Rallyabroncs: Kemény körülmények túlélése

Rallyabroncsok műszaki megvalósítása és teljesítménye extrém körülmények között

Hogyan bírják ki a rallyabroncsok a legszigorúbb környezeti körülményeket

A rallyabroncsok extrém erőknek vannak kitéve – éles kavicsbecsapódásoktól a durva aszfalt kopásáig. Fennmaradásuk négy kulcsfontosságú alkalmazkodáson múlik:

• Többféle sűrűségű gumi keverékek amelyek szakadásállók, miközben megtartják hajlékonyságukat
• Megerősített nylon rétegek a törmelék eltérítésére és a szúrások minimalizálására
• Iránytű tuskók amelyek a sártól magukat tisztítják, miközben mélyebbre hatolnak a laza felületekbe
• Fokozatos oldalfal merevség az ütések elnyelésére, miközben megőrzi a kanyarzási visszacsatolást

Az extrém ellenállás mögött rejlő alapvető mérnöki elvek

Amikor raliversenyekre gyártanak abroncsokat, a gyártóknak különböző követelmények között kell egyensúlyozniuk. A legújabb, magas szilíciumtartalmú gumiösszetételek valójában körülbelül 23 százalékkal gyorsabban vezetik el a hőt, mint a hagyományos raliabroncsok, legalábbis az előző évi FIA-jelentés szerint. Elég lenyűgöző, ha figyelembe vesszük, hogy ezeknek az abroncsoknak hajlékonyan kell működniük még fagypont alatti hőmérsékleteken is, kb. mínusz 10 fok Celsiusnál (14 Fahrenheit) is hatékonyan teljesítenek. A gumi alatt speciális, egymásba kapcsolódó acélszalagok találhatók, amelyek extra szilárdságot biztosítanak azokon a hihetetlenül nagy sebességű ugrásokon, amelyekkel a versenyzők szembesülnek a hegyi utakon. Ezek az újítások valódi különbséget is eredményeztek, körülbelül 18 százalékkal csökkentve az abroncseladásokat a WRC-versenyek közepén. Az ilyen szinten versenyző csapatoknak minden kis előny számít.

Esettanulmány: Aboncs Teljesítmény a 2023-as Monte-Carlo Raliversenyen

A raliversenyen történtek valóban érdekesek voltak. A pálya mindenféle kihívást felvetett a gumikkal szemben, voltak száraz aszfaltszakaszok, fekete jéggel borított részek, és hatalmas hótorlaszok az oldalakon. Azok a csapatok, amelyek ezeket a speciális hibrid profilkialakítású gumikat választották, valójában jobb teljesítményt nyújtottak. Ezek a gumik különböző gumiösszetételeket tartalmaztak, és a hornyok mélysége is eltérő volt a felületükön. Az átmeneti, nehezen járható pályaszakaszokon körülbelül 2 másodperccel gyorsabbak voltak kilométerenként, mint a hagyományos gumikkal felszerelt autók. A verseny után összegyűjtött adatok elemzése szintén figyelemre méltó eredményt hozott. Még akkor is, amikor a hőmérséklet ingadozott 28 Fahrenheit fok (-2 Celsius) és 55 Fahrenheit fok (13 Celsius) között, ezek a gumik képesek voltak megtartani kb. 91%-os tapadást, szemben az ideális körülmények között elérhető maximális tapadási képességükkel.

Fejlesztések a raligumik hő- és hidegállóságában

A legújabb, gumiabroncsok belsejében használt halmazállapot-változtató anyagok segítenek a belső hűtésben, így megakadályozzák a gumi összetevőinek lebomlását, amikor az abroncsok hosszú ideig nagy sebességgel forognak. Egy vezető abroncsgyártó nemrég tesztelte új prototípusát, és azt tapasztalta, hogy az teljesítménye stabil maradt 12 egymást követő kavicsos szakaszon, akkor is, amikor a hőmérséklet 2023-ban elérte a 97 Fahrenheit fokot (36 Celsius fok). A rallicsapatok már kemény megmérettetésen is átesztették ezeket az abroncsokat, és a tapasztalatok határozottan beszédesek: körülbelül 15 százalékkal jobb hőmérséklet-szabályozást értek el a régebbi modellekhez képest. Mindenki számára, aki ért a versenyzéshez, egy ilyen mértékű fejlődés jelentheti a különbséget a győzelem és a vereség között.

Az abroncsok kiválasztása az időjárás kiszámíthatatlanságához igazítva

A modern rallicsapatok mesterséges intelligencián alapuló előrejelzési modelleket használnak, amelyek keresztülhivatkoznak:

Valós idejű távolsági adatátvitel lehetővé teszi a személyzet számára, hogy az esemény során váltogasson a puha, közepes és kemény keverékek között – ez a képesség 43%-kal csökkentette az időbüntetéseket a 2023-as WRC szezon változó időjárású ralijain.

Rally gumiválasztás felülettípus szerint: Aszfalt, kavics, hó és jég

Profilkialakítások és tapadás optimalizálása különböző felületeken

A ralliciték profilja különböző felületekre optimalizált, így biztosítja a vezetőknek a jobb tapadást és stabilitást verseny közben. Kavicsos úton ezeknek a guminak a profilkockái mélyek, és lépcsőzetesen vannak elhelyezve. Így bele tudnak kapaszkodni a laza kavicsba és földbe, majd kivetik azokat a részeket, amelyek beakadtak, így a gumi mindig jó kapcsolatban maradhat a talajjal. Aszfalton teljesen más a kialakítás. A profilkockák sokkal sűrűbben és laposabban helyezkednek el, így a gumi közelebb tud simulni az úttesthez. Ez élesebbnek és jobban kontrollálhatónak érezhető a kanyarokban, még nagy sebesség esetén is. Nehéz télvíz idején, hóban és jégen, a gyártók speciális, nyíl alakú, irányított hornyokat alakítanak ki. Ezek az elemek segítenek a hó eltüzelésében a gumi alól, miközben előre halad, így csökkentve a keresztbe csúszást, amikor a vezető hirtelen kanyarodási manővert hajt végre.

Gumikeverékek: A gumi kémiai összetételének igazítása a felülethez és a hőmérsékleti viszonyokhoz

A gumik készítése során a gyártók különböző típusú kaucsukkeverékeket alkalmaznak, hogy megtalálják a megfelelő egyensúlyt a hajlékonyság megőrzése és a kellően hosszú élettartam között különböző időjárási körülmények között. A lágyabb keverékek a leghatékonyabbak, amikor nagyon hideg van, például mínusz 20 Celsius-foktól körülbelül plusz 10 Celsius-fokig, így a gumik nem merevednek meg túlságosan jégen. Meleg időjáráshoz, általában 10 és 30 Celsius-fok között, keményebb anyagot választanak, hogy a gumik ne omoljanak össze a forró kavicsos utakon, miután egész nap a napon álltak. A különleges téli gumiösszetételek valójában szilikát is tartalmaznak, ami segít megakadályozni, hogy a gumik megkővüljenek fagypont alatti hőmérsékleteken. Egy évvel ezelőtt a Motorsport Materials Reportban megjelent tanulmány szerint ezek a speciális téli keverékek körülbelül 18 százalékkal jobb tapadást biztosítanak hóban és jégen, mint a hagyományos nyári gumik.

Pirelli Rally Gumitartomány Aszfaltra, Kavicsra, Havara és Jégre

A legfelsőbb gyártók mostanában komolyan kezdtek el foglalkozni a kavicsos abroncsokkal. Vegyük például a K4-es modelljüket, amely lényegében közepes keménységű, vagy a KM6-ost, amelyet kifejezetten sáros körülményekhez terveztek. Ezek az abroncsok oldalfali védőréteggel rendelkeznek, amely valójában 2,5-szer mélyebb, mint a piacon jelenleg elérhető szabványos kialakítások. Ami a szilárd burkolatú pályákat illeti, kifejlesztettek egy S7-es sorozatot egy különleges hibrid kompozit anyagból. A sofőrök azt jelentik, hogy ezek az abroncsok körülbelül 32%-kal lassabban kopnak, amikor azokon a nagy sebességű aszfalt szakaszokon haladnak keresztül. Ne feledkezzünk meg a télisport versenyekről sem. Az Ice abroncs család legalább 190 becsúsztatható szöget tartalmaz, amelyek közvetlenül az abroncsba vannak beépítve. Ez körülbelül 40%-os tapadási javulást eredményez jeges felületeken, összehasonlítva a régi típusú, mereven rögzített szögekkel ellátott megoldásokkal.

Hankook Dynapro R213: Technológia és felületadaptáló képesség

Egy másik guminak fejlesztette ki csúcskategóriás rallicsúcsát egy olyan technológiával, mint az adaptív futófelületi geometria. Ezekben a gumikban lévő hornyokat számítógépes modellezéssel tervezték úgy, hogy ténylegesen megváltoztassák alakjukat a körülményektől függően. Szélesebbé válnak, amikor havon haladnak, ami növeli a felületi érintkezést, de összehúzódnak, amikor kavicsos útra érnek, így megakadályozzák, hogy a kavicsok beszoruljanak a gumi belsejébe. A legutóbbi tesztek szerint a sofőrök a korábbi verzióhoz képest körülbelül 22 százalékkal jobb fékezőerőt érhetnek el vizes burkolaton. Emellett van még egy másik figyelemre méltó funkció is: a hatszögletű középső blokkok körülbelül 15 százalékkal csökkentik a rezgéseket a kavicsos szakaszokon, legalábbis az elmúlt évben megjelent Rally Engineering Quarterly (Rally Mérnöki Negyedéves) beszámoló szerint.

Kavics, sár és vizes körülményekhez igazított futófelület kialakítása és tartóssága

Alapvető futófelületi jellemzők kavicsos és földes terepre

A kavicsos és földútversenyekre szánt gumiabroncsoknak nagy, agresszív taccsokkal kell rendelkezniük, amelyek megfelelő távolságra vannak egymástól, hogy igazán megragadhassák a laza talajt. Ezek között a taccsok közötti hornyok általában 6-8 mm mélyek, amelyek megakadályozzák a kövek beragadását, miközben biztosítják a szükséges oldalirányú stabilitást a kanyarokban való csúszáskor. A legtöbb vezető márkánál az utóbbi időben elkezdte beépíteni a lépcsőzetesen elhelyezett vállbordákat a dizájnokba. Ez segít csökkenteni az idegesítő taccsdeformációt, ami sebesség közben jelentkezik, és amit a raliversenyzők különösen utálnak, mivel ez túl gyorsan kopasztja a gumikat azon a nehézkes szakaszon, ahol minden másodperc számít.

Öntisztító taccsdizájn, kiváló iszapeltávolításhoz

Az iszap-specifikus rallicsikkek íves formájú hornyokkal és csonkakúp alakú csatornafalakkal rendelkeznek, amelyek az iszapba szorult törmelék 80%-át eltávolítják 2–3 kereketfordulás alatt. Ez az önálló tisztítóképesség fenntartja az eredeti tapadás 92%-át agyagos iszapban a nem optimalizált megoldásokhoz képest. A futófelületi elemekben található ferde barázdahálózat tovább javítja a tapadást, mivel a terep egyenetlenségeihez alkalmazkodva deformálódik.

Akadálymentesítés és tapadás nedves és latyakos körülmények között

Nedves időjárásra optimalizált rallicsikkek körkörös hornyokkal és 45 fokos elágazó csatornákkal rendelkeznek, amelyek 80 km/h sebességnél másodpercenként 12 liter vizet távolítanak el. A többféle sűrűségű barázdázás (4–6 barázda négyzetcolconként) növeli a fogási éleket anélkül, hogy csökkentené az elemek merevségét, így csökkentve a vízen csúszás kockázatát 40%-kal állóvíz esetén.

Technikás kavicsos szakaszokon a csikkek kopásának és élettartamának kezelése

A megerősített nylon fóliák és kettős összetételű futófelületek 35%-kal növelik a terepjáró gumiabroncsok élettartamát kopogó felületeken. Egy 2023-as kopás tanulmány megállapította, hogy a változó keménységű gumiabroncsok (65 Shore A közép/55 Shore A vállak) csökkentik az egyenletes kopást 28%-kal hosszan tartó kanyarodási terhelések alatt.

A hó és jég maximális tapadásának növelése: Szegek, összetevők és stabilitás

Szegezett és nem szegezett ralli gumiabroncsok jéges körülmények között

Amikor jeges raliversenyekről van szó, a csapatoknak választaniuk kell a szöges és sima gumiabroncsok között. A szöges abroncsokba lényegében fémszögeket helyeznek el, hogy jobban kapjanak a jégen. Egyes tesztek szerint körülbelül 50%-kal jobb tapadást nyújtanak, mint a normál abroncsok, ami jelentős különbséget jelent, amikor a fagyott utakon versenyeznek. Van azonban egy hátrányuk. Ezek az abroncsok nem igazán hatékonyak, ha a pálya jéges és kavicsos vagy aszfalt szakaszokat is tartalmaz. Emellett sok helyen egyszerűen betiltották őket, mivel hosszú távon jelentősen igénybe veszik az utakat. Ezért maradnak a nem szöges abroncsok. Ezeket a gyártók apró hornyokkal és különleges mintázattal látják el, amelyek segítenek a felülettel való érintkezés fenntartásában. Bár nem olyan tapadósak, mint a szöges változatok, mégis elfogadhatóan működnek különböző jéges körülmények között, miközben nem károsítják a közutakat.

Puha gumi keverékek a hóban való tapadás növeléséhez

A mai napokban a rallicontyokat különleges, szilíciummal kevert gumin készítik, így hajlékonyak maradnak akkor is, amikor a hőmérséklet mínusz 20 Celsius-fok alá süllyed (ez körülbelül mínusz 4 Fahrenheit). Ez a hajlékonyság segíti őket abban, hogy jobban tapadjanak a hóra, mint a hagyományos téli abroncsok. Az anyag alkalmazkodik a durva terephez, és nem válik rideggé a fagyos körülmények között. Egyes újabb tesztek azt mutatják, hogy ezek az új generációs abroncsok akár 35 százalékkal is csökkenthetik a féktávolságot szilárdan összetaposott hó borította utakon a szokásos téli modellekhez képest. Az abroncsfejlesztők keményen dolgoznak azon, hogy megtalálják a tökéletes egyensúlyt a kellően puha anyag – ami a tapadáshoz szükséges – és a kellően tartós anyag között. Ennek eredményeként kialakultak azok az összetett mintázatú futófelületek, amelyek kinyomják a latyakot, és segítenek megelőzni a veszélyes vízen csúszási helyzeteket versenyek alatt.

Az abroncsok tartósságának megőrzése mínusz fokos hőmérsékletek mellett

Amikor a gumik túl hosszú ideig a fagyos időben vannak kint, gyorsabban kezdenek el kopni, és repedések kialakulására is érzékenyebbé válnak. A nagy gumi gyártók azonban már dolgoznak megoldásokon, olyan különleges anyagokat keverve bele, amelyek ellenállnak a hidegnek, erősebb oldalfalakat és extra védelmet a szúrások ellen. A tavaly közzétett kutatások szerint, a ralley gumik ezekkel a fejlesztésekkel körülbelül 90%-os rugalmasságukat megtartották még akkor is, ha 12 teljes órát töltöttek mínusz 25 Celsius fokban (ez körülbelül mínusz 13 Fahrenheit), míg a hagyományos téli gumik csak körülbelül 65%-ot tudtak. Ezek a mérnöki finomhangolások valóban nagy különbséget jelentenek, amikor a vezetőknek hosszú jéges útszakaszokon át folyamatos tapadásra van szükségük, anélkül, hogy a gumik teljesen hatástalanná válnának.

Optimális Gumi Nyomás és Szerkezet Ralley Tartóssághoz

Valós Idejű Gumi Nyomás Beállítások Terep Adaptációhoz

Rallyversenyek során a csapatok folyamatosan állítják a gumiabrony nyomását a pályafelületnek megfelelően. Amikor a terep kavicsossá és görönggyé válik, a kb. 20 és 24 psi közötti alacsonyabb nyomás segíti a tapadás növelését, mivel így a gumi jobban szétterül a talajon. Amikor viszont a sima aszfaltos szakaszokra érnek, a versenyzők általában 28 vagy akár 32 psi-ra pumpálják fel a gumikat, hogy a gumioldalak ne hajoljanak túl sokat nagy sebességek mellett. Manapság sok autó olyan intelligens rendszerrel van felszerelve, amely valós időben érzékeli a kerekek alatti állapotot, és javaslatot tesz a nyomásérték korrigálására még a szakasz közben is. A cél mindig az optimális egyensúly megtalálása a megfelelő tapadás és a gumiabrony túlélése között az egész verseny során, elkerülve a kipukkadást.

Pontos fúvás általi tapadás és kopás egyensúlyozása

A túlnyomás felgyorsítja a futófelület középső kopását, és csökkenti a lökhárítást sziklás terepen, míg az alulnyomás kockázatot jelent az oldalfal károsodására. A csapatok a kopási mintákat elemzik, hogy azonosítsák a nyomás „ideális tartományát”, amely maximalizálja az egyes szakaszokon elért időket. Például egy 2023-as FIA tanulmány szerint 12%-kal kevesebb futófelület leválás következett be, amikor a nyomás a terepfüggő célnyomástól legfeljebb 2 PSI eltéréssel tér el.

Erősített oldalfal és szúrásálló ralliabroncs-konstrukció

Többrétegű nylon övek és nagy sűrűségű kaucsukkeverékek erősítik az oldalfalakat rejtett sziklák vagy kátyúk ütéseivel szemben. A Kevlar erősítésű abroncsok 2023-as kelet-afrikai ralvizsgálatai során 63%-kal kevesebb szúrás történt, mint szabványos modelleknél, az International Rally Tire Consortium (IRTC) beszámolója szerint. Ezek a konstrukciók rugalmasságukat extrém hőmérsékleteken is megőrzik, ami különösen fontos többnapos versenyek esetén.

Könnyűsúlyú és nehézgép abroncsok: teljesítménybeli kompromisszumok hosszú szakaszokon

A 12 kg alatti rally gumik valóban javítják a gyorsítást és a kormányozhatóságot szűk technikai szakaszokon, bár durva terepen körülbelül 22 százalékkal gyorsabban kopnak. Ugyanakkor az erősebb, 15 kg feletti gumik sokkal hosszabb ideig bírják a hosszú versenyeket, de ára van: a többletsúly csökkenti a maximális sebességet 4-től akár 7 kilométer/óráig. A csapatok többsége a szakasz hosszától függően dönt a használatukról. A könnyebb gumik szinte szabványosak rövid, 15 km alatti sprintekhez, ahol a sebesség a legfontosabb. Amikor azonban a szakaszok meghaladják a 30 km-t, a szakik a megerősített verziókra váltanak, amelyek jobban bírják a terhelést, annak ellenére, hogy nem olyan gyorsak induláskor.

A gumi stratégiák alkalmazkodása a szakasz visszajelzéseihez és az időjárás változásaihoz

A szakasz utáni gumi kopási elemzés és az időjárási radar frissítések valós idejű stratégiai váltásokat eredményeznek. Egy vezető WRC csapat 41%-kal csökkentette az esős szakaszokon történt balesetek számát 2023-ban, amikor közepes mélységű futófelületre váltottak, amint az esőintenzitás meghaladta a 8 mm/órát, amit az IRTC nedvesség-haftossági irányelvei is megerősítettek.

GYIK

Miért alkalmasak a ralli gumik különböző terepfelszínekhez?

A ralli gumikat különleges futófelület mintákkal és gumiösszetételekkel fejlesztették ki, hogy optimális tapadást és tartósságot biztosítsanak különböző felületeken, mint például aszfalt, kavics, hó és jég.

Hogyan választanak a modern rallicsapatok megfelelő gumi az előrejelezhetetlen időjárásra?

A modern rallicsapatok mesterséges intelligencián alapuló előrejelzési modelleket és valós idejű telemetriai adatokat használnak a gumi típusának és összetételének kiválasztásához, a változó időjárási körülmények és pályafelületek alapján.

Milyen újdonságokat vezettek be a ralli gumi konstrukcióban a teljesítmény javítása érdekében?

A gyártók fázisváltozású anyagokat, megerősített nylon öveket és korszerű gumiösszetételeket alkalmaznak a hő- és hidegállóság, a szúrásállóság és a tapadási teljesítmény javítása érdekében különböző körülmények között.

Hogyan tartják meg a rallicsuk a tartósságot extrém hőmérsékletek esetén?

A gyártók olyan különleges gumi keverékeket használnak, amelyek rugalmasságukat még mínusz fokos hőmérsékleten is megőrzik, valamint erősebb oldalfalakat és védőanyagokat építenek be a kopás és sérülések megelőzése érdekében.