Opony samochodowe

Opony samochodowe
1. Tytułem wstępu.
2. Charakterystyczne wymiary opon.
3. Budowa opon. Różnica między oponą radialną a diagonalną.
4. Sztywność opon.
5. Oznaczenia opon.
6. Rodzaje opon pod względem rzeźby bieżnika.
7. Do zapamiętania.



1. Tytułem wstępu.
Opona samochodowa jest elementem o wiele bardziej skomplikowanym pod względem budowy niż się powszechnie uważa. Jak zauważycie w dalszej części tych rozważań oponę tworzy szereg połączonych podczas wulkanizacji elementów. Należą do nich m.in. elementy gumowe, stalowe i tekstylne. Zastosowana w samochodzie opona stanowi wynik kompromisu w dążeniu do uzyskania jak najlepszych jej właściwości, a zatem spełnienia sprzecznych wymagań. Przykładowo pożądane jest aby ogumienie miało jak największą powierzchnię styku z jezdnią. Najprościej można to uzyskać poprzez zmniejszenie twardości zastosowanej w produkcji opony mieszanki gumowej. Zbyt miękka opona będzie się jednak szybciej ścierać, a więc okres jej eksploatacji będzie krótszy. Poznajmy zatem bliżej tę jakże istotną część naszych samochodów.
2. Charakterystyczne wymiary opon.
Podstawowe wymiary opon przedstawia poniższy rysunek:

H - wysokość przekroju
B - szerokość przekroju
D - średnica osadzenia
Można spotkać trzy systemy oznaczeń rozmiarów opon:
a. calowy np. 5 / 65 - 13\\\\\\\\\\\\\\\\"
b. mieszany np. 165 / 70 - 14\\\\\\\\\\\\\\\\"
c. metryczny np. 160 / 75 - 380
W Polsce najczęściej mamy do czynienia z systemem mieszanym. Jest on umieszczony na boku opony i wyraża następujące cechy opony:
165 / 70 - R14\\\\\\\\\\\\\\\\"
165 - szerokość profilu [mm]
70 - stosunek wysokości profilu do jego szerokości wyrażony w procentach (H/B w %)
R - opona radialna (w tym miejscu może pojawić się symbol D - diagonalna)
14\\\\\\\\\\\\\\\\" - średnica osadzenia [cal] (przypomnijmy, że 1 cal = 2,54 cm = 25,4 mm)
Opony niskoprofilowe są to takie opony, dla których stosunek wysokości do szerokości opony wynosi poniżej 82%. Aktualnie można zaobserwować, że w większości samochodów konstruktorzy dążą do coraz to mniejszego wymiaru wysokości opony. Ma to swoje uzasadnienie. Opona o niższej wysokości jest bardziej odporna na znoszenie i można dla niej uzyskać większą prędkość maksymalną. Poprawie ulega także kierowalność pojazdu. Niestety jak to zazwyczaj bywa coś za coś. Pogorszeniu ulegają własności tłumiące opony. Mając w samochodzie opony o bardzo niskim profilu należy się także liczyć z możliwością szybszego uszkodzenia takiej opony, zwłaszcza na naszych \\\\\\\\\\\\\\\\"dobrych\\\\\\\\\\\\\\\\" polskich drogach i przy najazdach na \\\\\\\\\\\\\\\\"niskie\\\\\\\\\\\\\\\\" krawężniki. Dużo łatwiej jest również uszkodzić obręcz ze stopów lekkich.
3. Budowa opon. Różnica między oponą radialną a diagonalną.
Oponę radialna (oznaczaną przez R) przedstawia poniższy rysunek:

1 - Bieznik
2 - Opasanie
3 - Osnowa
Bieżnik to cześć opony mająca bezpośredni kontakt z nawierzchnią, a jego rzeźba stanowi, wraz z zastosowaną mieszanką, kryterium przeznaczenia opony. Inna rzeźbę będzie miał bieżnik opony zimowej, a inną np. błotno śniegowej. Dokładnie zostanie to omówione w dalszej części.
Opasanie jest najczęściej w postaci warstwy lub warstw stalowego kordu. Jego zadaniem jest usztywnienie czoła opony i zabiegniecie deformacjom czoła opony pod wpływem działających sił. Na rysunku pokazano oponę o 4 warstwach opasania. Kąt pod jakim biegną włókna lub linki opasania wynosi w oponach radialnych od 70 do 85 .
Osnowa jest częścią składowa opony która w znacznej mierze decyduje o jej wytrzymałości. W oponach radialnych jest to zawsze pojedyncza warstwa z materiału tekstylnego (w samochodach osobowych) lub włókien stalowych (najczęściej w pojazdach ciężarowych). Osnowa przenosi drgania pochodzące od nierówności nawierzchni drogi i tłumi drgania. W oponach radialnych kąt pochylenia włókien osnowy wynosi 0 . Włókna są rozłożone promieniowo, radialnie. Opasanie jest elementem charakterystycznym właśnie dla opon radialnych. Opony radialna mają zawsze osnowę, a opony diagonalnie nie musza jej mieć. Schematycznie budowę wewnętrzną opony radialnej (kąty osnowy i opsania) przedstawia kolejny rysunek.
Zalety opony radialnej w stosunku do diagonalnej:
1. cechuje się większą elastycznością boków
2. zapewnia lepsze prowadzenie samochodu
3. bieżnik w każdych warunkach przylega do nawierzchni
4. mniejsze opory toczenia co wpływa na mniejsze zużycie paliwa
5. nie odkształca się czoło bieżnika na zakrętach przy dużych prędkościach
Wady opony radialnej:
1. mniejsza odporność na uszkodzenia
Oponę diagonalną (oznaczaną przez D) przedstawia rysunek poniżej. Kąt pod jakim biegną włókna lub linki opasania wynosi w oponach radialnych od 50 do 56 . Wady i zalety opon diagonalnych opisałem przy oponach radialnych nieco wcześniej. Schematycznie budowę wewnętrzną opony diagonalnej (kąty opasania) przedstawia kolejny rysunek.

1. Bieżnik
2. Opasanie

4. Sztywność opon.
Z definicji wiadomo, że sztywność opony wyrażona jest wzorem:


czyli stosunkiem przyłożonej siły (F) do uzyskanego odkształcenia (S). Przyłożona siła może mieć jednak różny kierunek działania. Zatem sztywność opony zależeć będzie od kierunku działania siły. Wyróżniamy więc:
a) sztywność wzdłużną


<>
b) sztywność poprzeczną


<>

c) sztywność skrętną


<>
Pierwsza kolumna pokazuje kierunek działania siły oraz powstające w wyniku tego odkształcenie opony.
Druga kolumna pokazuje na wykresie zależność sztywności od odkształcenia.
Trzecia kolumna zawiera odpowiednie dla każdego przypadku wzory obliczeniowe.
Rysunki, wykresy i wzory celowoo umieszczono w kolumnach co pozwala na łatwiesze porównanie odpowiednich wielkości
5. Oznaczenia opon.
Na każdej oponie, a dokładniej na jej barku i boku umieszczone są różnego rodzaje oznaczenia literowe, cyfrowe lub mieszane. Każde z nich ma jakieś znaczenie. Spróbujmy zatem rozszyfrować wiadomości zakodowane przez producenta.
185 / 65 R15 oznaczenie charakterystycznych wymiarów opony i jej rodzaju (omówiono wcześniej)
TC DĘBICA nazwa producenta (tutaj TYRE COMPANY DĘBICA S.A.)
TUBELESS lub TL opona bezdętkowa, w przypadku opony dętkowej będzie w tym miejscu występować oznaczenie TUBE TYPE lub TT
020701 E8 znak homologacji na zgodność z regulaminem ECE nr 30 (Pierwszy człon oznacza numer homologacyjny opony, natomiast E8 to kod państwa, które nadało ten numer.)
88 indeks nośności opony.
Warto w tym miejscu zwrócić uwagę, że przykładowo symbol 88 nie oznacza, że nośność wynosi 88 [kg]. Jest to tylko umowne oznaczenie. Tendencja jest taka, że im większy indeks nośności tym większa nośność danej opony. Np. indeks 88 oznacza, że nośność wynosi 560 [kg], a indeks 140 oznacza nośność 2500 [kg].) Indeks może być także podawany w podwójnej postaci, np. 102/100. Pierwszy indeks odnosi się do opony w układzie pojedynczym, a drugi w układzie bliźniaczym kół. Sprawa dotyczy opon do samochodów ciężarowych.
S indeks prędkości. Im dalsza litera alfabetu tym opona może być eksploatowana z większą prędkością. Opis wszystkich indeksów prędkości znajdziesz tutaj. Indeks ten umieszczony jest zazwyczaj przy indeksie nośności.
RADIAL opona radialna lub diagonalna. DIAGONAL - opona diagonalna
D Oznaczenie rzeźby bieżnika. D oznacza bieznik drogowy. Inne mogące wystąpić symbole znajdziesz tutaj

SIDEWALL: POLYESTER 1
TREAD: NYLON 1 + STEEL 2 oznaczenia te występują pod sobą i oznaczają budowę opony. Zwracam uwagę, że oznaczenie NYLON 1 + STEEL 2 wcale nie oznacza, że całe opasanie zrobiono z jednej warstwy nylonu i dwóch warstw stalowych. Oznaczenie to informuje nas jedynie o tym, że zastosowane opasanie jest pod względem wytrzymałościowym takie samo jak opasanie zrobione z jednej warstwy nylonu i dwóch warstw stalowych.
MAX PRESS 300
kPa (44 P.S.I) Oznaczenie maksymalnego ciśnienia eksploatacji opony. Podawane w [kPa] lub w funtach na cal kwadratowy [P.S.I.]
MAX LOAD
560 kg (1235 LBS Wartość maksymalnego obciążenia eksploatacyjnego opony. Podawane w [kg] lub w funtach [LBS].
MADE IN POLAND miejsce produkcji
14 9 kod daty produkcji. Pierwszy człon oznacza kolejny tydzień roku , a drugi to końcowa cyfra roku produkcji.
Np. 14 9 oznacza, że oponę wyprodukowano w 14-tym tygodniu 1999 roku. Oznaczenie to umieszczone bywa na owalnym polu.
DOT A5K3 UVP oznaczenie potwierdzające zgodność z normami amerykańskimi.
PN oznaczenie potwierdzające wykonanie wyrobu zgodnie z Polskimi Normami.
GAT. I gatunek wyrobu

F - 01 numer formy w której wykonano oponę.
TWI oznaczenie to umieszczone na boku opony wskazuje miejsce usytuowania wskaźnika zużycia bieżnika umieszczonego w rowku na czole opony. Oznaczenie to umieszcza się w kilku miejscach na obwodzie opony. Tłumaczy to poniższy rysunek.


Na rysunku pokazałem oponę dobrą. W momencie, gdy bieżnik będzie zużyty do wysokości wskaźnika TWI opona nie może być użytkowana. Jak zatem widać minimalna dopuszczalna wysokość bieżnika wynosi 1,6 mm, jednak powszechnie przyjmuje się że opony należy wymienić gdy bieżnik ma wysokość poniżej 2 [mm] (dla opon letnich) i poniżej 4 [mm] (dla opon zimowych). Osobiście widziałem już nawet opony eksploatowane przy startym wskaźniku TWI. Niektórzy kierowcy wydają się nie zdawać sobie sprawy z tego jakie mogą być skutki używania takich opon. Mam tu na myśli nie tylko zatrzymanie dowodu rejestracyjnego przez Policję. Z drugiej strony istnie spora grupa kierowców, którzy mają świadomość zagrożenia i chętnie zmienili by ogumienie na nowe jednak brakuje im na to funduszy. No cóż, przyszło nam żyć w kraju w którym kierowcy zdają się służyć tylko do okładania ich najrozmaitszymi coraz to dziwniejszymi opłatami :)
Outside lub Exterior lub
Side Facing Outwards Opony asymetryczne, to znaczy takie, które nie mają symetrycznej rzeźby bieżnika względem osi wzdłużnej opony posiadają także oznaczenia zapobiegające nieprawidłowemu montażowi na stronie którą opona powinna być zamontowana na zewnątrz auta. Jednocześnie mogą wystąpić oznaczenia po stronie, którą opona powinna być zamontowana do wewnątrz. Są to: Inside lub Interior lub Side Facing Inwards.
Regroovable Opony do samochodów ciężarowych mogą posiadać jeszcze oznaczenie Regroovable, co znaczy, że bieżnik takiej opony może być jednokrotnie pogłębiony za pomocą nacinania.
All-Steel oznacza oponę w której wszystkie warstwy opasania i osnowę wykonano z włókien stalowych. Tzw. opona całostalowa.
6. Rodzaje opon pod względem rzeźby bieżnika.
Oto niektóre ze spotykanych typów opon wraz z pokazaną rzeźbą bieżnika i krótką charakterystyką. Opony te różnią się nie tylko rzeźbą bieżnika, lecz także, a może przede wszystkim, zastosowana mieszanką gumową i budową wewnętrzną. Pokazane grafiki wraz z krótkim opisem znajdziesz tutaj.
7. Do zapamiętania.
Tutaj kilka ważnych uwag, o których nie zawsze się pamięta, a które są dość ważne:
1. opony na jednej osi pojazdu muszą być jednakowej konstrukcji
2. Dopuszczalne zużycie bieżnika to 1.6 [mm]
3. Widoczne pęknięcia uwidaczniające osnowę oraz wybrzuszenia na boku lub czole opony dyskwalifikują oponę z eksploatacji
4. Nie można montować opon diagonalnych na tylnej osi jeżeli na przedniej są zamontowane opony radialne.
5. Należy pamiętać o prawidłowym ciśnieniu w ogumieniu.
6. Zdatność opony do użycia wynosi 5 lat. Nawet w przypadku gdy przeleżała ten okres w magazynie nie należy jej już eksploatować. Z wiekiem następuje bowiem starzenie mieszanki gumowej. Tę uwagę dedykuję szczególnie kupującym giełdowe opony sprowadzane z zachodniej Europy.
7. Dwie opony mające ten samą rzeźbę bieżnika nie muszą być identyczne. Mogą się różnić budową wewnętrzną.
8. W przypadku sezonowego przechowywania opon należy zapewnić następujące warunki:
 przed rozpoczęciem składowania ogumienie powinno być dokładnie oczyszczone
 temperatura przechowywania w zakresie od -5 do +35C (najlepiej ok. 10C)
 brak dostępu światła ultrafioletowego
 z dala od olejów, smarów itp.
 z dala od elementów miedzianych i grzejników
 pomieszczenie o w miarę stałej wilgotności.