Kotači (III)

Za one koji žele znati više o gumama i naplacima!

Pišući o automobilima s jedne strane nailazimo na informacije o visokosofisticiranim tehnologijama i materijalima koji se koriste npr. prilikom izrade naplataka, pneumatika i tko zna čega još vezano uz kotače, no s druge nam je strane dužnost pozabaviti se i temama koje su naizgled jednostavnije, a koje se izravno tiču svakog “običnog” vlasnika automobila, tj. održavanja nama uvijek dragih limenih ljubimaca.

U ovom ćemo se poglavlju priče o automobilskim kotačima tako pozabaviti s nekoliko tema, nevezanim redoslijedom. No, riječ je o temama kojih smo se sjetili pišući prethodna dva nastavka Škole automobilske tehnike, a koje smo izdvojili kao vrijedne spomena. Pa, krenimo…

Glavčina kotača

Pod ovim se ne odveć simpatičnim nazivom krije dio automobila koji povezuje kotač s podvozjem. Pri tome, glavčina mora zadovoljavati nekoliko uvjeta, ovisno o svojoj konstrukciji: osigurati mjesto za vijke kojima se pričvršćuje kotač, bilo da su vijci pričvršćeni na glavčini ili se na njoj nalaze navoji za zasebne vijke, glavčina također treba omogućiti smještaj (kugličnog) ležaja kotača, treba osigurati smještaj kočnica (bilo da se radi o disk ili bubanj kočnicama) te na poslijetku i mogućnost povezivanja s pogonskim vratilom, u slučaju da je riječ o glavčini pogonskih kotača. Radi lakšeg postavljanja kotača, glavčine koje nemaju ugrađene vijke već se oni pričvršćuju u samu glavčinu kroz naplatak, imaju i poseban “trn”, u stvari glatki metalni dio koji služi za lakše postavljanje naplatka / kotača u ispravan položaj, s obzirom na poziciju vijaka.

Konačno, glavčine nekih sportskih automobila umjesto kružno raspoređenih vijaka ili navoja za vijke imaju središnje postavljeni navoj na koji se pričvršćuje matica za postavljanje kotača. Opet ovisno o konstrukciji, neke glavčine na stražnjem dijelu (suprotnom od onoga na koji naliježe naplatak) imaju postavljen i “zupčanik” senzora okretaja. Riječ je o zupčaniku koji u kombinaciji s optičkim senzorom omogućava praćenje brzine vrtnje kotača, a što generira signal koji se koristi za upravljanje ABS sustavom protiv blokiranja kočnica, sustavom protiv proklizavanja pogonskih kotača i sl.

Spomenimo i to da je, očekivano, za pričvršćivanje kotača na glavčinu potrebna neka određena sila. Dakako, jasno je da vijke nije moguće pritegnuti rukom, već je za to potreban nekakav alat. I dok je uvriježeno mišljenje da se vijci na kotačima pritežu silom od 110 Nm, to je tek okvirna vrijednost koja znatno odstupa ovisno o modelu automobila, ali i tome postavljamo li čelične ili naplatke od lagane legure. Konkretne vrijednosti sile zatezanja vijaka za pojedine modele automobila donosimo na izvatku s jedne continentalove tablice iz 2010:

Svi starimo pa tako i naše gume

Govorimo li o vlasnicima automobila, uvjereni smo da ih možemo podijeliti na dvije temeljne skupine: na one koji automobil koriste, redovito servisiraju i kupuju iste pneumatike kao što su bili i originalni s kojima su nabavili (nov) automobil (tzv. pneumatici prve ugradnje) te na one koji po svojim automobilima neprekidno nešto “šarafe, petljaju” i tako u nedogled. Činjenicom jest da je danas tržište dodatnih dijelova toliko bogato da istinski zaljubljenici u tuning, pa čak i oni koji svojim automobilima žele dodati tek poneku sitnicu, doista imaju ogroman izbor. Takvi će, u pravilu, svoje pneumatike kudikamo prije zamijeniti nekim novim modelom, u neprekidnoj potrazi za drukčijim, nego li će istima isteći vijek trajanja.

S druge pak strane, mnogo je onih koji automobil prvenstveno doživljavaju kao prijevozno sredstvo koje treba služiti upravo onakvo kakvo jest i točka. U tome, svakako, nema ništa lošeg. Štoviše, svatko ima pravo na svoje prioritete, a znamo da čak i najmanji tuning doista nije jeftin. Pa ako vam se sva briga oko automobila svodi tek na redovite odlaske serviseru i povremeno “kupanje” vlastitog vozila, vjerojatno niste posebno mnogo pozornosti posvetili starosti pneumatika. To je tema o kojoj, provjerili smo, razmišlja doista mali broj vlasnika automobila, a koja svakako nije zanemariva.

Kao i sve oko nas, automobilski su pneumatici podložni promjenama tijekom vremena. Istina jest da će većina vlasnika automobila svoje pneumatike prije ili kasnije zamijeniti zbog istrošenosti gaznog sloja trajnost kojeg ovisi o cijelom nizu čimbenika, no na modernim pneumaticima može doseći i između 100 i 150 tisuća km (ovo je samo komentar, nikako preporuka – konzultirajte prodavača pneumatika ili upute proizvođača) što je, zapravo, sjajno uzmemo li u obzir da su još u 1970-ima automobilski pneumatici bili potrošeni već nakon 30-ak tisuća prijeđenih km.

No, pored trošenja samog gaznog sloja što je lako vidjeti (u europskim se zemljama propisana najmanja dozvoljena dubina gaznog sloja za ljetne gume kreće između 4 i 6 mm, a za zimske od 3 do 4 mm, ovisno o državi – izvor HAK), pneumatici stare i temeljem procesa koji se odvijaju u samim materijalima od kojih su napravljeni. Tako njihove bočne stranice i/ili gazni sloj mogu postati krući, gubeći pri tome potrebnu elastičnost, a što se negativno odražava na kontakt s podlogom. Dakako, teško je postaviti univerzalni rok trajanja automobilskih pneumatika. Na njihovu trajnost utječe jesu li tijekom korištenja bili napuhani ispravnim pritiskom, klimatski uvjeti u kojima su korišteni, opterećenje vozila, ali i još mnogo drugih čimbenika.

S vremena na vrijeme, razveselimo vulkanizera svojim dolaskom

Slijedom ranije navedenog, a ovisno o uvjetima korištenja, moguće je da vrijeme za zamjenu pneumatika dođe i prije nego li je gazni sloj potrošen ispod sigurnosne (ali i zakonske) granice. Dakako, nekog univerzalnog pravila nema, no mnogi izvori navode kako se rok trajanja pneumatika kreće između 5 i 7 godina. Potrebno je napomenuti da se to odnosi na datum proizvodnje (tzv. “DOT” oznaka tjedna / godine proizvodnje), a ne na vrijeme koje su gume provele u vašem sretnom vlasništu postavljene na naplatke obiteljskog limenog ljepotana. Pri tome u obzir treba uzeti i činjenicu da ćete u dućanu odn. kod vulkanizera rijetko naići na gume koje su potpuno nove, odn. proizvedene u tekućoj godini. Spomenuta oznaka u pravilu otkriva kako su gume koje kupujemo proizvedene pred godinu ili čak dvije, što je i dalje razumno.

Napomena: oznaka DOT (Department of Transportation) u upotrebi je od 2000. godine i najčešće ju susrećemo uz podatak o datumu proizvodnje na pneumaticima američkih proizvođača ili onima namijenjenim američkom tržištu. Kod europskih pneumatika ta oznaka može i ne mora biti navedena, no datum proizvodnje lako ćete prepoznati jer uvijek ima isti četveroznamenkasti oblik.

Rotacija pneumatika? Zar stvarno???

Konačno, govorimo li o trošenju i trajnosti automobilskih pneumatika, red je da spomenemo i tzv. rotaciju guma. Naime, dosta je rasprostranjen “običaj” (uostalom, preporučaju ga i sami pojedini proizvođači) zamjene položaja pneumatika na vozilu. Najčešće se to preporuča nakon 5 do 10 tisuća prijeđenih kilometara, a položaj pneumatika na vozilu u pravilu se mijenja tako da se stražnje gume postavljaju sprijeda i obratno. Pri tome postoji niz “shema” prema kojima bi trebalo zamijeniti poziciju pneumatika na automobilu, npr. stražnje postaviti naprijed, a prednje otraga i pri tome im zamijeniti mjesto (s lijeva na desno i obratno). Dakako, ovakva rotacija pneumatika nije moguća na automobilima koji koriste gume različitih dimenzija na prednjim i stražnjim kotačima!

Uz navedeno i unatoč svim detaljno elaboriranim teorijama o rotaciji pneumatika koje možete pronaći u stručnoj literaturi ili na Internetu, vaši će profesori i profesorice Škole automobilske tehnike u pravilu reći kako rotiranje pneumatika smatraju pogrešnim postupkom koji ne bi trebalo provoditi. Zašto?

Postoji cijeli niz argumenata zbog čega smatramo da zamjena položaja pneumatika na vozilu nije opravdana (ili čak pametna), a mi ćemo spomenuti tek jedan. Naime, geometrija prednjeg i stražnjeg ovjesa (kako kod automobila s pogonom na prednje tako i na stražnje ili na sva četiri kotača) u pravilu nije jednaka. To, s druge strane, uzrokuje različito trošenje gazne površine prednjih, odn. stražnjih pneumatika. Upravo stoga, postavljanje stražnjih pneumatika sprijeda i obratno može narušiti vozna svojstva automobila i njegovu uravnoteženost što može imati neželjene posljedice u vožnji. Očekivano, neki će vam zagovornik teorije rotiranja pneumatika reći da je, ukoliko je geometrija ovjesa ispravno podešena, trošenje gaznog sloja ravnomjerno kako na prednjim tako i stražnjim pneumaticima. No, to je samo teorija…

Tome je potrebno pridodati i činjenicu da većina današnjih automobila (posebno onih s pogonom na prednje kotače) nema niti približno jednak raspored masa (idealno bi svakako bilo 50% na prednju i 50% na stražnju osovinu). Upravo stoga te pod utjecajem posebnosti geometrije prednjih odn. stražnjih kotača, razlike u načinu trošenja gaznog sloja pneumatika mogu biti veće.

Malo matematike za kraj – brzina kretanja ovisi i o veličini kotača

Kako netko ne bi pomislio da smo zaboravili biti “pametni”, za kraj današnje priče o automobilskim kotačima ostavili smo poglavlje o izračunavanju brzine vozila. Naučivši ovo što slijedi ujedno možemo riješiti i staru dilemu – kreće li se automobil brže uzbrdo ili nizbrdo ako je u oba slučaja mjenjač u istom stupnju prijenosa, a motor na istom broju okretaja? No, prije svega, jedna mala napomena. Ovo što slijedi odnosi se na automobil kojem znamo omjere pojedinih stupnjeva prijenosa mjenjača, prijenosni omjer diferencijala i dimenzije guma na pogonskim kotačima.

Sjećamo se, iz drugog nastavaka o prijenosu snage kako u mjenjaču automobila postoje nekakvi prijenosni omjeri. Da vas sada ne zamaramo ponovno zbog čega su oni tamo, recimo tek da se radi o promjeni broja okretaja motora. I tako, dok prijenosni omjer mjenjača u I stupnju može iznositi npr. 3,07 : 1 (3,07 okretaja motora za 1 okret pogonskog vratila koje izlazi iz mjenjača), u završnim stupnjevima situacija može biti obrnuta. Tako npr. u V stupnju prijenosa možemo imati omjer 0,77 : 1 (pogonsko se vratilo okreće brže od motora). Iz priče o prijenosu snage smo također naučili i kako kod automobila postoji još jedan prijenosni omjer. Riječ je o prijenosnom omjeru diferencijala (obično se naziva i “završni” stupanj) koji dodatno smanjuje broj okretaja pogonskih vratila. Tako naš teorijski automobil može imati završni stupanj (prijenosni omjer diferencijala) od 4,06 : 1 (za svaka 4,06 okreta vratila koje iz mjenjača vodi k diferencijalu, kotači će se okrenuti jednom).

Kuda nas to sve vodi? Sada je već pomalo jasno da možemo izračunati put koji vozilo prelazi znamo li veličinu pogonskih kotača. Ako naš teorijski automobil stoji na pneumaticima dimenzija 205/50 R 15, njihov opseg iznosi (2 x r x pi) 1841 mm (1,841 m). To nam govori da za svaki puni okret poluvratila ovaj automobil prijeđe 1,841 metara. I sada, konačno, možemo izračunati brzinu u nekom stupnju prijenosa, dakako znamo li prijenosni omjer tog stupnja, završni stupanj, dimenziju pogonskih kotača te broj okretaja pri kojem želimo izračunati brzinu.

Formula koja nam za ovo treba glasi:

Ovdje je v dobivena brzina kretanja u km/h, o je broj o/min motora za koji želimo izračunati brzinu, k je opseg pogonskog kotača u mm, g je prijenosni omjer mjenjača u odabranom stupnju prijenosa, dok je d prijenosni omjer diferencijala. Dakle, dobivamo npr. da naš Automobil pri 1000 o/min u V stupnju prijenosa (prijenosni odnos 0,77 : 1), sa završnim stupnjem od 4,06 te gumama na pogonskim kotačima opsega 1841 mm razvija brzinu od 35,33 km/h. Cool, zar ne? Dakako, naše pitanje s početka ovog odlomka nije ništa drukčije od onog “što je teže, kila perja ili kila zlata?”. No ipak, za kilu zlata morat ćemo naučiti još mnogo toga…