OGUMIENIE POJAZDU A BEZPIECZEŃSTWO
Opony pośrednicząc w kontakcie pojazdu z nawierzchnią w dużej mierze decydują o bezpieczeństwie ruchu. Opony przenoszą siłę napędowe i hamowania oraz siły poprzeczne; ich własności fizyczne decydują o granicznych obciążeniach dynamicznych pojazdu. Podstawowymi kryteriami oceny opon są:
- Zachowanie w ruchu prostoliniowym,
- Stateczność na zakręcie,
- Przyczepność na różnego rodzaju nawierzchniach,
- Przyczepność w różnych warunkach atmosferycznych,
- Kierowalność,
- Komfort (tłumienie drgań, hałas),
- Trwałość,
- Ekonomiczność eksploatacji.
Budowa:
W miarę rozwoju techniki i wymagań stawianych oponom samochodowym zmieniała się budowa opon. W oponach promieniowych (radialnych), które stały się standardowym wyposażeniem samochodów osobowych, włókna osnowy (kordu) biegną po najkrótszej "promieniowej" drodze od stopki do stopki. Pełniące role stabilizującą, opasanie opony wzmacnia czoło stosukowo elastycznej osnowy. Przepisy i normy określają, w jakich warunkach, jakie opony muszą być stosowane, od jakich prędkości stosowanie opon jest wymagane jakim klasyfikacja opony podlegają. Zgodnie z obowiązującymi przepisami samochody i przyczepy muszą być wyposażone w opony pneumatyczne, które na całym swym obwodzie na całej szerokości bieżnika mają rowki głębokości nie mniej niż 1,6mm (autobusy-nie mniej niż 3mm).
Eksploatacja:
Podstawą właściwej eksploatacji opon jest ich odpowiedni dobór, zgodnie z zaleceniami producenta pojazdu i producenta opon. W celu zapewnienia maksymalnej trwałości i maksymalnego bezpieczeństwa należy także przestrzegać wskazań producenta dotyczących konserwacji, obsługi, składowania i montażu opon. W odniesieniu do opon zamontowanych na kołach samochodu należy sprawdzić:
- czy koła są wyrównoważone (czy zapewniają optymalne toczenie się),
- czy na wszystkich kołach zastosowano koła tego samego typu,
- czy typ opon jest odpowiedni dla danego pojazdu,
- dla jakiej maksymalnej prędkości dopuszczone są dane opony,
- czy mają dostateczną głębokość rzeźby bieżnika.
Jeśli głębokość rzeźby bieżnika opon jest zbyt mała, to prócz zmniejszonej przyczepności odpowiednio mniej materiału chroni znajdujące się pod bieżnikiem opasanie lub zbrojenie, a więc mniejsza jest mechaniczna wytrzymałość opony. W przypadku samochodów osobowych i szybkich samochodów użytkowych zbyt mała głębokość rzeźby bieżnika wpływa wyraźnie na zmniejszenie przyczepności, szczególnie przy jeździe po mokrej nawierzchni. Wraz ze zmniejszeniem się głębokości rzeźby bieżnika wzrasta progresywnie droga hamowania.
Przyczepność opon do jezdni :
- poślizg opon w teorii: Poślizg opony (lub po prostu "poślizg") objawia się jako różnica miedzy teoretyczną a rzeczywistą droga przebytą przez koło. Można to wyjaśnić na prostym przykładzie. Obwód zwykłej opony samochodu osobowego wynosi około 1,5m. Jeśli koło obróci się dziesięć razy, to w przypadku napędu droga przebyta przez koło powinna wynieść 15m. Poślizg opony sprawia jednak, że droga przebyta w rzeczywistości jest krótsza. Przyczyna poślizgu jest elastyczność opony. Opona napędzanego koła, tocząca się po jezdni, ulega odkształceniu i występuje w niej, w zależności od warunków atmosferycznych i drogowych, większe lub mniejsze tarcie wewnętrzne (pobieranie energii, nagrzewanie się opon). Ponieważ większą cześć konstrukcji opony stanowi guma, przy wychodzeniu opony ze styku z nawierzchnią tylko część energii odkształcenia jest odzyskiwana. - poślizg opony w praktyce:
Przy przyśpieszaniu, podobnie jak przy hamowaniu, przekazywane siły pomiędzy oponą a nawierzchnią jezdni zależy od poślizgu. Zależność siły przyczepności od poślizgu, przy napędzie i przy hamowaniu, jest w zasadzie podobna. Większości przypadku napędu i hamowania towarzyszy mały poślizg, w przedziale stateczności. W tym przedziale charakterystyka przyczepności jest rosnąca. Po za punktem maksimum charakterystyka wchodzi w przedział niestateczności. Dalszy wzrost poślizgu prowadzi najczęściej do zmniejszenia sił przyczepności.
W przypadku hamowania w przeciągu kilku dziesiątych sekundy następuje zablokowanie koła. Natomiast podczas przyspieszania rosnący moment napędowy powoduje szybki wzrost prędkości obrotowej jednego lub obu kół, które zaczynają się ślizgać - następuje zerwanie przyczepności. Jeśli na poślizg koła nakładają się jeszcze inne oddziaływania (np. zbyt duże obciążenie koła, niekorzystne ustawienie koła), to pogarszają one dodatkowo przyczepność koła oraz warunki jego ruchu. - akwaplaning: Wartość siły przyczepności spada do zera, gdy na sutek deszczu na powierzchni drogi tworzy się film wodny, który powoduje "płynięcie" pojazdu. Zachodzi zjawisko zwane akwaplaningiem, w wyniku którego następuje zerwanie styku opon z nawierzchnią. Polega ono na objęciu przez klin wodny całej powierzchni śladu opony i oddzielanie jej od jezdni. Akwaplaning zależy od:
- Grubości warstwy wody,
- Prędkości jazdy samochodu,
- Rzeźby bieżnika opony i stopnia jej zużycia,
- Siły z która opona naciska na nawierzchnie.
Szerokie opony są szczególnie niebezpieczne. W przypadku wystąpienia akwaplaningu pojazdem nie daje się ani kierować, ani hamować, bowiem w tej sytuacji koło nie ma bezpośredniego styku z jezdnią i nie są przenoszone na nawierzchnie ani siły prowadzące, ani siły hamowania.
Opony zimowe:
Zimowa opona ma inny rodzaj gumy, z której jest wykonana oraz specjalny kształt bieżnika. Tworzywo, z którego zrobiona jest opona letnia, w niskich temperaturach zwyczajnie zamarza, robi się twarda i sztywna. W takich warunkach przyczepność opon letnich gwałtownie maleje. Dzieje się to najczęściej na długo przedtem, zanim zostaną zerwane ostatnie jesienne kartki z kalendarza. Dotyczy to wszystkich opon letnich, ale szczególnie tych przeznaczone do szybkiej jazdy, z indeksami prędkości V,W,V,Z. Opony zimowe w niskich temperaturach nie twardnieją i pozostają elastyczne. Dzięki nim można pewniej poruszać się po śliskich nawierzchniach w niskich temperaturach.
Minimalna głębokość bieżnika w oponach zimowych to 4mm, gdy przy letnich zaledwie 1,6mm. Tajemnica takiej wielkości tkwi w innej rzeźbie bieżnika. Ten w zimowych oponach jest skuteczny tylko wtedy, gdy jest głęboki. Po starciu go do połowy spada siła ciągnienia - buksowanie kół jest odczuwalne już na niewielkich wzniesieniach, a także przy każdej próbie gwałtownego przyśpieszenia, zarówno ze startu zatrzymanego, jaki podczas wyprzedzania. Jednak prawdziwe problemy zaczynają się przy hamowaniu: jego droga wydłuża się co najmniej o 10% czyli na zatrzymanie samochodu jadącego z prędkością 100 km/h potrzeba w zależności od podłoża od 7 do 15 m więcej. Przy wymianie opony na zimowe należy zastosować opony o mniejszej szerokości niż dotychczas używamy w lecie. Dlaczego? Ponieważ im szersza opona, tym większą powierzchnią przylega do nawierzchni. A przecież im mniejsza powierzchnia styku opony z drogą, tym większy nacisk na jednostkę powierzchni, co gwarantuje lepsze rozcinanie śniegu, lodu i tym samym większą przyczepność w każdych warunkach.