KÓ Ł N A S
B
udowa opony jest różna, w zależności od jej wielkości i przeznaczenia. Opona zbudowana jest z kilku podstawowych elementów:
stopka, która styka się z obręczą koła. W skład stopki wchodzą druty o przekroju kwadratowym (tylko w oponach Michelin) lub okrągłym, zwane drutówką, osłonięte paskami wzmacniającymi, bok – część opony między bieżnikiem i stopką, osnowa – wraz ze stopką konstrukcyjny szkielet opony składający się z warstw kordu. Na osnowę działają obciążenia statyczne i dynamiczne, od jej konstrukcji zależą niektóre właściwości opony, opasanie – warstwa materiału z nierozciągliwego materiału pod bieżnikiem, bieżnik – wierzchnia część opony stykająca się z nawierzchnią drogi. Produkcja opony rozpoczyna się od przygotowania półproduktów. Jednym z nich jest mieszanka gumowa składająca się z kauczuku, sadzy, oleju, krzemionki i dodatków chemicznych. Z mieszanki gumowej wytłacza się surowy bieżnik czy też boki opony. Do produkcji opony potrzebne są też kordy, czyli tka-
niny techniczne pokrywane cienką warstwą gumową, elementy stalowo-gumowe i gumowo-tekstylne, z których wykonuje się osnowę lub opasanie oraz drutówka (druty zwinięte w okrągły pakiet o średnicy zależnej od wielkości opony). We właściwym procesie produkcji drutówkę wbudowuje się w warstwę kordu, nakłada się wykładzinę wewnętrzną (butylową) i boki. Następnie nakłada się opasane stalowe (warstwy kordu o krzyżujących się niciach). Oponę surową poddaje się procesowi wulkanizacji. Proces ten realizuje się w prasach, w których znajdują się formy odwzorowujące zewnętrzny kształt opony i kształt bieżnika. Pod wpływem ciśnienia i temperatury poszczególne warstwy mieszanki gumowej lub elementy gumowo-metalowe łączą się ze sobą. Czas trwania wulkanizacji i parametry procesu są kontrolowanie elektronicznie. Skład typowej opony ciężarowej: Kauczuk naturalny – 35% Kauczuk syntetyczny – 9% Utleniacz, żywica – 7% Plastyfikator – 1% Sadza, silikony, krzemionka – 24% Stal – 23% Nylon – 1%
TRWAŁOŚĆ Kiedyś zwiększoną trwałość opony uzyskiwano głównie składem mieszanki gumowej. We współczesnej oponie wielofunkcyjnej Michelin X® MultiWay™ 3D przeznaczonej do transportu regionalnego zwiększenie trwałości uzyskano dzięki specjalnej rzeźbie bieżnika. Klocki bieżnika mają podwyższoną sztywność uzyskaną przez opatentowaną konstrukcję lameli nazwaną „podwójną falą”. Bieżnik z takimi trójwymiarowymi lamelami pracującymi w płaszczyźnie poziomej i pionowej jest trwalszy od tradycyjnych bieżników. W oponach Goodyear KMAX rzeźba bieżnika ma szerokie żebra w pasie barkowym, które charakteryzują się wysoką odpornością na ścieranie.
PRZYCZEPNOŚĆ Przykładowa budowa opony radialnej. Oznaczenia: 1 – bieżnik 2 – warstwy opasania (stalowe) 3 – bok 4 – karkas (osnowa) 5 – warstwa butylowa 6 – strefa stopki 7 – drutówka
Przyczepność jest wynikiem zdolności do usuwania wody spod opony przez rowki, oczyszczenia podłoża przez lamelki i tarcia między bieżnikiem a podłożem. Obecnie dąży się, by zachować taką samą przyczepność w całkowitym czasie eksploatacji opony, mimo zużycia bieżnika. Ciekawym pomysłem firmy Michelin są lamele typu „kropla wody” (w oponie X® MultiWay™ 3D). To głębokie, cylindryczne kanaliki w kształcie kropli wody znajdujące się w środkowej części klocka bieżnika. Wraz z zużywaniem się bieżnika lamele te stopniowo otwierają się tworząc dodatkowy rowek. W oponie tej przyczepność na śliskiej nawierzchni dodatkowo wzmac-
1
2 3 4 5
Fot. Michelin
6 7
nika. Zwiększenie ilości lameli, korzystne dla przyczepności, zwiększa poziom hałasu.
niają lamele „tower pump” działające jak pompki. Woda znajdująca się w obszarze kontaktu opony z podłożem jest zasysana, a następnie odprowadzana za zewnątrz przez pionowe, cylindryczne kanaliki. Ponieważ kształt lamelek Michelin jest opatentowany, Goodyear proponuje nieco inne rozwiązanie, ale działające podobnie. W oponie Goodyear Fuelmax na oś kierowaną w czasie pierwszego okresu eksploatacji pierwotna rzeźba bieżnika składa się z trzech żeber, co zmniejsza opór toczenia. W połowie okresu eksploatacji opony wraz z zużywaniem się bieżnika pojawiają się dodatkowe trzy żebra (razem jest 6), dzięki czemu przyczepność pozostaje taka sama. Przyczepność na mokrej nawierzchni zwiększono dzięki lamelom krawędziowym. Opona ta ma kierunkową rzeźbę bieżnika, która zapewnia lepsze parametry jezdne oraz niższy poziom hałasu (71/72 dB). Poziom emitowanego przez oponę hałasu jest nieco bagatelizowany przez producentów ogumienia, chociaż podobnie jak przyczepność, ma wpływ na bezpieczeństwo jazdy. Hałas jest wywoływany przez gwałtowny kontakt bieżnika z podłożem. Powietrze, zatrzymywane przez chwilę w rzeźbie bieżnika, ulega drganiom, które są przenoszone na oponę. Hałas zależy więc od prędkości jazdy, rodzaju nawierzchni i kształtu bież-
INNE ROZWIĄZANIA Jeśli kilka opon będzie miało na etykiecie identyczne parametry, to klient wybierze tę, która będzie miała dodatkowe walory. Continental opracował specjalną konstrukcję warstwy butylowej, odpowiedzialnej za utrzymywanie ciśnienia powietrza w oponie. Nowa warstwa butylowa (Air-Keep) powoduje większą szczelność dyfuzyjną i utrudnia wydostanie się powietrza na zewnątrz opony. Tlen zawarty w powietrzu powoduje utlenianie się stali karkasu i mieszanki gumowej, przyspieszając proces starzenia się opony. Goodyear proponuje natomiast opony z wewnętrzną warstwą uszczelniającą Duraseal, która po przebiciu np. gwoździem do 6 mm zapobiega utracie powietrza, nawet po wyjęciu gwoździa. Przebicie można naprawić przy kolejnym zaplanowanym zdejmowaniu opon, a właściwości uszczelniające są zachowane po ponownym bieżnikowaniu opony. Continental stosuje w swoich oponach długodystansowych prosty sys-
Fot. Continental
BUDOWA I PROCES PRODUKCJI OPONY
max w stosunku do poprzednich (Marathon) ma o 10% niższy opór toczenia (na etykiecie litera B) i dłuższe przebiegi o 15%. A trwałość ogumienia w oczach klientów nabiera coraz większego znaczenia.
Opony zimowe, np. Continental Scandinavia, są oznaczone znakiem 3PMSF – płatek śniegu wpisany w trzyszczytową górę.
11
10 4/2013
4/2013