Izrada vašeg seta guma uključuje mnogo više nego što mislite

“Većina ljudi uzima gume na svojim automobilima zdravo za gotovo,” rekao je Jay Jakupca. “Kupiš ih, koristiš ih, ili ti se sviđaju ili ne. Stvaraju buku ili ne, iz bilo kojeg razloga. Znamo da tamo ima čeličnih pojaseva, znamo da ima gume na vrhu i da ima uzorak gaznog sloja. Ali osim toga, nemamo tendenciju znati puno niti zaroniti u to."

Jakupca zna više od toga; on je terenac guma dizajner za BFGoodrich. Kad je tim Digital Trends shvatio da zapravo ne znamo ni približno dovoljno o gumama, nazvali smo Jakupca i njegovog kolegu za cestovne poslove u BFGoodrichu da vidimo možemo li uhvatiti trag.

Izrada guma pomalo je komplicirana

Kad bolje razmislite, obična guma je nevjerojatan komad posla. Dovoljno je mekan da na njemu možete ostaviti trag noktom, ali traje 20.000 do 50.000 milja na vašem automobilu. Tijekom životnog vijeka prosječne gume, možda će morati raditi na temperaturama ispod nule u mećavi ili iznad 150 stupnjeva na vrućem ljetnom danu. Otkotrljat će se preko kamenja, rubnjaka, rupa i još gore, i nastavit će. Da bi preživjela, guma mora biti dovoljno čvrsta da podnese udarac i dovoljno fleksibilna da se odbije milijune puta.

Ta se žilavost ugrađuje kada a guma je izrađena. Počinje s dvostrukim prstenovima koji pričvršćuju gumu za kotač. Svaka guma izgrađena je oko ta dva kruta žičana prstena. Slojevi gume, ojačani najlonom, poliesterom, kevlarom ili drugim materijalima idu prvi kako bi stvorili ono što proizvođači guma nazivaju trupom. Zatim se slojevi fleksibilne čelične žice obloženi gumom postavljaju s vanjske strane. Svaki sloj je pričvršćen ljepilom. Na kraju, mekana guma koja čini gaznu površinu i bočnu stijenku se nanosi i lijepi na mjesto.

Nakon što se napravi "zelena" guma, ona ide u kalup za stvrdnjavanje. Kalup ima uzorak gaznog sloja na svojoj unutarnjoj strani, a guma se zagrijava i stlači u kalup. Ova radnja oblikuje gazni sloj, zajedno s ispupčenim natpisom na bočnim stijenkama. Kada guma izađe iz kalupa, spremna je za testiranje i isporuku.

Ima tu, naravno, više od toga. Gumene smjese dramatično se razlikuju između zimskih guma, guma visokih performansi, guma za kamione i teških guma gume za opremu i gume s malim otporom kotrljanja koje se koriste na mnogim hibridima i električnim vozilima za poboljšanje energije učinkovitost. Gumena smjesa koju koristi svaki proizvođač guma je strogo čuvana tajna; neće ni raspravljati o sastojcima, a još manje o formuli.

“To je vrlo razrađen i dug proces”, rekao je Jakupca. “Prolazimo kroz mnoge, mnoge smjese jer će vam različite smjese dati nekoliko postotaka pri prianjanju na mokrom, ili vam mogu dati dva posto bolju upravljivost. Možda se ne čini mnogo, ali spoj je vrlo bitan. Ne želite koristiti ljetnu smjesu na zimskoj gumi.”

Dizajniranje guma je super komplicirano

Jednom kada dođete do prave izrade guma, težak je posao već obavljen. Kako bismo pobliže pogledali proces dizajna, kontaktirali smo Kevina Reima, globalnog voditelja kategorije proizvoda za B.F. Goodrich On-Road Products.

“Smjesa, dizajn gaznoga sloja i arhitektura, sve je to dokazano našim iskustvom u utrkama i pomaže nam u razvoju,” izjavio je Reim. “Ali također radimo naš tradicionalni razvojni proces, gdje stvaramo koncepte, modeliramo ih unutar naših računalnih sustava i zatim ih testirati, zapravo ih simulirati unutar našeg računala sustavi."

Računalna simulacija omogućuje inženjerima poput Jakupce i Reima da razrade onoliko potencijalnih dizajna koliko je potrebno prije nego što se moraju posvetiti izradi prototipa. Prvi korak u dizajniranju nove gume je postavljanje pitanja.

"Čemu posebno pokušavamo težiti?" – upita Jakupca. “Na primjer, ako kažete da želite imati najbolju vuču u blatu koja postoji. Pa, bit će kompromisa. Mnogo puta ćete možda morati žrtvovati buku ili ćete možda morati žrtvovati trošenje. Na primjer, naša terenska guma BFGoodrich KM3 stvorena je za penjanje, za osvajanje. Dakle, moramo biti u mogućnosti imati vuču blata, stijene, a također moramo imati ovu vrlo robusnu bočnu stijenku."

“Provodimo puno studija od tržišta do potrošača,” rekao je Reim, “i uzimamo mnogo povratnih informacija od potrošača. Postavljamo potrebe potrošača kao i potrebe tržišta i sve zakonske zahtjeve zajedno u vrlo specifičnoj specifikaciji proizvoda, zajedno s ključnim ciljevima za izvedbu i ostalo naočale."

Nakon što saznaju što žele, inženjeri koriste sofisticirani virtualni model testiranja.

"Imamo simulacije za trakciju i razne elemente poput mokrog kolnika", rekao je Reim za Digital Trends. “Imamo neke simulacije hidroplaninga koje izvodimo. Sve ove stvari pomažu u razvoju i dokazivanju naših koncepata. Jednom kada smatramo da imamo idealnu kombinaciju, napravit ćemo naše prototipove varijacija. Stvarno se radi o isprobavanju što više ideja koje možemo, unutar razumnih granica, nakon što smo simulirali ono što želimo. Zatim ta guma ide na testiranje.”

Testiranje u stvarnom svijetu

Testiranje novog dizajna gume je metodično, ponovljivo i temeljeno na podacima.

"U trenutku kad krenemo na testiranje, imamo brojne varijacije prototipova guma", objasnio je Reim. “Onda idemo u naš testni centar u Južnoj Karolini. Tamo imamo brojne staze i brojna vozila. Cijela poanta je da pokušavamo simulirati ili replicirati uvjete u kojima će se ove gume koristiti, pa čak i ekstremnije uvjete.”

Za ljubitelje vožnje, biti vozač na testu guma mogao bi biti vrhunska karijera.

"Naši testni vozači vrlo su dobro obučeni i iskusni u otkrivanju nijansi između ovih proizvoda i davanju povratnih informacija za različita testiranja koja smo tražili", rekao je Reim. “Testiranje obično uključuje uobičajeno kočenje na mokrom i suhom, buku i udobnost. Ali radimo puno autocrossa po mokrom i suhom.” Dakle, testeri su plaćeni za autocross. Prijavite nas!

Osim ljudskog testiranja, postoji automatizirano strojno testiranje.

"To je vrlo objektivno", rekao je Reim. “Strojno testiranje je više za trajnost i izdržljivost. Prikupljamo sve te podatke i obrađujemo ih kako bismo donijeli odluke o sljedećem koraku u ciklusu razvoja proizvoda. Obično prolazimo kroz nekoliko rundi stvaranja koncepta u izradi prototipa i testiranju prije nego što dođemo do onoga za što vjerujemo da je najbolji proizvod za tržište. Dakle, puno ulazi u svaki novi proizvod.”

Krajnji test je stvarni život

Jakupcin posao je napraviti off-road gume koje će osvojiti najteže utrke na svijetu, poput Baje 1000. Vozači s BFGoodrich gumama osvojili su Baju ukupno 30 puta. U 2018., osam od deset najboljih vozača u utrci Baja 1000 vozilo se na gumama BFGoodrich. Ta se utrka smatra ultimativnim testom.

“Dobili smo neke podatke iz Baje 2016.”, rekao je Jakupca. “Ta nam je informacija bila ključna da bismo vidjeli što je potrebno prilagoditi. Iz off-road perspektive, Baja nam je dao povjerenje koje smo trebali u KM3.”

"Mi smo brend za performanse", ustrajao je Reim. “Izdajemo proizvode koji stvarno služe onima koji traže učinak. Ljudi koji stvarno cijene performanse koje mogu dobiti iz vozila i, naravno, komponente koje odgovaraju tim vozilima. Stoga smo uključeni u niz motosportova za razvoj na cesti. Bilo da se radi o konstrukciji karkase ili smjesi za gazni sloj ili čak o dizajnu gaznog sloja, to nam daje znanje i iskustvo koje je potrebno za proizvodnju više proizvoda za masovno tržište.”

Sljedeći izazov

Automobili, kamioni i terenska vozila neprestano dolaze s više okretnog momenta i konjskih snaga, a to postavlja sve veću potražnju za proizvođačima guma kao što su Jakupca i Reim. Nadalje, ne radi se samo o tome da ima više sirovog momenta i brzine; to je kada i kako se taj moment primjenjuje.

"S električnim sustavima okretni moment počinje ići preko krova i očekujemo da će i dalje tako ići", rekao je Reim za Digital Trends. “Dakle, upravo tu razumijemo kamo trebamo ići s našim proizvodom. Morat ćemo smisliti dizajn gaznoga sloja koji je čvršći da bismo mogli podnijeti taj okretni moment."

Jednom kada shvatite posao koji je uložen u vaše gume, teško ih je uzeti zdravo za gotovo. Imajte to na umu sljedeći put kad se budete spremali pregaziti kamen ili rupu.