Rally pnevmatik: Preživetje v težkih pogojih

Inženiring in zmogljivost rally pnevmatik v ekstremnih pogojih

Kako rally pnevmatike prenašajo najtežje okoljske pogoje

Rally pnevmatike prenašajo ekstremne sile – od trkov z ostrimi kosi šotorine do abrazivnega trenja na asfaltu. Njihovo preživetje je odvisno od štirih ključnih prilagoditev:

• Gumene mešanice z več gostotami ki preprečujejo poškodbe, hkrati pa ohranjajo prilagodljivost
• Ojačene nitril pasove za odbijanje odpadnega materiala in zmanjšanje prebadanj
• Smerni bloki z vzorcem ki se sami očistijo od blata, medtem ko se zabijajo v ohlapne površine
• Napredna togost bočnih sten za dušenje udarcev brez vpliva na občutek pri vijhanju

Osnovni inženirske načela za izjemno vzdržljivost

Ko gre za izdelavo gum za reli pohode, morajo proizvajalci vztrajati na tanki črti med različnimi zahtevami. Najnovejše mešanice gume z visokim vsebnikom silicija dejansko sproščajo toploto približno 23 odstotkov hitreje kot običajne reli gumice, kar je razvidno iz poročila FIA iz lani. Precej impresivno, če upoštevamo, da te gumice še vedno ostajajo elastične tudi, ko temperature padajo pod ledišče, in dobro delujejo do približno 14 stopinj Fahrenheita. Pod vso to gumo so posebni medsebojno povezani jekleni pasovi, ki zagotavljajo dodatno trdnost ob tistih norih skokih na visokih hitrostih, s katerimi se srečujejo dirkači na planinskih cestah. Te izboljšave so resnično naredile razliko, saj so okvarjene gumice v sredini WRC dirk zmanjšale za kar 18 %. Za ekipe, ki tekmujejo na tej ravni, se vsak majhen prednostni pomeni.

Študija primera: Učinkovitost gum na reliju Monte Carlo 2023

Kar se je zgodilo na dirki, je bilo res precej zanimivo. Steza je gume preskusila na vse mogoče načine – od suhih asfaltnih odsekov, delov s črnim ledom do ogromnih snežnih zanim na straneh. Ekipa, ki je uporabila posebne hibridne protektorje, je v resnici dosegla boljše rezultate. Ti protektorji so imeli različne mešanice gume ter žlebove, katerih globina je variirala po površini. Na teh zahtevnih prehodnih delih steze so dosegli približno 2 sekundi dobička na kilometer v primerjavi z običajnimi gumami. Pogled nazaj v vse podatke, zbrane po dogodku, razkriva tudi nekaj presenetljivega. Tudi ko so se temperature spreminjale med 28 stopinj Fahrenheita in 55 stopinj Fahrenheita (kar je približno -2 Celzija do 13 Celzija), so te gume še vedno ohranjale približno 91 % svojega maksimalnega potenciala oprijema v idealnih pogojih.

Napredki v odpornosti proti ekstremnim temperaturam za rally gume

Najnovejši materiali za spremembo faze, ki se uporabljajo znotraj jeder pnevmatik, pomagajo ohranjati notranjo hladnost, kar preprečuje razpadanje gume, ko se pnevmatike vrtijo pri visokih hitrostih daljše časovne obdobja. Ena od vodilnih blagovnih znamk pnevmatik je nedavno testirala svoj nov prototip in ugotovila, da je ohranil enakomerno zmogljivost skozi 12 zaporednih šotorskih etap, tudi ko so temperature dosegale 97 stopinj Fahrenheit leta 2023. Ekipam na reliju so te pnevmatike preizkušale v izjemno težkih pogojih, rezultati pa govorijo sami – temperatura je bila nadzorovana približno za 15 % bolje v primerjavi s starejšimi modeli. Za vsakega, ki se kaj razume v dirkanje, je takšen napredek lahko vse razliko med zmago in porazom.

Prilagajanje izbire pnevmatik nepredvidljivim vremenskim razmeram

Sodobne relijne ekipe uporabljajo napovedne modele na osnovi umetne inteligence, ki medsebojno preverjajo:

Telemetrija v realnem času omogoča posadkam, da med dogodkom preklapjajo med mehko, srednjo in trdo zmesjo – sposobnost, ki je v sezoni WRC 2023 zmanjšala časovne kazni za 43 % ob rallyjih s spremenljivim vremenom.

Izbira rallyjnih gum po vrsti podlage: Asfalt, šotora, sneg in led

Vzorci profila in optimizacija oprijema na različnih podlagah

Profil na gume za ralije je posebej zasnovan za različne podlage, da bi voznikom zagotovil boljši oprijem in stabilnost med vožnjo. Na šotorskih cestah imajo te gume zelo globok profil, ki je razporejen v stopnjevitem vzorcu. Ta se zabije v zrahljane kamne in prst ter izbije delce, ki se zataknejo, da guma ohrani dober stik s podlago. Na asfaltiranih cestah se koncept popolnoma spremeni. Profil postane veliko bolj tesen in raven, kar omogoča gumi, da se tesneje prilagaja površini ceste. S tem se kotne vožnje zdi bolj ostre in natančne, tudi pri visokih hitrostih. Pri zahtevnih zimskih razmerah na snegu in ledu proizvajalci razvijejo posebne usmerjene žlebove, ki so oblikovani kot puščice. Ti pomagajo odbijati sneg stran izpod gume, medtem ko se ta premika naprej, kar pomeni manj zdrsanja v stran ob hitrih zavojih.

Gumijevi sestavi: Prilagajanje sestave gum podlagi in temperaturi

Pri izdelavi gum mešajo različne vrste gume, da najdejo pravo ravnovesje med prilagodljivostjo in vzdržljivostjo v različnih vremenskih razmerah. Mežje zmesi delujejo najbolje pri zelo nizkih temperaturah, recimo okoli minus 20 stopinj Celzija do približno 10 stopinj, saj preprečujejo, da bi postale gume pred trdimi na ledu. Za toplejše dneve, običajno med 10 in 30 stopinj Celzija, uporabijo tršo zmes, da gume ne popustijo na vročih makadam cestah po daljšem stajanju na soncu. Posebne zime formule gum vsebujejo tudi nekaj silike, ki pomaga preprečiti, da bi postale popolnoma trdne pri zmrzovanju. Po nedavni študiji, objavljene v poročilu Motorsport Materials Report lani, te posebne zimske zmesi omogočajo voznikom približno 18-odstotno boljšo oprijemnost v primerjavi s poletnimi gumami v snežnih in ledenih razmerah.

Pirellijeve ralijne gume za asfalt, ruševin, sneg in led

Vrhunski proizvajalci so v zadnjem času resno začeli razmišljati o gume za šotorno vožnjo. Vzemimo njihov model K4, ki je precej trd srednje stopnje, ali pa KM6, ki je posebej zasnovan za blatne razmere. Te gume imajo bočno zaščito, ki je dejansko 2,5-krat globlja v primerjavi z običajnimi konstrukcijami, ki so trenutno na voljo na trgu. Ko gre za vožnjo po asfaltu, so razvili linijo S7 z posebnim hibridnim materialom. Vozniki poročajo, da se te gume porabijo pri 32 % počasnejši hitrosti, ko jih potiskajo skozi tiste visokohitrostne asfaltne odseke. Ne smemo pozabiti niti na zimsko ralijko. Zbirka Ice gum vsebuje ne manj kot 190 odstranljivih špičkov, ki so vgrajeni neposredno v vsako gumo. To zagotavlja približno 40 % boljši oprijem na ledu v primerjavi s tistimi zastarelimi možnostmi s fiksnimi špički, ki še vedno obstajajo.

Hankook Dynapro R213: Tehnologija in prilagodljivost površine

Drugi proizvajalec pnevmatik je razvil vrhunsko ralno pnevmatiko z uporabo tehnologije, imenovane prilagodljiva geometrija profila. Škari v teh pnevmatikah so s pomočjo računalniškega modeliranja zasnovane tako, da dejansko spreminjajo obliko glede na razmere. Na snegu se razširijo, kar poveča stik s površino ceste, na šotorskih cestah pa se zožijo, da preprečijo zataknevanje kamnov znotraj pnevmatike. Po zadnjih testih lahko vozniki pričakujejo približno 22-odstotno boljše zavorno moč na mokri asfaltirani cesti v primerjavi s starejšo verzijo iste pnevmatike. Poleg tega obstaja še ena zanimiva značilnost, ki jo omenjamo – srednji šestkotni bloki zmanjšujejo tresenje med šotorskim vožnjo za okoli 15 odstotkov, kar navaja revija Rally Engineering Quarterly iz lani.

Zasnova profila in vzdržljivost za šotorske, blatne in mokre razmere

Osnovne značilnosti profila za šotorsko in prsteno tereno

Pneume, izdelane za žgalo in prljavščino, potrebujejo velike, agresivne blokove tekalne površine, ki so razporejeni prav tako, da lahko resnično zgrabijo ohlajeno tla. Rogice med temi bloki so običajno globoke od 6 do 8 mm, kar pomaga preprečiti, da bi se kamni ujeli, hkrati pa zagotavlja dobro stabilnost ob drsnem potovanju skozi vogale. Večina znamk je v zadnjem času začela vključevati razpoke v svoje modele. To pomaga zmanjšati to nadležno vrtenje tekalne površine, ki se zgodi pri hitrosti, kar vozniki dirkalnikov sovražijo, ker se pnevmatike preveč hitro obrabijo na teh težavnih tehničnih odsekih, kjer se šteje vsaka sekunda.

Samopravični zasnovi stopnic za odlično izpraznitev blato

Na dirkalnih pnevmatikah s blatom se uporabljajo lukastije žlebove in ozke stene kanalov, da se izbriše 80% vgrajenih odpadkov v 23 vrtljajih pnevmatik. Ta sposobnost samočistilnosti ohranja 92% prvotne trakcije v blatnem blatu v primerjavi z neoptimiziranimi modeli. Kotna mreža z žeblji v blokih tekalne površine še dodatno poveča oprijem, saj se upogne, da se prilagodi nerimnemu terenu.

Odpornost na vodni let in oprijem v mokrih in blatih pogojih

Na dirkalnih pnevmatikah za mokro vreme se uporabljajo obrobne žleze s 45-stopinskimi razponi, da se pri hitrosti 80 km/h izprazni 12 litrov vode na sekundo. Več gostote (46 sipes na kvadratni centimeter) povečujejo robove grize brez ogrožanja trdnosti bloka, kar zmanjšuje tveganje za hidroplaniranje za 40% v mirni vodi.

Upravljanje obrabe pnevmatik in dolgotrajnosti na tehničnih stopnjah žglja

Okrepljene najlonske plasti za pokrov in z dvojno sestavljeno tekalno površino se življenjska doba škroglih pnevmatik na abrazivnih površinah podaljša za 35%. Študija o obrabi iz leta 2023 je pokazala, da pnevmatike z gumijami spremenljive trdote (65 Shore A središče / 55 Shore A ramena) zmanjšajo nepravilno obrabo za 28% med dolgotrajnim obremenitvijo v ovinih.

Največje oprijemanje snega in ledu: štupi, spojine in stabilnost

Pnevalni pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnevmatični pnev

Ko gre za ledene etape ralij, ekipe izbirajo med zatičnimi in navadnimi gumami. Zatične gumice imajo v profilu kovinske špice, ki omogočajo boljše oprijem na ledu. Nekatere preizkuse kažejo, da imajo približno 50 % več oprijema kot običajne gume, kar je pomembno pri vožnji po zaledenelih cestah. Vendar obstaja tudi nekaj slabih strani. Te gume s špicami niso primerne, kadar proga vključuje različne površine, kot so led, šota in asfalt. Poleg tega mnoge regije dejansko prepovedujejo njihovo uporabo, ker sčasoma povzročajo precejšnje obrabe cest. Zato ostajajo nezatične gume kot druga možnost. Proizvajalci jih oblikujejo z drobnimi žlebovi in posebnimi vzorci profilov, ki pomagajo ohranjati stik s podlago, po kateri voziš. Čeprav ne zagotavljajo enako dobrega oprijema kot zatične gume, se precej dobro obnesejo v različnih ledeneih razmerah, hkrati pa ne škodujejo javnim cestam.

Mehke gume za izboljšan oprijem na snegu

Današnje relijske gume so izdelane iz posebne mešanice gume in silike, zaradi česar ostajajo elastične tudi pri temperaturah pod minus 20 stopinj Celzija (to je približno minus 4 stopinj Fahrenheita). Ta prilagodljivost omogoča boljše oprijemanje na snegu v primerjavi z običajnimi zimskimi gumami. Zmes se prilagaja hrapavemu terenu in ne postane krhka v zelo mrzlih pogojih. Nekatere nedavne preizkuse kažejo, da lahko te napredne gume zmanjšajo zaustavitelne razdalje za približno 35 odstotkov na utrjenih snegovitih cestah v primerjavi s standardnimi zimskimi modeli. Inženirji gum so naporno delali, da bi našli pravo ravnovesje med dovolj mehkoto za dobro oprijem in zadostno trdnostjo za trajnost. Prišli so do teh zapletenih vzorcev na površini, ki iztisnejo blato in pomagajo preprečiti nevarne situacije pri vožnji na mokri podlagi med dirkami.

Ohranjanje trajnosti gum pri temperaturah pod ničlo

Ko se pnevmatiki dolgo časa nahajajo na zelo nizkih temperaturah, začnejo hitro počitek in so bolj dovzetni za razpoke. Veliki proizvajalci pnevmatik pa že delajo na rešitvah, pri čemer uporabljajo posebne materiale, odporne na mraz, močnejše bočne strani in dodatno zaščito proti prebadanju. Glede na raziskave, objavljene lani, so ralni pnevmatiki, izdelani z uporabo teh izboljšav, ohranjali približno 90 % svoje elastičnosti tudi po 12 urah pri temperaturi minus 25 stopinj Celzija (to je približno minus 13 stopinj Fahrenheit), medtem ko so običajni zimske pnevmatike dosegli le okoli 65 %. Takšne tehnične izboljšave res ustvarijo razliko, ko vozniki potrebujejo stalno oprijemljivost na dolgih delih zaledenelih cest, ne da bi pnevmatiki izgubili učinkovitost.

Optimalen tlak in konstrukcija pnevmatik za ralno vzdržljivost

Prilagoditev tlaka v pnevmatikah v realnem času glede na teren

V reližnem dirkanju ekipi neprestano prilagajata tlak v pnevmatikah glede na vrsto podlage, na kateri dirkata. Ko podlaga postane kamnita in šotorna, pomaga zmanjšanje tlaka na približno 20 do 24 psi, saj pnevmatike zaradi tega bolj povečajo stik s tlemi, kar izboljša vlečno silo. Ko pa vozniki pridijo do gladkih asfaltiranih odsekov, običajno povečajo tlak v pnevmatikah na približno 28 do 32 psi, da se prepreči prevelik upogib bokov pnevmatik pri visokih hitrostih. Danes so mnogi avtomobili opremljeni s pametnimi sistemi, ki dejansko prepoznajo, kaj se dogaja pod kolesi, in med samim etapnim dirkanjem predlagajo prilagoditve tlaka. Cilj je vedno najti optimalno ravnovesje med zadostno vleko in zagotoviti, da pnevmatike zdržijo celotno dirko, ne da bi se poškodovale.

Ravnovesje med oprijemom in obrabo s točnim nadomnim tlakom

Prekomerno napolnjevanje pospeši obrabo srednjih rebrc in zmanjša dušenje udarcev na kamnitem terenu, medtem ko nezadostno napolnjevanje ogroža poškodbe bočnih sten. Ekipa analizira vzorce obrabe, da bi našla »najboljše vrednosti tlaka«, ki maksimizirajo čase posameznih etap. Na primer, raziskava FIA iz leta 2023 je pokazala 12-odstotno zmanjšanje ločevanja rebrc, če so tlaki ostali znotraj 2 PSI glede na specifične terenske cilje.

Ojačene bočne stene in gume za relije odporne proti prebadanju

Večslojne poliamidne trakove in spojine iz visokokakovostnega gume ojačajo bočne stene pred udarci skritih kamnov ali brazd. Gume s Kevlarovimi vlakni, testirane na vzhodnoafriškem reliju leta 2023, so glede na podatke Mednarodne relacijske gume konzorcija (IRTC) prikazale 63 % manj prebadov v primerjavi s standardnimi modeli. Te konstrukcije ohranjajo prilagodljivost pri ekstremnih temperaturah, kar je ključno za večdnevne dogodke.

Lahke in težke gume: kompromisi med zmogljivostmi na dolgih etapah

Rally pnevmatike pod 12 kg resnično izboljšajo pospešek in vodenje pri manevriranju po tesnih tehničnih odsekih, čeprav se na hrapavih površinah obrabijo približno 22 odstotkov hitreje. V nasprotnem primeru pnevmatike večje vzdržljivosti, ki tehtajo več kot 15 kg, trajajo veliko dlje med dolgimi dirkami, vendar imajo svojo ceno. Dodajo dodatno težo, ki upočasni vožnjo in zmanjša maksimalno hitrost med 4 do morda 7 kilometrov na uro. Večina ekip se odloči za uporabo glede na dolžino posameznega odseka. Lažje pnevmatike so praktično standard za kratke sprine pod 15 km, kjer je najpomembnejša hitrost. Ko pa se odseki podaljšajo čez 30 km, mehaniki preklopijo na te okrepjene različice, ki lahko prenesejo večji obseg obremenitev, kljub temu da niso povsem enako hitre na startu.

Prilagajanje strategije pnevmatik glede na povratne informacije odseka in spremembe vremena

Analiza obrabe pnevmatik po etapi in posodobitve vremenskega radara omogočajo realno spreminjanje strategije. Vodilna ekipa WRC je v letu 2023 zmanjšala nesreče na mokrih etapah za 41 %, ko je prešla na pnevmatike srednje globine, ko je jakost padanja dežja presegla 8 mm/uro, kar potrjujejo smernice IRTC za vlažnost in oprijem.

Pogosta vprašanja

Zakaj so gume za ralije primerne za različne površine?

Gume za ralije so posebej zasnovane s posebnimi vzorci pljusk in mešanicami gume, da zagotavljajo optimalen oprijem in vzdržljivost na različnih površinah, kot so asfalt, šotora, sneg in led.

Kako izbirajo moderne ralijne ekipe ustrezne gume pri nepredvidljivem vremenu?

Moderne ralijne ekipe uporabljajo napovedne modele na podlagi umetne inteligence in podatke v realnem času, da prilagodijo izbiro gum in mešanic glede na spreminjajoče se vremenske razmere in površine steze.

Katere inovacije so bile narejene pri konstrukciji ralijnskih gum za izboljšanje zmogljivosti?

Proizvajalci so predstavili materiala s faznim prehodom, ojačane nylonske pasove in napredne gume, ki izboljšujejo odpornost proti vročini in mrazu, odpornost proti prebadanju ter oprijem v različnih pogojih.

Kako ralna guma ohranja vzdržljivost pri ekstremnih temperaturah?

Proizvajalci uporabljajo posebne mešanice gume, ki ohranjajo prožnost tudi pri subničlih temperaturah, poleg tega pa vključujejo močnejše bočne stene in zaščitne materiale za preprečevanje obrabe in poškodb.