Ogumienie terenowe – trochę teorii

1

Cóż z tego, że dysponujemy świetnym podwoziem i mocnym silnikiem jeśli zawiedzie ostatnie ogniwo - opony? Przyjrzyjmy się podstawowym typom opon stosowanym w samochodach terenowych.  

 

Fot. Milcar

Opony terenowe możemy pogrupować w następujący sposób: a) opony szosowe, b) opony uniwersalne, c) opony do jazdy po bezdrożach.

a)opona szosowa; przeznaczona dla tych, którzy bardzo rzadko wjeżdżają w teren, najczęściej spotykana w dużych, szybkich terenowych limuzynach. Widocznych jest sześć rzędów bieżnika.

b)  opona uniwersalna; bieżnik jest już wyższy i ułożony w pięciu rzędach, jest najlepszym wyborem dla tych, którzy połowę czasu z a kierownica spędzają w terenie.

c)  opona do jazdy po bezdrożach; „kostka” bieżnika jest najwyższa i ułożona w czterech rzędach („rzadki” bieżnik).

Opony pierwszego typu charakteryzuje:

– niski profil (stosunek wysokości przekroju do szerokości przekroju),

– największa ze wszystkich pozostałych sztywność,

– „gęsty” bieżnik,

– mała wysokość bieżnika,

– najmniejsze opory toczenia,

– mała przyczepność w trakcie jazdy po kopnym śniegu,

– kiepskie własności przy pokonywaniu sypkiego piasku,

– słabe własności tłumienia drgań powstałych od nierówności.Ze względu na swoje własności przeznaczone są raczej do jazdy po dobrych drogach, pozwalając na osiąganie prędkości nawet powyżej 200 km/h, zapewniając przy tym optymalne zużycie paliwa i cichą pracę.

Opony ostatniego typu charakteryzuje:

– najwyższy z pozostałych profil,

– możliwość stosowania wysokich ciśnień,

– wysoki i „rzadki” bieżnik,

– duże opory toczenia,

–  hałaśliwa pracy  przy szosowej jeździe,

– umożliwiają pokonywanie znacznych pochyleń,

– dobre tłumienie drgań pochodzących od nierówności terenowych.

Przeznaczone są do jazdy po bezdrożach, zapewniają bezpieczną jazdę do prędkości nie przekraczających 140 km/h. Opony drugiego typu są kompromisem między pierwszą a trzecią grupą. Na twardej powierzchni, przy zwiększaniu średnicy zewnętrznej opony zwiększa się długość i odpowiednio płaszczyzna powierzchni kontaktu, nieznacznie zmniejszając nacisk na drogę i co za tym idzie zwiększając przyczepność opony do podłoża i zmniejszając poślizg. Na miękkim gruncie zwiększenie zewnętrznej średnicy opony w większości przypadków nie powoduje zwiększenia długości kontaktu (czasami długość ta zmniejsza się na skutek mniejszego zagłębienia koła w gruncie). Wynika to z większej równomierności rozkładu nacisków na oponie o większej średnicy zewnętrznej.

Przyczepność koła z gruntem wraz ze zmianą zewnętrznej średnicy zmienia się w zależności od właściwości gruntu. Jeżeli spójność gruntu wzrasta wraz ze wzrostem zagłębienia to przy zwiększaniu zewnętrznej średnicy opony siła przyczepności maleje. Jeżeli natomiast spójność gruntu nie zmienia się wraz ze wzrostem zagłębienia to zwiększając zewnętrzną średnicę opony zwiększa się siłę przyczepności za sprawą większej równomierności rozkładu nacisków i wektora siły stycznej w obszarze kontaktu. Opór gruntu dla toczącego się koła o zwiększonej średnicy zewnętrznej opony zmniejsza się na wszystkich rodzajach gruntu. . Dodatkowo zwiększenie średnicy zmniejsza liczbę cykli obciążenia elementów opony na określonym odcinku drogi, odpowiednio zwiększa się dopuszczalna prędkość ruchu ze względu na zmniejszenie nagrzewanie opony.

Podsumowując przeprowadzony wyżej wywód można powiedzieć, że ze względu na przejezdność w terenie korzystniejsze jest stosowanie opon o większej średnicy. Ujemnym skutkiem zwiększania średnicy zewnętrznej opony jest znaczne zwiększenie masy koła, momentu bezwładności oraz podwyższenie położenia środka masy pojazdu.

Wpływ szerokości i profilu opony

Zwiększenie tylko szerokości profilu opony przy stałym H i D powoduje zwiększenie szerokości kontakty opony z glebą bez zmiany jego długości. Przy czym powierzchnia kontaktu wzrasta prawie proporcjonalnie do szerokości profilu. Pokonywanie pionowych przeszkód praktycznie nie polepsza się. Opór toczenia koła po miękkim gruncie zmienia się wraz ze zmianą głębokości jak i szerokości koleiny. W większości przypadków przy zwiększeniu szerokości profilu opony obserwuje się znaczne zmniejszenie głębokości kolein, dzięki czemu zmniejsza się opór toczenia. Zwiększanie szerokości profilu jest korzystne tylko do pewnej granicy.

W odróżnieniu od rozpatrywanych wcześniej parametrów, zarówno zwiększenie szerokości jak i wysokości profilu opony proporcjonalnie zwiększa dopuszczalne normalne ugięcie, co dodatkowo zwiększa długość i szerokość powierzchni kontaktu opony z gruntem, a także zwiększa możliwość regulacji ciśnienia napompowania opony. Opór toczenia po twardej nawierzchni zwiększa się wraz ze wzrostem wielkości strefy kontaktu opony z powierzchnią i wzrostu masy materiału gumokordnego narażonego na deformacje. Przyczepność na suchych drogach, jak już wspominano, wzrasta a na mokrych może maleć. Na odkształcalnych gruntach wpływ zwiększenia promienia profilu opony na opór toczenia i przyczepności koła z gruntem jest kompilacją wpływów dwóch wcześniej opisanych parametrów.

We współczesnych oponach z regulowanym ciśnieniem rozmiary profilu są o 25 do 40% większe od opon niskociśnieniowych przy tym samym obciążeniu. Podstawowa różnica polega na możliwości krótkotrwałego ruchu przy normalnym ugięciu do 0,35H. Możliwość ich wykorzystania przy jeszcze większym ugięciu opony ograniczona jest utratą bocznej stateczności.

Minimalny nacisk jednostkowy na grunt w oponach z regulowanym ciśnieniem zastosowanych we współczesnych pojazdach  wynosi około 0,09 MPa. W celu uzyskania jeszcze mniejszych nacisków jednostkowych konieczne jest zwiększenie rozmiarów profilu. Przy tym zwiększa się również zewnętrzna średnica opony a zakres zmian ciśnienia napompowania opony maleje.

Wpływ konstrukcji bieżnika

Na eksploatacyjną jakość koła istotnie wpływają następujące parametry bieżnika: szerokość odniesienia, promień krzywizny, współczynnik wypełnienia, rzeźba (rozmiary, kształt występów i wgłębień). Przy wyborze parametrów bieżnika dla dróg z twardą nawierzchnią konieczne jest zapewnienie: przyczepności w kierunku podłużnym i poprzecznym, małych strat spowodowanych  tarciem wewnętrznym, cichobieżności, minimalnych nacisków na drogę dla obniżenia zużycia opony i powierzchni drogi.

Przy zwiększeniu szerokości bieżnika zmniejszają się naciski na drogę, jednak zwiększa się grubość występów na skraju bieżni, w rezultacie podwyższają się straty spowodowane tarciem wewnętrznym, temperaturą i wzrasta niebezpieczeństwo zniszczenia opony w tej strefie, zwiększając sztywność ścianek bocznych i naprężenia w szkielecie ścianek opony.

Przy zmniejszeniu do określonej granicy krzywizny powierzchni bieżnej opony maleją straty na toczenie i zużycie bieżnika na skutek zmniejszenia deformacji elementów opony i ich prześlizgiwania się względem drogi. Przy zwiększaniu wysokości występów bieżnika podwyższa się trwałość bieżnika, polepsza się przyczepność na zabłoconych drogach, jednak w związku z tym zwiększają się również straty przy toczeniu, wzrasta masa i moment bezwładności opony. Zwiększone straty przy toczeniu opony z podwyższonymi występami bieżnika związane są ze wzrostem strat histerezy w gumie bieżnika, jak i ze wzrostem prześlizgiwania się elementów bieżnika względem drogi.

 

 

 

Komentarze:

Anonymous - 5 marca 2021

no, ale jakie są najlepsze

Odpowiedz
Pokaż więcej komentarzy
Pokaż Mniej komentarzy
Schowaj wszystkie

Zostaw komentarz:

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wszyskie pola są wymagane do wypełnienia.

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również