خريد تاير جديد براي خودرو ميتواند به يكي از پراسترسترين و البته پيچيدهترين تصميمگيريها براي مالكان، بهخصوص افراد كمتجربه، تبديل شود. اغلب افراد بهسادگي اهميت و جايگاه لاستيكها را دستكم ميگيرند، اما حقيقت اين است كه توليد تاير به صنعتي حساس، پيچيده، حياتي و پرسود بدل شده است. تاير براي خودرو حكم كفش را براي پاي انسان دارد، بنابراين انتخاب تاير مناسب سبب راحتي و عملكرد بهتر خواهد شد.
تايرها چگونه ساخته ميشوند؟
براي شرح چگونگي توليد تاير ابتدا نياز است با اجزاي تشكيلدهندهي آن آشنا شويم.
ساختار تاير خودرو
تاير خودرو از اجزاي مختلفي تشكيل شده است كه وجود هر يك براي عملكرد صحيح و ايمن آن حياتي است. تايرها ساختاري لايهاي دارند كه در تصوير زير بهخوبي به نمايش درآمدهاند.
طوقه
طوقه حلقهاي از چند رشته فولاد با استحكام بالا است كه روي آن پوششي از لاستيك قرار دارد. وظيفهي اصلي طوقه موقعيتدهي و هممركز كردن تاير و رينگ و همينطور جذب نيروهاي واردشده از رينگ به لاستيك است.
بدنه
بدنهي تاير از چندين لايهي تنيدهشده تشكيل شده است. معمولترين لايهي مورد استفاده نخهاي پلياستر است. در لاستيكهاي راديال اين نخها بهصورت عمود بر آج تاير قرار گرفتهاند. در تايرهاي قديميتر، نخها با زاويهاي خاص نسبت به آج قرار ميگرفتند. در نهايت لايههاي تنيده شده با لاستيك پوشانده ميشوند تا علاوهبر پيوند با ساير لايهها، بتوانند هوا را درون تاير محبوس كنند. گاهي استحكام تايرها با تعداد لايههاي بدنهي آنها سنجيده ميشود. در بيشتر خودروها از تايرهاي دو لايه استفاده ميشود، اما در تاير هواپيماهاي تجاري بزرگ تعداد لايهها به ۳۰ و بيشتر نيز ميرسد.
تسمه
تسمهها لايهاي از رشتههاي فولادي هستند كه درست زير آج تاير قرار گرفتهاند. وظيفهي تسمهها تقويت استحكام تاير مقابل پنچري و همينطور حفظ سطح صاف و مناسب هنگام تماس لاستيك با سطح جاده است.
لايههاي اضافي پلياستر
بعضي تايرها داراي يك يا دو لايهي اضافي از پلياستر هستند كه سبب ميشود ساير لايهها با استحكام بيشتري در كنار يكديگر قرار گيرند. اين لايههاي اضافي بيشتر در تايرهاي مخصوص سرعتهاي بالا ديده ميشود.
ديواره جانبي
ديوارهي جانبي در تاير نقش حفظ استحكام جانبي را برعهده دارد. اين بخش براي مراقبت از ساير لايهها و همينطور محافظت جانبي تايرها و حفظ هواي درون تاير حياتي است.
آج
آج تاير تركيبي از چند لاستيك طبيعي و مصنوعي است. آج و ديوارهي جانبي به روش اكستروژن توليد ميشوند و در اين مرحله سطح لاستيك توليدي بدون الگوهاي معمول روي آج، جهت ايجاد اصطكاك است.
تمام اين اجزا درون دستگاه توليد تاير روي يكديگر مونتاژ ميشوند. در اين دستگاه لايههاي مختلف با دقت مناسبي روي يكديگر قرار ميگيرند و در نهايت شكل و اندازهي تاير تاحدودي به محصول نهايي نزديك ميشود. در اين مرحله هنوز خبري از الگوهاي آج لاستيك نيست و خروجي دستگاه توليد لاستيك را «تاير سبز» مينامند. در مرحلهي بعد تاير را به دستگاه پرداخت ميفرستند تا در آنجا طي عمليات حرارتي الگوهاي آج ايجاد و نوشتهها و اعداد روي تاير حك شود. طي عمليات حرارتي تمامي لايهها با استحكام بالا به هم ميچسبند و در اصطلاح لاستيك پخته ميشود تا استحكام نهايي ايجاد شود. در آخرين مرحله پرداخت نهايي و بازرسي صورت ميگيرد تا محصول نهايي حاصل شود.
اعداد روي تاير
روي ديوارهي جانبي تايرها حروف و اعداد مختلفي حك ميشود كه هر يك معنا و مفهوم خاصي دارد. براي انتخاب تاير مناسب بايد از معناي هر حرف و عدد آگاهي داشته باشيد. در ادامه به مطالعه هر يك از اين موارد ميپردازيم:
نوع تاير
كد P215/65 R15 95H يكي از چندين كد حك شده روي بخش جانبي تايرها است. همانطور كه مشاهده ميشود، در ابتداي اين كد يك حرف وجود دارد. اين حرف بيانگر نوع تاير است و به سه دستهي كلي P، LT و T تقسيم ميشود. حرف P بهمعناي تاير مناسب جهت خودروهاي سواري سدان، شاسيبلند، مينيون و وانت است. LT بيانگر خودروهاي باري سبك و T نشاندهندهي تاير يدكي است. البته حروف ديگري نيز ميتوان به اين فهرست سهتايي اضافه كرد، اما استفاده از آنها مرسوم نيست.
پهناي تاير
بعد از اولين حرف سه عدد قرار دارد، در مثال بالا 215، كه بيانگر عرض تاير است كه از ديوارهي جانبي راست تا ديوارهي جانبي چپ اندازهگيري ميشود. اين عدد كه بر حسب ميليمتر بيان ميشود در حقيقت اندازه عرض رينگ مناسب تاير هم نشان ميدهد.
نسبت ابعاد
دو عدد بعدي نسبت ابعاد تاير را نشان ميدهد. بهطور كلي نسبت ابعاد براي بيان فاق يا ارتفاع تاير متخصصد دارد. ارتفاع تاير از طوقه تا بالاي آج اندازهگيري ميشود. نكتهي حائز اهميت در مورد نسبت ابعاد اين است كه اين عدد برحسب درصدي از پهناي تاير بيان ميشود. براي نمونه در مثال بالا عدد ۶۵ بدين معنا است كه فاق تاير ۶۵ درصد پهناي آن است. هرچه نسبت ابعاد كوچكتر باشد، پهناي تاير نسبت به فاق آن بيشتر است.
تايرهاي مخصوص خودروهاي مسابقهاي بهطور معمول نسبت ابعاد پايينتري دارند. دليل آن است كه تايرهاي پهن و فاق كوتاه پايداري جانبي بهتري دارند. خودروهاي مسابقهاي در هنگام عبور از پيچها نيروهاي جانبي زيادي را متحمل ميشوند كه بهطور مستقيم اين نيروها به تايرها وارد ميشود؛ درنتيجه تايرهاي با نسبت ابعاد كوچكتر مناسب اين شرايط هستند. ديوارههاي جانبي اين تايرها نسبت به تايرهاي عادي كوتاهتر و سختتر است و ميتواند شرايط مسابقه و نيروهاي جانبي را تاب بياورد.
روش ساخت
دومين حرف حك شده روي تاير بيانگر روش ساخت تاير است. در حال حاضر روي بيشتر تايرها حرف R نقش بسته كه بيانگر راديال بودن تاير است. در گذشته تايرهاي باياس مورب و باياس كمربندي به ترتيب با حروف D و B توليد ميشدند.
قطر رينگ
رقم بعدي بيانگر اندازه قطر رينگ بر حسب اينچ است. در مثال بالا اين عدد ۱۵ بوده كه بهمعناي تاير مناسب براي رينگي با قطر ۱۵ اينچ است.
وزن و سرعت مجاز
رقم آخر و حرف بعد از آن به ترتيب ميزان وزن قابل تحمل و حداكثر سرعت مجاز براي تاير را نشان ميدهند. هر يك از اين مولفهها جدولي خاص دارد كه در ادامه قابل مشاهده است.
درجه كيفيت يكنواخت تاير
علاوه بر كد حك شده روي تاير، بخش ديگري شامل ميزان تخميني عمر آج، ميزان چسبندگي و دفع حرارت تاير روي آن حك ميشود كه نمونهاي از آن در تصوير زير قابل مشاهده است:
عمر آج
اين پارامتر كه بهصورت يك عدد نمايش داده ميشود در شرايط كنترل شده در جادههاي آزمايش دولتي بهدست آمده است. هرچه اين عدد بزرگتر باشد احتمال عمر بيشتر آج تاير بالاتر است. به دليل اينكه هيچكس قادر به پيشبيني عمر دقيق آجها در شرايط مختلف رانندگي نخواهد بود، اين پارامتر تخميني از ميزان عمر مورد انتظار به دست ميدهد.
چسبندگي
ميزان چسبندگي تاير بهصورت AA، A، B يا C نمايش داده ميشود. اين پارامتر براساس توانايي متوقف كردن خودرو روي سطح بتن لغزنده و آسفالت آزمايش و اندازهگيري شده است. در اين آزمايش با اندازهگيري مسافت ترمزگيري از لحظهي آغاز فشردن پدال ترمز تا لحظهي توقف كامل خودرو، پارامتر مورد مباحثه براي تايرها تعيين ميشود.
دما
درجهبندي تاير بر حسب كيفيت عملكرد در دفع حرارت و عدم جذب حرارت براساس حروف A، B و C اين درجهبندي هنگامي انجام ميشود كه تاير به ميزان استاندارد باد شده است، اما وزن و سرعت اضافي در اين رتبهبندي لحاظ نميشود. سرعت و بار اضافي بهروشني ميتواند سبب افزايش دما و كاهش طول عمر تاير و در مواردي حتي سبب تركيدن لاستيك شود.
تايرهاي چهار فصل با قابليت حركت در گل و برف
اگر تايري داراي علامت MS، M+S يا M&S باشد، بدان معنا است كه اين تاير براساس راهنماي توليدكنندگان لاستيك قابليت حركت در برف و گل را دارد. براي دريافت اين نشان تايرها بايد ويژگيهاي زير را دارا باشند:
۱. حداقل يك طرف آجها بايد داراي شيارهاي متعدد باشد كه شرايط زير را داشته باشند:
- شيارها بايد حداقل به اندازهي ۲/۱ اينچ امتداد داشته باشند
- عرض شيارها بايد حداقل ۱۶/۱ اينچ باشد
- زاويهي شيارها نسبت به مسير حركت بين ۳۵ تا ۹۰ درجه باشد
۲. حداقل ۲۵ درصد از سطح آجها شيارهايي باشد كه با سطح تماس پيدا نميكند.
بهطور خلاصه شرايط بالا بيان ميكند كه تايرهاي چهار فصل و مناسب شرايط گل و برف بايد داراي شيارهاي به نسبت بزرگي باشند كه از لبهي آجها آغاز شده و تا وسط تاير امتداد مييابند، بهعلاوه اين شيارها بايد حداقل ۲۵ درصد از سطح لاستيك را شامل شوند. وجود شيارها سبب ميشود كه برف درون اين فضاها گير افتاده و درنتيجه چسبندگي لازم براي حركت در چنين شرايطي فراهم شود.
هيدروپلنينگ (Hydroplaning)
هيدروپلنينگ هنگام عبور خودرو از محل چالهي آب ساكن اتفاق ميافتد. اگر هنگام عبور تاير از اين چاله آب نتواند با سرعت مناسب از زير چرخ به اطراف پاشيده شود، چرخ با زمين در تماس نبوده و حالت غوطهوري خواهد داشت. در اين حالت تاير هيچ اصطكاكي نخواهد داشت و درنتيجه كنترل آنها از دست ميرود. بعضي تايرها به گونهاي طراحي ميشوند كه احتمال وقوع پديدهي هيدروپلنينگ را كاهش دهند. اين تايرها شيارهاي عميقي دارند كه در جهت آجها امتداد يافتهاند.
مطالعه نقش باد تاير بر توليد گرما
اگر با دقت به تاير خودروها نگاه كنيد، حتما متوجه ميشويد كه كاملا گرد نيستند. در حقيقت در محل تماس تاير با زمين، بخشي از آن بهصورت كاملا صاف و بدون انحنا روي زمين پهن ميشود كه از اين پس به آن «منطقهي تماس» ميگوييم. اگر خودرو را روي سطحي شفاف قرار دهيم و از زير به آن نگاه كنيم، ميتوانيم طول و عرض منطقهي تماس هر تاير را اندازهگيري كنيم (توجه داشته باشيد كه منطقهي تماس تقريبا به شكل يك مستطيل است). با به دست آمدن طول و عرضها و محاسبهي مساحت مجموع مناطق تماس تايرها و ضرب آن در فشار تاير ميتوان با تخمين خوبي وزن خودرو را تعيين كرد.
به دليل وجود فشار مشخصي بر هر سانتيمتر مربع از تاير (فرض ميكنيم معادل ۲۰ نيوتن بر سانتيمتر مربع) درنتيجه سطح كمي بر حسب سانتيمتر مربع نياز است تا بتواند وزن خودرو را تحمل كند. با افزايش وزن يا كاهش فشار تاير مساحت بيشتري براي تحمل وزن خودرو نياز است؛ درنتيجه سطح منطقهي تماس افزايش مييابد. همانطور كه در تصوير زير قابل مشاهده است، ظاهر تاير كمباد يا تحت وزن بيش از اندازه نسبت به تاير با باد استاندارد و در شرايط بار عادي از حالت گرد خارج ميشود. در محل تماس تاير با سطح جاده، بخشهاي جانبي اندكي به سمت بيرون انحنا پيدا ميكنند. اين تغيير شكل نياز به اعمال نيرو دارد و هرچه اين انحنا بيشتر باشد، نيروي بيشتري صرف اين مورد خواهد شد. هنگام حركت و چرخش تاير در سطح جاده، در هر لحظه نقاط خاصي دچار انحنا شده و دوباره به حالت عادي باز ميگردند. اين چرخه در طول مسير بارها تكرار ميشود و باتوجه به اينكه ويژگيهاي الاستيك تاير ايدهآل نيست، هر بار پس از انحناي خارجي، تاير به شكل دقيق اوليه باز نخواهد گشت. اين امر بدان معنا است كه بخشي از نيروي صرف شده جهت ايجاد انحنا به شكل حرارت جذب تاير يا سطح جاده خواهد شد. باتوجه به اينكه تاير كمباد يا تحت بار بيش از اندازه انحناي جانبي بيشتري پيدا ميكند، گرماي بيشتري توليد و جذب خواهد كرد.
ضريب اصطكاك غلتشي
گاهي توليدكنندگان تاير ضريب اصطكاك غلتشي (CRF) تايرهاي توليدي را اعلام ميكنند. اين ضريب مشخص ميكند كه چه مقدار نيرو جهت به غلتش درآوردن تاير روي سطح جاده مورد نياز است. توجه داشته باشيد كه اين ضريب هيچ ارتباطي به ميزان چسبندگي تاير ندارد و صرفا معياري براي سنجش ميزان مقاومت غلتشي تاير خودرو است. اين نيرو برابر حاصل ضرب CRF در وزن خودرو است. در جدول زير نمونههايي از اين ضريب براي تايرهاي مختلف آورده شده است:
نوع تاير | ضريب اصطكاك غلتشي |
---|---|
تاير با مقاومت غلتشي پايين | 0.006-0.01 |
تاير معمولي | 0.015 |
تاير وسايل نقليه باربري (كاميون و ...) | 0.006-0.01 |
چرخ قطار | 0.001 |
براي مثال يك خودروي ۱۸۰۰ كيلوگرمي را در انديشه متخصصين بگيريد كه ضريب CRF آن برابر ۰.۰۱۵ است. نيروي مورد نياز براي غلبه بر اصطكاك غلتشي معادل ۲۷ كيلوگرم خواهد بود. حال بايد بدانيم كه چه مقدار قدرت براي فراهمكردن اين ميزان نيرو مورد نياز است. قدرت برابر حاصل ضرب سرعت در نيرو است، بنابراين قدرت وابسته به سرعت خودرو خواهد بود. براي مثال در سرعت ۱۲۰ كيلومتر بر ساعت تايرها حدود ۱۲ اسببخار قدرت جهت غلبه بر اصطكاك غلتشي صرف ميكنند كه اين رقم براي سرعت ۸۸ كيلومتر بر ساعت معادل ۸.۸ اسببخار است. تمام اين قدرت به گرما تبديل ميشود كه بخش عمدهي آن به تاير و بخشي به جاده انتقال مييابد. اگر سطح جاده نرم باشد (مانند جادهي شني) بيشتر گرما به جاده منتقل ميشود، اما ضريب CRF افزايش چشمگيري مييابد.
اهميت تنظيم باد بر عمر تاير
همانطور كه در تصوير مشخص است، كمبود باد تاير سبب خوردگي بخشهاي خارجي آن، افزايش مصرف سوخت و توليد گرما ميشود. به همين دليل است كه توصيه ميشود حداقل ماهي يك بار باد تايرها كنترل شود.
فشار زياد هواي تاير نيز سبب آسيب و خوردگي در بخشهاي مركزي تاير ميشود. هرگز نبايد فشار باد تاير را بيش از حد نهايي پيشنهادي توسط سازنده تنظيم كرد. اغلب پيشنهاد ميشود كه باد تاير كمي پايينتر از حد نهايي پيشنهادي تنظيم شود تا سواري نرمتري حاصل شود، اما تنظيم باد در فشار نهايي سبب بهبود مصرف سوخت خواهد شد. علاوه بر موارد بالا، عدم ترازبندي مناسب چرخها ميتواند سبب كاهش عمر تاير، خوردگي و گاهي پارگي سطح آن در بخشهاي داخلي و بيروني شود.
هم انديشي ها