Az egyetlen kapcsolat az úttal

Az autóipari szakemberek általános véleménye biztonságtechnikai szempontból, hogy a fék-kormány-futómű hármasnak mindig közlekedésre alkalmas állapotban kell lennie, mert ezek segítségével van lehetőségünk elkerülni a vészhelyzeteket, baleseteket.

Az alapanyaghiány és az egyéb gazdasági recessziók nem kímélték a személy- és teherautó gumiabroncsok árát sem, így hajlamosak vagyunk spórolni ezen az alkatrészen. Ebben a technikai kitekintőben szeretnénk felhívni a figyelmet erre az elemre, mely valószínűleg a futómű legfontosabb alkotója.

A jármű gumiabroncsa elsőre nem tűnik túl jelentőségteljesnek, de érdemes átgondolni, hogy mi minden múlik rajta vezetés közben.

Nem túlzás azt kijelenteni, hogy a gyártók és beszállítók szinte összes fejlesztése (elektronika, hajtás, erőforrás, fékrendszer, stb.) értelmét veszítheti egy adott szituációban, ha a gumiabroncs, mely a kapcsolatot biztosítja az úttal, nem funkcionál megfelelően. Könnyen belátható, hogy bármekkora gyorsítási és fékezési teljesítmény áll rendelkezésünkre a konstrukcióból adódóan, mindig csak annyit tudunk használni belőle, amennyit az abroncsunk megenged – nem beszélve a kanyarodásról.

Ami a gumiabroncsot életre hívta

Az autózás előtti időszakban, valamint annak a hajnalán jellemzően fából és fémerősítésekből készült kerekeket használtak. Ahogy azonban nőtt a sebesség, ez a konstrukció túlságosan merevnek és törékenynek bizonyult.

Charles Goodyear 1839-ben találta fel a vulkanizálás módszerét, mely röviden annyit tesz, hogy a folyamata során magas hő hatására, kén közbelépésével a kaucsuk, azaz a gumi láncmolekulái között úgynevezett keresztkötések jönnek létre. Ezeknek a kötésformáknak köszönhető, hogy a gumi képes egyszerre rugalmas és szilárd tulajdonságokat is felvenni – eredetileg ugyanis a szilárdság hiányzik a kaucsukból (ma már nagyon sok más alapanyagot is felhasználnak, de erről később).

Egészen 1888-ig kellett várni, hogy Dunlop először szereljen fel előbb vízzel, majd levegővel töltött slagot egy gyerek kerékpárra, lecserélve a fémből készült kereket, és innentől nem volt megállás. Az autóipar hamar magáévá tette a technológiát, és azóta is ezt fejlesztik tovább.

A mai gumiabroncs felépítése

Kívülről rendkívül egyszerűnek tűnik, a valóságban viszont egy viszonylag kényes gyártási folyamat és számos alkotóelem jellemzi a terméket.

A teljesség igénye nélkül listázzuk a legfontosabb elemeket és funkcióikat.

Futófelület: Mintával ellátott felület, amely biztosítja a kapcsolatot az aszfalttal (Tread). Ez az a rész, amelyből ránézésre a legtöbb információt meg tudjuk állapítani az abroncsról: szezon, kopottság mértéke, sőt, a kopásmintából a futómű állapotára is következtethetünk.

A futófelületnek akkor is biztosítania kell a tapadást, ha az út és az abroncs közé idegen anyag kerül – például esővíz. Ekkor válik fontossá a minta kialakítása, amellyel a gyártók igyekeznek egy kerékfordulat során a lehető legtöbb vizet kiszoríttatni az abronccsal maga alól, hogy az aquaplaning, azaz vízen csúszás jelensége a lehető legkésőbb jelentkezzen.

A téli gumiabroncsnak is hasonló a feladata, de a problémát máshonnan kell megközelíteni. A havat ugyanis nem tudja kitolni maga alól a kerék, ráadásul a gumi-hó kapcsolat nem biztosít igazán jó tapadási viszonyokat.

A hó-hó kapcsolat viszont igen. Ezért a téli abroncsok mintázata olyan, hogy az úttestről a lehető legtöbb havat be tudja szorítani a minták közé a futófelület, és ennek köszönhetően nyer extra tapadást a gumi.

Ezért találhatunk sokkal több, részletesebb mintaelemet a téli gumikon, akár keresztirányban is, valamint erős lamellázottságot. Hozzá kell tennünk, hogy nem ez az egyetlen különbség a téli- és nyári abroncs között (pl. a téli jellemzően puhább keverék, mely többnyire hamarabb is elöregszik), de a futófelület tekintetében ez a legfontosabb pont.

A négyévszakos abroncs futófelülete ezen tulajdonságok keveréke (általában a felület középső része hasonlít a télire, a széle pedig a nyárira).

Régebben a személygépkocsit között volt jellemző, ma már csak a teherautóknál találkozunk az „futózott” gumiabronccsal, mely már korábban az eredeti futófelületét elkoptatta, és a szerkezetet megtisztítva az eredeti maradékától, új futófelületet kap. Ez az iparág természetesen költségmegtakarítási célból jött létre.

Mintaárok: Az abroncs futófelületének mintázatán található rés, mely hatósági előírások szerint legkevesebb 1.6 mm lehet. Szerviz oldalról általános ajánlás, hogy legkevesebb 3 mm-nél cseréljük a gumikat a járművön.

Mintaelem: a mintaelemek a futó gumiban találhatóak, pozitív mintarész.

Légzáróréteg: A gumiabroncs légtartását biztosítja, illetve nem engedi bejutni a nedvességet és a párát a gumiabroncsba (Liner).

Övbetétek: A futófelület stabilitását biztosítják. Oldalirányba az övnek merevnek kell lennie, hogy ellenálljon a csúszásnak, radiális irányba pedig rugalmasnak kell lennie, hogy elnyelje az akadályokat (Steel belt).

Karkasz: A gumiabroncs teherhordó váza. Az övbetétetekkel és a perem közötti vázrésszel együtt.

Védőbetét: a radiál szerkezetű gumiabroncs esetében a futófelület és az öv közötti, nem kötelező köztes betét, amelynek célja az öv sérüléseinek korlátozása (Nylon belt).

Peremhuzal karika: A gumiba ágyazott tekercselt acélhuzal karika. Ez szorítja rá az abroncsot a pántra, az elszakadás veszélye nélkül akár 1800 kg-os erőt is kibír (Bead).

Peremvédő: A peremvédő felületén keresztül érintkezik az abroncs a pánttal. Nem engedheti meg, hogy a köpeny elcsússzon, a pánton, illetve bírnia kell az elcsúszással járó dörzsölődést mechanikailag is.

Szelep: A kerékpántra rögzítve (tömlő nélküli) vagy a tömlőbe vulkanizálva, a gumiabroncs levegővel való felfújását és a levegőnyomás ellenőrzését teszi lehetővé.

Szelepvédő sapka: Védi a szelep szerkezetét a szennyeződéstől és nedvességtől. A szelep tömítése érdekében elengedhetetlen.

A gumiabroncs alapanyaga

Amit egyszerűen csak guminak hívunk ebben az alkatrészben, szintén számos különböző alkotóelemből áll. A természetes kaucsuk a mai napig használatban van, de emellett legalább akkor arányban megtaláljuk a szintetikus polimereket, melynek típusairól külön cikket írhatnánk (pl. kloroprén, polimereként neoprén, vagy poliizoprén, NBR, azaz nitril-butadién gumi, stb.)

A fő alapanyagon kívül töltőanyagokat is találunk, mint például a korom, amely az abroncs színét adja, szilícium-dioxid, mely a kén megkötéséért felel a vulkanizáláshoz, mészkő, stb.

A töltőanyagok elsősorban nem a színért felelősek, hanem hogy meghosszabbítsák az abroncs élettartamát, ellenállóbbá tegyék a környezeti hatásokkal szemben.

A harmadik csoport a lágyítóké. Ezek az olajok és gyanták rugalmassá teszik a gumiabroncsot és javítják az anyag tapadását. Az olajok az abroncs csúszásállóságát is növelik. Éppen ezért a téli gumikban több olajat használnak, mint a nyári gumikban; lágyítók megakadályozzák, hogy a gumi alacsony hőmérsékleten keményebbé, merevebbé váljon.

Modern kori fejlesztések

Az elmúlt 20-30 évben nem csak az anyagminőségben, hanem a struktúrában is akadtak változások. Az EU-n belül és sok más országban is széleskörűen elterjedtek a nyomásfigyelő TPMS szenzorok, a felsőbb személyautó kategóriákban ma már szinte általános a defekttűrő abroncs.

A rövidesen esedékes teljes elektrifikáció pedig a fokozott tömegterhelés okán alternatív megoldásokra kényszerítették a gyártókat mind gördülési ellenállás, mind teherbírás tekintetében. Ma már minden nagyobb vállalat rendelkezik minimum egy abroncscsaláddal, amely specifikusan akkumulátoros elektromos autók számára készül – ez a portfólió mindinkább teret nyer majd a jövőben.

EU minősítés

A 2012-ben életbe lépő EU szabályozás (1222/2009) célja a közúti közlekedésben részt vevő járművek biztonságának, hatékonyságának javítása, illetve a gumiabroncsok környezet-terhelésének csökkentése.

Az elmúlt években egyre inkább megnőtt a vásárlók információ igénye a gumiabroncsok tényleges teljesítmény jellemzői iránt. Az EU-s szabályozás ehhez kíván segítséget nyújtani három fontos paraméter tekintetében.

Az előírás értelmében 2012. november 1-től minden, 2012 július 1. után gyártott személygépkocsi, terepjáró, kishaszonjármű és teherautó gumiabroncson kötelező feltüntetni (vagy az értékesítési ponton el kell helyezni) az adatokat, a vásárlás előtti tájékoztatás érdekében. Továbbá a vásárláskor kapott számlán is fel kell tüntetni az abroncscímke adatait. A címke 3 jellemzőről közöl adatot: üzemanyag-hatékonyság (gördülési ellenállás), fékezés nedves úton, gördülési zaj.