Pneumatiky a legislativa

Legislativa od řidičů vyžaduje, aby byly na vozidle namontovány pneumatiky stejné konstrukce a pokud hovoříme o pneumatikách na jedné nápravě, vyžaduje také, aby byly shodné. Proč je legislativy tak přísná? Abychom porozuměli tomuto striktnímu požadavku, musíme si blíže popsat, co představuje pojem „konstrukce pneumatiky“.

Pneumatika je jediným spojovacím bodem mezi vozidlem a vozovkou. Musí tedy přenést svislé síly, vyvolané hmotností vozidla, která působí na kolo. U osobních automobilů je to několik set kilogramů, v případě nákladních automobilů to může být i několik tun. Pokud vozidlo zrychluje nebo zpomaluje, síla mezi pneumatikou, která přenáší 400 kg, a podkladem dosahuje hodnoty až 3200 N. Podobně je tomu při průjezdu zatáčkou, kdy příčná odstředivá síla může dosahovat hodnoty až 2800 N. Jak se v tomto kontextu projevuje tlak huštění pneumatik? Z hodin fyziky víme, že tlak působí všemi směry stejně a z toho vyplývá, že vyvolává v kostře pneumatiky napětí. Působení tlaku 204 kPa si můžeme představit tak, že na každý jeden cm2 vnitřní plochy pneumatiky jsme položili dvoukilogramové závaží.

Kromě přenosu těchto sil je kostra pneumatiky vystavena opakujícím se radiálním deformacím. Například pneumatika o rozměru 205/60 R 15 se při rychlosti 130 km/h se musí každou sekundu otočit přibližně dvacetkrát a při každé otáčce kola podstoupit deformaci běhounu o 14,2 mm. Síly mezi podkladem a pneumatikou musí kostra přenést až k patce pneumatiky. Aby tento přenos sil mohl nastat, musí vlákna kostry procházet běhounem pneumatiky a potom musí být ukotvené k patkovému lanu tak, jako vidíte na obrázku 1, kde je nakreslený řez radiální pneumatikou.

Problém s deformací
Legislativa však hovoří o konstrukci pneumatik. V zásadě rozeznáváme radiální a diagonální konstrukci, obr. 2. Z pohledu času byla dříve využívána diagonální konstrukce pneumatik, kdy byla vlákna kostry vedena šikmo od jednoho patkového lana k druhému ve vztahu k podélné ose pneumatiky pod úhlem 35 až 40 stupňů. Vlákna jednotlivých vrstev se tak křížila a vytvářela síťovou strukturu. Aby nedocházelo k vzájemnému kontaktu vláken, jsou obalované gumou.

Při radiální deformaci pneumatiky se oka a jejich tvar síťové struktury deformují. Tato deformace vyvolává střihové namáhání pneumatiky a tvorbu tepla. Ve chvíli, kdy mezi pneumatikou a podkladem vznikne brzdná a nebo hnací síla, rozkládá se následně  do jednotlivých vláken, což způsobovalo deformaci běhounu pneumatiky. Protože se na přenosu sil podílela jen ta vlákna kostry, která procházela kontaktní plochou, muselo se vždy použít více vrstev. To způsobovalo, že stěny pneumatiky měly příliš velkou tloušťku. Tato vlastnost spolu s deformací běhounu způsobovaly poměrně velký valivý odpor, což následně vedlo k vývoji konstrukce radiálních pneumatik.

Rozdílná brzdná dráha
U radiálních pneumatik byla vlákna vedena kolmo na podélnou osu pneumatiky a směřovala radiálním směrem od jednoho patkového lana k druhému. Tím byl odstraněný základní problém diagonálních pneumatik, tedy vytváření síťové struktury. Radiálně vedená vlákna ale měla problém přenést obvodové brzdném a hnací síly, proto byla kostra doplněná o podélný výztužný pás, tzv. nárazník. Sestává nejčastěji z kovových vláken, které svírají s podélnou osou pneumatiky ostrý úhel, menší než 20 stupňů. Nárazník vytvořil větší tuhost běhounu pneumatiky a vyšší odolnost proti proražení. Tím, že do přenosu brzdných a hnacích sil zapojil všechny vlákna kostry, mohla být kostra pneumatiky vytvořena z menšího počtu vrstev.

Pokud bychom chtěli vlastnosti těchto dvou konstrukcí porovnávat, pak můžeme zjednodušeně říci, že valivý odpor je u radiálních pneumatik o 10 % nižší a stejně tak brzdná dráha je ve srovnání s diagonálními pneumatikami o 10 % kratší. Právě kratší brzdná dráha je důvodem, proč legislativa vyžaduje na vozidle použití pneumatik stejné konstrukce. Pokud bychom totiž namontovali na jednu stranu automobilu radiální a na druhou stranu diagonální pneumatiky, došlo by k zásadní nestabilitě vozidla. Při brzdění z rychlosti 100 km/h je dnes brzdná dráha s radiálními pneumatikami obvykle 39 metrů. Na druhé straně automobilu by tak byla brzdná dráha 42,9 metru a nabízí se tedy jasná představa o tom, jak by se vozidlo chovalo.

Celý článek si přečtěte v Pneu revue č. 4/2015

Související články

• Výrobci protektorů: Podporu si představujeme jinak
• Jde o spravedlnost pro účastníky trhu
• Británii má našlápnuto k zákazu nákladních pneu starších 10 let
• Británie chce sledovat stáří pneumatik
• Čeští dopravci by mohli dostat zpět miliardy kvůli kartelu výrobců trucků