Kotači (IV)

Kotači (IV)
tekst: autonet.hr

Pogled u budućnost, iz današnje perspektive

Nakon što smo prošli kroz sve značajnije teme vezane uz pneumatike i naplatke, ostaje nam da se malo pozabavimo (još uvijek) ne toliko raširenim rješenjima. Tako će u posljednjem nastavku ove priče biti riječi o naplacima koji nisu od metala, gumama koje nisu ispunjene zrakom i sličnim stvarima

Premda smo posljednje poglavlje priče o pneumaticima i naplacima nazvali pogledom u budućnost, teme koje ćemo ovom prilikom obraditi itekako su prisutne već i danas. Uostalom, vjerojatno će svrstavanje ovakvih tehnologija "u kategoriju budućnosti" već kroz par godina izgledati smiješnim. No ipak, one zbog svog infantilnog razvojnog stadija ili pak vrtoglavo visokih cijena trenutno još uvijek spadaju u kategoriju koju više-manje možemo staviti pod zajednički nazivnik "egzotike". Krenimo redom.

Lakše je bolje, ali i skuplje - naplaci i ugljična vlakna

Naplatak od ugljičnih vlakana (BMW AG)

O materijalima od kojih se izrađuju naplaci već smo ponešto rekli u pretprošlom nastavku Škole automobilske tehnike. No, kratku priču o naplacima napravljenim od ugljičnih vlakana ostavili smo za posljednje poglavlje jer, barem dok ovo pišemo, oni i dalje spadaju među "rijetke zvijerke" koje svakako nisu dostupne svakome.

Naplaci napravljeni od ugljičnih vlakana prosječnom biciklističkom entuzijastu vjerojatno niti na koji način ne predstavljaju novost ili pak kakvu posebnu "egzotiku". Ipak, ono što u toj temi svakako jest posebno njihova je cijena, koja je i dalje kudikamo viša od npr. cijene aluminijskih biciklističkih naplataka.

Hibridni metalno-karbonski naplatak (BMW AG)

Dakako, temeljna ideja koja stoji iza automobilskih naplataka napravljenih od ugljičnih vlakana također je u smanjenji njihove mase, odnosno, smanjenju neovješenih masa u rotacijskom gibanju (o tome će više riječi biti u jednom od kasnijih poglavlja). Tako u BMW-u, koji kroz godinu-dvije svoje modele namjerava početi opremati naplacima od ugljičnih vlakana (karbona) i/ili ugljičnim vlaknima ojačanih polimera (CFRP), tvrde da računaju na uštede u masi od 35%, u odnosu na kovane naplatke od lakih legura.

Nadalje, u planu bavarskog proizvođača su i tzv. hibridni naplaci kod kojih bi krakovi bili izrađeni od lagane legure, a obruč naplatka od ugljičnih vlakana. Takav bi naplatak trebao biti lakši 25% od metalnog. No, Christian von Koenigsegg tvrdi da su njegovi naplaci od ugljičnih vlakana u dimenzijama 10 x 19 (masa im iznosi 5,9 kg) čak 40% lakši od adekvatnih, napravljenih od kovane metalne legure!

Naplatak od ugljičnih vlakana CR-9 (Carbon Revolution Ltd.)

I dok BMW, na temeljima povećanja kapaciteta svoje američke tvornice ugljičnih vlakana (pogon u Moses Lakeu bi do 2015. trebao postati najvećim proizvođačem ovog materijala s godišnjom produkcijom od 9.000 tona) tvrdi kako je to prava tehnologija budućnosti, postoje i drukčija mišljenja. Naime, pored činjenice da su naplaci od ugljičnih vlakana vrlo čvrsti i time otporni na moguća oštećenja te ujedno i jednostavniji za popravljanje ogrebotina od npr. aluminija, činjenicom jest da je ovaj materijal vrlo krt. Upravo u tome leži niz kritika koje govore da bi uslijed velikih opterećenja ovakvi naplaci mogli lakše pucati. S druge pak strane, svaka deformacija naplatka izazvana djelovanjem dinamičkih sila ujedno dovodi i do malih, no katkada značajnih promjena geometrije ovjesa te su stoga krući naplaci, poput onih napravljenih od ugljičnih vlakana, dobro rješenje za automobile visokih performansi ili one natjecateljske.

Dakako, na kraju uvijek ostaje pitanje cijene. Jedan 8,5 x 19-colni, 6,8-kilograma teški naplatak CR-9 napravljen u cijelosti od ugljičnih vlakana kakav proizvodi australska tvrtka Carbon Revolution stoji 15.700 USD (oko 11,5 tisuća Eura!) pa nam ostaje da razmislimo o tome kada će doći trenutak masovne proizvodnje ovakvih naplataka. No, ovaj proizvođač (koji od 2010. intenzivno radi na testiranju naplataka od ugljičnih vlakana) trenutno vodi glavnu riječ na tom području, uz ogromnu potražnju unatoč cijenama koje doista nisu za obične smrtnike.

Gume otporne na bušenje

© BMW AG© BMW AG

Pneumatici kakve ćemo opisati u ovom odlomku možda i najmanje spadaju u egzotičnu kategoriju, no još su uvijek dovoljno rijetki da s pravom zaslužuju mjesto u posljednjem poglavlju naše priče. U svakom slučaju, bilo bi nepravedno izostaviti ih, posebno s obzirom da je riječ o tehničkim rješenjima koja značajno podižu razinu sigurnosti. Pneumatike (od Lat. pneumaticus, Grč. pneumatikos) otporne na bušenje sve češće susrećemo na (skupljim) velikoserijskim automobilima, no kao detalj naknadne ugradnje i dalje su više nego li rijetki.

Prema još jednoj suhoparnoj definiciji koju ćemo veselo navesti, gume otporne na bušenje (Eng. Runflat tires) su one koje "se suprotstavljaju učincima ispuhavanja kada su probušene, omogućavajući vozilu nastavak kretanja umjerenom brzinom, odn. prelaženje ograničenog puta". Tri su najčešća rješenja kako se gume mogu napraviti (djelomično) otpornima na bušenje. Dakako, riječ "djelomično" stavili smo u zagradu jer niti jedna od navedenih tehnologija, nakon bušenja, ne omogućava nastavak korištenja pneumatika na način na koji se može koristiti ispravni pneumatik.

1) Pneumatici s ojačanim bočnim stranicama

SSR pneumatik (Bridgestone)

Riječ je o posebnim SSR (Eng. Self-Supporting Runflat) pneumaticima koji imaju dodan još jedan sloj s unutrašnje bočne strane te u pravilu i ojačanu cjelokupnu unutrašnju strukturu. Drugim riječima, ovakvi će se pneumatici u slučaju gubitka unutrašnjeg pritiska manje deformirati od standardnih, omogućavajući time vožnju od (prosječno) 80 km brzinom od oko 90 km/h (podaci ovise o proizvođaču, odn. modelu pneumatika). Lošije strane pneumatika s ojačanim bočnim stranicama su povećan otpor kotrljanju te oko 30% veća masa u usporedbi s običnim pneumatikom. Također, SSR pneumatici zahtijevaju ugradnju sustava za nadzor pritiska u gumama s obzirom da ne pružaju dovoljnu povratnu informaciju vozaču prilikom gubitka pritiska, zbog čega bi tijekom nastavka vožnje neprimjerenom brzinom moglo doći do većih oštećenja.

2) Pneumatici sa samobrtvećom oblogom

Samobrtveća obloga pneumatika ContiSeal (Continental)

Ovakvi pneumatici svojom su konstrukcijom identični standardnima, uz dodatak posebne obloge smještene s unutrašnje strane gaznog sloja. Ova posebna obloga djeluje dvojako: kao prvo, prilikom prodora predmeta koji je u stanju probušiti gazni sloj pneumatika, ona brtvi spoj između predmeta i unutrašnjeg dijela gume, dok nakon vađenja predmeta obloga ispunjava nastali otvor. Smatra se da su samobrtveće obloge u stanju trenutno i trajno spriječiti gubitak pritiska prilikom prodora predmeta (najčešće čavla ili vijka) promjera do 4,5 mm.

3) Pneumatici sa sigurnosnim obručem

Kotač s polimernim obručem - sustav PAX (Michelin)

Poseban obruč napravljen od polimera treće je najčešće rješenje pneumatika otpornih na bušenje. U ovom slučaju prilikom gubitka pritiska unutar pneumatika unutrašnja se strana gaznog sloja oslanja na obruč čime se omogućava nastavak vožnje do nekih 200 km brzinama od oko 90 km/h (i ovo, dakako, ovisi o proizvođaču). Ipak, sustav sa sigurnosnim obručem zahtijeva posebnu konstrukciju naplatka (na koji je obruč pričvršćen) ali i pneumatika te obavezni senzor za nadzor pritiska.

Npr, u slučaju michelinovog sustava PAX, naplaci imaju različit promjer vanjskog ruba od onoga unutrašnjeg ruba i shodno tome su tom sustavu prilagođeni i posebni pneumatici. Posebna konstrukcija naplatka i pneumatika te oko 20% veća masa po kotaču temeljni su nedostaci ovog sustava.

Gume bez zraka doista ne možemo zvati pneumaticima!

Air Free Concept (Bridgestone)

Istina jest, ako u našim kotačima nema zraka ili kakvog drugog plina i to još pod pritiskom, teško da ih možemo nazvati "pneumatskim". No, ako u njima nema zraka, ne mogu se niti ispuhati zar ne? Upravo vođeni tom idejom, neki proizvođači automobilskih i inih pneumatika već godinama rade na razvoju guma bez zraka. A, bilo da je riječ o Michelinu, Bridgestoneu ili nešto opskurnijoj tvrtki, američkom Resilient Technologies-u, pristup je u osnovi jednak: poprečno smještene lamele ispunjavaju prostor između glavčine kotača (njegovog središnjeg dijela) i vanjskog plašta gume koji ujedno predstavlja i gaznu površinu.

Ne-pneumatska guma X-Tweel SSL (Michelin)

Možda i najpoznatiji koncept te vrste (tzv. "ne-pneumatska" guma ili kotač) je michelinov projekt Tweel (naziv je sklopljen od riječi Tire i Wheel). Prema navodima francuskog proizvođača, ova guma (ili kotač, s obzirom da objedinjava funkciju pneumatika i naplatka) ima sposobnost repliciranja svih karakteristika koje se očekuju od klasičnog pneumatika, dakle podnošenja opterećenja, prigušivanja udaraca (vibracija) te handlinga samog vozila. U konačnici, nakon osam godina razvoja (i najava), Michelin je 2013. započeo s prodajom ne-pneumatkog kotača X-Tweel SSL namijenjenog bagerima. U popratnom opisu proizvoda napominje se da Tweel nudi adekvatne karakteristike klasičnoj kombinaciji pneumatika i naplatka, uz potpuni izostanak održavanja i sigurnost zbog činjenice da se Tweel ne može uništiti bušenjem.

Sportsman ATV (Polaris Industries)

S vojnom industrijom u mislima krenula je u razvoj ne-pneumatskih guma američka tvrtka Resilient Technologies. Njihov je kotač malo drukčije konstrukcije od bridgestoneovog ili michelinovog rješenja jer umjesto lamela ima šesterokutnu saćastu konstrukciju. No, unatoč činjenici da je ova tvrtka predstavila prototip svojih kotača za vojnu izvedbu Hummera H1, razvoj kojih je započeo još 2006, priča je utihnula punih šest godina. Tada je jedna druga američka tvrtka, Polaris Industries (koja je u međuvremenu preuzela Resilient), poznata prema ATV vozilima, predstavila model Sportsman opremljen ne-pneumatskim gumama nazvanim TerrainArmor.

Zaključujući ovu temu spomenimo kako postoji još jedan pristup rješavanju pitanja ne-pneumatsog kotača. Naime, tijekom proteklih je godina predstavljeno nekoliko projekata kotača koji koriste opruge smještene između glavčine (središnjeg dijela) i gaznog sloja. Predstavnici tog smjera u konstrukciji "guma bez zraka" su projekt Energy return wheel te australska tvrtka Big Tyre Pty.

- - -