„A legtöbben természetesnek veszik az autóik gumijait” – mondta Jay Jakupca. „Megveszed, használod, vagy szereted, vagy nem. Zajt adnak vagy nem, bármilyen okból. Tudjuk, hogy van benne néhány acélszíj, és tudjuk, hogy van némi gumi a tetején, és futófelületi mintázata van. De ezt leszámítva nem szoktunk igazán sokat tudni vagy belemerülni ebbe.”
Tartalom
- A gumiabroncsok gyártása meglehetősen bonyolult
- A gumiabroncsok tervezése rendkívül bonyolult
- Való világ tesztelése
- A végső teszt a valódi élet
- A következő kihívás
Jakupca ennél többet tud; ő egy terepjáró gumi tervező a BFGoodrich számára. Amikor a Digital Trends csapata rájött, hogy nem igazán ismerjük eléggé az abroncsokat, felhívtuk Jakupcát és a BFGoodrich közúti kollégáját, hátha találunk valami nyomot.
Ajánlott videók
A gumiabroncsok gyártása meglehetősen bonyolult
Ha belegondolunk, egy közönséges gumiabroncs csodálatos munka. Elég puha ahhoz, hogy a körmével nyomot hagyjon benne, de 20 000-50 000 mérföldet kibír az autóján. Egy átlagos gumiabroncs élettartama során előfordulhat, hogy mínuszban, hóviharban, vagy 150 fok feletti hőmérsékleten kell működnie egy forró nyári napon. Átborul sziklákon, járdaszegélyeken, kátyúkon és ami még rosszabb, és tovább fog menni. A túléléshez egy abroncsnak elég keménynek kell lennie ahhoz, hogy elviselje az ütést, és elég rugalmasnak kell lennie ahhoz, hogy milliószor visszapattanjon.
Ez a szívósság akkor épül be, amikor a gumi készül. Az ikergyűrűkkel kezdődik, amelyek az abroncsot a kerékhez tömítik. Minden gumiabroncs a két merev drótgyűrű köré épül fel. A nejlonnal, poliészterrel, kevlárral vagy más anyagokkal megerősített gumirétegek először létrehozzák azt, amit a gumiabroncsgyártók szövetváznak neveznek. Ezután rugalmas acélhuzal gumival bevont rétegeit rétegelik a külső felületre. Minden réteg ragasztóval van rögzítve. Végül a futófelületet és az oldalfalat alkotó puha gumit felhordják és a helyére ragasztják.
A „zöld” gumiabroncs elkészítése után egy formába kerül, hogy megszilárduljon. A forma belső felületén a futófelület mintázata van, és a gumiabroncsot felmelegítik és nyomás alá helyezik a formába. Ez a művelet alkotja a futófelületet, valamint az oldalfalakon található kiemelkedő írás. Amikor a gumiabroncs kikerül a formából, készen áll a tesztelésre és a kiszállításra.
"…Ha azt mondod, hogy a lehető legjobb sárvonóerőt szeretnéd elérni, akkor lesz valami kompromisszum."
Persze ennél többről van szó. A gumikeverékek drámaian különböznek a téli gumiabroncsok, a nagy teljesítményű gumiabroncsok, a teherautók és a nehéz gumiabroncsok között berendezések gumiabroncsai, valamint az alacsony gördülési ellenállású abroncsok, amelyeket számos hibridnél és elektromos járműnél használnak az energiafelhasználás javítására hatékonyság. Bármely gumiabroncsgyártó által használt gumikeverék szigorúan őrzött titok; nem is beszélnek az összetevőkről, még kevésbé a képletről.
„Ez egy nagyon bonyolult és hosszú folyamat” – mondta Jakupca. „Sok-sok keveréken megyünk keresztül, mert a különböző vegyületek pár százalékot tesznek lehetővé nedves tapadásban, vagy két százalékkal jobb kezelhetőséget biztosítanak. Lehet, hogy nem tűnik soknak, de a vegyület nagyon fontos. Nem akarsz nyári keveréket használni a téli abroncson."
A gumiabroncsok tervezése rendkívül bonyolult
Ha a gumiabroncsok tényleges elkészítésének a pontjához ért, a kemény munka már elkészült. A tervezési folyamat közelebbi megismerése érdekében felvettük a kapcsolatot Kevin Remmel, a B.F. Goodrich On-Road Products globális termékkategória-menedzserével.
„Összetett, futófelület-kialakítás és architektúra – mindaz, ami a versenyzésben szerzett tapasztalatainkon keresztül igazolódik, és segít bennünket a fejlődésben” – jelentette ki Reim. „De csináljuk a hagyományos fejlesztési folyamatunkat is, ahol koncepciókat alkotunk, modellezünk számítógépes rendszereinkben, majd teszteljük őket, valójában szimuláljuk őket a számítógépünkön belül rendszerek.”
A számítógépes szimuláció lehetővé teszi az olyan mérnökök számára, mint Jakupca és Reim, hogy annyi lehetséges tervet dolgozzanak át, amennyire szükségük van, mielőtt elköteleznék magukat egy prototípus mellett. Az új gumiabroncs tervezésének első lépése a kérdések feltevése.
„Valójában annyi ötletet próbálunk ki, amennyit csak tudunk, az ésszerűség határain belül, miután szimuláltuk, amit akarunk. Aztán az abroncs tesztelésre megy.”
– Konkrétan mire próbálunk törekedni? – kérdezte Jakupca. „Például, ha azt mondod, hogy a lehető legjobb sárhúzást szeretnéd elérni. Nos, lesz valami kompromisszum. Sokszor előfordulhat, hogy fel kell áldoznia a zajt, vagy fel kell áldoznia a kopást. Például a mi BFGoodrich KM3 terepabroncsunk mászásra, hódításra készült. Tehát képesnek kell lennünk sár- és sziklavonóképességre, és szükségünk van erre a nagyon robusztus oldalfalra is.”
„Sok piac-fogyasztói vizsgálatot végzünk – mondta Reim –, és sok visszajelzést kapunk a fogyasztóktól. Mind a fogyasztói, mind a piac igényeit és az összes hatósági követelményt figyelembe vesszük egy nagyon specifikus termékleírásban, valamint a teljesítményre vonatkozó kulcsfontosságú és egyéb célokat specifikációk."
Amint tudják, mit akarnak, a mérnökök egy kifinomult virtuális tesztelési modellt alkalmaznak.
„Vannak szimulációink a tapadásra és különféle elemekre, például a nedves útburkolatra” – mondta Reim a Digital Trendsnek. „Van néhány hidroplaning szimulációnk, amit futtatunk. Mindezek a dolgok elősegítik koncepcióink fejlesztését és bizonyítását. Ha úgy gondoljuk, hogy megvan az ideális kombináció, elkészítjük prototípus-variációinkat. Valójában annyi ötletet próbálunk ki, amennyit csak tudunk, ésszerű keretek között, miután szimuláltuk, amit akarunk. Aztán az abroncs tesztelésre megy.”
Való világ tesztelése
Az új gumiabroncs-konstrukció tesztelése módszeres, megismételhető és adatvezérelt.
Ezeket az összes adatot összegyűjtjük, és összetörjük, hogy döntéseket hozhassunk a termékfejlesztési ciklus következő lépéséről.
„Amikor megyünk a tesztelésre, számos prototípus abroncsvariációnk van” – magyarázta Reim. „Aztán elmegyünk a dél-karolinai tesztüzemünkbe. Számos pálya és számos jármű van ott. A lényeg az, hogy megpróbáljuk szimulálni vagy lemásolni azokat a körülményeket, amelyekben ezeket a gumikat használni fogják, és még extrémebb körülmények között is.”
A vezetés szerelmeseinek a gumitesztpilóta lehet a végső karrier.
„Tesztpilótáink nagyon jól képzettek és tapasztaltak abban, hogy felderítsék az árnyalatokat ezek között a termékek között, és visszajelzést adjanak az általunk kért különféle tesztelésekről” – mondta Reim. „A tesztelés jellemzően a szokásos nedves és száraz fékezéssel, zajjal és kényelemmel jár. De sokat autókrosszunk vizes és száraz úton is.” Tehát a tesztelőket az autocrossra fizetik. Jelentkezzen be hozzánk!
Az emberi tesztelés mellett létezik automatizált gépi tesztelés is.
„Nagyon objektív” – mondta Reim. „A gépi tesztelés inkább a tartósságot és a tartósságot szolgálja. Ezeket az összes adatot összegyűjtjük, és összetörjük, hogy döntéseket hozhassunk a termékfejlesztési ciklus következő lépéséről. Általában több cikluson megyünk keresztül a koncepciógeneráláson, egészen a prototípusok készítéséig és teszteléséig, mielőtt eljutnánk a piac számára legmegfelelőbb termékhez. Szóval sok minden megy minden új termékbe.”
A végső teszt a valódi élet
Jakupcának az a feladata, hogy elkészítse a terep olyan abroncsok, amelyek meghódítják a világ legnehezebb versenyeit, mint például a Baja 1000. A BFGoodrich abroncsokkal közlekedő versenyzők összesen 30 alkalommal nyerték meg a Baját. 2018-ban a Baja 1000 legjobb tíz versenyzője közül nyolcan BFGoodrich gumikon indultak. Ezt a versenyt a végső próbatételnek tekintik.
BFGoodrich Gumiabroncsok - Baja-Tough
„Az adatok egy részét a 2016-os Bajáról kaptuk” – mondta Jakupca. „Ez az információ kritikus volt számunkra, hogy megvizsgáljuk, mit kell hangolni. Terepszempontból a Baja megadta nekünk azt az önbizalmat, amelyre a KM3-ban kellett.”
„Mi egy teljesítménymárka vagyunk” – erősködött Reim. „Olyan termékeket teszünk közzé, amelyek valóban megfelelnek a teljesítményre vágyóknak. Olyan emberek, akik igazán értékelik azt a teljesítményt, amit a járművekből ki lehet hozni, és természetesen az ezekhez a járművekhez illő alkatrészeket. Így számos motorsport-helyszínen veszünk részt az útfejlesztés érdekében. Legyen szó a vázszerkezetről, a futófelület összetételéről vagy akár a futófelület-kialakításról, ez biztosítja számunkra azt a know-how-t, amely több tömegpiaci termék előállításához szükséges.”
A következő kihívás
Az autók, teherautók és SUV-k folyamatosan nagyobb nyomatékkal és több lóerővel állnak elő, és ez egyre nagyobb igényt támaszt az olyan gumiabroncs-gyártókkal szemben, mint a Jakupca és a Reim. Továbbá nem csak arról van szó, hogy nagyobb a nyers nyomaték és a sebesség; az, hogy mikor és hogyan alkalmazzák ezt a nyomatékot.
„Az elektromos rendszereknél a forgatónyomaték kezd áthaladni a tetőn, és arra számítunk, hogy ez továbbra is így fog menni” – mondta Reim a Digital Trendsnek. „Tehát ott már megértjük, hová kell tennünk a termékünkkel. Merevebb futófelület-kialakításokat kell kidolgoznunk, hogy képesek legyünk kezelni ezt a nyomatékot.”
Ha megérted a gumiabroncsokon végzett munkát, nehéz természetesnek venni őket. Tartsa ezt szem előtt, amikor legközelebb egy sziklán vagy kátyún akar átgázolni.
