Z čoho je vyrobená pneumatika na auto a ktorá je na čo vhodná?

Z čoho je vyrobená pneumatika na auto a ktorá je na čo vhodná?

Už sto rokov formujú našu ulicu, sú jediným kontaktom auta s vozovkou, a preto majú nesmierny význam pre jazdné správanie a bezpečnosť vozidiel. Hovoríme o pneumatikách pre automobily, známe aj ako pneumatiky. To posledné pochádza z gréckeho slova pneuma, čo znamená vzduch alebo dych. Ale čo vlastne viete o pneumatikách pre autá? Z čoho pozostáva moderná automobilová pneumatika? Kto vynašiel tieto dômyselné čierne „patchers“ pre autá? Aký je vlastne rozdiel medzi letnými, zimnými a celoročnými pneumatikami, ktoré sú v poslednej dobe čoraz populárnejšie? A nakoniec: Čo znamená e-mobilita pre priemysel pneumatík? Tieto otázky budú zodpovedané v nasledujúcom článku.

Za vzduchom plnené pneumatiky v zásade vďačíme dvom pánom, ktorí žili a pracovali v 19. storočí. Jedným z nich bol Robert William Thomson, škótsky dizajnér a vynálezca. Vychádza z neho napríklad plniace pero a pásová píla, ale predovšetkým pneumatika. Thomson pracoval na systéme kolies, ktorý by ponúkal viac pohodlia a trakcie ako kolesá vozíka s ich železnými pneumatikami, ktoré boli v tom čase bežné. 10. decembra 1845 mu bol konečne vydaný britský patent č. 10990 na šesť mesiacov - na „Aerial Wheel“. Takzvané Thomsonovo koleso pozostávalo z koženej trubice, do ktorej bola vložená ďalšia trubica – tá pozostávala zo vzduchotesnej plátennej tkaniny navulkanizovanej gumou a následne bola naplnená vzduchom.

Podarilo sa to vďaka ďalšiemu geniálnemu vynálezu Američana: Charles Goodyear už rok predtým získal v USA patent na proces vulkanizácie gumy. Vulkanizácia je proces vytvrdzovania, ktorým pneumatika automobilu získava svoj tvar. Surová guma sa pri určitej teplote a tlaku premieňa na elastickú gumu.

Ak sa pozriete do histórie pneumatík, nevyhnutne narazíte na ďalšieho muža, ktorého meno je aj dnes familiárne a ktorý – podobne ako Goodyear – je neoddeliteľne spojený s priemyslom pneumatík: John Dunlop. Je pozoruhodné, že Škót bol v skutočnosti veterinár žijúci v Dubline. Vo svojej praxi vyvinul prístroje a narazil na gumu. V roku 1887 (v ​​tom čase mal 47 rokov) Dunlop konečne skonštruoval svoju prvú gumenú pneumatiku plnenú vzduchom.

Podľa legendy mal na to veľmi špeciálnu motiváciu: chcel urobiť trojkolku svojho syna tichšou a konkurencieschopnejšou pri pretekaní proti svojim priateľom. Na koleso Thomson sa už vtedy zabudlo (okrem iného preto, že jeho výroba bola príliš drahá). A tak o tom Dunlop nevedel, keď v roku 1888 požiadal o patent, prvú pneumatiku pre bicykel, veľmi podobný vynález. Typický bicyklový ventil sa aj dnes často nazýva ventil Dunlop.

Toľko k príbehu o pôvode. Samozrejme, užitočné poznatky o pneumatikách presahujú toto. Z čoho teda pozostáva moderná automobilová pneumatika? Na rozdiel od väčšiny pneumatík pre bicykle sú dnešné pneumatiky pre autá zvyčajne bezdušové. Pri pohľade zvonku dovnútra možno pneumatiku auta rozdeliť na dva hlavné prvky: behúň, známy aj ako behúň, a kostru.

Ten je nosnou spodnou konštrukciou, rámom pneumatiky. Zvyčajne sa skladá z dvoch vrstiev, z látkovej vrstvy (textilná kordová vložka) z pogumovaného hodvábu (umelý hodváb) alebo polyesteru a z vnútornej vrstvy z gumy, konkrétne butylkaučuku (čo je zasa skrátený názov pre izobutén-izoprénový kaučuk, polymér zo skupiny syntetických kaučukov).

V radiálnych pneumatikách (tiež nazývaných radiálne pneumatiky) tkanina pozostáva aj z oceľových kordov (toto sa označuje ako radiálne pneumatiky s oceľovým pásom). Keď už sme pri tom: radiálne pneumatiky už dávno nahradili diagonálne pneumatiky. Posledne menované boli bežné v osobných autách až do 60. rokov minulého storočia. Majú niekoľko diagonálne prekrížených kostrových vrstiev. Dnes sa diagonálne pneumatiky používajú takmer len v poľnohospodárstve alebo na veteránoch. Bez toho, aby to mnohí ľudia tušili, nakoniec víťazná technológia radiálnych pneumatík pochádza od Michelinu. Francúzska spoločnosť si naň zaregistrovala patent v roku 1946. Michelin Tento revolúciu spôsobil v konštrukcii pneumatík. Dokonca aj prvé radiálne pneumatiky vydržali viac ako dvakrát dlhšie ako diagonálne pneumatiky.

Späť ku kostre: Vnútro je naplnené vzduchom a je utesnené vnútornou vrstvou. To znamená, že vnútorná vrstva nahrádza dušu v moderných bezdušových pneumatikách. Vnútorná vrstva (nazývaná aj vnútorná vložka) pozostáva zo špeciálnej gumovej vrstvy. Zabezpečuje, že vzduch nebude difundovať von.

A nakoniec je tu aj pätka pneumatiky ako súčasť kostry. Pätka tvorí vnútorný krúžok pneumatiky a zabezpečuje tesné spojenie medzi pneumatikou a ráfikom. Skladá sa z troch častí: Výstuž z nylonu alebo aramidu, silné, tepelne odolné syntetické vlákno, zaisťuje jazdnú stabilitu a umožňuje presné riadenie. Profil jadra je stabilizačný klin zo syntetického kaučuku, ktorý plní rovnaké úlohy ako výstuž pätky a má tiež rozhodujúci vplyv na komfort vychýlenia. A nakoniec jadro: Tvorí ho oceľový drôt zapustený do gumy, ktorý zabezpečuje, že pneumatika pevne sedí na ráfiku.

Behúň, druhý hlavný prvok pneumatiky, zabezpečuje spojenie s vozovkou. Dezén obsahuje dezén (bloky behúňa a drážky), ako aj lamely, ktoré sú rôzne navrhnuté v závislosti od letných alebo zimných pneumatík. Vyrába sa z prírodného alebo syntetického kaučuku. Bežecký pás sa skladá z troch častí: kryt (to je časť, časť pneumatiky, ktorá prichádza najviac do kontaktu s vozovkou), základňa (je umiestnená pod krytom, znižuje valivý odpor a tlmí prenos nárazov na kostru) a bočná časť (tá sa nachádza na vonkajšom konci behúňa a tvorí prechod k bočnici).

Bočná stena zasa predstavuje vonkajšiu ochranu kostry. S behúňom je spojený cez bočnú časť a je vyrobený z prírodného kaučuku. Pod behúňom sú ďalšie dve vrstvy: vinuté bandáže (pozostávajú z nylonového kordu zaliateho v gume) a vrstvy oceľového kordu (dodávajú pneumatike jej pevnosť, čím zvyšujú stabilitu a kilometrový výkon a znižujú valivý odpor). 

Ako je zrejmé zo všetkých týchto vyhlásení, moderné pneumatiky pre automobily majú zložitú štruktúru. To vysvetľuje aj rozdiel medzi produktmi rôznych výrobcov. Prémiová kvalita začína pri použitých surovinách (od ocele cez gumu až po rôzne chemikálie), pokračuje výrobou a nakoniec končí kontrolou kvality.

Ale z čoho presne pneumatika pozostáva, teda z akých materiálov a v akom pomere? Continental to pre svoju najpredávanejšiu letnú pneumatiku rozdelil takto:

Kaučuk (prírodný a syntetický kaučuk): 41%
Výplňové materiály (sadze, oxid kremičitý, uhlík, krieda atď.): 30%
Výstužné materiály (oceľ, polyester, umelý hodváb, nylon): 15%
Plastifikátory (oleje a živice): 6 % Chemikálie na vulkanizáciu (síra, oxid zinočnatý atď.): 6 %
Látky, ktoré zabraňujú starnutiu a iné chemikálie: 2%

Pneumatika pozostáva zo 41 percent z gumy. Niet divu, že kaučuk je najdôležitejšou surovinou. V opačnom prípade to tiež znamená, že viac ako polovica pneumatiky je vyrobená z iných materiálov.

Mimochodom, vývoj novej pneumatiky trvá dva až tri roky, kým bude pripravená na trh. Navyše, priemysel čelí faktu, že rozmanitosť modelov a rozmerov exploduje. Podľa interných odhadov veľkého výrobcu pneumatík pokrývalo v roku 2005 približne 80 percent trhu 153 rôznych modelov pneumatík. Dnes už existuje 323 variantov a do roku 2027 ich bude pravdepodobne 524. To robí procesy komplikovanejšími a včasné doručenie zákazníkom výzvou. Toto je dôležité zvážiť aj pre profesionálov a je to súčasťou príslušných znalostí o pneumatikách v roku 2022.

Gumová zmes je rozhodujúca pre jazdné správanie a správnu priľnavosť na rôznych povrchoch. Ovplyvňuje, aké intenzívne je trenie medzi pneumatikami a zemou a aký dobrý je kontakt vozidla so zemou. Zlá priľnavosť môže predĺžiť brzdnú dráhu, čím sa zvyšuje riziko nehody. Priľnavosť ovplyvňuje povrch, zmes gumy, správny tlak v pneumatikách, hĺbka dezénu a tým aj kilometrový výkon, ale aj vek pneumatiky. „Ak dôjde k veľkému opotrebovaniu pneumatík, dá sa očakávať aj zvýšená spotreba paliva,“ uvádza web výrobcu pneumatík Continental.

Teoreticky by existovala najvhodnejšia pneumatika pre každú jazdnú situáciu. Vidno to vo Formule 1, kde sa pneumatiky často menia niekoľkokrát počas pretekov a často v reakcii na meniace sa jazdné podmienky. Samozrejme, v každodennom živote to nie je praktické. V strednej Európe je však zásadný rozdiel, ktorý sa každý rok opakuje: medzi letom a zimou. Gumové zmesi letných a zimných pneumatík sú ideálne prispôsobené príslušným vonkajším podmienkam.

Letné pneumatiky sú určené pre cestné podmienky bez snehu a ľadu. Ich gumová zmes ani pri vysokých teplotách príliš nezmäkne a pri vysokých rýchlostiach je opotrebovanie relatívne nízke. S klesajúcou hĺbkou dezénu sa správanie v daždi zhoršuje. Zákon teda vyžaduje hĺbku dezénu minimálne 1,6 mm, no autokluby odporúčajú hĺbku dezénu letných pneumatík minimálne 3 mm.

Zimné pneumatiky (pneumatiky M+S) sú navrhnuté pre zimné podmienky. Majú kaučukovú zmes, ktorá je dostatočne elastická aj pri nízkych teplotách na dosiahnutie dostatočného prenosu sily. Zimné pneumatiky sú označené symbolom M+S (anglicky Mud and Snow). Dezén, zmes alebo štruktúra behúňa sú primárne navrhnuté na dosiahnutie lepších jazdných a trakčných vlastností na snehu. Aj tu sa s klesajúcou hĺbkou dezénu zhoršujú adhézne vlastnosti. V Rakúsku preto musí mať zimná pneumatika hĺbku dezénu minimálne 4 mm, pod ktorou sa pneumatika považuje za letnú. 

Celoročné pneumatiky (známe aj ako pneumatiky do každého počasia) je možné používať v lete aj v zime. Predstavujú kompromis medzi letnými a zimnými pneumatikami. Primárne sa používajú v krajinách, kde sú malé teplotné rozdiely medzi ročnými obdobiami.  

Profil pneumatík do každého počasia kombinuje dve rôzne usporiadania drážok letných a zimných pneumatík, takže možno nájsť pozdĺžne drážky potrebné pre vyššie teploty a za mokra, ako aj zuby bloku behúňa, ktoré poskytujú priľnavosť na klzkom snehu a ľade. Najmä v oblasti celoročných pneumatík, ktoré sú vďaka vysokému dopytu už niekoľko rokov skutočne rastúcim segmentom, sa oddeľuje zrno od pliev. Lacné značky zvyčajne dosahujú slabé výsledky v relevantných testoch, no zopár známych výrobcov sa dokázalo presadiť. Okrem značiek ako Goodyear a Continental sem patrí aj holandský výrobca Apollo Vredestein, ktorý už za svoju celoročnú pneumatiku Quatrac získal množstvo ocenení. 

Vlastnosti celoročných pneumatík sú prirodzene kompromisom: na snehu sa ani zďaleka nepribližujú vlastnostiam dobrých zimných pneumatík a v lete majú – kvôli ich prirodzene mäkšej zmesi gumy – vyšší oter, a teda opotrebovanie a mierne zvýšenú spotrebu paliva. Podľa Haralda Kilzera, generálneho riaditeľa Apollo Vredestein Austria, sú celoročné pneumatiky opodstatnené dokonca aj v alpskej republike, ale len vo výklenkoch: „To je v mestských oblastiach, pre zriedkavých vodičov alebo dokonca pre druhé a tretie vozidlo,“ hovorí. Krajina je navyše príliš malá a regionálne rozdiely sú príliš veľké. "Každý Viedenčan ide niekedy lyžovať. A na to jednoznačne potrebujete letnú a zimnú pneumatiku," vysvetľuje Kilzer.

Terénne pneumatiky by sa nemali zamieňať s celoročnými pneumatikami ani ich s nimi porovnávať. Patria do segmentu terénnych pneumatík a – ako už názov napovedá – sa dajú použiť v teréne aj na asfalte.

„Správny výber závisí od individuálnych kritérií,“ Holger Rehberg, produktový manažér Goodyear Dunlop Tires Germany, nedávno pre KFZwirtschaft vysvetlil: „Zahŕňajú ročné najazdené kilometre, kategóriu a silu vozidla, ako aj individuálne jazdné návyky. Pre majiteľov vozidiel, ktorí najazdia menej ako 10 000 km ročne a ktorí cestujú predovšetkým v mestských oblastiach, je niekedy dobrou alternatívou celoročná pneumatika, hovorí Rehberg. Ak ale cestujete naprieč Rakúskom či Nemeckom za prácou alebo jazdíte na zimnú dovolenku, odborník zimné pneumatiky určite odporúča.
Mimochodom, Goodyear ponúka online zadarmo  Kvíz o pneumatikách. Pod heslom: "Aký typ pneumatiky ste? So šiestimi otázkami na odporúčanie" môžu vodiči rýchlo a jednoducho zistiť zodpovedaním šiestich otázok, či si majú vybrať celoročné pneumatiky alebo zimné pneumatiky.

A čo by ste mali brať do úvahy pri elektromobiloch? Pneumatika je pneumatika, na pohone nezáleží? Niekto by si mohol myslieť. Ale nie je to tak. Elektromobily sú vďaka batériám podstatne ťažšie ako tie so spaľovacími motormi a majú porovnateľne vysoký krútiaci moment, čo má za následok okamžitú silnú akceleráciu. Obe vlastnosti majú samozrejme za následok vyššie zaťaženie pneumatík. A potom je tu otázka dosahu, ktorá má kľúčový význam. Na to je výhodný nižší valivý odpor.

„Nemuseli sme znovu vynájsť koleso, ale prehodnotili sme mnohé aspekty pneumatiky, ako ju poznáme, aby sme dosiahli optimálny výkon,“ hovorí nemecký výrobca Continental. Okrem dobrej priľnavosti a nízkeho valivého odporu musí gumová zmes, ktorá sa používa pri elektromobiloch, ponúkať aj maximálnu robustnosť. V Conti sa výsledok relevantného výskumu nazýva EcoContact6, pneumatika špeciálne navrhnutá pre elektrické vozidlá.

„Majiteľom čisto elektrických áut odporúčame, aby pri kúpe nových pneumatík používali zodpovedajúce typy originálneho vybavenia,“ hovorí Lars Netsch, odborník na pneumatiky z TÜV SÜD. E-čka majú výhody najmä v meste a v stredne rýchlej medzimestskej premávke. Podľa výrobcov pneumatík môže nižší valivý odpor viesť k predĺženiu dojazdu až o 8 percent. 

V oblasti automobilových pneumatík sa vykonáva veľa výskumov, a to nielen kvôli nastupujúcej e-mobilite. Pneumatiky budúcnosti budú čoraz inteligentnejšie (sú spojené s autom), odolnejšie a udržateľnejšie (recyklácia je veľký problém). Pracuje sa aj na pneumatikách bez vzduchu. Môžete vidieť najzaujímavejšie budúce trendy  tu. 

Keď už hovoríme o udržateľnosti: Nie každá defektná pneumatika musí byť hneď vymenená za novú; niekedy sa to dá ľahko opraviť. Môžete urobiť to, čo je potrebné vziať do úvahy  tu  prečítajte si ho a potom získajte svoje vedomosti v jednom  eLearning  skontrolovať ľahko a jednoducho. 

Za všetkým týmto vývojom sa skrýva odvetvie s miliardovými tržbami. The  najväčší výrobca pneumatík na svete  sú Michelin a Bridgestone, z ktorých každý generuje ročné tržby okolo 20 miliárd eur z automobilových pneumatík. Na treťom mieste nasleduje Continental. Nemecký dodávateľský gigant vygeneroval v roku 2020 len so svojou divíziou pneumatík tržby viac ako desať miliárd eur.