Budowa opon - funkcje poszczególnych elementów

Budowa opony samochodowej jest znacznie bardziej skomplikowana, niż można podejrzewać na pierwszy rzut oka. Wbrew pozorom ogumienie to coś więcej niż kilka warstw gumy ponacinanej w określony sposób i przystosowanej do nałożenia na felgę. Nasz artykuł pomoże Ci poznać wszystkie najważniejsze elementy wchodzące w skład opon oraz ich funkcje. Dzięki temu dowiesz się, co to jest kapa butylowa, a także inne części ogumienia.

Budowa opony składa się z różnych elementów.

Wiele osób mocno by się zdziwiło, widząc przekrój opony. Taki widok doskonale obrazuje, jak wiele kwestii muszą wziąć pod uwagę producenci na etapie projektowania i późniejszej produkcji. Każdy element odgrywa inną rolę, a wszystkie mają do spełnienia konkretne zadania. Istotna jest nawet grubość opony samochodowej.

Budowa opony – najważniejsze elementy

W budowie opony szczególnie ważnych jest kilka głównych elementów. Należą do nich osnowa, kord, drutówka, kapa butylowa, wypełniacz, pasek stopowy, guma boku, opasanie stalowe oraz bieżnik. Wszystkie razem tworzą zwartą konstrukcję, będącą w stanie wytrzymać duże obciążenia. Aby lepiej je zrozumieć, przyjrzyjmy się każdemu z nich po kolei.

Osnowa opony (warstwa tekstylna)

• Osnowa opony, to składająca się z nitek kordu tkanina tekstylna, która tworzy swoisty szkielet całej konstrukcji.
• Opona do samochodów osobowych składa się z 1, 2 lub 3 warstw tekstylnych. Są one grube na ok. 1-1,5 mm.
• Wchodząca w skład opony warstwa tekstylna ma za zadanie utrzymywać kształt ogumienia pod wpływem ciśnienia wewnętrznego, a także przenosić obciążenia podczas skręcania, hamowania i przyspieszania.

Drutówka

• Drutówka to wytrzymałe druty w oponie, które tworzą kilka zwojów.
• Dzięki nim możliwe jest osadzenie opony na obręczy.
• W oponie znajdują się dwie drutówki, będące częścią tzw. stopki opony, a wokół nich przewinięta jest warstwa osnowy tekstylnej.

Kapa butylowa

• Elastyczna, wodoodporna, gumowa warstwa uszczelniająca, która zastępuje dętkę w oponach bezdętkowych.
• Wykonana jest z butylu (kauczuku syntetycznego) – mieszanki, która nie przepuszcza powietrza.
• Charakteryzuje się dużą odpornością na działanie środków utleniających, kwasów i zasad.
• Jej zadaniem jest minimalizacja strat powietrza oraz ochrona elementów wewnętrznych przed wnikaniem tlenu, ozonu i wody.

Wnikanie kapy butylowej pomiędzy nitki kordu tekstylnego.

Wypełniacz

• Wypełniacz to guma profilowana, usztywniająca stopkę opony i zapewniająca utrzymanie drutówki.
• Odpowiada on za trwałość opony, kierowalność i komfort jazdy.

Pasek stopowy

• Gwarantuje szczelność opony i jej trwałość, a także izoluje drutówkę od felgi.
• Pasek stopowy wykonany jest z materiału zapewniającego minimalne zużycie podczas ciągłego kontaktu z felgą.

Guma boku

• Guma zapewniająca ochronę opony. Zabezpiecza przed uszkodzeniami, przetarciami, otarciami i czynnikami środowiskowymi, takimi jak: promieniowanie ultrafioletowe, różnice temperatur, środki chemiczne itp.
• W składzie mieszanki gumowej tego elementu bardzo ważna jest obecność składników antystarzeniowych.

Informacje na temat konstrukcji opony znajdziesz także w poniższym filmie przygotowanym przez specjalistów z firmy Continental.

Opasanie stalowe

• Tkaniny metalowe, które tworzą uzbrojenie koła.
• Z reguły w oponie występują dwa opasania.
• Zadaniami opasań w oponach radialnych są lepsze przenoszenie poleceń kierowcy z kierownicy na drogę i poprawa kierowalności.

Bieżnik

• Bieżnik opony ma za zadanie: zapewnić kierowalność, przyczepność, odporność na zużycie, zachowanie w zakręcie, obniżenie oporów toczenia oraz poziomu hałasu.
• W mieszance gumowej bieżnika stosowane są kauczuki syntetyczne oraz kauczuki naturalne.
• Dodatkowy element stanowią np.: sadza, elastomery, oleje przyśpieszacze, krzemionka, aktywatory wulkanizacji.

Budowa opony a wzór bieżnika

Zdecydowanie jednym z najważniejszych elementów opony jest jej bieżnik. Zwykle to ok. 35% masy całkowitej modelu. Stanowi bezpośredni bufor między pojazdem a nawierzchnią. Wyróżniamy sześć podstawowych rodzajów bieżnika, z czego opony samochodowe najczęściej wyposażane są w trzy pierwsze:

• Wzór symetryczny
• Wzór asymetryczny
• Wzór kierunkowy
• Wzór mieszany
• Wzór ciągnący
• Wzór żebrowy

Wzór bieżnika jest niezwykle ważny dla bezpiecznej jazdy.

Elementy uzupełniające budowę opony samochodowej

Oprócz podstawowych składowych konstrukcji opony, są również elementy dodatkowe. Niektóre z nich odpowiadają za wzmocnienie ogumienia, inne za lepszą stabilizację. One również odgrywają istotną rolę, dlatego pokrótce omówimy czym są i jaki mają wpływ na produkt końcowy oraz samą jazdę. 

Pasek izolacyjny

• Jest to guma znajdująca się na krawędzi opasań, która chroni karkas przed uszkodzeniami przez nitki opasania stalowego.

Pasek o kącie zero stopni

• To tkanina tekstylna, która tworzy opasanie tekstylne stabilizujące czoło opony.
• Jest to najczęściej wąski pasek, który składa się z kilku/kilkunastu nitek pokrytego gumą kordu.
• Ma on bardzo duże znaczenie przy zapewnieniu odpowiedniej odporności przy dużych prędkościach.

Czefer gumowy

• Guma profilowana, którą umieszcza się powyżej i wzdłuż wypełniacza.
• Dzięki niej auto osiąga lepsze parametry trakcyjne, wytrzymałość i sztywność.

Wzmocnienia przewinięcia

• Paski kordów tekstylnych i stalowych usztywniające stopkę opony.
• Są one stosowane w modelach o tzw. niskim przewinięciu warstwy.

Guma miejscowo wzmacniająca

• Dodatek gumy, który służy jako podkład między paskiem stopowym, a warstwą NC.

Wewnętrzny pasek wzmacniający

• Guma, która stanowi wzmocnienie opony w wewnętrznej strefie barku oraz zapobiega wnikaniu kapy butylowej między nitki warstwy tekstylnej.

Podkład bieżnika

• Guma zmniejszająca nagrzewanie się czoła opony i spełniająca funkcję ochronną względem opasań stalowych.

Wpływ budowy opony samochodowej na osiągi

Wszystkie elementy są potrzebne do odpowiedniej pracy ogumienia, jednak niektóre z nich mają do wypełnienia ważniejsze zadania od innych. Tak jest np. w przypadku bieżnika gumowego, charakterystyki zastosowanej mieszanki oraz kształtu nadanego przez formę wulkanizacyjną. Najważniejsze zależności można zaobserwować w poniższej tabelce, która pokazuje, jaki wpływ na parametry jazdy mają konkretne składowe opony.