Continental – V zimě bezpečně

Dobrým příkladem je řada zimních pneumatik pro užitková vozidla. Na zledovatělých a zasněžených vozovkách stejně jako na mokrých silnicích za sychravého počasí jsou vozidla s běžným obutím vhodná jen omezeně. Continental vyvinula jako produktovou řadu Scandinavia specifické zimní pneumatiky pro užitková vozidla, které poskytují přesně takové vlastnosti, jaké jsou potřeba pro bezpečné používání v zimě, a zároveň podporují ekonomický provoz. Speciálně pro zimní povětrnostní a silniční podmínky byly optimalizovány záběrové a brzdné vlastnosti. Dr. Frank Walloch, vedoucí vývoje Continental divize pneumatik pro užitková vozidla EMEA (Evropa, Střední východ, Afrika), vysvětluje: „Se zimními pneumatikami lze trakci zvýšit o více než 20 procent. Při rychlosti 50 km/h zkrátí vozidlo, které je vybaveno zimními pneumatikami na všech kolech, svoji brzdnou dráhu téměř o 10 metrů."

Zimní pneumatiky pro každou nápravu. Požadavky na pneumatiky nákladních vozidel jsou zcela odlišné pro řídicí, záběrové a návěsové nápravy; tuto okolnost Continental zohlednil a nabízí pro každou nápravu specifické zimní pneumatiky. Požadavky pro konkrétní nápravu, např. optimální řiditelnost a boční vedení pro přední nápravu, maximální trakce a přenos brzdné síly na záběrové nápravě, jsou optimálně splněny. Podstatný rozdíl zimních pneumatik spočívá v dezénu. Řada komplexních lamel zajistí i při nízkých teplotách a na ledu a sněhu, že pneumatika mimořádně dobře zařezává a odvádí vodu. Dr. Frank Walloch říká: „Umění lamel je v tom, že poskytují co nejvíce drážek, aniž by přitom pneumatika ztrácela na své robustnosti. Toho jsme dosáhli díky jejich 3D geometrii a cílené optimalizaci pryžové směsi, která rovněž důležitým způsobem pomáhá ke stabilitě." Optimálního bočního vedení zimních pneumatik je dosaženo díky širokému žebru ramena, které poskytuje oporu především proti bočním silám vznikajícím při jízdě do zatáčky. Důležitou roli pro bezpečnost hrají zimní pneumatiky zejména u návěsů. Na rozdíl od pneumatik s maximální optimalizací valivého odporu musí mít zimní pneumatika výrazně vyšší přilnavost při jízdě do zatáčky nebo brzdění. Vedle lepšího držení stopy je dalším pozoruhodným přínosem pro bezpečnost: šest zimních dezénů, které aktivně spolupracují na zpomalování jízdní soupravy.

Bezpečně a hospodárně. Časté předsudky, jako je zvýšená spotřeba, horší jízdní vlastnosti a kratší životnost, již patří díky moderním špičkovým zimním pneumatikám minulosti. U řady Continental Scandinavia se na předních nápravách a nápravách přívěsů používá takzvaný dvoufázový „inteligentní" dezén. Dr. Frank Walloch vysvětluje: „Díky nové podobě se jednotlivé bloky dezénu pneumatiky pro řídicí nápravu mění v průběhu své existence na široká dezénová žebra a pneumatika je tak při odvalování tišší a úspornější ve spotřebě paliva." Záběrová síla pneumatik pro záběrové nápravy zůstává naproti tomu zachována až do posledního ujetého metru. To zajišťuje speciální geometrie dezénu s mnoha příčnými lamelami ve směrovém dezénu a otevírajícími se kapsovitými drážkami. „Nákladní vozidla a autobusy, které uváznou na zledovatělých silnicích, stojí provozovatele vozidla spoustu peněz. Specifické dezény zimních pneumatik naproti tomu zaručují při sněhu a ledu nejlepší záběrové a brzdné vlastnosti," prohlašuje dr. Frank Walloch.

Snazší odvalování pneumatik

Od doby, co byla vynalezena automobilová pneumatika, se její konstruktéři zabývají také valivým odporem a jeho optimalizací. Pro bezpečnou a pohodlnou jízdu jsou bezpodmínečně nutné elastické vlastnosti pryže, překonání valivého odporu naproti tomu znamená náklady. Při každém kontaktu s vozovkou se pneumatika deformuje a spotřebovává přitom energii, která se jako valivý odpor ztrácí ve formě tepla. Pro ekonomický provoz vozového parku byl dříve hlavním argumentem kilometrový výkon pneumatiky.

S enormním nárůstem cen paliva se karta obrátila a rozhodujícím kritériem při nákupu pneumatik se stal valivý odpor. V současnosti se za zásadní součásti prémiových pneumatik považuje také protektorovatelnost a bezpečnost. Překonání valivého odporu patří k základním cílům dalšího vývoje pneumatik. Z kombinace hnací síly pohánějící kolo dopředu a vertikálně působící tíhové síly, které působí na příslušnou pneumatiku, vzniká opakovaná elastická deformace pneumatik. Část deformace pneumatiky se přeměňuje na teplo – takzvaná hysterezní ztráta. Hystereze představuje fyzikální důvod valivého odporu pneumatiky. „Největší vliv na změnu tvaru a tím na překonání valivého odporu má struktura a složení pneumatiky," vysvětluje dr. Frank Walloch, vedoucí vývoje divize pneumatik pro užitková vozidla EMEA (Evropa, Střední východ, Afrika). Dalšími faktory, které ovlivňují spotřebu energie, jsou rychlost jízdy, teplota a tlak vzduchu, zatížení a stupeň opotřebení pneumatiky, odpor vzduchu a proudění, která vznikají při určité rychlosti jízdy. Na valivý odpor mají bezprostřední vliv také vlastnosti vozovky a povětrnostní podmínky. Mokré silnice znamenají zároveň zvýšenou spotřebu paliva.

Proti valivému odporu. Valivý odpor se měří koeficientem valivého odporu (CR), v poměru valivého odporu k zatížení pneumatiky v kilogramech na jednu tunu (CR v kg/t). Úkol inženýrů, kteří navrhují pneumatiky, je jasný, ale také obtížný: Vyvinout pneumatiky s optimalizovaným valivým odporem pro příslušné použití. Dr. Frank Walloch říká: „Z našich analýz vyplynulo, že v typické dálkové dopravě nákladních vozidel a autobusů činí podíl valivého odporu až 40 procent z celkového odporu. Zde je proto potenciál úspory na základě optimalizace valivého odporu nejvyšší. V regionální dopravě, které se vyznačují větším výskytem procesů zrychlování, se podíl valivého odporu pohybuje okolo 25 procent a ve smíšeném provozu okolo 30 procent. Pokud se nám podaří snížit valivý odpor například o 10 procent, znamená to pro vozový park v dálkové dopravě potenciál úspory u účtu za pohonné hmoty až 4 procenta a v regionální dopravě přibližně o 2,5 procenta." Dlouhá cesta k pneumatikám s optimalizovaným valivým odporem. Snížení valivého odporu je komplexním úkolem vývoje, který se dotýká všech oblastí vývoje pneumatik a skládá se z mnoha jednotlivých opatření. Valivý odpor vzniká deformací pryžové směsi a právě v tom vidí vývojáři pneumatik Continental nejúčinnější nástroj pro snížení valivého odporu pneumatik.

V první řadě je nutné redukovat vnitřní tření pryžových směsí a cíleně vytvořit směs z přírodního kaučuku, sazí, křemíku a dalších výplňových materiálů. Chemici z oddělení výzkumu materiálů vytvářejí v souladu s příslušným účelem použití speciální směsi pryže, které vzájemně redukují vnitřní tření polymerových řetězců a cíleným sladěním všech komponentů zaručují optimalizovaný valivý odpor při zachování dobré oděruvzdornosti a přilnavosti. Výkonnost pryžové směsi však nevyplývá pouze z jednotlivých komponent. Na kvalitu vyráběné pryže má vliv také směšovací proces, který slučuje jednotlivé přísady do směsi. Částečky výplňových materiálů, které se do hmoty přidávají pro zlepšení odolnosti proti oděru a tvorbě trhlin, musejí být zvlášť rovnoměrně rozptýleny, aby umožňovaly nízký valivý odpor. Protože se na rozdíl od vulkanizačních činidel v pryži nerozpustí, ale pouze se mechanicky rozptýlí, vynakládá se mimořádné úsilí při smíchávání jednotlivých složek. To má sice kvůli prodlouženým dobám setrvání ve směšovacích agregátech a zvýšené spotřebě energie za následek také zvýšení výrobních nákladů, ale ve výsledku je to díky nízkému oděru a valivému odporu velmi výhodné. Dalším krokem je optimalizace toku energie v pneumatice. Dr. Frank Walloch vysvětluje: „Pneumatika se skládá z mnoha různých komponentů s odlišnými vlastnostmi, které se vzájemně ovlivňují. Směsi s optimalizovaným valivým odporem se přednostně používají pro komponenty a materiálové směsi s velkým potenciálem deformace. Pohlcují odváděnou energii, při valení ji opět odevzdávají a působí tak proti valivému odporu." Různorodost komponentů pneumatiky vede k dalšímu kroku, k optimalizaci konstrukce pneumatiky. Dr. Frank Walloch říká: „Pneumatiky se u společnosti Continental konstruují pomocí počítačových simulací. Materiál se tak cíleně a bezpečně používá tam, kde je to zapotřebí (např. z důvodů pevnosti), a bez problémů se vynechá tam, kde je to účelné. Během dlouholetého vývoje se tak technikům podařilo dosáhnout nižších hmotností pneumatik."

Procesní technologie. V divizi výzkumu a vývoje Continental je k dispozici odborné oddělení, které se zabývá výhradně zlepšováním vulkanizace pneumatik. Pokud se nevulkanizovaný plášť při ohřívání pneumatik během vulkanizace (zesíťování polymerových řetězců) „peče" za mimořádně nízkých teplot (jemná vulkanizace), mají vulkanizační činidla dostatek času, aby se v pryži rozpustila a rovnoměrně rozptýlila. To při pozdějším použití redukuje vnitřní tření pryžové směsi a přináší nižší valivý odpor. Delší setrvání ve vulkanizačním procesu sice vede k vyšším nákladům na proces, ale děje se tak s vědomím, že se sníží valivý odpor. Velké pole vývoje však zůstává stále vyhrazeno pryžové směsi, která je důležitým prvkem u valivého odporu.

Význam řidiče. Valivý odpor pneumatiky ovlivňuje životní prostředí během celého životního cyklu pneumatiky. Pro segmenty výrobků, pro které má velký význam nízký valivý odpor, jmenovitě segment národní a mezinárodní dálkové dopravy, vyvinul Continental pneumatiky s velmi nízkým valivým odporem. Průběžná kontrola a dodržování tlaku v pneumatikách, který doporučuje -výrobce, ale i optimální rozdělení nákladu jsou důležitými nástroji pro dosažení provozu s optimalizovaným valivým odporem a spotřebou. V této souvislosti hraje nanejvýš důležitou roli v neposlední řadě také řidič.