Pneumatika se skládá z mnoha elementů od vrstvy textilní kostry, přez ocelové popruhy a těsnící vrstvy z gumové směsi, až po dezén a bočnice. Všechny tyto části jsou dány dohromady konfekčním strojem, který z nich vytvoří hotový produkt. V místě, kde se jednotlivé prvky, materiály a technologie setkávají, může dojít k jistým odchýlením v tloušťce, hmotě nebo tuhosti. Tím dochází k heterogenitě stavby pneumatiky. 

Fenomén heterogenity se může objevit také jako efekt dalších fází výrobního procesu, ale i jako efekt nesprávného skladování pneumatik před vulkanizací. 

Heterogenita pneumatiky může mít příčiny například ve vadách v konstrukci

 

Jaké rozlišujeme skupiny heterogenity?

  • Heterogenita hmoty
  • Heterogenita tvaru (tloušťky)
  • Heterogenita tuhosti

 

Tyto skupiny se projevují v následné heterogenitě funkcí pneumatiky, kam patří:

  • Asymetrie statická i dynamická
  • Efekt kuželu
  • Boční tlučení
  • Radiální tlučení
  • Změna boční tuhosti
  • Změna radiální tuhosti

 

Každá pneumatika musí projít kontrolou, jejímž úkolem je odhalení všech nedostatků

Nezapomínejte, že pneumatika je používaná současně s diskem, na kterém je nasazena. Disk v závislosti na své tvrdosti vykazuje jistý vliv – negativní nebo pozitivní – na heterogenitu jednotlivých vrstev a jejich tvaru. V žádném případě však nemá vliv na heterogenitu tuhosti pneumatiky. Jak bylo napsáno výše, heterogenita může vzniknout v průběhu výroby pneumatiky. Ovšem výrobci pečlivě zkoumají kritéria heterogenity produkovaných pneumatik – minimálně v takové míře, která odpovídá kvalitám a zkušenostem daného producenta spojenými s ověřenými výrobními procesy. Exempláře překračující hranice norem kvality by tak měly být včas zachyceny.

 

Jaké jsou příčiny heterogenity?

Krom vad vznikajícím ve fázi výroby pneumatiky může být heterogenita kola způsobena též:

  • Vadou vzniklou v průběhu výroby disku
  • Poškozením pneumatiky a/nebo disku během jejich užívání, například při najetí na díru nebo brzdění na zablokovaných kolech
  • Chybným montováním nebo nedostatečným optimalizováním uložení pneumatiky na disk (pneumatika na disk přesně nepasuje, přestože uložení může splňovat některé normy správného postupu)

Heterogenita pneumatiky nezřídka vede k jejímu rychlejšímu opotřebení

Jaké mohou být důsledky heterogenity?

Po překročení hraničních hodnot může heterogenita způsobovat:

  • Hluk
  • Vibrování
  • Dření volnatu
  • Smýkání vozidla
  • Zrychlené a nesprávné optřebení pneumatik
  • Opotřebení jiných součástí vozu

 

Heterogenita hmoty

Statická asymetrie je jevem, který je založen na nerovnoměrném rozložení hmoty v pneumatice, přičemž teoretické snížení statické asymetrie předpokládá, že nadbytečná hmota je umístěna přesně ve středové ose běhounu pneumatiky. Na základě tohoto teoretického předpokladu je způsobeným důsledkem pouze radiální škubání kola. 

Druhou oblastí heterogenity gumové hmoty je moment dynamický, který předpokládá, že přebytečná hmota je umístěna ideálně symetricky okolo těžiště pneumatiky. Důsledkem takového fenoménu he příčné škubání. Ve skutečnosti se vyskytuje asymetrie statická souběžně s momentem dynamickým. Dohromady tak tvoří efekt celkové dynamické asymetrie, která může být kompenzován vhodným vyvážením kol. 

Když tento efekt není vykompenzovaný nebo je jeho hodnota s ohledem na heterogenity pneumatiky příliš vysoká, může docházet k následujícím projevům:

  • Vibrace a hluk v automobilu
  • Neobvyklé opotřebení dezénu a snížení délky životnosti pneumatiky
  • Rychlejší opotřebování nápravy vozidla
  • Vyšší spotřeba paliva

Mezi hlavní příčiny heterogenity je možné počítat:

  • Nesprávné rozmístění prvků jednotlivých složek v pneumatice – prvky musí být rozloženy po celém obvodě tak, aby se nevyskytovala místa těžší a lehčí na ose pneumatiky
  • Neodpovídající složení dezénu nebo jiného elementu (příliš tenká nebo široká)
  • Nesprávné napnutí dezénu
  • Odchylky v tloušce elementů pneumatiky

Co se týče doporučovaných maximálních hodnot vyvážení pneumatik  na osobních vozidlech, udává se -60 g na stranu nebo 100 g na kolo. Výrobci občas používají materiály umožňující vyplnit místo nedostatečné hmoty speciální tekutinou, doplnit hmotu je možné až od 100 g. Obrázek níže představuje průměrné hodnoty statické asymetrie, charakteristické pro skupiny kalibrovaných pneumatik. Hodnoty jsou vyjádřeny hmotností závaží, jaká by byla potřebná na kompenzaci asymetrie (v gramech)..

Orientační průměrné hodnoty statického nevyvážení v gramech

 

Heterogenita tvaru

Boční tlučení

Příčné tlučení je tendence pneumatiky táhnout během jednoho zatáčení jednou doleva a jednou doprava. Cyklus tahu na každou stranu se objevuje při jakémkoliv dalším pohybu kola. Síla působící na pohyb celého vozu vzniká nerovnoměrnou vzdáleností mezi vnější částí boku pneumatiky a osou souměrnosti pneumatiky. Hodnota boční síly je vždy vnímatelná v kabině vozu jako škubání kol do stran. 

Radiální tlučení

Radiální tlučení představuje radiální změny čela napumpované pneumatiky během jejého otáčení. Ideální pneumatika má přesný tvar kruhu. Avšak výsledkem byť drobných nepravidelností v tloušťce elementů konstrukce pneumatiky může být v praxi vychýlení tvaru nebo dokonce tvar oválu. Na silnici to potom způsobuje situace, kdy se osa otáčení kola nepohybuje po rovné přímce, nýmrž se přemisťuje ve směru vertikálním. Pod zatížením dochází k odchýlení radiální síly. 

Takové odchýlení radiálních sil může být znatelné pro řidiče jako škubání „nahoru a dolů“. Kromě škubání je jev doprovázen zvýšeným hlukem a celkovým zhoršením jízdního komfortu, spolu s rychlejším opotřebováním pneumatik a součástí nápravy. 

Pohyb kola po ose otáčení jako efekt radiálního tlučení

Odchýlení homogenity tvaru vznikající v procesu výroby je obvykle poměrně malé a řidič není schopen je zaznamenat pouhým okem. Výrazně znatelné a často dokonce viditelné nepravidelnosti mohou vzniknout v průběhu používání pneumatik v důsledku prudkého najetí na nějakou překážku na cestě a v důsledku nouzového brzdění.

 

Heterogenita tuhosti

Odchylky v radiální tuhosti 

O odchylkách v radiální tuhosti hovoříme tehdy, když se po obvodu pneumatiky nacházejí místa s různou tuhostí materiálu. Pro zjednodušení by bylo možné říci, že boční strany pneumatik jsou konstruovány z různě tuhých pružin. Během otáčení postupně naráží na povrch, po kterém se pneumatika pohybuje. Pokud by byla daná pružina velmi tuhá, zůstala by téměř stejně napnutá a tvar celé gumy by se na tomto místě působícího tlaku nezměnil. Kdyby nebyla tolik pevná, její tvar by se změnil více. Efekt osy otáčení kola by se pak stal výsledkem pohybu po ose vertikální.

Odchýlení na vertikální ose je vyvoláno zatížením vozidla, dává o sobě znát vibracemi a hlukem v automobilu zvláště během jízdy ve vyšších rychlostech. Za příčiny potíží s radiální tuhostí jsou považovány radiální změny ve vrstvách pneumatiky, změny v tloušťce elementů pneumatiky a problémy s jejich spoji a jejich napínáním. 

 

Odchylky v boční tuhosti

Jako odchylku v boční tuhosti označujeme takové případy, kdy pneumatika nemá stejnou tuhost po celém obvodě. Podobně jako v případě odchylky radiální tuhosti můžeme přijmout, že je pneumatika tvořena pružinkami o různých tuhostech, avšak rozdílné pružiny jsou umístěny příčně v řadách mezi boky pneumatiky. Takové odchylky vedou k vzniku příčných škubání s podobným charakterem jako u bočního tlučení kola. 

Heterogenita pneumatik se odráží rovněž v komfortu cestování

Efekt kužele

Efekt kužele je tendence pneumatiky točit se podobným způsobem jako se točí kužel, to znamená vůz se stáčí stále do jednoho směru. Síla působící na točící se kolo může nabývat hodnot kladných i záporných (pneumatika potom zatáčí vlevo nebo vpravo). 

Kuželový efekt je způsoben následujícími elementy (které se mohly objevit v procesu výroby pneumatiky):

  • Nesouměrné nanášení vrstvy dezénu
  • Nesouměrné nanášení ocelových pásů
  • Nesouměrně vyřezaný dezén

Kuželový efekt o vysokých hodnotách se projevuje:

  • Stahováním kola, a v důsledku toho i celého vozu, na jednu stranu
  • Ztíženým řízením
  • Větším opotřebením dezénu spojeným s redukcí provozu pneumatiky

Ovšem když se automobil stáčí do jedné strany, ne vždy je příčinou kuželovitý pohyb některé z pneumatik – což by ji dávalo nárok na reklamaci. Stáčení může být vyvolané rovněž činností jiných elementů jako je nesprávná geometrie kol, asymterie vozidla či kuželovitý pohyb ostatních pneumatik.

Potom například pneumatiky na přední nápravě mohou mít kuželovitý pohyb záporný na jednu stranu a zadní pneumatiky kladný a táhnout na druhou stranu. V takovém případě je řešením výměna pozic pneumatik, aby se vektory sil co nejvíce vyrovnaly. Vyvažovače vysoké kvality, jaké se na trhu objevují, jsou vybaveny funkcí usnadňující řešení problémů tohoto typu.