Miesiąc: listopad 2019

Zapewne każdy je zna, bo kto z nas choć raz nie zrobił czapki malarskiej z gazety, tudzież samolotu z kartki. Sam ostatnio czekając z córką w przychodni, aby oszukać czas oczekiwania i rozładować emocje przed nieuchronnym ukłuciem igły – ułożyliśmy dwa samoloty z kartki w kratkę, formatu A4 😊

Wstęp może i długi, ale w końcu pada fraza klucz, o której chcę w tym poście poświęcić kilka słów, mianowicie „A4”. W internecie znajdziemy tonę materiałów na temat, iż kontakt czterech opon z nawierzchnią, to właśnie ta karta A4, powierzchnia kartki A4.

Czy to mało czy dużo? Myślę, że reakcja większości z nas jest taka, że to mało. Myśląc o wadze samochodu, który waży 1000 kg a czasem i dwu, trzy krotnie więcej – stawiając obok kartkę A4 – to porównanie robi wrażenie.

I teraz, tak mały obszar styku pojazdu z nawierzchnią jest kluczowy dla osiągów i bezpieczeństwa. Dlaczego? Otóż, tak jak w poprzednim tekście „#6 Praw fizyki Pan nie zmienisz” ponownie muszę się odwołać do fizyki… na marginesie, mój profesor fizyki z XXXII LO w Łodzi byłby dumny, że pomimo upływu tylu lat od opuszczenia murów liceum, to o czym On mówił jest mi w jakiś sposób bliskie 😉 ale wracając do meritum.

Siła docisku i jej rozkład – to jest kluczowe w całej tej dyskusji na temat kartki A4!

Powyżej widać przekrój opony, te strzałki to nic innego jak docisk – kluczowe jest to, aby siły które działają w obszarze docisku były jak najbardziej równomiernie rozłożone – to bardzo ważne. Oczywiście nie jest możliwe, żeby w każdym miejscu styku siła była identyczna, ale producenci szukają najlepszych rozwiązań technologicznych, żeby uzyskać najlepszy efekt. Pamiętajmy, że mówimy o rozkładzie sił w ujęciu poprzecznym i wzdłużnym.

Zastanawiałem się, jak pokazać tą zależność rozkładu siły w obszarze docisku w życiu „nie-oponiarskim”. Przyszły mi do głowy dwie sytuacje.

Pierwsza.

Wyobraźmy sobie, ze kładziemy się na łóżku fakira, na którym kilka gwoździ (spośród kilkuset) wystawałoby o 0,5 cm wyżej niż pozostałe… Na 100% doznanie byłoby delikatnie mówiąc bardziej ekstremalne w tej części ciała.

Druga.

Wyobraźmy sobie stolarza, któremu przypadkowo pod papier ścierny typu P1000 (najdrobniejsze ziarna) dostaje się mały kamyczek, efekt można sobie wyobrazić – robota od nowa.

Wróćmy do opon. Producent opon może zapewnić właściwy rozkład sił w obszarze docisku pod warunkiem, że my jako użytkownicy zadbamy o jeden, bardzo istotny element w eksploatacji opon.  Ten element to regularna kontrola ciśnienia w ogumieniu. Możemy wejść głębiej w tematykę ciśnienia w oponach (kiedy mierzyć, kiedy zmieniać ciśnienie itd), ale w tym tekście chcę spojrzeć na ciśnienie w oponach przez pryzmat obszaru docisku.

Opona ze zbyt dużym ciśnieniem, będzie „wybrzuszona” w środkowej części czoła bieżnika. Opona będzie się nierównomiernie zużywać, jakość jazdy będzie gorsza – wszystko to łączy się z siłami w obszarze docisku, którym równomierny rozkład „skutecznie” utrudnimy. Opona w środkowej części bieżnika będzie zużywać się szybciej niż przy barkach. Kontrola nad pojazdem jest znacznie pogorszona, styk opony z nawierzchnią jest mniejszy.

W przypadku zbyt niskiego ciśnienia, będzie załamywać się do środka – siły docisku ponownie nie będą rozkładać się równomiernie, a opona będzie zużywała się na barkach bardziej niż w środkowej jej części. Będziemy mieć mniejszą kontrolę nad pojazdem, można odczuwać efekt „pływania”, a poziom bezpieczeństwa spada znacznie.

Niestety doświadczenie pokazuje, że generalnie jako społeczeństwo, nie sprawdzamy regularnie ciśnienia – a powinniśmy, dlatego też mam propozycję – patrząc na kartkę A4 lub składając origami – pomyślmy o ciśnieniu w oponach 🙂 może to choć trochę wpłynie na popularyzację tego oponiarskiego obowiązku.

Tytułem jest zdanie z klasyki kabaretu, do którego zawsze z przyjemnością wracam. Fragment posłuży mi tylko jako ukierunkowanie tego wpisu, bowiem chcę poświęcić chwilę na temat mieszanki gumowej w oponach. Otóż, wyobraźmy sobie, że świat jest prosty (niestety nie jest), oraz wyobraźmy sobie, że skład mieszanki opon też jest prosty – ale też nie jest 😊 Natomiast, na potrzeby tego wpisu, wyobraźmy sobie jednak, że mieszanka jest prostym, nieskomplikowanym tworem dwóch składników: kauczuku i sadzy. Te dwa składniki odpowiadają, za dwie główne, podstawowe cechy mieszanki opony, czyli przyczepność (elastyczność) -> kauczuk oraz wytrzymałość (przebiegi) -> sadza.

Teraz puśćmy wodzę fantazji i stwórzmy dwie mieszanki.

Scenariusz nr 1.

Gdybyśmy stworzyli oponę z mieszanką, w której mielibyśmy 100% sadzy, na takiej oponie zapewne moglibyśmy przejechać dystans odległości, o której śpiewał kiedyś zespół Savage Garden:

Ale byłyby też minusy takiego składu – przyczepność na mokrej nawierzchni, a w zasadzie jej brak 😉 Na mokrej nawierzchni taka opona w ogóle by „nie trzymała”.

Scenariusz nr 2.

Nasza druga opona, czyli 100% kauczuku. W tym przypadku slogan reklamowy brzmiący „100% przyczepności” byłby na prawdę dosłowny. Taka opona byłaby idealna pod kątem przyczepności, trzymałaby lepiej niż wyścigowy slick, w najmiększej specyfikacji – ale odporność na ścieranie byłaby praktycznie żadna. Opona zniknęłaby w mig.

Podobnie jak i w życiu, opony to też zawsze kompromis, czyli relacja między sadzą i kauczukiem (cały czas upraszczając oczywiście). Z biegam lat i rozwojem technologicznym, w składzie mieszanki pojawiły się między innymi takie elementy jak krzemionka, aramid i inne nowinki. Wszystko to sprawiło, że mieszanki stały się technologicznym polem doświadczalnym dla producentów.

Mieszanki różnią się, mają inne charakterystyki w zależności, czy mówimy o oponach: letnich, zimowych, wielosezonowych – ale nawet w przypadku opon dedykowanych do poszczególnych segmentów samochodów (supersportowe, miejskie, dostawcze, SUV, itd).

Te dwa abstrakcyjne scenariusze miały posłużyć jako przykład, że skład mieszanki w oponach jest różny. Podobnie jest z mieszanką w oponach letnich i zimowych – one są różne, i to bardzo! W głównej mierze dotyczą miękkości mieszanki gumowej oraz ilości i jakości zastosowanej krzemionki.

Poniżej wykres zależności osiągów opon w zależności od temperatury, jest punkt przecięcia obu linii występuje w okolicy 7 st. C – i jest to temperatura, przy której przyjęło się mówić, że to moment wymiany opon letnich na zimowe.

Oczywiście to średnie temperatury, nie dosłownie 7 st. To pewne przybliżenie punktu, w którym następuje załamanie osiągów opon letnich – innymi słowy, zapożyczając nieco z nomenklatury wyścigowo-rajdowej opona „przestaje działać”, a przynajmniej jest zdecydowanie gorsza, niż w temperaturach > 7 st. C.

Ważnym jest, aby nie trzymać się kurczowo wspomnianych 7 st. C – gdyż nie ma nic gorszego niż masowa fala tsunami kierowców na serwisy, którzy z jakiegoś powodu, jednocześnie – poczuli zew ku zmianie opon. Proszę mi uwierzyć, kumulacja jest nie na rękę obu stronom – kierowcom i serwisom. Przypomina mi się w tym momencie sytuacja, w której znany dziennikarz w trakcie programu informacyjnego Telexpress stwierdził „(…) to już czas na zmianę opon na zimowe (…)” . To zdanie było niczym tąpnięcie dwóch płyt tektoniczych powodujące olbrzymie tsunami. Następnego dnia telefony w serwisach się rozdzwoniły, linie zajęte, kolejki, sceny jak z filmu katastroficznego.

O.K. – wracamy do mieszanki. Puśćmy wodzę fantazji raz jeszcze, ale tym razem popłyńmy dalej w meandry wyobraźni, aby przybliżyć pewne znaczenie temperaturze, by poszukać odniesień oponiarskich w życiu codziennym.

Wyobraźmy sobie sytuację, w której masło spożywcze… nie jest trzymane w lodówce, a w zamrażalce. Generalnie można uznać, że lodówka dla masła, to właściwe środowisko temperaturowe na potrzeby utrzymania go w dobrym stanie 😉 zachowuje ono wtedy swoje właściwości i czas użytkowania wydłuża się. Zamrażalka sprawiłaby, że uzyskalibyśmy maślany głaz – czyli nici z szybkiej, porannej kanapki…a to nerwy i krzyki w domowym porannym zaciszu 🙂

Sprawy mają się tak samo, mówiąc o mieszance gumy – gdy pracuje w niewłaściwym zakresie temperatur. Opona zimowa, dzięki swojej specyfice (użyta mieszanka, krzemionka – ale nie tylko, szczegółowo podejdziemy jeszcze do zagadnienia) , zachowuje właściwości przyczepności w niskich, ujemnych temperaturach – opona letnia, takich właściwości nie zachowuje. Jazda na oponach letnich w czasie ujemnych temperatur – to wystawianie siebie i pasażerów na zagrożenie – koniec kropka.

Jednym z elementów, który miał znaczący wpływ na poprawę właściwości mieszanek była właśnie krzemionka. Z krzemionką mam miłe wspomnienia związane z rekwizytem jaki wykorzystałem podczas jednej z prezentacji którą miałem przyjemność kiedyś przeprowadzać dla Klientów – ale o tym innym razem 😊

Podsumowując, „Praw fizyki Pan nie zmienisz (…)”, więc opony zimowe używamy w zimie, a letnie w lecie.