Autonrenkaan kulutuspinnan kuvion toiminta

Abstract

Autonrenkaan toiminta on merkittävimpiä liikenneturvallisuuteen vaikuttavia tekijöitä. Hyvin toimivilla ja suunnitelluilla renkailla saadaan parempi pito renkaiden ja tien välille. Samalla jarrutusmatkat lyhenevät, polttoainekulutus pienenee sekä pito-ominaisuudet erilaisilla tienpinnoilla paranevat, kuten märällä, mikä parantaa turvallisuutta. Tämän työn tarkoitus on selvittää mistä vyörengas koostuu ja kuinka se valmistetaan sekä selvittää kulutuspinnan kuvion merkitys pidolle.

Työssä selvitetään kirjallisuustutkimuksella ensin vyörenkaan rakenneosat ja niiden tehtävät sekä vyörenkaan valmistusprosessin vaiheet. Seuraavaksi selvitetään kulutuspinnan kuvion toiminta, kuinka ilmiöt adheesio ja muodonmuutos vaikuttavat pitoon sekä lopuksi kulutuspinnan kuvion elementit ja niiden merkitys sekä toiminta, kun ne ovat vuorovaikutuksessa maanpinnan kanssa.

Kirjallisuusselvitys osoittaa, että vyörengas koostuu seitsemästä kriittisestä komponentista, jotka ovat kulutuspinta, teräsvyö, sivupinta, runkokoordi, jalkaosa, kolmioliuska sekä sisäkalvo. Kulutuspinnan tehtävä on mahdollistaa jatkuva kontakti renkaan ja maanpinnan välillä. Teräsvyön tehtävä on jäykistää runkokoordia sekä parantaa renkaan kulumisenkestoa ja lisätä vaurionkestoa tienpinnan aiheuttamilta vahingoilta. Sivupinnat vahvistavat renkaan rakenteellista kestävyyttä ja joustavat pystysuunnassa myötäillen tienpinnan epätasaisuutta sekä suojaavat runkokoordia naarmuilta. Runkokoordi antaa renkaalle sen muodon ja määrittää sen kuormankantokyvyn. Sisäkalvon tehtävä on pitää paineistettu ilma sisällä. Sivupinnan pohjalla oleva jalkaosa ankkuroi renkaan vanteeseen, ja kolmioliuska mahdollistaa asteittaisen siirtymän jäykästä jalkaosasta joustavampaan sivupintaan. Renkaan valmistus koostuu kuudesta vaiheesta, jotka ovat kumiseoksen sekoitus, kankaiden ja teräslankojen käsittely ja pinnoitus, kumiosien puristus muotoon, komponenttien yhdistäminen, kasatun renkaan kovettaminen sekä lopuksi tarkastus.

Renkaan kykyyn tuottaa pitoa liittyy kitkan lisäksi renkaan kyky muuttaa muotoa sekä kumiseoksen mahdollistama adheesio. Muodonmuutoksella rengas myötäilee maanpinnan epätasaisuutta, kasvattaen kontaktipinta-alaa. Adheesiolla tarkoitetaan heikkoja sidosvoimia, joita esiintyy kumiseoksen ja tienpinnan välillä, mikä myös kasvattaa pitoa. Kulutuspinnan elementit ovat poistourat, kyljet, lohkot sekä viillot, ja ne luovat mekaanista pitoa terävillä reunoilla. Poistourien tehtävä on poistaa vettä renkaan ja tien välistä. Kyljet muodostavat tukevan kulutuspinnan renkaalle sekä seinämät poistourille. Yksittäiset lohkot kulutuspinnassa purevat maahan terävillä reunoilla sekä pyyhkivät myös vettä pois. Myös kulutuspinnassa olevien pienien viiltojen tehtävä on pyyhkiä vettä pois.