مما يتكون إطار السيارة وأي منها مناسب لماذا؟

مما يتكون إطار السيارة وأي منها مناسب لماذا؟

لقد شكلت شوارعنا على مدى مائة عام، وهي وسيلة الاتصال الوحيدة للسيارة مع الطريق، وبالتالي فهي ذات أهمية كبيرة لسلوك القيادة وسلامة المركبات. نحن نتحدث عن إطارات السيارات، المعروفة أيضًا باسم الإطارات. هذا الأخير يأتي من الكلمة اليونانية pneuma، وهو ما يعني الهواء أو التنفس. لكن ماذا تعرف فعلياً عن إطارات السيارات؟ مم يتكون إطار السيارة الحديثة؟ من اخترع هذه "الرقعات" السوداء الرائعة للسيارات؟ ما هو الفرق بالضبط بين إطارات الصيف والشتاء وإطارات جميع المواسم التي أصبحت ذات شعبية متزايدة مؤخرًا؟ وأخيرًا: ماذا يعني التنقل الإلكتروني لصناعة الإطارات؟ هذه الأسئلة سنجيب عليها في المقال التالي.

من حيث المبدأ، نحن مدينون بالإطارات المملوءة بالهواء لرجلين عاشا وعملا في القرن التاسع عشر. وكان أحدهم روبرت ويليام طومسون، وهو مصمم ومخترع اسكتلندي. على سبيل المثال، يعتمد عليه قلم الحبر والمنشار الشريطي، ولكن قبل كل شيء الإطار الهوائي. كان طومسون يعمل على نظام عجلات من شأنه أن يوفر راحة وجرًا أكبر من عجلات النقل بإطاراتها الحديدية التقليدية في ذلك الوقت. وفي 10 ديسمبر 1845، حصل أخيرًا على براءة الاختراع البريطانية رقم 10990 لمدة ستة أشهر - لـ "العجلة الهوائية". تتكون عجلة طومسون المزعومة من أنبوب جلدي يتم إدخال أنبوب آخر فيه - ويتكون هذا من قماش محكم الغلق ومفلكن بالمطاط ثم يتم ملؤه بالهواء.

أصبح هذا ممكنًا بفضل اختراع عبقري آخر لأمريكي: كان تشارلز جوديير قد حصل بالفعل على براءة اختراع في الولايات المتحدة قبل عام لعملية فلكنة المطاط. الفلكنة هي عملية التصلب التي من خلالها يحصل إطار السيارة على شكله. يتم تحويل المطاط الخام إلى مطاط مرن عند درجة حرارة وضغط معينين.

إذا نظرت إلى تاريخ الإطارات، فستجد حتماً رجلاً آخر لا يزال اسمه اسماً مألوفاً اليوم والذي - على غرار جوديير - يرتبط ارتباطاً وثيقاً بصناعة الإطارات: جون دنلوب. ومن اللافت للنظر أن الاسكتلندي كان في الواقع طبيبًا بيطريًا يعيش في دبلن. في ممارسته قام بتطوير الأجهزة وعثر على المطاط. في عام 1887 (كان عمره 47 عامًا في ذلك الوقت)، قام دنلوب أخيرًا بتصميم أول إطار مطاطي مملوء بالهواء.

وفقًا للأسطورة، كان لديه دافع خاص جدًا لذلك: أراد أن يجعل دراجة ابنه ثلاثية العجلات أكثر هدوءًا وأكثر قدرة على المنافسة في السباق ضد أصدقائه. كانت عجلة طومسون قد تم نسيانها بالفعل بحلول ذلك الوقت (من بين أمور أخرى، لأن إنتاجها كان مكلفًا للغاية). ولذلك لم يكن دنلوب على علم بالأمر عندما تقدم بطلب للحصول على براءة اختراع في عام 1888، أول إطار دراجة هوائية، وهو اختراع مشابه جدًا. لا يزال يُطلق على صمام الدراجة النموذجي اسم صمام دنلوب اليوم.

الكثير لقصة الأصل. وبطبيعة الحال، فإن المعرفة المفيدة بالإطارات تتجاوز هذا. إذن مم يتكون إطار السيارة الحديثة؟ على عكس معظم إطارات الدراجات، فإن إطارات السيارات اليوم عادة ما تكون بدون أنابيب. بالنظر من الخارج إلى الداخل، يمكن تقسيم إطار السيارة إلى عنصرين رئيسيين: المداس، المعروف أيضًا باسم المداس، والهيكل.

والأخير هو البنية التحتية الداعمة، وإطار الإطار. يتكون عادة من طبقتين، طبقة قماش (حشوة حبل نسيجي) مصنوعة من الحرير الصناعي المطاطي (حرير صناعي) أو بوليستر وطبقة داخلية مصنوعة من المطاط، وتحديداً مطاط البوتيل (والذي بدوره هو الاسم المختصر لمطاط الأيزوبوتين-الإيزوبرين، وهو بوليمر من مجموعة المطاط الصناعي).

في الإطارات الشعاعية (وتسمى أيضًا الإطارات الشعاعية) يتكون النسيج أيضًا من حبال فولاذية (يشار إليها باسم الإطارات الشعاعية ذات الحزام الفولاذي). بالحديث عن ذلك: لقد حلت الإطارات الشعاعية محل الإطارات القطرية منذ فترة طويلة. كان هذا الأخير شائعًا في سيارات الركاب حتى الستينيات. لديهم عدة طبقات من الذبيحة متقاطعة قطريًا. اليوم، تُستخدم الإطارات القطرية تقريبًا فقط في الزراعة أو في السيارات القديمة. دون علم الكثير من الناس، فإن التكنولوجيا الفائزة في نهاية المطاف للإطار الشعاعي تعود إلى ميشلان. سجلت الشركة الفرنسية براءة اختراع لها في عام 1946. ميشلان أحدثت ثورة في صناعة الإطارات. حتى الإطارات الشعاعية الأولى كانت تدوم أكثر من ضعف الإطارات القطرية.

العودة إلى الذبيحة: الجزء الداخلي مملوء بالهواء ومغلق بالطبقة الداخلية. وهذا يعني أن الطبقة الداخلية تحل محل الأنبوب في الإطارات الحديثة الخالية من الأنابيب. تتكون الطبقة الداخلية (وتسمى أيضًا البطانة الداخلية) من طبقة مطاطية خاصة. ويضمن عدم انتشار الهواء إلى الخارج.

وأخيرًا، هناك أيضًا حبة الإطار كجزء من الذبيحة. تشكل الخرزة الحلقة الداخلية للإطار وتضمن الاتصال المحكم بين الإطار والحافة. ويتكون من ثلاثة أجزاء: التعزيز المصنوع من النايلون أو الأراميد، وهو ألياف صناعية قوية مقاومة للحرارة، يضمن ثبات القيادة ويتيح سلوك توجيه دقيق. الشكل الأساسي عبارة عن إسفين تثبيت مصنوع من المطاط الصناعي، والذي يؤدي نفس المهام التي يؤديها معزز الخرزات وله أيضًا تأثير حاسم على راحة الانحراف. وأخيرًا القلب: يتكون من سلك فولاذي مدمج في المطاط، مما يضمن ثبات الإطار على الحافة.

يوفر المداس، وهو العنصر الرئيسي الثاني للإطار، الاتصال بالطريق. يحتوي المداس على تصميم المداس (كتل المداس والأخاديد) بالإضافة إلى المواسير التي تم تصميمها بشكل مختلف اعتمادًا على إطارات الصيف أو الشتاء. وهي مصنوعة من المطاط الطبيعي أو الاصطناعي. يتكون جهاز المشي من ثلاثة أجزاء: الغطاء (هذا هو الجزء من الإطار الذي يتلامس بشكل أكبر مع الطريق)، والقاعدة (توجد أسفل الغطاء، وتقلل من مقاومة التدحرج وتمتص انتقال الصدمات إلى الهيكل) والجزء الجانبي (يقع في الطرف الخارجي للمداس ويشكل الانتقال إلى الجدار الجانبي).

يمثل الجدار الجانبي بدوره الحماية الخارجية للذبيحة. وهو متصل بالمداس عبر الجزء الجانبي وهو مصنوع من المطاط الطبيعي. توجد طبقتان إضافيتان أسفل المداس: الضمادات اللولبية (تتكون من سلك نايلون مدمج في المطاط) وطبقات حزام الحبل الفولاذي (تمنح الإطار قوته، وبالتالي تزيد من الثبات والمسافة المقطوعة وتقلل من مقاومة التدحرج). 

وكما يتبين من كل هذه البيانات، فإن إطارات السيارات الحديثة لها هيكل معقد. وهذا ما يفسر أيضًا الفرق بين منتجات الشركات المصنعة المختلفة. تبدأ الجودة المتميزة بالمواد الخام المستخدمة (من الفولاذ إلى المطاط إلى المواد الكيميائية المختلفة)، وتستمر بالإنتاج وتنتهي أخيرًا بمراقبة الجودة.

ولكن مما يتكون الإطار بالضبط، أي ما هي المواد وما النسبة؟ قامت كونتيننتال بتقسيم هذا الإطار الصيفي الأكثر مبيعًا على النحو التالي:

المطاط (المطاط الطبيعي والصناعي): 41%
مواد الحشو (السخام، السيليكا، الكربون، الطباشير، الخ): 30%
مواد تقوية (فولاذ، بوليستر، رايون، نايلون): 15%
الملدنات (الزيوت والراتنجات): 6%. المواد الكيميائية للفلكنة (الكبريت، أكسيد الزنك، إلخ): 6%.
المواد التي تمنع الشيخوخة والمواد الكيميائية الأخرى: 2%

يتكون الإطار من 41 بالمائة من المطاط. ليس من المستغرب أن يكون المطاط هو المادة الخام الأكثر أهمية. وعلى العكس من ذلك، فهذا يعني أيضًا أن أكثر من نصف الإطار مصنوع من مواد أخرى.

وبالمناسبة، يستغرق تطوير إطار جديد ما بين عامين إلى ثلاثة أعوام حتى يصبح جاهزًا للطرح في السوق. علاوة على ذلك، تواجه الصناعة حقيقة أن مجموعة متنوعة من النماذج والأبعاد تنفجر. وفقًا للتقديرات الداخلية من إحدى الشركات المصنعة الكبيرة للإطارات، تمت تغطية حوالي 80 بالمائة من السوق بـ 153 طرازًا مختلفًا من الإطارات في عام 2005. واليوم يوجد بالفعل 323 نوعًا مختلفًا، ومن المحتمل أن يكون هناك 524 بحلول عام 2027. وهذا يجعل العمليات أكثر تعقيدًا ويجعل التسليم في الوقت المناسب للعملاء تحديًا. وهذا أمر مهم أيضًا بالنسبة للمحترفين، وهو جزء من المعرفة ذات الصلة بالإطارات في عام 2022.

يعد الخليط المطاطي أمرًا ضروريًا لسلوك القيادة والقبضة الصحيحة على الأسطح المختلفة. فهو يؤثر على مدى شدة الاحتكاك بين الإطارات والأرض ومدى جودة اتصال السيارة بالأرض. يمكن أن يؤدي سوء الإمساك إلى زيادة مسافة الكبح، مما يزيد من خطر وقوع حادث. تتأثر القبضة بالسطح، والمركب المطاطي، وضغط الإطار الصحيح، وعمق المداس، وبالتالي المسافة المقطوعة، ولكن أيضًا عمر الإطار. يقول الموقع الإلكتروني لشركة تصنيع الإطارات كونتيننتال: "إذا كان هناك تآكل كبير في الإطارات، فمن الممكن أيضًا توقع زيادة استهلاك الوقود".

من الناحية النظرية، سيكون هناك إطار مناسب لكل حالة قيادة. ويتجلى ذلك في الفورمولا 1، حيث يتم غالبًا تغيير الإطارات عدة مرات أثناء السباق وغالبًا ما يكون ذلك استجابةً لظروف القيادة المتغيرة. وبطبيعة الحال، هذا ليس عمليا في الحياة اليومية. ولكن في أوروبا الوسطى، هناك فرق أساسي يتكرر كل عام: الفرق بين الصيف والشتاء. تم تصميم المركبات المطاطية للإطارات الصيفية والشتوية بشكل مثالي لتتناسب مع الظروف الخارجية المعنية.

الإطارات الصيفية مصممة لظروف الطريق بدون ثلوج وجليد. لا يصبح مركبها المطاطي ناعمًا جدًا حتى في درجات الحرارة المرتفعة ويكون التآكل منخفضًا نسبيًا عند السرعات العالية. مع انخفاض عمق المداس، يزداد السلوك سوءًا أثناء المطر. ولذلك يتطلب القانون عمق مداس لا يقل عن 1.6 ملم، لكن نوادي السيارات توصي بعمق مداس لا يقل عن 3 ملم للإطارات الصيفية.

إطارات الشتاء (إطارات M+S) مصممة لظروف الطريق الشتوية. لديهم خليط مطاطي مرن بدرجة كافية حتى في درجات الحرارة المنخفضة لتحقيق نقل كافٍ للطاقة. يتم تمييز إطارات الشتاء برمز M+S (الإنجليزية للطين والثلج). تم تصميم نمط المداس أو مركب المداس أو الهيكل بشكل أساسي لتحقيق خصائص قيادة وجر أفضل على الثلج. هنا أيضًا، تتدهور خصائص الالتصاق مع انخفاض عمق المداس. في النمسا، يجب أن يكون لإطار الشتاء عمق مداس لا يقل عن 4 مم، ويعتبر الإطار تحته إطارًا صيفيًا. 

يمكن استخدام إطارات جميع المواسم (المعروفة أيضًا باسم إطارات جميع الأحوال الجوية) في الصيف والشتاء. إنها تمثل حلاً وسطًا بين إطارات الصيف والشتاء. يتم استخدامها بشكل أساسي في البلدان التي توجد بها اختلافات صغيرة في درجات الحرارة بين الفصول.  

يجمع شكل إطارات جميع الأحوال الجوية بين ترتيبي الأخدود المختلفين لإطارات الصيف والشتاء، بحيث يمكن العثور على الأخاديد الطولية المطلوبة لدرجات الحرارة المرتفعة وفي الظروف الرطبة بالإضافة إلى أسنان كتلة المداس التي توفر الثبات على الثلج والجليد الزلق. خاصة في مجال الإطارات لجميع المواسم، والتي كانت شريحة نمو حقيقية لبضع سنوات بفضل ارتفاع الطلب، يتم فصل القمح عن القشر. عادةً ما يكون أداء العلامات التجارية الرخيصة ضعيفًا في الاختبارات ذات الصلة، لكن عددًا قليلًا من الشركات المصنعة المعروفة تمكنت من صنع اسم لنفسها. وبالإضافة إلى العلامات التجارية مثل Goodyear وContinental، يشمل ذلك أيضًا الشركة المصنعة الهولندية Apollo Vredestein، التي حصلت بالفعل على العديد من الجوائز عن إطار Quatrac لجميع المواسم. 

تعد خصائص إطارات جميع المواسم بمثابة حل وسط بطبيعة الحال: فهي لا تقترب في الثلج من خصائص الإطارات الشتوية الجيدة وفي الصيف - بسبب مركبها المطاطي الأكثر ليونة بطبيعتها - تتميز بتآكل أعلى وبالتالي تآكل وزيادة طفيفة في استهلاك الوقود. وفقًا لهارالد كيلزر، المدير الإداري لشركة أبولو فريدستين النمسا، فإن إطارات جميع المواسم لها ما يبررها حتى في جمهورية جبال الألب، ولكن فقط في المجالات المتخصصة: "هذا في المناطق الحضرية، للسائقين النادرين أو حتى للمركبات الثانية والثالثة"، كما يقول. وبالإضافة إلى ذلك، فإن البلد صغير جدًا والاختلافات الإقليمية كبيرة جدًا. يوضح كيلزر قائلاً: "يذهب كل سكان فيينا للتزلج في مرحلة ما. ولهذا تحتاج بوضوح إلى إطار صيفي وإطار شتوي".

لا ينبغي الخلط بين إطارات جميع التضاريس أو مساواة إطارات جميع المواسم. وهي تنتمي إلى فئة إطارات الطرق الوعرة، وكما يوحي اسمها، يمكن استخدامها على الطرق الوعرة وعلى الأسفلت.

"يعتمد الاختيار الصحيح على المعايير الفردية"، أوضح هولجر ريبرج، مدير منتجات Goodyear Dunlop Tyres Germany، مؤخرًا لـ KFZwirtschaft: "وتشمل هذه المعايير عدد الكيلومترات المقطوعة سنويًا، وفئة السيارة وقوتها بالإضافة إلى عادات القيادة الفردية." بالنسبة لأصحاب السيارات الذين يقودون أقل من 10000 كيلومتر سنويًا والذين يسافرون بشكل أساسي في المناطق الحضرية، فإن الإطارات المناسبة لجميع المواسم تكون في بعض الأحيان بديلاً جيدًا، كما يقول ريبيرج. لكن إذا كنت مسافراً عبر النمسا أو ألمانيا للعمل أو كنت تقود سيارتك في عطلة شتوية، فمن المؤكد أن الخبير ينصحك بإطارات الشتاء.
بالمناسبة، تقدم Goodyear خدمة مجانية عبر الإنترنت  مسابقة الإطارات. تحت شعار: "ما نوع الإطارات التي تناسبك؟ من خلال ستة أسئلة للتوصية"، يمكن للسائقين معرفة ذلك بسرعة وسهولة من خلال الإجابة على ستة أسئلة حول ما إذا كان ينبغي عليهم اختيار إطارات لجميع المواسم أم إطارات شتوية.

وما الذي يجب أن تأخذه بعين الاعتبار بالنسبة للسيارات الكهربائية؟ الإطار إطار، محرك الأقراص لا يهم؟ قد يعتقد المرء. ولكن هذا ليس هو الحال. بسبب البطاريات، تكون السيارات الكهربائية أثقل بكثير من تلك التي تحتوي على محركات الاحتراق، كما أنها تتمتع بقدر كبير نسبيًا من عزم الدوران، مما يؤدي إلى تسارع فوري وقوي. وبطبيعة الحال، تؤدي كلتا الخاصيتين إلى زيادة الحمل على الإطارات. ثم هناك مسألة مدى الوصول، وهي ذات أهمية مركزية. مقاومة التدحرج المنخفضة مفيدة لهذا الغرض.

تقول الشركة المصنعة الألمانية كونتيننتال: "لم يكن علينا إعادة اختراع العجلة، ولكننا قمنا بإعادة التفكير في العديد من جوانب الإطار كما نعرفه لتحقيق الأداء الأمثل". بالإضافة إلى الإمساك الجيد ومقاومة التدحرج المنخفضة، يجب أن يوفر الخليط المطاطي المستخدم في السيارات الكهربائية أيضًا أقصى قدر من المتانة. في شركة Conti، أُطلق على نتيجة الأبحاث ذات الصلة اسم EcoContact6، وهو إطار مصمم خصيصًا للسيارات الكهربائية.

يقول لارس نيتش، خبير الإطارات في TÜV SÜD: "ينصح أصحاب السيارات الكهربائية البحتة باستخدام الأنواع المقابلة من المعدات الأصلية عند شراء إطارات جديدة". تتمتع الطرازات E بمزايا، خاصة في المدينة وفي حركة المرور السريعة إلى حد ما بين المدن. وفقًا لمصنعي الإطارات، فإن انخفاض مقاومة التدحرج يمكن أن يؤدي إلى نطاق أطول بنسبة تصل إلى 8 بالمائة. 

يتم إجراء الكثير من الأبحاث في مجال إطارات السيارات، وليس فقط بسبب التنقل الإلكتروني الناشئ. ستصبح إطارات المستقبل أكثر ذكاءً (فهي متصلة بالسيارة)، وأكثر متانة وأكثر استدامة (إعادة التدوير مشكلة كبيرة). ويجري العمل أيضًا على الإطارات الخالية من الهواء. يمكنك رؤية الاتجاهات المستقبلية الأكثر إثارة  هنا. 

الحديث عن الاستدامة: ليس من الضروري استبدال كل إطار معيب بإطار جديد على الفور؛ في بعض الأحيان يمكن إصلاحه بسهولة. يمكنك أن تفعل ما يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار  هنا  قراءتها ومن ثم اكتساب المعرفة الخاصة بك في كل واحدة  التعلم الإلكتروني  تحقق بسهولة وبساطة. 

وراء كل هذه التطورات تكمن صناعة تبلغ مبيعاتها المليارات. ال  أكبر مصنع للإطارات في العالم  هما ميشلان وبريدجستون، اللتان تحققان مبيعات سنوية تبلغ حوالي 20 مليار يورو من إطارات السيارات. ويأتي كونتيننتال في المركز الثالث. حققت شركة التوريد الألمانية العملاقة مبيعات تزيد عن عشرة مليارات يورو في عام 2020 من خلال قسم الإطارات الخاص بها وحده.