نقش تایرها در تحمل وزن و نیروهای جاده‌ای

تایرها بخشی از وزن کلی خودرو نیستند، اما باید فشارهای عمودی از بالا را به خوبی مدیریت کنند. به همین دلیل، طراحی‌شان باید شامل ویژگی‌هایی باشد که بتوانند بار سنگین، سطوح لغزنده و سرعت‌های بالا را تاب بیاورند بدون اینکه از مسیر خارج شوند. بدنه تایر از چندین لایه رشته‌های قوی تشکیل شده که فشار داخلی را نگه می‌دارند و نیروهای واردشده از جاده را جذب می‌کنند.

در خودروهای معمولی، این لایه‌ها اغلب از پلی‌استر ساخته می‌شوند، در حالی که برای وسایل نقلیه سنگین، فولاد گزینه اصلی است. زاویه قرارگیری این لایه‌ها در تایرهای رادیال نزدیک به ۹۰ درجه نسبت به محیط تایر است، اما در انواع بایاس، این زاویه معمولاً بین ۳۰ تا ۴۰ درجه قرار می‌گیرد. قدرت کلی یک تایر استاندارد را می‌توان بر اساس تعداد این لایه‌ها سنجید.

فرآیند تولید تایرهای خودرو

تایرها با روی هم قرار دادن لایه‌های لاستیکی ساخته می‌شوند که تحت حرارت بالا و فشار پرس‌های قدرتمند به هم می‌چسبند و با عناصر فلزی تقویت می‌شوند. انواع مختلفی از لایه‌بندی وجود دارد، اما دو روش رایج شامل لایه‌بندی زاویه‌دار متقاطع و رادیال می‌شود. لایه‌بندی زاویه‌دار متقاطع کیفیت مناسبی ارائه می‌دهد و به دلیل هزینه پایین‌تر، در بسیاری از موارد ترجیح داده می‌شود.

از سوی دیگر، لایه‌بندی رادیال با جهت‌گیری افقی لایه‌ها، در سرعت‌های بالا خنک‌تر عمل می‌کند، مقاومت غلطشی کمتری دارد و استحکام بالایی نشان می‌دهد – هرچند در خودروهایی با بار زیاد، به خاطر انعطاف‌پذیری بیش از حد، کمتر مناسب است.

تشخیص تاریخ تولید تایر

هر تایری روی دیواره‌اش یک کد چهاررقمی دارد که تاریخ ساخت را نشان می‌دهد. دو رقم اول به هفته تولید اشاره دارند و دو رقم بعدی سال میلادی را مشخص می‌کنند. برای نمونه، کد ۱۲۰۴ یعنی تولید در هفته دوازدهم سال ۲۰۰۴. اگر کد سه‌رقمی باشد، به معنای ساخت قبل از سال ۲۰۰۰ است.

امروزه، تایرهای خارجی نو اغلب با یک کارت همراه هستند که باید اطلاعات آن را به شرکت سازنده پست یا آنلاین ثبت کنید تا مشکلات احتمالی آینده قابل پیگیری باشد. نکته مهم: استفاده از تایرهایی که بیش از سه سال از تولیدشان گذشته، توصیه نمی‌شود.

مواد تشکیل‌دهنده تایر

ترکیب تایر شامل مواد شیمیایی، طبیعی و معدنی متنوعی است که هر کدام نقشی در عملکرد و فرآیند تولید ایفا می‌کنند. مواد کلیدی عبارتند از:

کائوچو: بخش‌های مختلف تایر حاوی نسبت‌های متفاوتی از کائوچوی طبیعی و مصنوعی هستند، بسته به نیازهای فیزیکی. کائوچوی طبیعی مقاومت حرارتی عالی و چسبندگی بالایی دارد، بنابراین بیشتر در لایه‌های داخلی مانند بدنه اصلی استفاده می‌شود.

دوده: افزودن دوده به کائوچو، مقاومت در برابر سایش را افزایش می‌دهد و ویژگی‌های مکانیکی را بهبود می‌بخشد. ساختار مولکولی کائوچو فضاهای خالی دارد که دوده در آن‌ها جای می‌گیرد. گاهی از پرکننده‌های جایگزین مثل کربنات کلسیم یا کائولن هم بهره می‌برند.

نخ: پایه تایر از لایه‌های نخی پوشیده‌شده با خمیر لاستیکی تشکیل شده که جنس‌شان نایلون، ریون یا پلی‌استر است. به این مجموعه، منجید یا کارکاس می‌گویند که فشار باد داخلی و بار خارجی را تحمل می‌کند.

سیم: برای تقویت بخشی که روی رینگ قرار می‌گیرد (معروف به طوقه یا بید)، از سیم‌های فولادی با پوشش مسی یا برنزی استفاده می‌شود که با لاستیک پوشانده و تابیده می‌شوند تا مقطعی مربعی یا ذوزنقه‌ای ایجاد کنند. همچنین در کمربند تایرهای رادیال سواری و لایه‌های تایرهای سنگین، سیم‌های فولادی با ضخامت خاص به کار می‌رود.

محافظ‌ها: اکسیژن و اوزون هوا می‌توانند تایر را فرسوده کنند، پس از مواد شیمیایی مانند آنتی‌اکسیدان‌ها، موم‌ها و ضد اوزونانت‌ها برای مقابله با این عوامل استفاده می‌شود.

عناصر شیمیایی دیگر: برای آسان‌تر کردن تولید، از روغن‌ها، شتاب‌دهنده‌ها، گوگرد (برای پخت) و مواد مشابه در مراحل مختلف بهره می‌برند.

آج تایر و اهمیت آن در شرایط مختلف

آج، سطح بیرونی تایر است که مستقیم با جاده تماس دارد. در مسیرهای شهری یا بزرگراه‌ها، نقشش کمتر برجسته به نظر می‌رسد، و این باعث می‌شود برخی فقط به ظاهرش توجه کنند. اما طرح‌های آج برای دفع آب بهتر و با سطوح متنوع جاده طراحی می‌شوند، مانند الگوهای رگه‌ای، عرضی، ترکیبی یا بلوکی، که هر کدام نقاط قوت و ضعفی دارند. در جاده‌های شنی، برفی، مرطوب یا کم‌اصطکاک، انتخاب آج مناسب کنترل خودرو را بهبود می‌بخشد و از انباشت گل یا برف جلوگیری می‌کند. عمق آج در تایر نو حدود ۹.۵ میلی‌متر است و تا ۲ میلی‌متر قابل قبول باقی می‌ماند.

انواع آج تایر بر اساس شرایط جاده و سبک رانندگی متفاوت هستند:

جهت‌دار (یک‌طرفه) یا زمستانی: این آج در یک جهت می‌چرخد و اغلب با فلش روی دیواره مشخص می‌شود. مزیتش دفع آب عالی است و باید بین جلو و عقب جابه‌جا شود تا عملکرد بهینه داشته باشد.

متقارن یا تمام‌ فصل: الگوی یکنواخت در کل تایر، رایج در خودروهای اقتصادی، با عمر طولانی و صدای کم. می‌توان آن را به روش‌های مختلف چرخاند تا دوام بیشتری داشته باشد.

نامتقارن یا آفرود: محبوب در خودروهای اسپرت، با آج‌های متفاوت برای چنگ‌زنی حداکثری در جاده‌های خشک و مرطوب. بخش داخلی برای سطوح خیس و بیرونی برای خشک طراحی شده، با نشانه‌های "داخل" و "خارج" روی دیواره، و بیشترین تنوع طرح را دارد.

جهت‌دار/نامتقارن یا پرفورمنس: ترکیبی از V شکل برای دفع آب و آج نامتقارن برای چسبندگی در خشک، که باید قوانین چرخش جهت‌دار را رعایت کند. اگر آج‌های متفاوتی در خودرو استفاده شود، الگوهای چرخش کارایی ندارند.

اعداد و نشانه‌های روی تایر

دیواره تایر پر از اعداد و حروف است که هر کدام معنایی دقیق دارند و نباید نادیده گرفته شوند:

قطر تایر: کلیدی‌ترین عامل، بر اساس اینچ مشخص می‌شود (مثل ۱۴ اینچی). بر پایه سایز رینگ خودرو تعیین می‌شود و با تغییر رینگ، می‌توان سایز را عوض کرد. سایزهای رایج برای سواری و شاسی‌بلند: ۸، ۱۰، ۱۲، ۱۳، ۱۴، ۱۵، ۱۷، ۱۸، ۱۹، ۲۰، ۲۲، ۲۳، ۲۴، ۲۶ و ۲۸ اینچ.

فناوری تایر: دو نوع اصلی بایاس (با الیاف نخی و فناوری قدیمی) و رادیال (با سیم‌های فولادی). بایاس در بار عمودی تغییر شکل می‌دهد و عمر کمتری دارد، اما رادیال چسبندگی بهتر، سرعت بالاتر و دوام ۴۰-۶۰% بیشتر ارائه می‌دهد. بیشتر تایرهای ایرانی بایاس هستند و رادیال‌ها وارداتی، با قیمت بالاتر.

فاق تایر: ارتفاع از زمین تا رینگ، به عنوان درصدی از عرض (مثل فاق ۶۰ یعنی ۶۰% عرض).

پهنای تایر: عرض تایر، که افزایش آن (مثل از ۱۹۰ به ۲۰۵) فرمان‌پذیری را نرم‌تر می‌کند و اغلب اسپرت نامیده می‌شود.

شاخص بار: حداکثر وزن قابل تحمل وقتی فشار حداکثری است، از ۰ تا ۲۷۹. برای سواری‌ها ۷۱-۱۰۰ (مثل پراید: ۷۶ یعنی ۴۰۰ کیلوگرم). هرگز کمتر از توصیه سازنده انتخاب نکنید.

حداکثر سرعت: با حروف A-Z نشان داده می‌شود (مثل H برای پراید: ۲۱۰ کیلومتر/ساعت). اگر فشار یا بار نامناسب باشد، تایر آسیب می‌بیند.

حداکثر فشار باد و بار: فشار حداکثری برای بار کامل، نه مقدار روزمره. مقدار استاندارد روی پلاک در یا دفترچه خودرو نوشته شده.

اهمیت باد تایر در ایمنی و عملکرد

تصور کنید هر قدمی که برمی‌دارید، نیرویی چندبرابر وزن‌تان به پاها وارد می‌شود، اما این فشار یکنواخت نیست و بخش‌هایی مثل پاشنه نقش ضربه‌گیر دارند. مهندسان خودرو همین مفهوم را برای تایرها اعمال می‌کنند: تنها ۵% وزن روی لاستیک است و ۹۵% را باد داخل تحمل می‌کند. بنابراین، تایر مثل پاشنه آشیل خودرو است و باید مثل سلامتی پاها، به آن توجه کرد.

نکات کلیدی برای مدیریت باد تایر:

• کنترل ماهانه فشار، بر اساس دفترچه خودرو یا برچسب در (معمولاً ۳۰-۳۵ PSI برای سواری‌ها).
• فشار کم باعث لغزش، حرارت زیاد و سایش می‌شود؛ فشار زیاد تماس ناقص ایجاد می‌کند و خطرناک است.
• تنظیم وقتی تایر خنک است؛ پس از رانندگی طولانی، صبر کنید تا خنک شود.
• تنظیم بر اساس بار: بیش از حد مجاز بار نبرید، و اگر لازم شد، طبق دفترچه فشار را افزایش دهید.