Kotači (II)

Naplatak jučer, danas i sutra

Oni koji tijekom proteklog sata Škole automobilske tehnike nisu sjedili na ušima, vjerojatno su već shvatili što je to naplatak. Za one tvrdoglave, ponovit ćemo kako se radi o metalnom okruglom dijelu na koji je navučen pneumatik (guma) i koji je pričvršćen na automobil (točnije, na glavčinu kotača). Iz prakse vjerojatno većina vas zna da postoje dvije najčešće izvedbe naplataka – čelični i oni napravljeni od laganih slitina (legura), prvenstveno aluminijskih.

Čelik, aluminij ili nešto treće?

Pod pojmom čeličnog naplatka podrazumijevamo onaj koji se isporučuje uz jeftinije automobile ili u nižim paketima opreme. Ovdje se radi o čeličnom disku koji je oblikovan u preši (u pravilu jedan se čelični naplatak najčešće sastoji od dva zavarena ili nekoć, zakovicama povezana dijela) oko kojeg je postavljen nekakav obruč. Obruč omogućava da se na njega postavi pneumatik i u tu je svrhu oblikovan. Čelični naplaci, tj. naplaci od prešanog čeličnog lima obično na sebi imaju i nekakve rupe. Radi se o otvorima kroz koje tijekom vožnje struji zrak radi lakšeg hlađenja kočnica, a čelični je naplatak zahvaljujući tim otvorima ujedno i lakši.

Lijevani naplaci (najčešće nazvani aluminijskim ili skraćeno alu-naplacima) izrađeni su lijevanjem metala u kalupe i, s iznimkom naplataka za natjecateljske i skuplje sportske automobile, u pravilu su izrađeni od jednog dijela. Dakako, premda je većina takvih naplataka od napravljena od aluminija, nisu svi lijevani naplaci nužno izrađeni od tog metala. Uostalom, niti sami “aluminijski” naplaci nisu napravljeni od čistog aluminija, već je riječ o nekoj slitini tog metala, dok pod pojmom lijevanih naplataka srećemo i one od magnezija.

Prednosti lijevanih naplataka pred čeličnima prvenstveno se očituju u manjoj masi, ali i gotovo neograničenoj slobodi koju pružaju dizajnerima. Masa je pogotovo značajna s obzirom da postavljanje guma većih dimenzija iziskuje i postavljanje širih naplataka koji su, adekvatno, teži.

Ono što još trebamo znati o naplacima…

Dakako, naplatak nije samo okrugli metalni predmet koji se kotrlja umotan u gumu. To je dio automobila precizno definiran dimenzijama o kojima ćemo sada reći ponešto. Naime, u našim ste tehničkim podacima nebrojeno puta naišli na nekakve “dimenzije naplataka”. Nešto poput oznake 7,5 J x 16 govori nam kako se radi o naplatku širine od 7,5 cola (col = inč = 25,4 mm) čiji su rubovi određenog oblika (J – najčešći oblik). Oznaka “x” govori nam kako se radi o jednodjelnom naplatku dok posljednji broj označava njegov promjer u colima – to je veličina jednaka promjeru navedenom na pneumatiku. Sve te dimenzije prosječnom vozaču ne predstavljaju mnogo ili, budimo iskreni, praktički ništa. Zapravo, naš se prosječni vlasnik automobila s tim dimenzijama niti ne treba zamarati, osim možda kada kupuje zimske gume. No i tada će vam vulkanizer sam preporučiti neku dimenziju guma, nadamo se, ispravnu. No…

Lijevani su naplaci, vjerojatno, prvi i najčešći dio beskonačne priče o tuningu, tj. doradama i preradama automobila. Gotovo u pravilu, svi koji namjeravaju svoj automobil učiniti atraktivnijim (ukusi su, dakako, vrlo osobna stvar) krenut će od guma i naplataka, a tek će mnogo kasnije, zaviriti pod poklopac motora i razmisliti što bi se tamo moglo učiniti. Dakako, vjerojatno ne treba niti napominjati da se taj, mnogima prvi tuning u pravilu odnosi na postavljanje novih (lijevanih) naplataka sa širim gumama koje, znamo svi, izgledaju “bolje”. Dakako, veeelika većina takvih ad-hoc tunera niti svoje originalne gume nikada nije dotjerala do granica mogućnosti, no složiti se moramo, lijepi lijevani naplaci i široke gume uvijek izgledaju bolje. I, da. Šire gume zbog veće površine koja je u kontaktu s podlogom te adekvatno većeg trenja donose i višu potrošnju goriva, povećanu opasnost od nastanka vodenog klina, tzv. aquaplaninga, no, što je to prema supersređenom 20 godina starom polu-trulom jeftinom automobilu neugledna izgleda s “nabijenim” širokim gumetinama, zar ne?

Ispravna dimenzija pneumatika

Kao što već znamo s prošlog sata Škole automobilske tehnike, pneumatici (gume) su označeni nekakvim dimenzijama. Podsjetimo se: 245/40 – 18 znači da je naša guma široka 245 mm, da joj visina poprečnog presjeka iznosi 40% širine, te da ima unutarnji promjer od 18 cola (18 x 25,4 mm). Bitno je sada napomenuti slijedeće: želimo li staviti gume drukčijih dimenzija, obavezno moramo imati na umu da njihov opseg treba biti (približno) jednak opsegu guma što ih je proizvođač isporučio s automobilom. Drugim riječima, od nekoliko opcija koje razmatramo odabrat ćemo onu koja nam daje opseg najsličniji originalnom. Zašto je, naime, opseg kotača, tj. pneumatika toliko bitan? S manjim opsegom, jasno je, trebat će nam više okretaja kotača za jednaki prijeđeni put, a to zahtijeva veći broj okretaja motora i posljedično – višu potrošnju goriva. Također, postavljanjem pneumatika neodgovarajućeg opsega (bilo manjeg ili većeg) narušit ćemo kalibraciju brzinomjera koji tako više neće pokazivati točnu brzinu, a jednako vrijedi i za pokazivač broja prijeđenih kilometara.

No, ako već inzistirate na tuningu, traženje “jačih” guma započet ćemo odabirom njihove širine. Dakako, ovdje je teško naći pravu mjeru. Kako smo već zaključili, mnogima je (barem prema pitanju automobilskih guma…) šire ujedno i ljepše, no ni u čemu ne treba pretjerivati. Stavite li pretjerano široke gume, moglo bi vam se dogoditi da one počnu zapinjati po unutarnjim dijelovima blatobrana, bilo kad automobil prelazi preko nege izbočine na asfaltu ili kada zaokrenete upravljač u npr. krajnji položaj. Tako je za “obranu” od odabira prevelike širine pneumatika jedini realni lijek da se raspitate kolika je najveća širina što ju proizvođač nudi uz neku od izvedbi vašeg automobila.

Druga dimenzija koju moramo odabrati je (unutarnji) promjer. Jasno je da niži pneumatici (oni s nižim postotkom poprečnog presjeka) također izgledaju ljepše. No, pneumatiku treba ostaviti i mogućnost deformiranja bočnih zidova s obzirom da ista utječe na udobnost ali i prenošenje sila na podvozje. Stavimo li na automobil pneumatike pretjerano niskog presjeka, smanjit ćemo prostor svijanja bočnih stranica gume, automobil će postati tvrđi i neudobniji, a mogli bi nastradati i dijelovi karoserije koji će ovako trpjeti znatno jače udarce (jer nemamo dovoljno visoke bočne zidove pneumatika da ih amortizira).

A, sada, malo matematike. Recimo da su originalni pneumatici dimenzija 205/60 – 16 i da ih želimo zamijeniti onima širine 235 mm te promjera od 18 cola (veći promjer -> manja visina presjeka). Znamo, jedino na što dalje treba paziti jest opseg cijelog kotača, odn. pneumatika. Radi se o tome da brzina okretanja kotača mora biti usklađena s brojem okretaja motora onako kako je to proizvođač automobila predvidio. Kako je opseg neke kružnice jednak 2 x r x pi, a pi je konstanta (3,141593), možemo reći da se opseg odnosi spram promjera (2 x r) proporcionalno te ćemo stoga cijeli proračun svesti na usporedbu promjera gume.

Promjer gume jednak je zbroju unutarnjeg promjera i dvije visine poprečnog presjeka, a možemo ga izračunati prema formuli:

gdje je d traženi promjer, col unutarnji promjer izražen u colima (ne zaboravite ga prije uvrštavanja preračunati u milimetre – col x 25,4), š je širina pneumatika u mm, a v označava visinu poprečnog presjeka izraženu u postocima. Ovako dobiveni promjer koristimo kao referencu u odabiru odgovarajuće visine poprečnog presjeka za novi pneumatik. Rekli smo, da želimo postaviti pneumatike širine 235 mm i promjera 18 cola. Stoga, ostaje nam da izračunamo potrebnu visinu poprečnog presjeka.

To ćemo napraviti pomoću formule:

gdje je v tražena visina poprečnog presjeka izražena u postocima, d je promjer originalnog pneumatika, col željeni unutarnji promjer novog pneumatika izražen u colima, a š željena širina novog pneumatika.

Kao što vidite, sve se vrti oko jedne te iste formule. Jednako tako, novi pneumatik možemo tražiti samo prema kriteriju širine pri čemu je jasno kako on mora imati manju visinu poprečnog presjeka za isti unutarnji promjer. I, dakako, ako vam se baš neda to sve računati, poslužite s enekim od online kalkulatora za preračunavanje dimenzija guma… Samo, uzmite u obzir koje parametre i u kojem obliku unosite.

PRIMJER: Želimo umjesto originalnih pneumatika dimenzija 205/60 – 16 staviti one širine 235 mm

Jasno je da će novi pneumatik, zbog veće širine, imati i veću visinu presjeka zadržimo li isti postotak (zbog čega će opseg kotača biti prevelik). Stoga, ako želimo ostati na dimenziji od 16 cola, trebamo izračunati promjer te potom novu visinu poprečnog presjeka. Započet ćemo s prvom formulom iz koje dobivamo da promjer kotača (odn. pneumatika) dimenzija 205/60 – 16 iznosi 652,4 mm. Tu ćemo vrijednost unijeti u drugu formulu u koju unosimo i širinu novih pneumatika (235). Konačno, vidjet ćemo da se dobiveni postotak smanjio, iako se apsolutna visina presjeka gume praktički nije promijenila.

S obzirom da je visina poprečnog presjeka dostupna u podjeli od 5%, očito je da pneumatik poprečnog presjeka od 52,3% (koliko iznosi naš rezultat) nećemo moći kupiti. Stoga vrijednost koju smo dobili ovim izračunom treba zaokružiti na najbližu, a to je u našem slučaju 50. Naše će nove gume, stoga, imati dimenzije 235/50 – 16, a opseg će im biti 1,69% manji od onoga originalnih pneumatika. Shodno tome, u jednakom će se postotku pojaviti i greška na brzinomjeru i putomjeru. I konačno, ako ste izračunom dobili neke dimenzije (poput naših 235/50 – 16) to ne znači da su pneumatici u takvim dimenzijama uopće dostupni. Stoga je katkada bolje odlučiti se za pneumatik većeg promjera (npr. 17 cola) kako bi se postigla približno jednaka duljina opsega. No, uzmite u obzir da promjena promjera pneumatika znači i nove (u ovom slučaju 17-colne) naplatke.

U cijeloj ovoj zbrci metričkih i imperijalnih dimenzija te postotaka, što je posljedica povijesnog razvoja pneumatika i njihovih specifikacija, ostao nam je još jedan detalj koji moramo spomenuti, a to je širina naplatka. Naime, lako je za pretpostaviti da za različite širine pneumatika moramo imati i različite širine naplataka. Širina naplatka se također izražava u colima, odn. inčima, no male promjene u širini pneumatika ne moraju nužno iziskivati i promjenu u širini naplatka. U praksi, nekoj konkretnoj širini pneumatika možemo pridružiti naplatke u određenom rasponu širina. Tako bi za naše pneumatike dimenzija 205/60 – 16 odgovarali naplaci dimenzija od 5,5 J x 16 do 7,5J x 16. Stoga je konkretnih širina naplataka velik broj, a uz neke učestalije dimenzije guma u rasponu širine od 165 do 235 možemo reći da su dostupni naplaci u širinama od 4,0 do 8,5. Koje su konkretne dimenzije naplataka dostupne ovisno o dimenzijama pneumatika prikazat ćemo na izvatku jedne yokohamine tablice:

Vijci, naplaci, razmak???

Čuli ste, vjerojatno ne jednom, priče o tome kako nije dobro kupovati naplatke koji “nisu originalni”. A, pogledate li malo cijene naplataka koje za svoje modele nude proizvođači automobila, bit će vam ubrzo jasno od kuda potječu ovakve teorije. Uostalom, danas postoji cijelo mnoštvo proizvođača naplataka čija je ponuda barem jednako kvalitetna, ako ne i bolja, od one što ju u svojim proizvodnim programima nude proizvođači automobila.

No, kupujete li nove naplatke, obratite pažnju na dva detalja. Prvi je razmak otvora za vijke (vidi sliku “Osnovni dijelovi naplatka”). Koliko god to smiješno zvučalo, nije se jednom dogodilo da je netko u dućanu kupio nove fancy naplatke od kakvog no-name proizvođača i došavši doma shvatio da razmak vijaka uopće ne odgovara onome na njegovom automobilu. Ipak, ovakav slučaj nećete doživjeti kod poznatijih proizvođača naplataka. Drugi detalj na koji treba pripaziti malo je kompliciraniji i često je odgovoran za stradavanje ovjesa zahvaljujući novim, prekrasno širim gumama i naplacima. Naime, riječ je o tome da sredina naplatka i dio gdje otvori za vijke naliježu na glavčinu kotača moraju biti propisno udaljeni. Pogriješite li u ovom razmaku (eng. offset) (vidi sliku “Osnovni dijelovi naplatka”) pri kupnji novih naplataka, možete znatno izmijeniti geometriju ovjesa te time i narušiti vozna svojstva automobila.

Uz navedeno, recimo i kako većina poznatih proizvođača naplataka uz svaki svoj proizvod navodi kojem je automobilu (i kojem godištu istoga) namijenjen. Stoga, ako zaboravite ravnalo na putu u dućan, nema straha. Samo pripazite na deklaraciju i to je sve.

Ne zaboravimo: Izum s početka prošlog stoljeća

Premda će, vjerujemo, velik broj čak i boljih poznavatelja automobila ustvrdjeti kako su se lake legure počele primjenjivati u izradi automobilskih naplataka negdje u 1950-ima, njihova povijest zapravo seže kudikamo dalje u prošlost.

Naime, premijerom lijevanih naplataka napravljenih od laganih slitina smatraju se oni što ih je Ettore Bugatti postavio na svoj Type 35, 1924. godine. Specifičnost tih naplataka bila je u tome što su objedinjavali i bubanj za kočnice. No, lagane su slitine u automobilske kotače isprva počele ulaziti “na mala vrata”. Kako u tim, sada već poodavnim, vremenima aluminijske legure nisu bile posebno kvalitetne, naplaci su često bili napravljeni od dva materijala. Središnji je disk bio čelični, kako bi podnio sva predviđena opterećenja, dok je vanjski obruč bio napravljen od lagane aluminijske legure, radi uštede na masi.

Također, zanimljivo je napomenuti da su rani kotači napravljeni od laganih slitina najčešće bili magnezijski. Razlog je, dakako, bila već spomenuta (ne)pouzdanost aluminijskih slitina, a neki od slavnih primjera magnezijskih naplataka iz prošlosti svakako su oni s Abartha 850 TC Corsa iz 1962, koje je proizvodila tvrtka Campagnolo iz Vicenze (poznata i prema magnezijskim šasijama za NASA-ine satelite iz 1969.), naplaci Cromodora Starburst s Ferrarija 275 GTB iz 1964. ili američki naplaci Halibrand koji su se našli na svim mogućim trkaćim automobilima (od Indianapolisa, preko dragstera do Forda GT40), da bi svoju “civilnu” primjenu po prvi puta pronašli u AC Cobri 427 Carrolla Shelbya iz 1966.

Ljubiteljima Porschea svidjet će se i podatak da je ova marka svoj prvi naplatak od laganog metala predstavila 1966. u vidu serijske opreme modela 911S. Riječ je bila o kovanim alu-naplacima koje je proizvodila tvrtka Fuchs, a koji su postali jedan od najprepoznatljivijih detalja modela 911 u sljedećim desetljećima, u dimenzijama od 14, 15 i 16 cola te širinama od 4,5 do 9.

Gotovo prirodnim putem, naplaci od lijevanih metala su postupno, isprva na sportskim automobilima, zamijenili one žbičane. Danas stvar čiste egzotike ili neiscrpna restauratorska tema, kotači s isprepletenim žbicama u stvari su predstavljali zgodno rješenje za smanjenje mase (u odnosu na npr. čelični naplatak). Kod ove je vrste kotača središnji dio žbicama povezan s čeličnim ili aluminijskim obručem, a pored uštede na masi, veliku prednost predstavlja i izvrsno hlađenje kočnica, smještenih unutar naplatka. No, praktični su razlozi inače doista prekrasne žbičane naplatke u današnjim vremenima smjestili isključivo u kategoriju egzotike. Dva osnovna problema su često deformiranje i posljedično, neželjene promjene uravnoteženosti naplatka (dobro poznat slučaj svim iole ozbiljnijim biciklistima) te nemogućnost postavljanja pneumatika bez zračnice.

– – –

Automatizirano lijevanje aluminijske slitine, pregled rendgenskim uređajem, robotizirana obrada detalja… Proizvodnja naplataka od lakih metala na današnji način: