Miből készül az autógumi, és melyik mire alkalmas?

Miből készül az autógumi, és melyik mire alkalmas?

Száz éven át alakítják utcaképünket, az autók egyetlen érintkezését jelentik az úttal, ezért rendkívül fontosak a vezetési magatartás és a járművek biztonsága szempontjából. Autógumikról, más néven gumiabroncsokról beszélünk. Ez utóbbi a görög pneuma szóból származik, ami levegőt vagy lélegzetet jelent. De mit tud valójában az autógumikról? Miből áll egy modern autógumi? Ki találta fel ezeket a zseniális fekete „patschereket” az autókhoz? Pontosan mi a különbség a nyári, téli és az utóbbi időben egyre népszerűbb négyévszakos gumik között? És végül: Mit jelent az e-mobilitás az abroncsipar számára? Ezekre a kérdésekre kap választ a következő cikk.

A levegős abroncsokat elvileg két úriembernek köszönhetjük, akik a 19. században éltek és dolgoztak. Az egyik Robert William Thomson skót tervező és feltaláló volt. Róla épül például a töltőtoll és a szalagfűrész, de mindenekelőtt a pneumatikus gumiabroncs. Thomson olyan kerékrendszeren dolgozott, amely nagyobb kényelmet és tapadást biztosít, mint az akkori hagyományos vasabroncsokkal ellátott kocsikerekek. 1845. december 10-én végül hat hónapra kiadták neki az 10990 számú brit szabadalmat - az „Aerial Wheel”-re. Az úgynevezett Thomson-kerék egy bőrcsőből állt, amelybe egy másik csövet helyeztek – ez egy gumival vulkanizált légmentes vászonszövetből állt, majd levegővel töltötték meg.

Ezt egy amerikai újabb zseniális találmánya tette lehetővé: Charles Goodyear már egy évvel korábban szabadalmat kapott az USA-ban egy gumi vulkanizálási eljárására. A vulkanizálás az a keményedési folyamat, amely során az autógumik formáját kapják. A nyers gumi bizonyos hőmérsékleten és nyomáson rugalmas gumivá alakul.

Ha belenézünk az abroncsok történetébe, óhatatlanul egy másik emberrel találkozhatunk, akinek a neve ma is közismert név, és aki – a Goodyearhez hasonlóan – elválaszthatatlanul kötődik az abroncsiparhoz: John Dunlop. Figyelemre méltó, hogy a skót valójában egy Dublinban élő állatorvos volt. Praxisa során apparátust fejlesztett és gumira bukkant. 1887-ben (akkor 47 éves volt) Dunlop végre megtervezte első levegővel töltött gumiabroncsát.

A legenda szerint erre egy egészen különleges motivációja volt: halkabbá és versenyképesebbé akarta tenni fia triciklijét, hogy versenyezzen barátaival. A Thomson kereket addigra már elfelejtették (többek között azért, mert túl drága volt előállítani). A Dunlop tehát nem tudott róla, amikor 1888-ban szabadalmat kért, az első pneumatikus kerékpárabroncsot, egy nagyon hasonló találmányt. A tipikus kerékpárszelepet ma is gyakran Dunlop-szelepnek nevezik.

Ennyit az eredettörténetről. Természetesen a hasznos gumiabroncs-ismeretek túlmutatnak ezen. Miből áll tehát egy modern autógumi? A legtöbb kerékpárgumival ellentétben a mai autógumik általában tömlő nélküliek. Kívülről befelé nézve egy autógumi két fő elemre osztható: a futófelületre, más néven futófelületre és a vázra.

Ez utóbbi a tartó alépítmény, a gumiabroncs váza. Általában két rétegből áll, egy gumírozott műselyemből (műselyemből) vagy poliészterből készült szövetrétegből (textil zsinórbetétből) és egy gumiból, pontosabban butilgumiból (ami viszont az izobutén-izoprén gumi rövid neve, a szintetikus gumik csoportjába tartozó polimer).

A radiál gumiabroncsokban (más néven radiál abroncsok) a szövet acél zsinórokból is áll (ezt acélöves radiál abroncsoknak nevezik). Apropó: a radiál abroncsok már rég felváltották az átlós gumikat. Utóbbiak egészen az 1960-as évekig általánosak voltak a személygépkocsikban. Több átlósan keresztezett karkaszrétegük van. Manapság az átlós abroncsokat szinte csak a mezőgazdaságban vagy veterán autókon használják. A radiál gumiabroncsok végső soron győztes technológiája a Michelinhez nyúlik vissza, anélkül, hogy sokan tudnák. A francia cég 1946-ban jegyeztetett be rá szabadalmat. Michelin Ez forradalmasította az abroncsgyártást. Már az első radiál abroncsok is több mint kétszer olyan sokáig bírták, mint az átlós abroncsok.

Vissza a hasított testhez: A belső teret levegő tölti meg, és a belső réteg lezárja. Ez azt jelenti, hogy a belső réteg helyettesíti a tömlőt a modern tömlő nélküli abroncsokban. A belső réteg (más néven belső bélés) egy speciális gumirétegből áll. Biztosítja, hogy a levegő ne kerüljön kifelé.

És végül ott van az abroncsperem is a váz részeként. A perem képezi a gumiabroncs belső gyűrűjét, és biztosítja a szoros kapcsolatot az abroncs és a felni között. Három részből áll: A nejlonból vagy aramidból készült erősítés, erős, hőálló szintetikus szál, biztosítja a menetstabilitást és pontos kormányzást tesz lehetővé. A magprofil egy szintetikus gumiból készült stabilizáló ék, amely ugyanazokat a feladatokat látja el, mint a peremerősítő, és döntően befolyásolja az elhajlási kényelmet. És végül a mag: gumiba ágyazott acélhuzalból áll, amely biztosítja, hogy az abroncs szilárdan üljön a felnire.

A futófelület, az abroncs második fő eleme, biztosítja a kapcsolatot az úttal. A futófelület tartalmazza a futófelület-kialakítást (futófelület blokkokat és hornyokat), valamint a lamellákat, amelyek a nyári vagy a téli abroncstól függően eltérőek. Természetes vagy szintetikus gumiból készült. A futópad három részből áll: a sapkából (ez az abroncsnak az a része, amely leginkább érintkezik az úttal), az alapból (a sapka alatt található, csökkenti a gördülési ellenállást és elnyeli a lengéscsillapítást a vázra) és az oldalsó részből (ez a futófelület külső végén található, és az oldalfalra való átmenetet képezi).

Az oldalfal pedig a hasított test külső védelmét jelenti. Az oldalsó részen keresztül kapcsolódik a futófelülethez, és természetes gumiból készült. A futófelület alatt további két réteg található: a tekercskötések (gumiba ágyazott nylon zsinórból állnak) és acélzsinór övrétegek (ezek adják a gumiabroncs szilárdságát, ezáltal növelik a stabilitást és a futásteljesítményt, valamint csökkentik a gördülési ellenállást). 

Amint az ezekből az állításokból látható, a modern autógumik összetett szerkezettel rendelkeznek. Ez magyarázza a különböző gyártók termékei közötti különbséget is. A prémium minőség a felhasznált alapanyagokkal kezdődik (az acéltól a gumin át a különféle vegyszerekig), folytatódik a gyártással és végül a minőség-ellenőrzéssel ér véget.

De pontosan miből is áll egy gumiabroncs, azaz milyen anyagokból és milyen arányban? A Continental ezt a következőképpen bontotta le a legkeresettebb nyári gumija számára:

Gumi (természetes és szintetikus gumi): 41%
Töltőanyagok (korom, szilícium-dioxid, szén, kréta stb.): 30%
Megerősítő anyagok (acél, poliészter, műselyem, nylon): 15%
Lágyítók (olajok és gyanták): 6% Vulkanizáló vegyszerek (kén, cink-oxid stb.): 6%
Öregedésgátló anyagok és egyéb vegyszerek: 2%

Egy gumiabroncs 41 százaléka gumiból áll. Nem meglepő, hogy a gumi a legfontosabb alapanyag. Ez fordítva azt is jelenti, hogy a gumiabroncsok több mint fele más anyagokból készül.

Egyébként két-három évbe telik egy új abroncs kifejlesztése, amíg készen áll a piacra. Ráadásul az iparág szembesül azzal a ténnyel, hogy a modellek és méretek sokfélesége robbanásszerűen növekszik. Egy nagy gumiabroncsgyártó belső becslései szerint 2005-ben a piac mintegy 80 százalékát 153 különböző gumiabroncs-modell fedte le. Ma már 323 változat létezik, 2027-re pedig valószínűleg 524 lesz. Ez bonyolultabbá teszi a folyamatokat, és kihívást jelent az ügyfeleknek történő időben történő szállítás. Ezt a szakemberek számára is fontos figyelembe venni, és 2022-ben a vonatkozó gumiabroncs-ismeretek része.

A gumikeverék kulcsfontosságú a vezetési viselkedés és a megfelelő tapadás szempontjából különböző felületeken. Befolyásolja, hogy milyen erős a súrlódás a gumiabroncsok és a talaj között, és mennyire jó a jármű érintkezése a talajjal. A rossz tapadás növelheti a féktávolságot, növelve a balesetveszélyt. A tapadást befolyásolja a felület, a gumikeverék, a megfelelő guminyomás, a futófelület mélysége és így a futásteljesítmény, de a gumi kora is. „A gumiabroncsok nagy kopása esetén fokozott üzemanyag-fogyasztásra is lehet számítani” – írja a Continental abroncsgyártó honlapján.

Elméletileg minden vezetési helyzethez lenne a legmegfelelőbb abroncs. Ez nyilvánvaló a Forma-1-ben, ahol a gumiabroncsokat gyakran többször is cserélik egy verseny során, és gyakran a változó vezetési körülmények hatására. Természetesen ez nem praktikus a mindennapi életben. Közép-Európában azonban van egy lényeges különbség, amely minden évben megismétlődik: a nyár és a tél között. A nyári és téli abroncsok gumikeverékei ideálisan illeszkednek az adott külső körülményekhez.

A nyári gumikat hó és jég nélküli útviszonyokra tervezték. Gumikeverékük még magas hőmérsékleten sem válik túlságosan puhává, és nagy sebességnél viszonylag csekély a kopás. A futófelület mélységének csökkenésével a viselkedés esőben romlik. A törvény ezért legalább 1,6 mm-es profilmélységet ír elő, de az autóklubok legalább 3 mm-es profilmélységet javasolnak a nyári gumikhoz.

A téli gumiabroncsokat (M+S abroncsok) téli útviszonyokra tervezték. Gumikeverékük alacsony hőmérsékleten is kellően rugalmas ahhoz, hogy megfelelő erőátvitelt érjenek el. A téli gumikat az M+S szimbólum (angolul Mud and Snow) jelöli. A futófelület mintázata, a futófelület keveréke vagy szerkezete elsősorban a jobb vezetési és tapadási tulajdonságok elérésére szolgál havon. A tapadási tulajdonságok itt is romlanak a futófelület mélységének csökkenésével. Ausztriában tehát a téli gumi profilmélységének legalább 4 mm-nek kell lennie, ami alatt a gumiabroncs nyári guminak számít. 

A négyévszakos abroncsok (más néven minden időjárási abroncsok) nyáron és télen is használhatók. Kompromisszumot képviselnek a nyári és a téli gumik között. Elsősorban olyan országokban használják őket, ahol kis hőmérséklet-különbségek vannak az évszakok között.  

A minden időjárásra alkalmas gumiabroncs profilja a nyári és a téli abroncsok két különböző horonyelrendezését ötvözi, így megtalálhatóak a magasabb hőmérséklethez és nedves körülményekhez szükséges hosszanti barázdák, valamint a csúszós havon és jégen tapadást biztosító futófelület blokkfogai. Főleg a négyévszakos abroncsok területén, amely a nagy keresletnek köszönhetően néhány éve igazi növekedési szegmens, a búzát elválasztják a pelyvától. Az olcsó márkák általában gyengén teljesítenek a releváns teszteken, de néhány jól ismert gyártó hírnevet tudott szerezni magának. Ide tartozik az olyan márkák mellett, mint a Goodyear és a Continental, a holland gyártó, az Apollo Vredestein is, amely már számos díjat kapott Quatrac négyévszakos abroncsáért. 

A négyévszakos abroncsok tulajdonságai természetesen kompromisszumot jelentenek: havon meg sem közelítik a jó téli gumik tulajdonságait, nyáron pedig – eredendően lágyabb gumikeverékük miatt – nagyobb a kopásuk és emiatt kopásuk és enyhén megnövekedett üzemanyag-fogyasztásuk. Harald Kilzer, az Apollo Vredestein Austria ügyvezető igazgatója szerint még az alpesi köztársaságban is indokolt a négyévszakos gumiabroncsok használata, de csak a résekben: „Ez városi területeken, ritka sofőrök számára, vagy akár második és harmadik járművek számára van” – mondja. Ráadásul túl kicsi az ország és túl nagyok a regionális különbségek. „Minden bécsi elmegy valamikor síelni. Ehhez pedig egyértelműen nyári és téli gumira van szüksége” – magyarázza Kilzer.

A terep gumiabroncsokat nem szabad összetéveszteni a négyévszakos abroncsokkal, vagy egyenlőségjelet tenni azokkal. Az off-road gumiabroncsok szegmensébe tartoznak, és – ahogy a neve is sugallja – terepen és aszfalton egyaránt használhatók.

„A megfelelő választás az egyéni kritériumoktól függ” – magyarázta nemrég a KFZwirtschaftnak Holger Rehberg, a Goodyear Dunlop Tyres Németország termékmenedzsere: „Ezek magukban foglalják az éves megtett kilométereket, a jármű kategóriáját és erősségét, valamint az egyéni vezetési szokásokat.” Az évi 10 000 km-nél kevesebbet vezető járműtulajdonosok számára, akik elsősorban városi területeken utaznak, néha jó alternatívát jelent egy négyévszakos gumiabroncs – mondja Rehberg. Ám ha valaki munka miatt Ausztrián vagy Németországon át utazik, vagy téli vakációra készül, a szakember mindenképpen a téli gumit ajánlja.
A Goodyear egyébként ingyenes online szolgáltatást kínál  Gumiabroncs kvíz. A "Milyen típusú gumiabroncs vagy? Ön? Hat ajánló kérdéssel" mottó alatt a sofőrök hat kérdés megválaszolásával gyorsan és egyszerűen megtudhatják, hogy négyévszakos vagy téli gumit válasszanak.

És mit kell figyelembe venni az elektromos járműveknél? A gumi az abroncs, a hajtás nem számít? Gondolhatnánk. De ez nem így van. Az akkumulátorok miatt az elektromos autók lényegesen nehezebbek, mint a belsőégésű motorosak, és viszonylag nagy a nyomatékuk, ami azonnali, erőteljes gyorsulást eredményez. Természetesen mindkét tulajdonság nagyobb terhelést eredményez az abroncsokon. És akkor ott van az elérés kérdése, ami központi jelentőségű. Ehhez előnyös a kisebb gördülési ellenállás.

„Nem kellett újra feltalálnunk a kereket, de az általunk ismert gumiabroncs számos aspektusát újragondoltuk, hogy optimális teljesítményt érjünk el” – mondja a német Continental gyártó. A jó tapadás és az alacsony gördülési ellenállás mellett az elektromos járművekhez használt gumikeveréknek maximális robusztusságot is biztosítania kell. A Continál a vonatkozó kutatások eredménye az EcoContact6, egy kifejezetten elektromos járművekhez tervezett gumiabroncs.

„A tisztán elektromos autók tulajdonosainak ajánlatos új gumiabroncsok vásárlásakor a megfelelő típusú eredeti felszerelést használni” – mondja Lars Netsch, a TÜV SÜD gumiabroncs-szakértője. Az E-típusoknak megvannak az előnyei, különösen a városban és a közepesen gyors helyközi forgalomban. Az abroncsgyártók szerint az alacsonyabb gördülési ellenállás akár 8 százalékkal hosszabb hatótávot is eredményezhet. 

Nagyon sok kutatás folyik az autógumik területén, és nem csak a kialakulóban lévő e-mobilitás miatt. A jövő abroncsai egyre intelligensebbek (az autóhoz vannak kötve), tartósabbak és fenntarthatóbbak lesznek (az újrahasznosítás nagy probléma). A levegő nélküli gumiabroncsokon is folynak a munkálatok. Megtekintheti a legizgalmasabb jövőbeli trendeket  itt. 

Apropó a fenntarthatóság: nem kell minden hibás gumiabroncsot azonnal újra cserélni; néha könnyen javítható. Megteheti, amit figyelembe kell venni  itt  olvassa el, és szerezze meg tudását egyben  eLearning  egyszerűen és egyszerűen ellenőrizheti. 

Mindezen fejlemények mögött egy milliárdos árbevételű iparág áll. A  a világ legnagyobb gumiabroncsgyártója  a Michelin és a Bridgestone, amelyek mindegyike évente körülbelül 20 milliárd eurós autógumi-forgalmat generál. A harmadik helyen a Continental következik. A német beszállító óriás 2020-ban több mint tízmilliárd eurós árbevételt ért el csak gumiabroncs részlegével.