No kā izgatavota auto riepa un kura kam piemērota?

No kā izgatavota auto riepa un kura kam piemērota?

Tie ir veidojuši mūsu ielu ainavu simts gadus, ir vienīgais automašīnas kontakts ar ceļu, un tāpēc tiem ir milzīga nozīme braukšanas uzvedībā un transportlīdzekļu drošībā. Mēs runājam par automašīnu riepām, ko sauc arī par riepām. Pēdējais nāk no grieķu vārda pneuma, kas nozīmē gaiss vai elpa. Bet ko jūs patiesībā zināt par automašīnu riepām? No kā sastāv mūsdienu auto riepas? Kurš izgudroja šos ģeniālos melnos “lāpītājus” automašīnām? Kāda īsti ir atšķirība starp vasaras, ziemas un vissezonas riepām, kas pēdējā laikā kļūst arvien populārākas? Un visbeidzot: ko e-mobilitāte nozīmē riepu nozarei? Uz šiem jautājumiem tiks atbildēts nākamajā rakstā.

Principā par gaisa pildītām riepām esam parādā diviem kungiem, kuri dzīvoja un strādāja 19. gadsimtā. Viens bija Roberts Viljams Tomsons, skotu dizainers un izgudrotājs. Piemēram, uz viņa pamata ir pildspalva un lentzāģis, bet galvenokārt pneimatiskā riepa. Thomson strādāja pie riteņu sistēmas, kas nodrošinātu lielāku komfortu un saķeri nekā ratu riteņi ar dzelzs riepām, kas tajā laikā bija tradicionālas. 1845. gada 10. decembrī viņam beidzot tika izdots Lielbritānijas patents Nr. 10990 uz sešiem mēnešiem - "Aerial Wheel". Tā sauktais Thomson ritenis sastāvēja no ādas caurules, kurā tika ievietota cita caurule - tā sastāvēja no hermētiska audekla auduma, kas vulkanizēts ar gumiju un pēc tam piepildīts ar gaisu.

Tas bija iespējams, pateicoties citam ģeniālam amerikāņa izgudrojumam: Čārlzs Gudjērs jau gadu iepriekš bija saņēmis patentu ASV par gumijas vulkanizācijas procesu. Vulkanizācija ir sacietēšanas process, kurā automašīnas riepa iegūst savu formu. Neapstrādāta gumija noteiktā temperatūrā un spiedienā tiek pārveidota par elastīgu gumiju.

Ja ielūkojaties riepu vēsturē, jūs neizbēgami saskaraties ar citu cilvēku, kura vārds joprojām ir plaši pazīstams un kurš, līdzīgi kā Goodyear, ir nesaraujami saistīts ar riepu industriju: Džons Danlops. Jāatzīmē, ka skots patiesībā bija veterinārārsts, kas dzīvoja Dublinā. Savā praksē viņš izstrādāja aparātu un saskārās ar gumiju. 1887. gadā (tolaik viņam bija 47 gadi) Dunlop beidzot izstrādāja savu pirmo ar gaisu pildīto gumijas riepu.

Saskaņā ar leģendu viņam bija ļoti īpaša motivācija: viņš vēlējās padarīt dēla trīsriteni klusāku un konkurētspējīgāku, lai sacenstos ar draugiem. Thomson ritenis līdz tam jau bija aizmirsts (cita starpā tāpēc, ka tā ražošana bija pārāk dārga). Un tāpēc Dunlop par to nezināja, kad viņš 1888. gadā pieteicās patentam, pirmajai pneimatiskajai velosipēda riepai, kas ir ļoti līdzīgs izgudrojums. Tipisko velosipēda vārstu joprojām bieži sauc par Dunlop vārstu.

Tik daudz par izcelsmes stāstu. Protams, noderīgas zināšanas par riepām sniedzas tālāk. Tātad, no kā sastāv modernas automašīnas riepas? Atšķirībā no vairuma velosipēdu riepu, mūsdienu automašīnu riepas parasti ir bezkameru. Skatoties no ārpuses uz iekšpusi, automašīnas riepu var iedalīt divos galvenajos elementos: protektorā, ko sauc arī par protektoru, un karkasā.

Pēdējais ir nesošā apakšstruktūra, riepas karkass. Tas parasti sastāv no diviem slāņiem: auduma slāņa (tekstila auklas ieliktnis), kas izgatavots no gumijota viskozes (mākslīgā zīda) vai poliestera, un iekšējā slāņa, kas izgatavots no gumijas, īpaši butilkaučuka (kas savukārt ir īss nosaukums izobutēna-izoprēna gumijai, polimēram no sintētisko gumiju grupas).

Radiālajās riepās (sauktas arī par radiālajām riepām) audums sastāv arī no tērauda kordiem (tas tiek sauktas par tērauda lentes radiālajām riepām). Runājot par to: radiālās riepas jau sen ir nomainījušas diagonālās riepas. Pēdējie bija izplatīti vieglajās automašīnās līdz 60. gadiem. Tiem ir vairāki diagonāli sakrustoti karkasa slāņi. Mūsdienās diagonālās riepas tiek izmantotas gandrīz tikai lauksaimniecībā vai vintage automašīnām. Daudzi cilvēki neapzinādamies, ka radiālo riepu uzvarošā tehnoloģija ir radusies Michelin. Francijas uzņēmums reģistrēja tam patentu 1946. gadā. Michelin Tas radīja revolūciju riepu konstrukcijā. Pat pirmās radiālās riepas izturēja vairāk nekā divas reizes ilgāk nekā diagonālās riepas.

Atpakaļ uz karkasu: iekšpuse ir piepildīta ar gaisu un ir noslēgta ar iekšējo slāni. Tas nozīmē, ka iekšējais slānis aizstāj kameru modernās bezkameru riepās. Iekšējais slānis (saukts arī par iekšējo starpliku) sastāv no īpaša gumijas slāņa. Tas nodrošina, ka gaiss neizplūst uz āru.

Un visbeidzot, ir arī riepas borts kā daļa no karkasa. Borts veido riepas iekšējo gredzenu un nodrošina ciešu savienojumu starp riepu un loku. Tas sastāv no trim daļām: Pastiprinājums no neilona vai aramīda, spēcīgas, karstumizturīgas sintētiskās šķiedras, nodrošina braukšanas stabilitāti un nodrošina precīzu stūrēšanas darbību. Serdes profils ir stabilizējošais ķīlis, kas izgatavots no sintētiskās gumijas, kas pilda tos pašus uzdevumus kā lodītes pastiprinātājs, kā arī izšķiroši ietekmē izlieces komfortu. Un visbeidzot kodols: tas sastāv no tērauda stieples, kas iestrādāta gumijā, kas nodrošina, ka riepa stingri atrodas uz loka.

Protektors, otrs galvenais riepas elements, nodrošina savienojumu ar ceļu. Protektors satur protektora dizainu (protektora blokus un rievas), kā arī lameles, kas ir veidotas atšķirīgi atkarībā no vasaras vai ziemas riepām. Tas ir izgatavots no dabiskās vai sintētiskās gumijas. Skrejceļš sastāv no trim daļām: vāciņa (šī ir daļa, riepas daļa, kas visvairāk saskaras ar ceļu), pamatnes (atrodas zem vāciņa, samazina rites pretestību un absorbē trieciena pārnesi uz karkasu) un sānu daļas (tas atrodas protektora ārējā galā un veido pāreju uz sānu malu).

Savukārt sānu siena apzīmē liemeņa ārējo aizsardzību. Tas ir savienots ar protektoru caur sānu daļu un ir izgatavots no dabiskās gumijas. Zem protektora ir vēl divi slāņi: spoles pārsēji (sastāv no neilona auklas, kas iestrādāta gumijā) un tērauda kordu lentes slāņi (tie piešķir riepai tās izturību, tādējādi palielinot stabilitāti un nobraukumu un samazinot rites pretestību). 

Kā redzams no visiem šiem apgalvojumiem, mūsdienu automašīnu riepām ir sarežģīta struktūra. Tas arī izskaidro atšķirību starp dažādu ražotāju produktiem. Premium kvalitāte sākas ar izmantotajām izejvielām (no tērauda līdz gumijai līdz dažādām ķīmiskām vielām), turpinās ar ražošanu un beidzot beidzas ar kvalitātes kontroli.

Bet no kā īsti sastāv riepa, t.i., no kādiem materiāliem un kādā proporcijā? Continental to nojauca savai vislabāk pārdotajai vasaras riepai šādi:

Gumija (dabiskā un sintētiskā kaučuka): 41%
Pildījuma materiāli (kvēpi, silīcija dioksīds, ogleklis, krīts utt.): 30%
Armatūras materiāli (tērauds, poliesters, viskoze, neilons): 15%
Plastifikatori (eļļas un sveķi): 6% Ķimikālijas vulkanizācijai (sērs, cinka oksīds utt.): 6%
Vielas, kas novērš novecošanos un citas ķīmiskas vielas: 2%

Riepa sastāv no 41 procenta gumijas. Nav pārsteidzoši, ka gumija ir vissvarīgākā izejviela. Un otrādi, tas nozīmē arī to, ka vairāk nekā puse riepas ir izgatavota no citiem materiāliem.

Starp citu, jaunas riepas izstrāde prasa divus līdz trīs gadus, līdz tā ir gatava tirgum. Turklāt nozare saskaras ar faktu, ka modeļu un izmēru dažādība strauji pieaug. Pēc liela riepu ražotāja iekšējām aplēsēm, 2005. gadā aptuveni 80 procentus tirgus klāja 153 dažādi riepu modeļi. Šobrīd jau ir 323 varianti, un 2027. gadā, iespējams, būs 524. Tas padara procesus sarežģītākus un savlaicīgu piegādi klientiem par izaicinājumu. Tas ir svarīgi arī profesionāļiem, kas jāņem vērā, un ir daļa no attiecīgajām zināšanām par riepām 2022. gadā.

Gumijas maisījums ir ļoti svarīgs braukšanas uzvedībai un pareizai saķerei ar dažādām virsmām. Tas ietekmē to, cik intensīva ir berze starp riepām un zemi un cik labs ir transportlīdzekļa kontakts ar zemi. Slikta saķere var palielināt bremzēšanas ceļu, palielinot negadījuma risku. Saķeri ietekmē virsma, gumijas sastāvs, pareizais riepas spiediens, protektora dziļums un līdz ar to nobraukums, bet arī riepas vecums. “Ja ir liels riepu nodilums, var sagaidīt arī palielinātu degvielas patēriņu,” teikts riepu ražotāja Continental mājaslapā.

Teorētiski katrai braukšanas situācijai būtu vispiemērotākā riepa. Tas ir skaidri redzams Formulā 1, kur riepas bieži tiek mainītas vairākas reizes sacensību laikā un bieži vien, reaģējot uz mainīgiem braukšanas apstākļiem. Protams, ikdienā tas nav praktiski. Tomēr Centrāleiropā pastāv būtiska atšķirība, kas atkārtojas katru gadu: starp vasaru un ziemu. Vasaras un ziemas riepu gumijas maisījumi ir ideāli pielāgoti attiecīgajiem ārējiem apstākļiem.

Vasaras riepas ir paredzētas ceļa apstākļiem bez sniega un ledus. To gumijas maisījums nekļūst pārāk mīksts pat augstā temperatūrā, un nodilums lielā ātrumā ir salīdzinoši neliels. Protektora dziļumam samazinoties, uzvedība lietus laikā pasliktinās. Līdz ar to likums nosaka, ka protektora dziļumam jābūt vismaz 1,6 mm, bet autoklubi vasaras riepām iesaka vismaz 3 mm protektora dziļumu.

Ziemas riepas (M+S riepas) ir paredzētas ziemas ceļa apstākļiem. Tiem ir gumijas maisījums, kas ir pietiekami elastīgs pat zemā temperatūrā, lai panāktu pietiekamu jaudas pārvadi. Ziemas riepas ir marķētas ar M+S simbolu (angļu valodā Mud and Snow). Protektora raksts, protektora maisījums vai struktūra galvenokārt ir izstrādāta, lai panāktu labākas braukšanas un saķeres īpašības uz sniega. Arī šajā gadījumā adhezīvās īpašības pasliktinās, samazinoties protektora dziļumam. Tāpēc Austrijā ziemas riepas protektora dziļumam jābūt vismaz 4 mm, zem kura riepa tiek uzskatīta par vasaras riepu. 

Vissezonas riepas (pazīstamas arī kā riepas jebkuriem laikapstākļiem) var izmantot gan vasarā, gan ziemā. Tie ir kompromiss starp vasaras un ziemas riepām. Tos galvenokārt izmanto valstīs, kur pastāv nelielas temperatūras atšķirības starp gadalaikiem.  

Visiem laikapstākļiem paredzēto riepu profilā ir apvienoti divi dažādi vasaras un ziemas riepu rievu izvietojumi, lai būtu atrodamas augstākai temperatūrai un slapjos apstākļos nepieciešamās garenrievas, kā arī protektora bloka zobi, kas nodrošina saķeri uz slidena sniega un ledus. Īpaši vissezonas riepu jomā, kas jau dažus gadus ir bijis īsts izaugsmes segments, pateicoties lielajam pieprasījumam, kvieši tiek atdalīti no pelavām. Lētie zīmoli parasti slikti veic attiecīgos testus, taču daži labi pazīstami ražotāji ir spējuši radīt savu vārdu. Papildus tādiem zīmoliem kā Goodyear un Continental, tas ietver arī Nīderlandes ražotāju Apollo Vredestein, kas jau saņēmis neskaitāmas balvas par Quatrac vissezonas riepām. 

Vissezonas riepu īpašības, protams, ir kompromiss: uz sniega tās netuvojas labu ziemas riepu īpašībām, savukārt vasarā tām piemīt augstāks nobrāzums un līdz ar to arī nodilums, kā arī nedaudz palielināts degvielas patēriņš. Saskaņā ar Apollo Vredestein Austria rīkotājdirektora Haralda Kilzera teikto, vissezonas riepas ir attaisnojamas pat Alpu republikā, bet tikai nišās: "Tas ir pilsētu teritorijās, retāk braucošajiem vai pat otrajiem un trešajiem transportlīdzekļiem," viņš saka. Turklāt valsts ir pārāk maza un reģionālās atšķirības ir pārāk lielas. "Katrs Vīnes iedzīvotājs kādā brīdī dodas slēpot. Un tāpēc jums noteikti ir vajadzīgas vasaras un ziemas riepas," skaidro Kilzers.

Visurgājēju riepas nedrīkst jaukt ar vissezonas riepām vai pielīdzināt tām. Tās pieder apvidus riepu segmentam un – kā norāda nosaukums – var tikt izmantotas gan bezceļa apstākļos, gan uz asfalta.

“Pareizā izvēle ir atkarīga no individuāliem kritērijiem,” Holgers Rehbergs, Goodyear Dunlop Tires Germany produktu vadītājs, nesen KFZwirtschaft paskaidroja: “Tie ietver gadā nobrauktos kilometrus, transportlīdzekļa kategoriju un izturību, kā arī individuālos braukšanas paradumus. Transportlīdzekļu īpašniekiem, kuri gadā nobrauc mazāk nekā 10 000 km un kuri galvenokārt pārvietojas pilsētās, vissezonas riepas dažreiz ir laba alternatīva, saka Rehbergs. Bet, ja darba dēļ ceļojat pa Austriju vai Vāciju vai braucat ziemas brīvdienās, eksperts noteikti iesaka ziemas riepas.
Starp citu, Goodyear tiešsaistē piedāvā bezmaksas  Riepu viktorīna. Ar moto: "Kāda veida riepas tu esi? Ar sešiem ieteikuma jautājumiem" autovadītāji, atbildot uz sešiem jautājumiem, var ātri un vienkārši noskaidrot, vai izvēlēties vissezonas riepas vai ziemas riepas.

Un kas būtu jāņem vērā elektriskajiem transportlīdzekļiem? Riepa ir riepa, piedziņai nav nozīmes? Varētu domāt. Bet tas tā nav. Pateicoties akumulatoriem, elektromobiļi ir ievērojami smagāki par tiem, kuriem ir iekšdedzes dzinēji, un tiem ir salīdzinoši liels griezes moments, kas nodrošina tūlītēju, spēcīgu paātrinājumu. Protams, abas īpašības rada lielāku slodzi uz riepām. Un tad ir sasniedzamības jautājums, kam ir galvenā nozīme. Šim nolūkam ir izdevīga zemāka rites pretestība.

“Mums nebija jāizgudro ritenis no jauna, taču mēs pārdomājām daudzus riepas aspektus, kādus mēs to zinām, lai sasniegtu optimālu veiktspēju,” saka vācu ražotājs Continental. Papildus labai saķerei un zemai rites pretestībai gumijas maisījumam, ko izmanto elektriskajos transportlīdzekļos, ir jānodrošina arī maksimāla izturība. Uzņēmumā Conti attiecīgā pētījuma rezultāts tiek dēvēts par EcoContact6 – riepu, kas īpaši izstrādāta elektriskajiem transportlīdzekļiem.

“Tīri elektrisko automobiļu īpašniekiem, pērkot jaunas riepas, ieteicams izmantot atbilstoša veida oriģinālo aprīkojumu,” saka Larss Netšs, TÜV SÜD riepu eksperts. E-veidiem ir priekšrocības, īpaši pilsētā un vidēji ātrā starppilsētu satiksmē. Pēc riepu ražotāju domām, zemāka rites pretestība var radīt līdz pat 8 procentiem garāku diapazonu. 

Daudz pētījumu tiek veikts automašīnu riepu jomā, un tas nav saistīts tikai ar jauno e-mobilitāti. Nākotnes riepas kļūs arvien viedākas (tās ir savienotas ar automašīnu), izturīgākas un ilgtspējīgākas (pārstrāde ir liela problēma). Notiek darbs arī pie bezgaisa riepām. Jūs varat redzēt aizraujošākās nākotnes tendences  šeit. 

Runājot par ilgtspējību: ne katra bojātā riepa uzreiz ir jānomaina pret jaunu; dažreiz to var viegli salabot. Var darīt to, kas jāņem vērā  šeit  izlasiet to un pēc tam iegūstiet zināšanas vienā  e-apmācība  pārbaudiet viegli un vienkārši. 

Aiz visiem šiem notikumiem slēpjas nozare ar miljardu pārdošanas apjomu. The  lielākais riepu ražotājs pasaulē  ir Michelin un Bridgestone, no kuriem katrs katru gadu no automašīnu riepām pārdod aptuveni 20 miljardus eiro. Trešajā vietā seko Continental. Vācijas piegādātāju gigants 2020. gadā ar savu riepu nodaļu vien pārdevis vairāk nekā desmit miljardus eiro.