Wynalezienie pierwszej gumowej opony zostało opisane w patencie nr 10990 z dnia 10 czerwca 1846 r. wydanym na nazwisko Roberta Williama Thomsona. Patent opisuje konstrukcję wynalazku, a także zalecane materiały do jego wykonania. Thomson wyposażył załogę w koła pneumatyczne i przeprowadził testy mierząc siłę ciągu załogi. Szczególnie zauważono ciszę, komfort jazdy i łatwe prowadzenie bryczki na nowych kołach. Wyniki badań opublikowano w Mechanics Magazine 27 marca 1849 r. wraz z rysunkiem karetki. W rzeczywistości pojawił się wynalazek, przemyślany do konstruktywnego wdrożenia, sprawdzony w testach, gotowy do udoskonalenia. Jak to często bywa, sprawa się skończyła. Nie było nikogo, kto podjąłby się tego pomysłu i wprowadził go do masowej produkcji po akceptowalnych kosztach. Po śmierci Thomsona w 1873 roku zapomniano o „koło powietrznym”, chociaż zachowały się próbki tego produktu.
Legenda mówi
Jeśli chodzi o datę ważnego wydarzenia - stworzenia uznanej przez wszystkich opony - nie ma jedności, co dziwne. Nazywają 1887 lub 1888. Tak czy inaczej, różnica w ciągu roku nie jest tak zasadnicza. O wiele ważniejsze jest to, kim była ta cudowna osoba iw jakich okolicznościach olśnił go wspaniały pomysł stworzenia opony. W pierwszym punkcie - komu podziękować - na szczęście nie ma nieporozumień. Kapryśna dama-historia zachowała nazwę - John Boyd Dunlop (John Boyd Dunlop). Zaangażowany w ten wynalazek i jego syn, który w rzeczywistości podsunął pomysł.
Ale istnieją co najmniej dwie wersje okoliczności, w jakich powstał ten pomysł. Pierwszy nie wzbudza większego zaufania: Dunlop senior podobno zauważył, że podczas jazdy po utwardzonym chodniku jego syn odczuwał niedogodności i dyskomfort i zdał sobie sprawę, że winę za to winą twarde drewniane koła roweru. To wtedy owinął tarczę koła kilkoma sklejonymi cienkimi warstwami gumy i napompował je pompką rowerową - aby uzyskać efekt amortyzacji.
Druga wersja tej historii jest znacznie bardziej podobna do wszystkich innych opowieści o błyskotliwych spostrzeżeniach. Według niego John Dunlop podlewał ogród. A jego synek jeździł na trójkołowym rowerze i był zachwycony jazdą na gumowym wężu. Ojciec obserwował dowcipnisia z uśmiechem, dopóki nie zauważył miękkiej amortyzacji węża pod metalowym kołem roweru. Zapominając o ogrodzie, pan Dunlop od razu odciął kawałek węża, owinął koło gumową kiełbasą, zespawał szew i - zasłynął na całym świecie jako wynalazca nadmuchiwanej, czyli pneumatycznej opony.
Zaradny szkocki lekarz weterynarii opatentował swój wynalazek w czerwcu 1888 roku i od tego momentu zaczyna się zupełnie inna historia.
Historia jednej firmy
Szybko doceniono zalety opony pneumatycznej. Już w czerwcu 1889 roku William Hume ścigał się na rowerze na oponach pneumatycznych na stadionie w Belfaście. I choć był „przeciętnym” kierowcą, Hume wygrał wszystkie trzy wyścigi, w których brał udział.
Z biegiem czasu zrealizowano pomysł „obutego” i felg nielicznych ówczesnych samochodów. Jako pierwsi zrealizowali ten śmiały pomysł Francuzi Andre i Edouard Michelin, którzy mieli już wówczas wystarczające doświadczenie w produkcji opon rowerowych. 
Dzięki realizacji pomysłu wystąpili na wyścigu w 1895 Paryż – Bordeaux. Samochód z powodzeniem pokonał dystans 1200 km i dojechał do mety o własnych siłach między innymi dziewięciu. W Anglii w 1896 roku samochód Lanchester był wyposażony w opony Dunlop. Z instalacją opony pneumatyczne płynność jazdy, zdolności samochodów w terenie uległy znacznej poprawie, chociaż pierwsze opony nie były niezawodne i nie były przystosowane do szybkiego montażu.
Komercyjny rozwój wynalazku rozpoczął się wraz z utworzeniem małej firmy w Dublinie i pod koniec 1889 roku pod nazwą „Pneumatic Tire and Booth Bicycle Agency”. Dunlop to obecnie jeden z największych producentów opon na świecie.
Zasługi firmy Dunlop w rozwoju i doskonaleniu opony pneumatycznej:
- Dunlop jako pierwszy zastosował gumowe i stalowe kołki bieżnika;
- Dunlop jako pierwszy podzielił bieżnik opony na kilka rzędów, co zwiększyło jego odporność na zużycie przy zachowaniu dobrej przyczepności;
- Dunlop stworzył pierwszą na świecie oponę z boczną ostrogą;
- Pracownik Dunlopa, C. Woods, był pierwszym, który wynalazł komorę specjalnie dla opony pneumatycznej;
- Inżynierowie Dunlopa jako pierwsi wprowadzili w życie ideę opony bezdętkowej;
- Dunlop jako pierwszy stworzył wodoodporną mieszankę gumową, która umożliwiła produkcję opon zimowych o właściwościach, które sprawiają, że stosowanie kolców antypoślizgowych nie jest konieczne.
Tak czy inaczej, dziś nie można sobie wyobrazić kół samochodów bez opon. Pozostaje nam tylko uczcić miłym słowem wszystkich tych, którzy uczestniczyli w ich rozwoju.
Historia wynalezienia opon samochodowych
Nie wiadomo na pewno, kiedy wynaleziono koło, ale sam fakt jego wynalezienia jest punktem zwrotnym w historii całej ludzkości. Ludzie od dawna używają kół do poruszania się, ale pojęcie „koła” dla współczesnego człowieka i przedstawiciela średniowiecza to wcale nie to samo. Jeśli w V wieku ne uważano koło wykonane z drewna, wzmocnione metalowym obrzeżem, to w czas teraźniejszy, koło to opona osadzona na feldze, która zapewnia płynną jazdę, zwiększa prędkość auta i poprawia jego flotację. Należy również pamiętać, że opona pojawiła się nieco wcześniej niż powstanie auta. Powodem, dla którego historia ulepszania kół stała się ciekawa, jest wprowadzenie w 1940 roku opon z kauczuku syntetycznego.
Podgląd — kliknij, aby powiększyć.
Początek Złotej Ery Rowerów oznaczał nadejście nowy design opony Dunlop
Prace nad poprawą płynności jazdy rozpoczęto od średniowiecznych powozów konnych, początkowo za opony służyły żelazne obręcze. Mieli zarówno plusy, jak i minusy. Rzeczywiście, przy ich użyciu znacznie wzrosła trwałość drewnianych kółek, ale drżenie i dudnienie były nie do zniesienia. Pierwszy protoplasta nowoczesnych opon pojawił się w połowie XIX wieku, nazwali go „Air Wheel”, sam wynalazek należy do Szkota – Roberta Thomsona. Sama w sobie była komorą i skorupą z małych kawałków skóry, które były połączone nitami. Dzięki zastosowaniu gumy komora stała się wodoszczelna i uszczelniona. Niestety nikt nie był zainteresowany tym rozwojem, choć nie było to dalekie od aktualnych wydarzeń. Prawdopodobnie świat po prostu nie był jeszcze gotowy na takie innowacje.
Rodak Thomsona, John Dunlop, był w zupełnie innym nastroju. Jego wytrwałość i inicjatywa pomogły mu zdobyć sławę. Jego nazwisko w historii związane jest z rozwojem pierwszych opon pneumatycznych, które znalazły szerokie zastosowanie. Głównym impulsem do tego rozwoju była prośba mały syn projektant, który nie umiał jeździć na rowerze. Wszystko, co było pod ręką, weszło w życie. John zrobił obręcze z węża ogrodowego, umieścił je na kółkach, a następnie wpompował w nie powietrze. Wynik zadziwił zarówno Johna, jak i jego syna. Nie zastanawiając się dwa razy, John Dunlop opatentował swój wynalazek. Nieco później Dunlop zmodernizował swój wynalazek. W 1888 r. składał się z gumowej rurki przymocowanej do metalowej obręczy szprychowego koła z gumowanym płótnem, które tworzyło osnowę samej opony. Wynalazek Dunlopa był skazany na sukces, ponieważ koniec XIX wieku uważany jest za złoty wiek rowerów, największy popyt na nie był w tym okresie. Odtąd rowery nie były już nazywane „wytrząsaczami kości”. Po modzie na rowery pojawiły się inne środki transportu (motocykle i samochody). Po krótkim czasie opony Dunlop zaczęły być używane wszędzie.
Jeśli chodzi o samochody, to dwaj pierwsi bracia z Francji, Edouard i Andre Michelin, przejęli swoje „buty” (czy nazwisko coś Ci przypomina?). Pierwszym samochodem, w którym zastosowano opony pneumatyczne, był Peugeot. W wyścigach z 1895 roku, które zresztą odbyły się po raz pierwszy, zajął 9 miejsce na dziewiętnastu uczestników. Podczas wyścigu na torze pomiędzy Paryżem a Bordeaux użyto 22 kompletów opon, co nieźle jak na debiut.
Główną zaletą opon pneumatycznych jest płynność i miękkość jazdy, a także ulepszona obsługa, blokująca niedogodności w eksploatacji. Aby wymienić zestaw, trzeba było poświęcić dużo czasu, a co najważniejsze, trzeba było mieć specjalne umiejętności. To z góry przesądziło o dalszym rozwoju opon. Staraliśmy się znaleźć sposób na zwiększenie wytrzymałości i trwałości opon oraz uproszczenie montażu i demontażu. Szybkość ewolucji opon jest po prostu niesamowita, po pięćdziesięciu latach niewiele różniły się od współczesnych prototypów. Głównym wydarzeniem w historii „produkcji opon” było wprowadzenie w 1940 roku kauczuku syntetycznego. W 1970 roku do masowej produkcji wprowadzono bezdętkowe radialne opony niskoprofilowe. Dzięki temu udało się wyprowadzić wskaźnik zarządzalności, a co za tym idzie bezpieczeństwa pojazd na nowy poziom. Pomimo osiągniętej na pierwszy rzut oka perfekcji, rozwój ogumienia trwa do dziś.
Bliżej nowoczesności
Dzisiejsza różnorodność opon jest niesamowita. Można je odebrać za różne rodzaje samochody, nawierzchnie, pory roku, a nawet styl jazdy. Dla entuzjastów nowoczesnych samochodów główną potrzebą i bólem głowy jest dbanie o zmianę opon. Dla bezpieczeństwa i kontroli na drodze opony należy wymieniać co sezon. Zimą bieżniki opon letnich zapychają się i szybko stają się bezużyteczne. Cóż, latem wręcz przeciwnie, zimowe opony zmiękcza, traci przyczepność i szybko zużywa oponę. Wszystko to wynika z faktu, że opony zimowe i letnie różnią się nie tylko opcjami bieżnika, ale także składem chemicznym.
Każdy kierowca musi również monitorować stan gumy, ponieważ jeśli „łysieje”, a wysokość bieżnika zmniejszy się, doprowadzi to do tragicznych sytuacji. Ochraniacz pełni rolę przyczepności w złych warunkach pogodowych (błoto, śnieg, deszcz). Rowki bieżnika, poprzez specjalnie zaprojektowane kanały, wyciskają wodę (czyli naturalne smarowanie z drogą) i zapewniają kontakt z drogą. Dlatego powinieneś monitorować zasoby bieżnika.
Analogicznie można założyć, że jeśli w deszczową pogodę bieżnik pomaga wypychając wodę, to na suchej drodze zmniejsza obszar kontaktu z nawierzchnią, przez co pogarsza się przyczepność. Jednak priorytety w życiu i na torze wyścigowym są bardzo różne. W wyścigach prędkość jest ważniejsza niż bezpieczeństwo, dlatego stosuje się minimalną wysokość bieżnika, ale z tego powodu żywotność opony wyścigowej wynosi tylko 200 km.
W zawodach przełajowych, trialowych i innych terenowych bieżnik opony jest szczególnie agresywny. Najważniejsza jest tutaj nie prędkość ani nawet bezpieczeństwo, ale przyczepność. Aby samochód nie ślizgał się w błocie i ziemi, koła muszą być „zębate”. W luźnych i bagnistych miejscach zwyczajowo zmniejsza się ciśnienie w kołach, aby zwiększyć powierzchnię styku.
Najlepsi z najlepszych
Co jeszcze może zaskoczyć, oprócz całej swojej różnorodności, wzorów bieżnika i składu chemicznego? Okazuje się, że są takie, których nie da się spotkać na zwykłej drodze. Na przykład wywrotki górnicze i Belaz, o nośności ponad 500 ton. Aby wytrzymać taki ciężar, potrzebne są specjalne opony: średnica - 1,5 m, wysokość - 4 metry i waga - ponad 5 ton. proces montażu i demontażu takich opon.
Istnieją również przykłady odwrotne. 1936 opona AA sedan, Marki Toyoty mniej niż opona wywrotki o 1875 razy. W 1993 roku wypuszczono na rynek maszynę z silnikiem elektrycznym. Długość modelu wynosi 4,8 mm, a koła mają niecały milimetr.
Obecnie nie można już znaleźć osoby, która nie wie, do czego przeznaczone są opony w samochodach. Ale nie wszyscy wiedzą, że opony stały się takie stosunkowo niedawno. Aby prześledzić historię opon samochodowych, trzeba cofnąć się o prawie półtora wieku w historii.
Pierwsze gumowe opony pojawiły się w połowie XIX wieku, niemal natychmiast po wynalezieniu przez Charlesa Goodyeara procesu otrzymywania gumy z gumy. Początkowo takimi oponami były koła drewniane, na które nakładano felgę wykonaną z solidnej warstwy gumy. Formowane gumowe opony były przełomem w komforcie jazdy, pozwalając na lekko amortyzowaną jazdę, jednocześnie pochłaniając wyboje na drodze. Jednak chociaż użycie formowanych gumowych opon zmniejszyło drgania i wibracje, jazda pojazdem z takimi kołami nadal była daleka od komfortu.
Uważa się, że pomysł wykorzystania warstwy powietrza do łagodzenia wstrząsów i zmniejszenia tarcia tocznego wpadł na pomysł szkockiego inżyniera Roberta Thomsona, który 10 grudnia 1845 r. otrzymał patent na wynalezienie „ulepszonego koła do wagonów”. i inne ruchome obiekty”.
„Ulepszone koło” Thomsona składało się z drewnianej obręczy obitej metalową obręczą, do której przykręcano śrubami zewnętrzną skórę. Od zewnątrz kawałki skóry mocowano nitami. Wewnątrz powstałej skórzanej tuby umieszczono prototyp nowoczesnego aparatu, tylko w Thomson był on wykonany z płótna impregnowanego mieszanką gumy.
Thomson przeprowadził nawet testy, które wykazały, że użycie „koła pneumatycznego” może znacznie zmniejszyć siłę potrzebną do poruszania załogą. Thomson zamierzał zastosować podobne koła w powozach, szczególnie zwracając uwagę, że powóz mógł teraz poruszać się wyjątkowo płynnie, a dzięki zastosowaniu opon powietrznych wydawał się unosić nad ziemią. Robert Thomson opublikował wyniki swoich testów 27 marca 1849 w Mechanics Magazine, dołączając szczegółowe rysunki i opis swojego wynalazku.
Jednak ten wynalazek nikogo nie zainteresował, a produkcja „kół pneumatycznych” nigdy nie została uruchomiona.
Opona pneumatyczna została wynaleziona na nowo w 1888 roku przez Johna Boyda Dunlopa w Irlandii. Pierwsze pneumatyczne koło Dunlopa składało się z wypełnionego powietrzem kawałka węża ogrodowego przymocowanego do obręczy roweru dziecięcego jego syna. Wąż został przymocowany do obręczy za pomocą zwijanej taśmy z gumowanego płótna. Aby zapobiec szybkiemu ścieraniu się taśmy o nawierzchnię drogi, Dunlop przykleił kawałek grubej gumowej taśmy do nawiniętej taśmy płóciennej.
W 1889 roku odbył się wyścig rowerowy, który wygrał zawodnik, który na swoim rowerze zastosował niezwykłą dla wszystkich oponę - z komorą pneumatyczną.
Realizując obietnicę swojego wynalazku, John Dunlop otworzył w 1889 r. warsztat produkujący pneumatyczne opony rowerowe - „Pneumatic Tire and Booth's Bicycle Sales Agency”. Teraz ta firma rozwinęła się z małego warsztatu w międzynarodową korporację Dunlop.
Jednak w takiej formie opona pneumatyczna nie mogła być stosowana w samochodach. Dodatkowo opona była nieusuwalna, co powodowało duże niedogodności podczas eksploatacji. Po bardzo krótkim czasie, bo w 1890 r. rozwiązano problem z przystosowaniem opony do montażu na samochodach. Inżynier Kingston Welch zaproponował nowy schemat koła: opony były zdejmowane, oddzielnie od aparatu. Drut metalowy został włożony w krawędzie opony dla wzmocnienia. Dzięki wnęce kamera była lepiej zamocowana na obręczy. Aby zapobiec zsuwaniu się opony z felgi, jej krawędzie wystawały i przytrzymywały boki opony.
W tym samym roku opracowano metody na stosunkowo wygodny montaż i demontaż opony. Początek stosowania opon pneumatycznych w samochodach był już kwestią czasu. Pozostało tylko dostosować projekt do użytku w samochodach z ich wysokimi (jak na tamte czasy) prędkościami i dużymi obciążeniami kół.
Pierwsze samochodowe opony pneumatyczne zaczęli produkować dwaj francuscy bracia Andre i Edouard Michelin, prezentując je w 1895 roku przed wyścigiem Paryż-Bordeaux. Bracia mieli już doświadczenie w produkcji opon rowerowych. Zrobili opony samochodowe specjalnie na ten wyścig. W dzisiejszych czasach nazwisko braci zna prawie każdy - firma Michelin rozrosła się do międzynarodowej korporacji.
Dzięki zastosowaniu opon pneumatycznych w samochodach wzrosła płynność poruszania się i zdolność przełajowa, podróż po wyboistych drogach przestała być tak nieprzyjemna. Jednak ogólna dystrybucja takich opon była utrudniona przez ich kapryśność w działaniu, a także trudności w montażu i demontażu. Dlatego równolegle produkowano opony z pełnej gumy i opony pneumatyczne.
Dalsze badania inżynierów mające na celu udoskonalenie opon pneumatycznych miały na celu wyeliminowanie powyższych niedociągnięć. Wkrótce do opon wprowadzono specjalne paski z różnych materiałów wzmacniających - kordów, co zwiększyło żywotność i bezpretensjonalność opony. Pojawienie się specjalnych maszyn montażowych znacznie przyspieszyło montaż/demontaż kół. Między innymi same koła są zdejmowane. Teraz zostały przymocowane do piast za pomocą kilku śrub.
Wkrótce wytrzymałość opon pneumatycznych stała się wystarczająca do ich zastosowania w ciężarówkach. Liczba wyprodukowanych opon liczona była już w milionach.
Aby poprawić prowadzenie, opracowano różne wzory bieżnika, przeprowadzono badania z różnymi mieszankami gumowymi. Kauczuk syntetyczny został opracowany w celu zmniejszenia zależności od krajów, które dostarczają kauczuk naturalny używany do produkcji kauczuku. Umożliwiło to obniżenie kosztów opon, a także ustabilizowanie składu chemicznego gumy, co pozwoliło uzyskać niezmienność właściwości chemicznych i fizycznych każdej opony z serii.
Firmy chemiczne brały czynny udział w poprawie jakości opon, nie tylko poprzez dobór nowych dodatków do gumy, ale również poprzez poszukiwanie najlepszego materiału kordowego. Początkowo kord był tekstylny, ale miał niską wytrzymałość, dlatego zdarzały się częste przypadki pękania opon. Inżynierowie firmy zaczęli eksperymentować z materiałami syntetycznymi - najnowszą wiskozą i nylonem. Zastosowanie tych materiałów pozwoliło znacznie zwiększyć właściwości wytrzymałościowe opon. Teraz przypadki wybuchów opon stały się bardzo rzadkim zjawiskiem.
W połowie XX wieku Michelin opracował zupełnie nowy typ opony: kordy zostały wykonane z metalu i zostały ułożone promieniście – od stopki do stopki. Opony z tego rodzaju kordem nazywane są radialnymi. Zastosowanie kordu radialnego umożliwiło kilkukrotne zwiększenie wytrzymałości i żywotności opony przy tej samej wadze. Lub, zachowując tę samą charakterystykę wytrzymałościową i szybkościową, mają znacznie mniejszą masę.
Przy wszystkich swoich zaletach tradycyjna opona z dętką ma jedną zasadniczą wadę – po przebiciu uchodzi niemal natychmiastowo i ruch staje się niemożliwy. Aby pozbyć się tego niedociągnięcia, trzeba było znaleźć sposób na obejście się bez aparatu. I tak powstały opony bezdętkowe, które nawet w przypadku przebicia, pozwalały przejechać pewien dystans bez znaczącej utraty ich właściwości wytrzymałościowych. Jednak opony bezdętkowe są bardziej wymagające pod względem jakości zarówno samej opony, jak i tarczy. Wszystko to dzięki temu, że w takich felgach opona powinna być jak najściślej dopasowana do maszyny tarczowej, aby zapewnić wymagany poziom szczelność, aby utrzymać powietrze w środku.
Dla współczesnych właścicieli samochodów będzie się to wydawać zaskakujące, ale do lat 60. XX wieku profil opony był prawie kołem. Co więcej, wysokość opony cały czas się zmniejszała, czasami osiągając 50 procent szerokości profilu. Opony niskoprofilowe mają lepszą przyczepność dzięki większej powierzchni styku. Dodatkowo, dzięki zmniejszeniu wysokości profilu, poprawiono stabilność kierunkowa, ponieważ taka opona jest mniej odkształcana pod obciążeniem bocznym. Niskoprofilowa opona ma wiele zalet, w tym customowy wygląd, który nadaje samochodowi z takimi kołami pewną sportową agresję. Ale musimy pamiętać, że w tym przypadku konieczne jest poświęcenie maksymalnej ładowności. Chociaż nie jest to najważniejsze kryterium dla samochodów sportowych. Podczas tuningu właściciele samochodów często zakładają „sportowe” niskoprofilowe opony nawet w samochodach, które nie mają „sportowego” wygląd zewnętrzny. Ale tutaj to już kwestia gustu.
Od czasu pojawienia się pierwszego „koła pneumatycznego” i do dziś nie ustały badania, które miałyby się poprawić cechy konsumenckie opony pneumatyczne. O ile wcześniejsze badania koncentrowały się głównie na zwiększeniu wytrzymałości opon i poprawie przyczepności do nawierzchni drogi, teraz dołączyło to do chęci stworzenia opony, która w minimalnym stopniu szkodzi środowisku. Obejmuje to nie tylko przyjazność dla środowiska podczas produkcji (produkcja opon była historycznie bardzo zanieczyszczona dla środowiska), ale także minimalne szkody podczas eksploatacji (płatne kawałki gumy i uwalniane gazy są ważnymi czynnikami zanieczyszczającymi ekosystem). Ponadto nie zapominaj, że po zakończeniu użytkowania opony należy jakoś zutylizować. Ten proces również nie jest bezpieczny dla środowiska.
Wcześniej ludzie nie myśleli o szkodach, jakie ludzkość wyrządza środowisku. Ale teraz na szczęście wszystko się zmienia na lepsze. Trwają badania, które nie tylko zminimalizują szkody wyrządzane przez klasyczne gumowe opony, ale również mają na celu znalezienie zupełnie innego, przyjaznego dla środowiska materiału do produkcji butów samochodowych. Ponadto poszukuje się sposobu na odejście w jakiś sposób od konieczności wykorzystania komory powietrznej jako środka amortyzującego. Na przykład pojawiają się już propozycje produkcji opon, które zamiast „poduszki” powietrznej miałyby warstwę w postaci gąbki lub w postaci dużych komórek.
Od wynalezienia opony pneumatycznej minęło ponad 140 lat, bez których samo istnienie nowoczesnego samochodu jest nie do pomyślenia. Dziś aż trudno uwierzyć, że początkowo opona w ogóle nie była przeznaczona do samochodu. W powozach bezkonnych wymieniła masywne, formowane gumowe opony (tzw. cargo belts lub gummatics) dopiero wiele lat po jej urodzeniu.
Pierwszą osobą, która oficjalnie zarejestrowała wynalazek opony pneumatycznej, był Robert William Thomson, który urodził się w Szkocji 29 czerwca 1822 r. w rodzinie drobnych właścicieli ziemskich. W 1844, w wieku 22 lat, został inżynierem kolejowym i prowadził własną firmę i biuro w Londynie. To tam wynaleziono oponę pneumatyczną.
Patent nr 10990 z dnia 10 czerwca 1846 mówi: „Istota mojego wynalazku polega na zastosowaniu elastycznych powierzchni nośnych wokół obrzeży kół wózków w celu zmniejszenia siły potrzebnej do ciągnięcia wózków, a tym samym ułatwienia ruchu i zmniejszenie hałasu, który tworzą, gdy się poruszają. Patent Thomsona jest napisany na bardzo wysokim poziomie. Przedstawia konstrukcję wynalazku, a także zalecane materiały do jego wykonania.
Opona dętkowa:
1 - taśma boczna,
2 - ściana boczna,
3 - warstwa sznurka,
4 - wyłącznik,
5 - ochraniacz,
6 - bieżnia,
7 - stelaż,
9 - stopka opony,
10 - skarpeta,
11 - pierścień z drutu,
12 - skrzydełkowe taśmy mocujące.
Na ryc. Rysunek 1.1 przedstawia konstrukcję „koła pneumatycznego” firmy Thomson opisaną w cytowanym patencie. Pokazane jest koło wózka lub karetki. Opona nałożona jest na koło z drewnianymi szprychami wsunięte w drewnianą felgę tapicerowaną metalową obręczą. Sama opona składała się z dwóch części: dętki i osłony zewnętrznej. Komora została wykonana z kilku warstw płótna impregnowanego i obustronnie pokrytego kauczukiem naturalnym lub gutaperką w postaci roztworu. Zewnętrzne pokrycie składało się z kawałków skóry połączonych nitami. Całą oponę przykręcono do felgi. Skórzana osłona miała niezbędną odporność na zużycie i wielokrotne zginanie, a wiedząc, że skóra rozciąga się pod wpływem wilgoci i nadmuchuje pod wpływem ciśnienia wewnętrznego, łatwo zrozumieć, dlaczego komora musiała być wzmocniona płótnem. Patent dalej opisuje zawór, przez który opona jest napompowana.
Thomson wyposażył załogę w koła pneumatyczne i przeprowadził testy mierząc siłę ciągu załogi. Testy wykazały zmniejszenie siły uciągu o 38% na nawierzchni z tłucznia kamiennego i o 68% na nawierzchni z tłucznia kamyczkowego. Szczególnie zauważono ciszę, komfort jazdy i łatwy ruch krasowy na nowych kołach. Wyniki badań opublikowano w Mechanics Magazine 27 marca 1849 r. wraz z rysunkiem karetki.
Można powiedzieć, że pojawił się duży wynalazek: przemyślany do konstruktywnego wdrożenia, sprawdzony w testach, gotowy do poprawy. Niestety na tym się to skończyło. Nie było nikogo, kto podjąłby się tego pomysłu i wprowadził go do masowej produkcji po akceptowalnych kosztach.
Po śmierci Thomsona w 1873 roku. zapomniano o „koło powietrznym”, chociaż zachowały się próbki tego produktu.
W 1888 r. ponownie pojawił się pomysł na oponę pneumatyczną. Nowym wynalazcą był Szkot John Dunlop, którego nazwisko znane jest na świecie jako autor opony pneumatycznej. J.B. Dunlop wynalazł w 1887 roku, aby założyć szerokie koła trójkołowe swojego 10-letniego syna wykonane z węża ogrodowego i napompować je powietrzem. 23 lipca 1888 J. B. Dunlop otrzymał patent? 10607 za wynalazek, a pierwszeństwo w stosowaniu „obręczy pneumatycznej” do pojazdów potwierdza kolejny patent z 31 sierpnia tego samego roku.
Gumową komorę mocowano do obręczy metalowego kolca ze szprychami, nawijając go razem z obręczą gumowanym płótnem tworzącym karkas opony, w odstępach między szprychami (rys. 1.2).
Szybko doceniono zalety opony pneumatycznej. Już w czerwcu 1889 roku William Hume ścigał się na rowerze na oponach pneumatycznych na stadionie w Belfaście. I choć Hume został opisany jako przeciętny kolarz, wygrał wszystkie trzy wyścigi, w których brał udział.
Komercyjny rozwój wynalazku rozpoczął się wraz z utworzeniem małej firmy w Dublinie i pod koniec 1889 roku pod nazwą „Pneumatic Tire and Booth Bicycle Agency”. Teraz to Dunlop, jedna z największych firm oponiarskich na świecie.
W 1890 roku młody inżynier Chald Knngstn Weltch zaproponował oddzielenie komory od opony, włożenie pierścieni z drutu w krawędzie opony i umieszczenie jej na obręczy, która następnie otrzymała wgłębienie w kierunku środka (ryc. 1.3). W tym samym czasie Anglik Bartlett i Francuz Didier wymyślili całkiem akceptowalne metody montażu i demontażu opon. Wszystko to decydowało o możliwości zastosowania opony pneumatycznej w samochodzie.
Jako pierwsi zastosowali opony pneumatyczne w samochodach Francuzi Andre i Edouard Michelin, którzy mieli już wystarczające doświadczenie w produkcji opon rowerowych. Ogłosili, że będą mieli gotowe opony pneumatyczne na wyścig Paryż-Bordeaux w 1895 roku i dotrzymali obietnicy. Mimo licznych przebić samochód pokonał dystans 1200 km i o własnych siłach dotarł do mety wśród dziewięciu innych. W Anglii w 1896 roku samochód Lanchester był wyposażony w opony Dunlop.
Wraz z montażem opon pneumatycznych znacznie poprawiła się płynność jazdy i zdolność samochodów do jazdy w terenie, chociaż pierwsze opony nie były niezawodne i nie były przystosowane do szybkiego montażu. W przyszłości główne wynalazki w dziedzinie opon pneumatycznych wiązały się przede wszystkim ze zwiększeniem ich niezawodności i trwałości, a także ułatwieniem montażu i demontażu. Zajęło wiele lat stopniowego ulepszania konstrukcji kołka pneumatycznego i sposobu jego wykonania, zanim całkowicie zastąpił on formowany kołek gumowy.
Zaczęto stosować coraz bardziej niezawodne i trwałe materiały, w oponach pojawił się kord - szczególnie mocna warstwa elastycznych nici tekstylnych. W pierwszej ćwierci obecnego stulecia zaczęto coraz częściej stosować konstrukcje szybkorozłącznych mocowań koła do piasty za pomocą kilku śrub, co umożliwiło wymianę opon wraz z kołem w ciągu kilku minut. Wszystkie te ulepszenia doprowadziły do powszechnego stosowania opon pneumatycznych w samochodach i szybkiego rozwoju przemysłu oponiarskiego. Podczas I wojny światowej zaczęto opracowywać projekty opon dla samochody ciężarowe i autobusy. Stany Zjednoczone są w tym względzie pionierem. Do 1925 roku na świecie było około 4 milionów samochodów z oponami pneumatycznymi, czyli prawie cała flota, z pewnymi wyjątkami dla niektórych typów ciężarówek.
Powstały duże firmy oponiarskie, z których wiele istnieje do dziś, a mianowicie Dunlop w Anglii, Michelin we Francji, Goodyear, Firestone i Goodrich w USA, Continental, Metzeler w Niemczech, „Pirelli” we Włoszech.
Pod koniec lat dwudziestych możliwość losowego tworzenia projektów opon kosztem intuicji inżyniera odchodziła w przeszłość. Istnieje pilna potrzeba naukowego podejścia do projektowania sprawnych opon pneumatycznych. W tym czasie istniała już wystarczająco opanowana technologia chemiczna, którą można było wykorzystać do rozwiązania problemów związanych z przygotowaniem mieszanek gumowych do opon. W dziedzinie projektowania i testowania opon samochodowych doświadczenie nie pojawiło się od razu, ale w wyniku praktycznych działań firm i badań naukowych w wielu krajach. Tworzone są stanowiska testowe, aby eksperymentalnie określić osiągi opon.
W latach 30. kontynuowano prace nad zrozumieniem roli, jaką opona pneumatyczna odgrywa w prowadzeniu i stabilności samochodu, a także nad zewnętrznym kształtem i wzorem części opony, która styka się z drogą.
II wojna światowa wymusiła podjęcie szeregu poważnych środków w celu zastosowania kauczuku syntetycznego (SR) zamiast kauczuku naturalnego w recepturach gumowych stosowanych w przemyśle oponiarskim. Zastosowanie SC w recepturze guma do opon nasz kraj sięga 1933 roku, a do 1940 roku zużycie SC w oponach produkowanych w ZSRR sięgało 73%. Ze względu na specyficzne właściwości SC i ich wpływ na osiągi opon pojawiły się perspektywy tworzenia nowych typów ulepszonych opon.
Kolejnym ważnym krokiem jest zastosowanie sznurka wiskozowego i nylonowego. Eksperymentalne opony z wiskozą natychmiast wykazały lepsze osiągi i radykalną redukcję awarii opon. Nylon pozwolił na produkcję opon o dużej wytrzymałości. Wzrost wytrzymałości i odporności na uderzenia opon z nowych materiałów był na tyle duży, że pęknięcia karkasu, które były główną przyczyną awarii opony, praktycznie przestały występować.
W połowie lat 50. pojawił się nowy rozwój w projektowaniu opon. Główną cechą nowej opony, zaproponowanej przez Michelin, był sztywny pasek w oponie, składający się z warstw stalowego kordu. Gwinty kordu były ułożone promieniście z boku na bok. Takie opony nazywane są radialnymi. Efektem testów nowej opony Michelin był prawie dwukrotny wzrost przebiegu w stosunku do standardu (przy ukośnym ułożeniu kordów).
Pod koniec lat 50. dużo uwagi poświęcano wszędzie oponom, które zapewniają wysoką przyczepność, zarówno na suchej, jak i mokrej nawierzchni, oraz wysoką odporność na zużycie.
W latach 60-tych istotnie zmieniła się taka charakterystyka budowy opony, jak stosunek wysokości opony H do szerokości profilu B. Pierwsze opony w odcinku były prawie regularnym kołem, którego wysokość była równa szerokość. Następnie stosunek wartości H/B systematycznie spadał do 0,7, a nawet 0,6 do roku 1980 (ryc. 1.4). Celem opon niskoprofilowych było zwiększenie powierzchni kontaktu z drogą, co poprawia stabilność boczną, przyczepność oraz wydłuża żywotność opony. Zalety opon radialnych wynikają w większym stopniu z faktu, że są one wykonane z niskim profilem.
Opona pneumatyczna w latach 70-tych osiągnęła poziom doskonałości, który w latach 50-tych był trudny do wyobrażenia. Spełniono potrzeby kierowców w zakresie zwiększenia bezpieczeństwa jazdy i zmniejszenia zużycia paliwa. To właśnie w latach 70. nastąpiło gwałtowne przejście samochodów osobowych na opony radialne, które pod koniec tej dekady zaczęły być stosowane niemal w całej flocie, czemu towarzyszył wzrost żywotności.
W latach 80. pojawiła się konstrukcja opony Continental z mocowaniem na feldze w kształcie litery T (rys. 1.5), co zapewnia bezpieczne poruszanie się przy niskich prędkościach nawet przy przebitych oponach. Firma liczy na masowy rozwój produkcji takich opon w latach 90-tych. Znacząco zaawansowane prace rozwojowe i przemysłowe nad wytwarzaniem opon przez odlewanie lub formowanie płynne oligomerów. Jeśli ta metoda może zapewnić wystarczająco wysokie właściwości szpica o złożonej konstrukcji, to w przyszłości można spodziewać się kardynalnych zmian.
Dalsze doskonalenie opon idzie w kierunku stosowania nowocześniejszych materiałów, zmniejszenie zawartości gumy w osnowie, zwiększenie wytrzymałości kordu, zmniejszenie sklejki osnowy, polepszenie połączenia kordu z gumą, stworzenie kolca o niewielka wysokość i duża szerokość profilu, zwiększające nasycenie wzoru oraz zastosowanie ryflowanych i kombinowanych wzorów bieżnika.
Doskonalenie opon ma również na celu zwiększenie żywotności, dopuszczalnych obciążeń, uproszczenie technologii produkcji, poprawę szeregu wskaźników techniczno-ekonomicznych opon oraz zwiększenie bezpieczeństwa ruchu pojazdów.
Nowoczesny rozwój opon charakteryzuje się szeroką specjalizacją zgodną z ich przeznaczeniem. Do niedawna koncentrowano się na ulepszaniu konstrukcji konwencjonalnych opon diagonalnych. W ciągu ostatnich 20 lat masa takich opon zmniejszyła się o 20-30%, nośność wzrosła o 15-20%, żywotność wzrosła o 30-40%, opory toczenia spadły o 10 -1,5%, niewyważenie i bicie opony zostały zmniejszone o 15%, zwiększona przyczepność i jakość sprzężenia. Jednak wiele firm zagranicznych uważa, że dalsze rozwijanie prac nad ulepszaniem opon diagonalnych nie jest konieczne, ponieważ możliwości związane z projektowaniem takich opon są prawie całkowicie wyczerpane.
Obecnie wiele uwagi poświęca się rozwojowi i doskonaleniu konstrukcji opon radialnych, jako najbardziej obiecujących.
Dużo uwagi poświęca się rozwojowi konstrukcji opon bezprzewodowych. Opony te są wytwarzane z jednorodnej masy włókien gumowych metodą wytłaczania lub formowania wtryskowego. Pewne sukcesy osiągnięto w pilotażowej produkcji opon bezprzewodowych. Rozwiązania techniczne do tworzenia opon bezprzewodowych znacznie uprościją technologię produkcji opon.
Za najbardziej obiecujące uważa się obecnie radialne bezdętkowe opony jednowarstwowe wykonane z metalowego kordu, przeznaczone do montażu na półgłębokich felgach z niskimi obrzeżami.
Autor nieznany.Dziś aż trudno uwierzyć, że opona wypełniona powietrzem, w przeciwieństwie do większości węzłów, pojawiła się po narodzinach auta i początkowo nie była do tego w ogóle przeznaczona. W samobieżnych powozach bezkonnych wymieniła masywne, solidne opony dopiero wiele lat po urodzeniu. Ponadto wynalezienie opony pneumatycznej, choć z góry przesądzone postępem technologii, okazało się jednak przypadkowe.
Wszystko zaczęło się w 1887 roku, kiedy szkocki weterynarz John Boyd Dunlop z Belfastu kupił swojego dziesięcioletniego syna Johnny'ego trycykl. Siedząc w swoim ogrodzie, patrzył, jak jego syn na próżno usiłował jechać po luźnej ziemi, głęboko w niej ugrzęźniętej przez trzy koła obite twardymi i cienkimi kołami. Wtedy tata Dunlop wpadł na pomysł, aby na kółkach umieścić szerokie obręcze wykonane z węża do podlewania ogrodu i napompować je powietrzem. Chłopcy z okolicy podziwiali rower Johnny'ego, na którym wyprzedził wszystkich swoich kolegów. Lokalny sprzedawca rowerów Elden dowiedział się o tym i poradził Dunlopowi uzyskanie patentu na wynalazek. Patent taki nr 10607 został wydany D. Dunlopowi 23 lipca 1888 r., a pierwszeństwo w stosowaniu „obręczy pneumatycznej” do pojazdów potwierdza kolejny patent z 31 sierpnia tego samego roku. Od tych wydarzeń, samochodowa opona pneumatyczna śledzi swoją historię.
Pomysł Dunlopa doczekał się praktycznego rozwoju w maju 1889 roku, kiedy na wyścigach rower „pneumatyczny” (czyli na oponach pneumatycznych) według naocznych świadków „zniknął z pola widzenia natychmiast po starcie”, pozostawiając w tyle konkurentów. Zainteresowali się angielskim biznesmenem Harveyem du Crossem, który zaprosił Dunlopa do zorganizowania produkcja masowa opony. Firma powstała jesienią 1889 roku, a w 1890 otrzymała nazwę Dunlop, choć sam „ojciec opony”, nie widząc perspektyw dla swojego potomstwa, przeszedł na emeryturę. Dziś angielska firma Dunlop jest jednym z największych światowych producentów opon.
Duży wkład w poprawę pneumatyki wniosła francuska firma Michelin. Jej działalność na tym polu również zaczęła się przypadkowo. Kiedyś „w 1891 roku właściciel małego warsztatu gumowego, Edward Michelin, spotkał na drodze angielskiego rowerzystę, opłakującego pękniętą oponę pneumatyczną. Wulkanizowanie jej w warsztacie nie było trudne, ale wymagało to dużego wysiłku i czas na zdjęcie i ponowne założenie felgi. Faktem jest, że wtedy opony były przyklejane do felg, co skłoniło Michelin do wynalezienia dętki z szybkozamykaczem, ale prędkość była względna: nowa opona mocowany do koła kilkoma pałąkami, które przykręcano do felgi licznymi nakrętkami. W tym samym czasie Anglik Bartlet i Francuz Didier wymyślili łatwiejsze sposoby demontażu i montażu opon. Wszystko to otworzyło dostęp opon pneumatycznych do samochodu.
Po raz pierwszy opony pneumatyczne zaprojektowane przez Michelin zostały zamontowane we francuskim dwumiejscowym samochodzie „L” Eclair, który w 1895 r. wziął udział w wyścigu na trasie Paryż-Bordeaux na dystansie 1200 kilometrów.W Anglii w 1896 r. samochód osobowy Lanchester został wyposażony w opony Dunlop.i gładkość znacznie się poprawiła, ale pierwsze opony były tak zawodne, że trzeba było je wymienić po kilkudziesięciu kilometrach.Dodatkowo dużo czasu poświęcono wtedy na montaż. ulepszenia wiązały się właśnie z pokonaniem tych trudności i doprowadziły do zwiększenia trwałości, lżejszego i uproszczenia montażu. Pierwszy cel osiągnięto dzięki zastosowaniu coraz bardziej niezawodnych i trwałych materiałów, a także wynalezieniu kordu – szczególnie wytrzymałej warstwy elastycznej tkaniny wątków. Spełnienie drugiego warunku nie było łatwe, a przez długi czas w podróżach czy wyścigach trzeba było zabrać ze sobą kilka „rezerwy”.Prócz nich nieśli wymienne obręcze, wulkanizatory, aparaty, a nawet piłkę do ich napompowania. uszy ze sprężonym powietrzem. Jednak od lat dziesiątych XX wieku coraz częściej stosuje się szybkie mocowanie koła do piasty za pomocą kilku śrub. Umożliwiło to zmianę opon wraz z kołem, co zajęło tylko kilka minut. W samochodach wyścigowych śruby zostały wkrótce zastąpione pojedynczą centralną nakrętką.
Wszystkie te innowacje doprowadziły do uznania opon na transport drogowy oraz w sporcie motorowym, a także do szybkiego rozwoju przemysłu oponiarskiego. Jeśli w 1895 roku na całym świecie „obuwano” w opony tylko 400 samochodów, to w 1900 – 4000, to do 1925 – już 4 miliony, czyli prawie cały parking. Ostatnie masywne opony zachowały się w niektórych ciężarówkach tylko do końca lat 30-tych.
Powstały duże firmy oponiarskie, z których wiele istnieje do dziś. Oprócz Dunlopa i Michelina są to amerykańskie Goodyear, Firestone, Goodrich, niemiecki Continental i Metzeler (obecnie w Niemczech), włoskie Pirelli.
Pierwsze samochody, które pojawiły się w Rosji, były już na oponach pneumatycznych - importowane, ale w latach 1900 ich produkcję ustanowiły fabryki Provodnik w Rydze (opony Kolumba) i Triangle w Petersburgu (opony Yelka z oryginalnym bieżnikiem). Rosyjskie opony, testowane w licznych biegach i zawodach, wyróżniały się wysoką trwałością i wytrzymałością. W 1913 r. na samochodzie wyścigowym „Benz” z „choinkami” ustanowiono ogólnorosyjski rekord prędkości - 201 km/h.
Po rewolucji październikowej fabryki opon stały się częścią Rezinotrest, która zaopatrywała wszystkie nasze samochody w obuwie krajowe. Dziś rosyjski przemysł produkuje rocznie około 70 milionów opon do samochodów, motocykli i pojazdów rolniczych.
Oczywiście opona obecnych lat 2000 jest zjednoczona z „prababcią” tylko na zasadzie zasady. A sama konstrukcja uległa zmianie, stała się bardziej skomplikowana, ulepszona nie do poznania - tak, aby charakterystyka opon jak najpełniej odpowiadała parametrom samochodów, ich warunkom eksploatacji. Pierwszymi ważnymi krokami był podział opony na oponę i dętkę, a także pojawienie się opony kordowej. Należy zauważyć tak ważne kamienie milowe jak wynalezienie opony niskie ciśnienie balonowy, bezdętkowy, niskoprofilowy; łukowe i szerokoprofilowe opony niskociśnieniowe do samochodów ciężarowych; opony typ zimowy z kolcami antypoślizgowymi; opony z promieniowym ułożeniem kordu, a także z kordem z materiałów syntetycznych i kordem metalowym; „bezpieczne” opony.
Trwałość opon wzrosła wielokrotnie. Jeśli na początku stulecia uznano przebieg 3-4 tysięcy kilometrów za rekord, to w latach dwudziestych wzrósł do 30 tysięcy, a później do 100 tysięcy.
Udoskonalenie opony trwa do dziś. Jego głównymi kierunkami są dalszy wzrost przebiegu, dopuszczalnych obciążeń, zmniejszenie zużycia materiałów i uproszczenie technologii, poprawa innych wskaźników oraz zwiększenie bezpieczeństwa. Ten ostatni kierunek rozwija się intensywnie od lat 60-tych, a dziś wiele firm już masowo produkuje tzw. opony bezpieczne. Montowane są na obręczy o innej konstrukcji, co pomaga utrzymać stopki opony na półkach obręczy w przypadku dużego przecieku powietrza.
Zastosowanie nowych materiałów syntetycznych, które mogą zrewolucjonizować technologię opon, obiecuje poważne korzyści. Jednym słowem, jak w przypadku samochodu, wiek opony pneumatycznej otwiera kuszące perspektywy.
Rodzaje opon do kół
1. Według typu pojazdu
ü dla automatycznych central telefonicznych pasażerów;
ü dla samochodów ciężarowych.
2. Według rodzaju uszczelnienia:
ü komora;
ü bezdętkowe.
3. Według ciśnienia w oponach:
ü wysokie ciśnienie (0,5 ... 0,7 MPa);
ü niskie ciśnienie (0,18 ... 0,5 MPa);
ü ultraniskie ciśnienie (0,05 ... 0,18 MPa);
ü z regulowanym ciśnieniem.
4. Zgodnie z klimatycznymi warunkami eksploatacji:
ü dla klimatu tropikalnego;
ü mrozoodporny.
Opony dętkowe
Konstrukcja dętki składa się z dwóch elementów: dętki i opony.
Kamera― zamknięty pierścień, w postaci elastycznej gumowej osłony, w którą wpuszcza powietrze pod ciśnieniem.
Cechą konstrukcyjną komory jest nieco mniejszy rozmiar w porównaniu do rozmiaru wewnętrznej wnęki opony. Jest to konieczne do ciasnego spasowania dętki (bez zmarszczek), dzięki czemu dętka w stanie roboczym wewnątrz opony znajduje się w stanie naprężonym. Grubość gumowej powłoki wynosi 1,5 ... 2,5 mm - samochody osobowe, 2,5 ... 5 mm - ciężarówki. Zewnętrzna powierzchnia komory może mieć występy w postaci promieniowych śladów, które przyczyniają się do usuwania powietrza, gdy komora jest zamontowana w oponie.
Do zasilania powietrzem, a zawór- zawór umożliwiający przepływ powietrza w jednym kierunku do komory.
Urządzenie zaworowe
Istnieją trzy główne elementy: korpus, szpula i nasadka.
Rama Istnieją 3 rodzaje zaworów:
1. Metal w postaci mosiężnej rurki mocowanej do komory za pomocą połączenia gwintowego za pomocą podkładek gumowych;
2. Metalowy, z gumowaną piętą;
3. Gumowo-metalowe, wykonane z gumy z metalową tuleją.
Szpula jest urządzeniem zapewniającym uszczelnienie wewnętrznej wnęki komory. Jest to pręt, na którym osadzona jest stożkowa uszczelka gumowa, dociskana sprężyną zamontowaną na pręcie.
Czapka zamyka otwór w korpusie zaworu, może zawierać gumową uszczelkę. Niektóre konstrukcje nasadek mogą mieć specjalny klucz do dokręcania szpuli.
Taśma na obręcz- Ten element konstrukcyjny, który zapewnia ochronę kamery w strefie jej kontaktu z obręczą kół ciężarówki.
Niektóre projekty opon mogą zawierać taśma boczna, który chroni dętkę i oponę przed uszkodzeniem przez głęboką obręcz.
Opona tworzy niezbędną przyczepność opony do drogi, chroni dętkę przed uszkodzeniem. Konstrukcja opony zawiera dużą ilość elementów, które pozwalają nam wyróżnić 3 główne części:
1. Część biegowa;
2. Część boczna;
3. Część boczna.
Podstawą konstrukcji opony jest rama, co zapewnia trwałość, elastyczność opony. Wykonany jest z kilku warstw specjalnego materiału w postaci nici zwanych sznur. Pomiędzy każdą warstwą sznurka montuje się gumowe podkładki. W zależności od materiału nici, sznurek może być: bawełniany, nylonowy, nylonowy i metalowy (0,15 mm).
W zależności od umiejscowienia nitek w kordzie, osnowa opony wyróżnia się promieniowym układem nici i ukośnym układem nici.
Ukośna linka- często zlokalizowane wątki podłużne (osnowa) i rzadko zlokalizowane wątki poprzeczne - wątki, połączone warstwą gumy, która tworzy pasek sznurka. Są one nakładane na siebie w taki sposób, że nitki osnowy przecinają się w sąsiednich warstwach pod kątem 95-115, tworząc siatkę.
przewód promieniowy- ma nitki wszystkich warstw usytuowane ściśle w kierunku promieniowym, tj. równolegle do siebie. Nitki kordu w poduszce warstwy krzyżują się w sąsiednich warstwach pod małym kątem 20-40 , w promieniowych warstwach bocznych 70-80 . Ilość warstw kordu: 4-6 dla samochodów osobowych, 6-16 dla samochodów ciężarowych. Grubość warstwy kordu wynosi 1-1,5 mm.
Nadepnąć
Jest to urządzenie chroniące ramę przed uszkodzeniem w kontakcie z nawierzchnią drogi. Z reguły jest to warstwa gumy o znacznej grubości, znajdująca się na wierzchu osnowy, stopniowo zmniejszająca swoją grubość w kierunku boków i boków. Materiał bieżnika to specjalna guma odporna na zużycie.
Aby poprawić przyczepność do podłoża, bieżnik posiada specjalne występy różne kształty, według określonego wzoru. Wzór bieżnika określa rodzaj opony:
1. Droga, której wzór ma powierzchnię występu 65 ... 80% całkowitej powierzchni bieżnika;
2. Zwiększona zdolność przełajowa, do pracy na drogach o nawierzchni gruntowej, a także w warunkach terenowych;
3. Kombinowana, z głębokim i dużym bieżnikiem do pracy na drogach o nawierzchni gruntowej i na miękkich glebach;
4. Uniwersalny. Bieżnik o łącznej powierzchni występów 55…60% całkowitej powierzchni bieżni. Przeznaczony do użytku na drogach utwardzonych, jak i nieutwardzonych, posiada boczne występy.
5. Kariera. Posiadają wysoką odporność na uszkodzenia mechaniczne. Wzór bieżnika może być podobny do wzoru poza drogą, ale ma szersze występy i węższe rowki, podczas gdy podstawy występów są szersze, a powierzchnie zwężają się ku górze. Łączna powierzchnia występów to 60…80%.
6. Zima. Do pracy na śniegu i lodowa droga. Wzór składa się z pojedynczych gumowych bloków o kanciastym kształcie z nacięciami oraz dość szerokich i głębokich rowków. Powierzchnia występów to 60…70%. Wzór zapewnia samooczyszczanie bieżnika oraz intensywne usuwanie wilgoci i zabrudzeń w obszarze styku. Eksploatacja w okresie letnim jest niedopuszczalna, ponieważ powoduje znaczne zużycie, któremu towarzyszy hałas. Dopuszczalna prędkość na oponach o podobnym wzorze jest o 15% niższa niż na oponach konwencjonalnych. Zimowy wzór zapewnia możliwość zamontowania kolców antypoślizgowych, które również skracają drogę hamowania o 40...50%. Ciśnienie w oponach z kolcami jest wyższe o 0,02 MPa. Opony z kolcami muszą być zainstalowane na wszystkich kołach pojazdu.
Urządzenie antypoślizgowe
Kolec składa się z korpusu i rdzenia.
Rdzeń wykonane są z metalu o dużej twardości, ciągliwości, a co za tym idzie odporności na zużycie.
Rama wykonane ze stopu stali i ołowiu, ocynkowane lub chromowane w celu ochrony przed korozją. Czasami ciało jest wykonane z plastiku.
Wymiary kolca:
Średnica: 8…9mm dla opon samochodowych, do 15mm dla opon ciężarowych;
Długość: 10…30mm w zależności od grubości bieżnika.
Liczba kolców zależy od:
1. masy automatycznej centrali telefonicznej;
2. moc silnika;
3. warunki pracy.
Mieści się w granicach 8 ... 12 sztuk w łatce kontaktowej.
Długość wystającej części kolca wynosi 1…1,5 mm dla opon samochodów osobowych, 3…5 mm dla opon samochodów ciężarowych.
Zdejmowany ochraniacz
Rzadko się zdarza, jest to specjalny pierścień. gniazda ramek.
Zdejmowany bieżnik to gumowy pierścień, wewnątrz którego znajduje się stalowa linka, jest on montowany na oponie w przypadku braku wewnętrznego ciśnienia. Średnica pierścienia jest mniejsza niż średnica opony. Każdy pierścionek ma swoją własną warstwę amortyzującą. Opony z takim bieżnikiem nazywane są PC.
Warstwa amortyzująca opony
Czasami ma nazwę przerywacz , który zapewnia połączenie bieżnika z osnową, chroni osnowę przed uderzeniami odczuwanymi przez bieżnik podczas toczenia się po nierównych drogach. Składa się z kilku warstw gumowanego kordu, przy czym grubość gumy wokół kordu jest znacznie większa niż w osnowie opony. Grubość łamacza 3…7 mm. Ilość warstw kordu zależy od przeznaczenia i rodzaju opon. Największa liczba warstw w oponie zwiększa drożność. Opony samochodowe mogą nie mieć łamacza. Podczas pracy ogumienia temperatura młota osiąga 110…120, czyli jest wyższa niż temperatura wszystkich elementów maszyny.
ściana boczna- chroni ramę przed uszkodzeniami, wilgocią. Wykonane są z gumy bieżnikowej o grubości 1,5...5 mm.
Deska, trzyma oponę na feldze, posiada 1...2 warstwy gumowanej taśmy na powierzchni zewnętrznej, która ma wysoką odporność na ścieranie na felgę, a także na uszkodzenia podczas montażu i demontażu opon na feldze. Wewnątrz ściegu montowany jest rdzeń z drutu stalowego, który zwiększa wytrzymałość ściegu i zabezpiecza go przed rozciąganiem.
Cechy konstrukcyjne opony bezdętkowej.
Nie posiada kamery, taśmy na obręcz, jednocześnie pełniąc swoje funkcje. Ogólna konstrukcja opony bezdętkowej jest podobna do konstrukcji opony dętkowej.
różnica- jest to obecność na wewnętrznej powierzchni uszczelniającej warstwy gumy o grubości 1,5 ... 5 mm.
Warstwa ta jest wulkanizowana do wewnętrznej powierzchni opony. Materiał: guma wysoce nieprzepuszczalna o podwyższonej gazoszczelności, wykonana z kauczuku naturalnego lub syntetycznego. Stopki opony bezdętkowej zawierają również warstwę uszczelniającą, która uszczelnia obręcz.
Zawór do opon bezdętkowych
Montowana bezpośrednio na feldze, posiadająca uszczelkę w postaci dwóch gumowych podkładek.
Bezpieczeństwo bezdętkowe
Wysoka szczelność opony i miejsca jej montażu na obręczy zapewnia rozprężenie podczas przebicia tylko przez miejsce przebicia, które z reguły ma małą średnicę. Nakłucia o średnicy do 10 mm można wykonać bez zdejmowania opony z koła, przepompowując specjalną pastę przez zawór. Montaż i demontaż opon bezdętkowych należy przeprowadzić tylko na specjalnych stoiskach.
Opony z regulacją ciśnienia
Może być zarówno komorowy, jak i bezdętkowy. Posiadają zwiększoną szerokość profilu, 1,5…2 razy mniejszą ilość warstw kordu, miękkie gumowe wstawki pomiędzy warstwami kordu. Zapewnia 2...4 razy większą powierzchnię styku, gdy ciśnienie w oponie spada, co oznacza, że zmniejsza się nacisk na podłoże. Bieżnik posiada specjalny wzór z uszami o wysokości 15…30 mm, o łącznej powierzchni 35…40% całej powierzchni podparcia. Ciśnienie zmienne mieści się w zakresie 0,05...0,35 MPa. Zapewnia to z reguły specjalny system kontroli ciśnienia kontrolowany przez kierowcę.
Rozmiary opon felg
Szerokość profilu B, wysokość profilu H, średnica otworu d i średnica zewnętrzna D.
W zależności od stosunku rozmiarów opony mogą być:
Oznakowanie opon dostarczane zgodnie z normami uzgodnionymi z Europejską Organizacją Opon i Obręczy.
Zgodnie z systemem wskazywany jest kod numeryczny, który określa nośność opony przy prędkości, która jest określona przez symbol prędkości iw warunkach określonych przez producenta opony. Ten kod nazywa się indeksem obciążenia.
Symbol prędkości określa prędkość, z jaką opona może przenosić obciążenie, Charakterystyka pracy opona zawiera indeks nośności i symbol prędkości.
Na oponie pasażerskiej oznakowanie zazwyczaj zawiera jeden symbol prędkości i jeden numeryczny wskaźnik nośności.
Przykład: 185/65 R14 86HMXV2
185 - szerokość profilu.
65 - wskaźnik przekroju profilu.
R - konstrukcja promienista.
14 - średnica lądowania w calach.
H to symbol prędkości.
MXV2 - wzór bieżnika.
felga zapewnia montaż opony pneumatycznej na kole, a także mocowanie do nawy koła.
Obręcz to część koła, na której montowana jest opona. Zgodnie z projektem felgi to:
1. Głębokie nierozłączne
2. Płaskie składane
Płaskie składane to:
1. Z wyjmowaną płytą dzieloną
2. Z jednoczęściowym zdejmowanym koralikiem i dzielonym pierścieniem blokującym
3. Podział w płaszczyźnie poprzecznej
4. Z odpinaną płytą
Cecha urządzenia głębokich nierozłącznych felg
Głębokie nierozłączne felgi mają w środkowej części pierścieniowe wgłębienie, zwane strumieniem montażowym. Szyna montażowa ułatwia montaż i demontaż opon. Jego wymiary zależą od rozmiaru opony.
Obręcz może być symetryczna lub asymetryczna. Symetrię można złamać w stosunku do tarczy koła, która jest mocowana do felgi poprzez spawanie lub nitowanie.
Oznaczenia na felgach dają pełne lub prawie pełne informacje, które muszą być uformowane lub wytłoczone w widocznym miejscu. Czyli na dowolnej powierzchni felgi, z wyjątkiem tej części felgi, która jest zwrócona w stronę opony.Na naszym rynku można spotkać różne opcje oznaczenia - rosyjskie, amerykańskie, europejskie. Różnią się nieco od siebie sposobem wykonania - ta sama informacja przekazywana jest kupującemu za pomocą różnych symboli, w zależności od określonych norm krajowych. Rozważmy jako przykład oznaczenie dysku terenowego amerykańskiej firmy ALCOA.
1. H Nazwa firmy, jego godło, znak, który chroni prawo producenta do nazywania siebie i kraju pochodzenia.
2.Rozmiar - 15xl0jj. Oznacza to, że koło to ma średnicę otworu 15 cali i szerokość obręczy 10 cali. W normie europejskiej i rosyjskiej parametry te są wskazywane na odwrót. 10xl5jj gdzie jj- zaszyfrowane informacje o konstrukcji boków dysków. Tarcza bezdętkowa posiada tzw. garby - specjalne pierścieniowe wypustki na półkach obręczy, które zapobiegają zeskakiwaniu opon z tarczy podczas zderzenia bocznego i utraty ciśnienia. H - garb prosty, FH - garb płaski, AH - garb asymetryczny.
Dysk musi mieć Data produkcji(rok i tydzień). Numer 0294 oznacza, że felga została wydana w drugim tygodniu 1994 roku.
Napis RAPT NO 150410-A to numer partii odlewów z którego pobierany jest blankiet na dysk. Jeżeli podczas operacji zostanie stwierdzone, że tarcza ma wadę fabryczną, inspekcja handlowa będzie w stanie określić tą liczbą, w którym ogniwie łańcucha technologicznego wada jest dozwolona. Producenci rosyjscy i europejscy zwykle określają numer odlewu czterocyfrowym numerem.
N48 T-DOT - pieczęć organu regulacyjnego(mówiąc w naszym języku, Dział Kontroli Jakości), potwierdzający, że produkt został pod każdym względem sprawdzony i nadaje się do użytku. DOT oznacza, że dysk spełnia amerykańskie normy bezpieczeństwa.
Niektóre firmy znakują swoje produkty indeksami w postaci ptaka, kwiatka i innych rzeczy.
Na felgi aluminiowe w przypadku opon bezdętkowych oprócz stempla zwykłego działu kontroli jakości umieszcza się również stempel kontroli rentgenowskiej, który wskazuje, że dysk nie ma wad wewnętrznych - skorupy odlewnicze.
MAX LOAD 3000 LB - maksymalne obciążenie statyczne na dysk. Przekładając 3000 funtów na znany nam system pomiarowy, otrzymujemy 1362 kg.
PODROBIONY przetłumaczone z angielskiego oznacza "podrobiony". Obecność takiego napisu w oznakowaniu nie jest wymagana, nie przewidują tego żadne normy. Z reguły jest wykonywany na super modnych felgach kutych z lekkiego stopu. Oznacza to, że producent po prostu chce zadowolić zarozumiałego nabywcę i przyciągnąć klientelę gotówkową. Przecież kuta, a zwłaszcza kuta tarcza magnezowa – droga i prestiżowa – jest oznaką bogactwa właściciela. A bez napisu FORGED nie ma jak tego zrobić....
W amerykańskim oznaczeniu widnieje napis: MAKSYMALNE PSI ZIMNO. Oznacza to, że ciśnienie w oponach, nałożony na ten dysk nie powinien przekraczać, w naszym przykładzie, 50 funtów na cal kwadratowy (3,5 kg / cm 2); słowo zimno (zimno) przypomina, że ciśnienie w oponach należy mierzyć, gdy jest zimno, czyli przed podróżą, a nie zaraz po niej.
Wskazanie ciśnienia powietrza na tarczę wymaga warunku ubezpieczenia ATC Załóżmy, że podczas poślizgu z dużą prędkością koło samochodu przejeżdża boczną powierzchnią po krawężniku - opona zeskakuje z felgi, tarcza pęka (jeśli jest odlewana). , kuty jest zmięty). Przyczyną wypadku może być jakość dysku. Zwracając się do sądu z zamiarem dochodzenia roszczeń od producenta, sąd rozstrzygnie sprawę na korzyść poszkodowanego tylko wtedy, gdy zostaną wyraźnie zachowane wszystkie wymagania i ograniczenia dotyczące przedmiotu sporu. A jeśli okaże się, że w oponie założonej na krążek z napisem MAX PSI 50/, PSI było o co najmniej funta więcej (dowiadujemy się o tym mierząc ciśnienie w oponach, które przetrwały - rozumie się, że jest tak samo we wszystkich czterech kołach) - reklamacja nie zostanie uznana.
Jest to logiczne: felga pewnie trzyma oponę tylko wtedy, gdy ciśnienie w oponie jest normalne, a granica ciśnienia jest wskazana na oznaczeniu tarczy (w tym sensie napis MAX PSI na tarczy jest technicznie uzasadniony).
Felgi
Zapewnij mocowanie koła do nawy. Tarcze koła posiadają specjalny otwór do montażu tarczy na piaście, a także otwór do mocowania koła do piasty. Liczba otworów zależy od obciążenia, jakie wywiera mocowanie koła na piaście. Dodatkowo krążek zawiera otwór wentylacyjny w postaci pewnych wytłoczeń.
Koła bez tarczy
Montowane są na piaście koła za pomocą specjalnych wsporników montowanych na obręczy. Koła beztarczowe wykonywane są najczęściej z felgą dzieloną w postaci oddzielnych segmentów.
Mocowanie koła do piasty
Koło jest mocowane do piasty za pomocą nakrętek i kołków lub połączeń śrubowych. Część nakrętki śruby działa jak powierzchnia nośna, ma kulisty kształt, aby wyśrodkować koło na piaście. Aby zapobiec samoczynnemu poluzowaniu się nakrętek kół ciężarówki, nakrętki kół po lewej stronie mają gwint lewy, a nakrętki kół sterburty mają gwint prawy.
Po przykręceniu, w celu dodatkowego centrowania koła, na piaście montowane są specjalne kołki.
Mocowanie kół bliźniaczych na piaście koła
Koła wewnętrzne, gdy są montowane parami, są mocowane za pomocą specjalnego połączenia gwintowego z gwintami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Ten element nazywa się futorka.
Piasty kół
Stanowią zespół łożyskowy zapewniający obrót koła względem elementu stałego, czyli tzw. osie. Z reguły w konstrukcji piasty montowane są 2 łożyska: wewnętrzne i zewnętrzne. Bieżnia wewnętrzna łożyska osadzona jest na osi stałej, zewnętrzna - w obudowie piasty.
Łożysko wewnętrzne piasty opiera się pierścieniem wewnętrznym o oś koła, pierścień zewnętrzny łożyska wewnętrznego opiera się o obudowę piasty.
Łożysko zewnętrzne opiera się pierścieniem zewnętrznym o piastę koła, a pierścień wewnętrzny opiera się o element nośny w postaci nakrętki, podkładek zabezpieczających i zawleczki.
Zgodnie z montażem łożysk na osi, wewnętrzne łożysko ma większą średnicę niż zewnętrzne.
Piasty mogą być wyposażone zarówno w łożyska kulkowe, jak i wałeczkowe, które wymagają ciągłej regulacji i kontroli dokręcania podczas pracy.
Podkładka oporowa piasty, zapobiegająca odkręceniu nakrętki mocującej piastę, może posiadać specjalną blokadę. Ponadto, po dokręceniu nakrętki i dociśnięciu podkładki, nakrętkę można zacisnąć, przebić lub zamocować podkładką oporową poprzez jej wygięcie.
Mocowanie nakrętki poprzez odgięcie podkładki stosuje się w konstrukcji piast kół napędowych, które posiadają wnękę wewnątrz osi, przez którą przechodzi element napędowy - półoś.
Aby przenieść moment z półosi na piastę, montuje się łączniki gwintowane śrubami lub nakrętkami lub łączniki szczelinowe.
Cechy instalacji kierowanych kół ATS
Zmiana kierunku ruchu pojazdu kołowego następuje na skutek obrotu kół kierowanych pod określonym kątem względem wzdłużnej płaszczyzny pionowej pojazdu.
Obrót kół kierowanych odbywa się poprzez poddanie ich działaniu siły skrętu wytwarzanej przez elementy sterujące pojazdu. Koła mogą się również obracać, gdy uderzają w wyboje, co może prowadzić do naruszenia stabilności ruchu. Aby uniknąć tego naruszenia, a także zapewnić automatyczny powrót kół kierowanych do ruchu prostoliniowego we wszystkich przypadkach ruchu, konieczne jest stabilizacja koła kierowane, osiągnięte przez pewien montaż tych kół w stosunku do osi. Aby ustabilizować koła konieczne jest zapewnienie pochylenia osi obrotu koła (oś przegubu) w płaszczyźnie podłużnej i poprzecznej.
Wskazany jest kąt nachylenia osi obrotu koła. Kąt ten zapewnia samoczynny powrót kół do ruchu prostoliniowego po ustaniu działającej na nie siły skrętu. Samopowrót koła jest zapewniony dzięki temu, że przy obrocie koła względem osi obrotu, ma ono tendencję do opadania poniżej płaszczyzny powierzchni podparcia h. Wielkość powstałego momentu stabilizującego zależy od , który w nowoczesnych samochodach wynosi 6 ... 8 stopni, a także od ciężaru samochodu przypisanego do kół.
Oprócz pochylenia osi koła w płaszczyźnie poprzecznej, pochylenie realizowane jest również w płaszczyźnie wzdłużnej. Nazywa się kąt nachylenia w płaszczyźnie podłużnej, podaje położenie osi obrotu w taki sposób, aby jego kontynuacja przecinała się z powierzchnią nośną w punkcie ALE, znajduje się przed punktem B kontakt koła z podłożem. To tworzy ramię AB, co zapewnia zachowanie prostoliniowego ruchu pojazdu przy znacznych prędkościach ruchu.
Oprócz kątów pochylenia czopów, koła skrętne jednej osi mają upadek oraz konwergencja .
Kąt pochylenia to kąt między płaszczyzną pionową a płaszczyzną koła.
| Podany kąt jest zapewniony dzięki nachyleniu osi urządzenia obrotowego koła (czopu). Celem kąta jest zapewnienie pionowego położenia koła podczas ruchu, niezależnie od możliwej deformacji części urządzenia obrotowego, obecności szczelin w urządzeniu obrotowym. Kąt zmniejsza odległość między punktem przecięcia kontynuacji osi obrotu koła a środkiem powierzchni styku opony z drogą. Kąt musi być stale monitorowany i regulowany poprzez zmianę wartości luzu łożyskowego w elementach urządzeń obrotowych. Kąt ten zmniejsza obciążenie zewnętrznego łożyska piasty koła, ponieważ wytwarzana jest siła osiowa, która dociska piastę łożyska wewnętrznego. Kąt wynosi 1 ... 2 stopnie. |
Rozważane kąty zapewniają montaż koła z pewnym nachyleniem jego płaszczyzny toczenia, tj. nie jest pionowe i nie jest położone wzdłużnie do osi samochodu, dlatego na kole pojawiają się siły, które mają tendencję do zmiany kierunku ruchu koła w kierunku przeciwnym do ruchu pojazdu. Wynikiem działania sił, ponieważ koło jest nieruchome względem pojazdu, jest ruch kół w linii prostej, ale z pewnym poślizgiem, powodującym zużycie bieżnika opony. Zwiększa to również zużycie paliwa do ruchu. Aby wyeliminować to szkodliwe zjawisko, koła skrętne jednej osi ustawia się na określoną wartość konwergencja w płaszczyźnie poziomej. Osiowanie kół to różnica między A i B, zgodnie ze schematem, mierzony na wysokości osi koła między krawędziami obręczy koła. Różnica ta mieści się w granicach: B-A=2…12 mm, co odpowiada kątowi zbieżności nieprzekraczającemu 1 stopnia.
Rozważane cechy kinematyki kół kierowanych decydują o zapewnieniu bezpieczeństwa ruchu, a także efektywności eksploatacji pojazdu.
Napęd na koła
Zgodnie z poprzednim materiałem, nowoczesne samochody z reguły posiadają elementy nośne kół, które zapewniają kontakt pojazdu z powierzchnią nośną, a także urządzenie do przemieszczania koła, czyli tzw. wytworzenie siły pchającej, która zapewnia ruch pojazdu na powierzchni nośnej. Ruch pojazdu po powierzchni nośnej następuje w wyniku przekształcenia momentu obrotowego dostarczanego do koła napędowego z silnika, pod warunkiem, że istnieje niezbędna przyczepność koła do drogi. Dostarczanie momentu obrotowego do koła z silnika zapewniają elementy przekładni, które przekształcają i zmieniają moment obrotowy silnika w granicach niezbędnych, zgodnie z wymaganiami, dla warunków jazdy. Połączenie elementów transmisyjnych przetwarzających moment obrotowy oraz urządzeń dostarczających moment obrotowy na koło zapewnia napęd na koła w ruchu.
Rodzaje napędów kół ATS
W zależności od cech układu centrali jako całości rozróżnia się położenie i liczbę kół napędowych centrali:
1. Pojazdy z napędem na tylne koła - posiadające przeniesienie momentu obrotowego z silnika na koła napędowe znajdujące się z tyłu pojazdu;
2. Napęd na przednie koła - przeniesienie momentu obrotowego na koła napędowe znajdujące się przed pojazdem;
3. Napęd na wszystkie koła - przeniesienie momentu obrotowego na wszystkie koła pojazdu.
W oparciu o nowoczesne wymagania dla pojazdów w zakresie zdolności przełajowej, sterowności, bezpieczeństwa ruchu, konstrukcji napędu na wszystkie koła, które są najszerzej stosowane przy tworzeniu pojazdów kategorii „B, C i D”, najpełniej odpowiadają ich zawartości. Istnieją automatyczne centrale telefoniczne z napędem na wszystkie koła kategorii „E”.
Każdy z tych napędów cole powoduje pewne różnice w konstrukcji głównych elementów skrzyni biegów pojazdu, które zostaną omówione poniżej.