Opony dętkowe, często zwane również klasycznymi, w zasadzie nie są już stosowane w samochodach. Nie oznacza to oczywiście, że powinniśmy zapomnieć o tym przełomowym dla przemysłu oponiarskiego oraz automobilizmu okresie, gdy modele dętkowe były czymś powszechnym. W tym artykule przypominamy historię ich powstania, zasadę funkcjonowania, wady i zalety.
Dętka a opona – kiedyś nierozłączny duet, dzisiaj już technologiczna prehistoria.
Dętka samochodowa
Dętkowe modele opon samochodowych cieszyły się popularnością przez około 50 lat. Okres ten przypadał na I połowę XX wieku – od rozpoczęcia masowej produkcji tego typu ogumienia przez firmę Michelin, aż do upowszechnienia się opon bezdętkowych pod koniec lat 40.
Choć pompowane koła okazały się rewolucyjnym wynalazkiem w stosunku do ciężkich i hałaśliwych poprzedników, to wciąż daleko było im do ideału. Były bardzo podatne na przebicia, przegrzewały się wskutek tarcia pomiędzy dętką a wnętrzem opony, a także nie utrzymywały odpowiedniego ciśnienia przez dłuższy czas. Podsumowując, okazywały się wysoce awaryjne.
Współczesne opony samochodowe z definicji są oponami bezdętkowymi, jednak nadal można znaleźć na nich napis TUBELESS.
Opona z dętką – historia
Opony masywne wynalezione w 1835 roku były bardzo niedoskonałe – ważyły sporo oraz oferowały niski komfort jazdy. Świadomy tych wad inżynier Robert William Thompson rozpoczął pracę nad prototypem opony z powietrzem zamkniętym w wewnętrznych dętkach. Swój pomysł opatentował w 1846 roku we Francji, jednakże jeszcze przez wiele lat opracowane przez niego rozwiązanie nie zyskało popularności.
W 1888 roku Irlandczyk John Boyl Dunlop stworzył pneumatyczną oponę do roweru, która osiągnęła komercyjny sukces.
Kolejną rewolucją w historii oponiarstwa było zaprojektowanie opony demontowalnej przez braci André i Édouarda Michelin w 1891 roku. Najpierw znalazła ona zastosowanie w rowerach, następnie w powozach, a w końcu w 1895 roku w samochodach. Pierwszym autem wyposażonym w ogumienie pneumatyczne Michelin był pojazd „Eclair”, czyli „Błyskawica” skonstruowana do wyścigu Paryż-Bordeaux-Paryż. Opona dętkowa pozwoliła przekroczyć ówczesną barierę prędkości, czyli 30 km/h i zapewniała zdecydowanie większy komfort niż dotychczasowe rozwiązania. Modele dętkowe stały się od tamtej pory powszechnie stosowanym rozwiązaniem.
Okres II wojny światowej i związany z nim brak surowców doprowadził do rozwoju elastomerów syntetycznych, m.in. butylu, posiadającego doskonałe właściwości – zapewniające szczelność. W 1947 r. w Stanach Zjednoczonych Goodrich Corporation zaprezentował światu oponę bezdętkową. Był to początek końca ery modeli dętkowych, szczególnie tych przeznaczonych dla samochodów osobowych.
Stopniowo doceniano zalety nowego rodzaju opon i w latach 70. XX wieku weszły one do powszechnego użytku. Całkowicie tym samym wyparły ogumienie dętkowe, jeśli chodzi o przeznaczenie dla samochodów. Natomiast dętkowe są stosowane nadal w przypadku modeli rowerowych, niektórych rodzajów opon motocyklowych i przemysłowych.
"Eclair" – pojazd zaprojektowany przez braci Michelin. Pierwszy samochód osobowy z oponą dętkową.
Opona z dętką – budowa i zasady funkcjonowania
Podstawową różnicą pomiędzy oponą dętkową a bezdętkową jest oczywiście obecność dętki. Czasami potrzebne są jeszcze elementy dodatkowe jak ochraniacz dętki lub podkłady ochronne. Inna jest też budowa felgi.
Szczelna, cienkościenna dętka wyposażona w zawór powietrza umożliwia utrzymanie powietrza wewnątrz ogumienia. Rozszerzalność pod wpływem napełnienia powietrzem nadaje oponie właściwy kształt. Takie ogumienie dobrze współpracuje z nawierzchnią jezdni, pozwalając kierowcy na komfortowe hamowanie, przyśpieszanie i zmienianie kierunku jazdy. Dętka jest jednak elementem mało wytrzymałym i dość wrażliwym na wszelkie uszkodzenia mechaniczne. Zadaniem opony jest więc również chronienie jej przed nadmiernym rozciągnięciem, a także zabezpieczanie przed uszkodzeniami oraz kontaktem z podłożem. Istnieje też ryzyko uszkodzenia dętki przez felgę. Zapobiega się temu poprzez stosowanie dodatkowych ochraniaczy.
Wentyl samochodowy nie tylko umożliwia łatwe napełnianie ogumienia powietrzem, ale także zapobiega jego uchodzeniu oraz pozwala na wygodne kontrolowanie jego poziomu. Zawór osadzony jest w ściance dętki i wyprowadzony na zewnątrz koła przez otwór w feldze.
Opona z dętką – wady i zalety
Jedynym atutem opon dętkowych w porównaniu do bezdętkowych, był brak konieczności zachowania całkowitej szczelności między oponą a felgą oraz łatwiejszy, niewymagający uderzeniowego wprowadzenia powietrza, montaż (w przypadku bezdętkowego ogumienia konieczne jest osadzenie stopki opony w feldze). Pod innymi względami zdecydowanie lepsza jest wersja bezdętkowa. Z uwagi na swoją budowę – cienkie ścianki, duża rozciągliwość – dętki zawsze w pewnym stopniu przepuszczają powietrze, co zmusza kierowcę do częstego uzupełniania ubytków. Straty ciśnienia mogą sięgać od 0,07 bara do nawet 0,4 bara w ciągu tygodnia.
W trakcie toczenia się koła, w miejscach kontaktu z podłożem dochodzi do wzajemnego ocierania się wnętrza opony i dętki, czemu towarzyszy wydzielanie się ciepła. Obecność dętki utrudnia wymianę ciepła pomiędzy nagrzanym powietrzem wewnątrz a powietrzem atmosferycznym i felgą. W konsekwencji modele dętkowe miały tendencję do silnego nagrzewania, które mogło prowadzić do rozwarstwiania się opony. To zjawisko zaczęło przybierać niebezpieczny charakter w momencie, gdy samochody rozwijały coraz większe prędkości.
Kolejną bardzo poważną wadą ogumienia dętkowego był gwałtowny spadek ciśnienia w razie nawet najmniejszego przebicia. W przypadku uszkodzenia koła np. przez gwóźdź dochodziło zarazem do przebicia dętki. Powietrze raptownie uciekało zarówno powstałym otworem, jak i w miejscu łączenia się opony z felgą, które nie było szczelne. Opony dętkowe były mniej trwałe – pozwalały na osiąganie przebiegów mniejszych o 10-25% niż ich bezdętkowi następcy.
Współcześnie opony dętkowe są zakładane niemal wyłącznie w jednośladach.
Innowacje, które się nie przyjęły
Wymienione powyżej wady zostały wyeliminowane wraz z upowszechnieniem się modeli bezdętkowych. Jednak już wcześniej próbowano stosować różnego rodzaju innowacje, głównie w celu podniesienia bezpieczeństwa. Jedną z nich było zastosowanie specjalnej dętki składającej się z dwóch komór: zewnętrznej i wewnętrznej. Idea tego rozwiązania była następująca – gdy część zewnętrzna zostanie przebita, pozostanie jeszcze przez pewien czas powietrze w strefie wewnętrznej. Inne rozwiązanie zakładało zastosowanie dwóch specjalnych dętek, które miały znajdować się obok siebie i posiadać dwa oddzielne zawory. Obie te alternatywy nie przyjęły się i były rzadko stosowane.