Wie Reifen funktionieren

Next Up 5 Warnschilder Sie benötigen neue Reifen Wie der Tweel Airless-Reifen funktioniert -Wie Gummi funktioniert Sind einige Reifen sicherer als andere??

Wissen Sie, was alle Markierungen auf Ihren Reifen bedeuten??

-Wenn Sie auf dem Markt für neue Reifen sind, können alle Variablen in den Reifenspezifikationen und der verwirrende Jargon, den Sie möglicherweise von Reifenverkäufern oder "Experten" hören, Ihren Kauf ziemlich stressig machen. Oder vielleicht möchten Sie einfach nur die Reifen verstehen, die Sie bereits haben, die Konzepte bei der Arbeit, die Bedeutung all dieser Seitenwandmarkierungen. Was bedeutet all das regelmäßig??

-In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie Reifen gebaut werden und was in einem Reifen steckt. Wir werden herausfinden, was alle Zahlen und Markierungen auf der Seitenwand eines Reifens bedeuten, und wir werden einen Teil dieser Reifensprache entschlüsseln. Am Ende dieses Artikels werden Sie verstehen, wie ein Reifen Ihr Auto unterstützt, und Sie werden wissen, warum sich in Ihren Reifen Wärme ansammeln kann, insbesondere wenn der Druck niedrig ist. Sie können auch Ihren Reifendruck richtig einstellen und einige häufige Reifenprobleme diagnostizieren!

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Wie unten dargestellt, besteht ein Reifen aus mehreren verschiedenen Komponenten.

• Das Korn ist eine Schlaufe aus hochfestem Stahlkabel, das mit Gummi beschichtet ist. Es gibt dem Reifen die Kraft, die er benötigt, um auf der Felge zu sitzen und die Kräfte zu bewältigen, die von Reifenmontagemaschinen ausgeübt werden, wenn die Reifen auf Felgen montiert werden.

• Das Körper besteht aus mehreren Schichten verschiedener Stoffe, genannt Lagen. Der gebräuchlichste Lagenstoff ist Polyesterschnur. Die Schnüre in einem Radialreifen verlaufen senkrecht zur Lauffläche. Einige ältere Reifen verwendet Diagonalreifen, Reifen, bei denen der Stoff in einem Winkel zum Profil lief. Die Lagen sind mit Gummi beschichtet, um die Verbindung mit den anderen Komponenten zu erleichtern und die Luft abzudichten.
  Die Festigkeit eines Reifens wird häufig durch die Anzahl der Lagen beschrieben. Die meisten Autoreifen haben zwei Karosserielagen. Im Vergleich dazu haben große Verkehrsflugzeuge häufig Reifen mit 30 oder mehr Lagen.

• In Radialreifen mit Stahlgürtel, Gürtel aus Stahl werden verwendet, um den Bereich unter der Lauffläche zu verstärken. Diese Riemen bieten Pannensicherheit und helfen dem Reifen, platt zu bleiben, damit er den besten Kontakt zur Straße hat.

• Einige Reifen haben Kappenlagen, ein oder zwei zusätzliche Schichten Polyestergewebe, um alles an Ort und Stelle zu halten. Diese Kappenlagen sind nicht bei allen Reifen vorhanden. Sie werden hauptsächlich bei Reifen mit höheren Geschwindigkeitsangaben verwendet, damit alle Komponenten bei hohen Geschwindigkeiten an Ort und Stelle bleiben.

• Das Seitenwand Bietet Seitenstabilität für den Reifen, schützt die Karosserielagen und verhindert das Entweichen der Luft. Es kann zusätzliche Komponenten enthalten, um die Seitenstabilität zu erhöhen.

• Das treten wird aus einer Mischung vieler verschiedener Arten von natürlichen und synthetischen Kautschuken hergestellt. Das Profil und die Seitenwände werden extrudiert und abgelängt. Das Profil besteht zu diesem Zeitpunkt nur aus glattem Gummi. Es hat nicht die Profilmuster, die den Reifen geben Traktion.

Alle diese Komponenten werden in der Reifenbaumaschine montiert. Diese Maschine stellt sicher, dass sich alle Komponenten an der richtigen Stelle befinden, und formt den Reifen dann in eine Form und Größe, die seinen fertigen Abmessungen ziemlich nahe kommt.

Zu diesem Zeitpunkt hat der Reifen alle seine Teile, aber er wird nicht sehr fest zusammengehalten und es gibt keine Markierungen oder Profilmuster. Dies nennt man a grüner Reifen. Der nächste Schritt besteht darin, den Reifen in einen zu fahren Aushärtemaschine, Das funktioniert so etwas wie ein Waffeleisen, das alle Markierungen und Traktionsmuster einformt. Die Wärme verbindet auch alle Komponenten des Reifens miteinander. Das nennt man vulkanisieren. Nach einigen Endbearbeitungs- und Inspektionsvorgängen ist der Reifen fertig.

Jeder Kleingedruckte auf der Seitenwand eines Reifens bedeutet etwas:

Reifentyp
Das P. bezeichnet, dass der Reifen ein Pkw-Reifen ist. Einige andere Bezeichnungen sind LT für Light Truck und T. für temporäre oder Ersatzreifen.

Reifenbreite
Das 235 ist die Breite des Reifens in Millimetern (mm), gemessen von Seitenwand zu Seitenwand. Da dieses Maß von der Felgenbreite abhängt, gilt das Maß für den Reifen, wenn er sich auf der vorgesehenen Felgengröße befindet.

Seitenverhältnis
Diese Zahl gibt die Höhe des Reifens an, vom Wulst bis zur Oberseite des Profils. Dies wird als Prozentsatz der Reifenbreite beschrieben. In unserem Beispiel beträgt das Seitenverhältnis 75, sodass die Höhe des Reifens 75 Prozent seiner Breite oder 176,25 mm (0,75 x 235 = 176,25 mm oder 6,94 Zoll) beträgt. Je kleiner das Seitenverhältnis ist, desto breiter ist der Reifen im Verhältnis zu seiner Höhe.

Hochleistungsreifen haben normalerweise ein niedrigeres Seitenverhältnis als andere Reifen. Dies liegt daran, dass Reifen mit einem niedrigeren Seitenverhältnis eine bessere Seitenstabilität bieten. Wenn ein Auto um eine Kurve fährt, werden Seitenkräfte erzeugt, und der Reifen muss diesen Kräften widerstehen. Reifen mit niedrigerem Profil haben kürzere, steifere Seitenwände, damit sie Kurvenkräften besser widerstehen.

Reifenbau
Das R. bezeichnet, dass der Reifen in Radialkonstruktion hergestellt wurde. Dies ist die häufigste Art der Reifenkonstruktion. Ältere Reifen wurden mit diagonaler Vorspannung hergestellt (D.) oder Schräggürtel (B.) Konstruktion. Ein separater Hinweis gibt an, wie viele Lagen die Seitenwand des Reifens und des Profils bilden.

Felgendurchmesser
Diese Zahl gibt in Zoll den Felgendurchmesser an, für den der Reifen ausgelegt ist.

Gleichmäßige Bewertung der Reifenqualität
Pkw-Reifen haben im Rahmen der auch eine Note gleichmäßige Einstufung der Reifenqualität (UTQG) System. Sie können die UTQG-Bewertung für Ihre Reifen auf dieser Seite überprüfen, die von der US-amerikanischen National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) verwaltet wird. Die UTQG-Bewertung Ihres Reifens sagt Ihnen drei Dinge:

• Profilverschleiß: Diese Zahl stammt aus dem Testen des Reifens unter kontrollierten Bedingungen auf einer staatlichen Teststrecke. Je höher die Zahl, desto länger können Sie mit einer Lebensdauer des Profils rechnen. Da niemand sein Auto auf genau den gleichen Oberflächen und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die staatliche Teststrecke fahren wird, ist die Zahl kein genauer Indikator dafür, wie lange Ihr Profil tatsächlich hält. Es ist jedoch ein gutes relatives Maß: Sie können erwarten, dass ein Reifen mit einer größeren Anzahl länger hält als einer mit einer kleineren Anzahl.
• Traktion: Die Reifentraktion wird bewertet AA, EIN, B. oder C., mit AA an der Spitze der Skala. Diese Bewertung basiert auf der Fähigkeit des Reifens, ein Auto auf nassem Beton und Asphalt anzuhalten. Es zeigt nicht die Kurvenfähigkeit des Reifens an. Laut dieser NHTSA-Seite haben die in den Nachrichten enthaltenen Reifen Firestone Wilderness AT und Radial ATX II eine Traktionsbewertung von B..
• Temperatur: Die Reifentemperaturwerte sind EIN, B. oder C.. Die Bewertung ist ein Maß dafür, wie gut der Reifen Wärme abführt und wie gut er mit dem Wärmestau umgeht. Die Temperaturstufe gilt für einen ordnungsgemäß aufgepumpten Reifen, der nicht überladen ist. Unterfüllung, Überlastung oder zu hohe Geschwindigkeit können zu mehr Wärmestau führen. Übermäßiger Wärmestau kann dazu führen, dass sich Reifen schneller abnutzen oder sogar zu einem Reifenschaden führen. Laut dieser NHTSA-Seite haben die Reifen Firestone Wilderness AT und Radial ATX II eine Temperatur von C..

Leistungsbeschreibung
Die Servicebeschreibung besteht aus zwei Dingen:

• Tragzahlen: Die Tragzahl ist eine Zahl, die mit der maximalen Nennlast für diesen Reifen korreliert. Eine höhere Zahl zeigt an, dass der Reifen eine höhere Tragfähigkeit hat. Die Bewertung "105" entspricht beispielsweise einer Tragfähigkeit von 924,87 kg (2039 Pfund). Ein separater Hinweis auf dem Reifen gibt die Tragfähigkeit bei einem bestimmten Reifendruck an.
• Geschwindigkeitsmessung: Der Buchstabe nach der Tragzahl gibt die maximal zulässige Geschwindigkeit für diesen Reifen an (solange das Gewicht bei oder unter der Nennlast liegt). Zum Beispiel, S. zeigt an, dass der Reifen Geschwindigkeiten von bis zu 180,246 km / h bewältigen kann. In der Tabelle auf dieser Seite finden Sie alle Bewertungen.

Berechnung des Reifendurchmessers
Nachdem wir wissen, was diese Zahlen bedeuten, können wir den Gesamtdurchmesser eines Reifens berechnen. Wir multiplizieren die Reifenbreite mit dem Seitenverhältnis, um die Höhe des Reifens zu erhalten.

Reifenhöhe = 235 x 75 Prozent = 176,25 mm (6,94 in)

Dann addieren wir die doppelte Reifenhöhe zum Felgendurchmesser.

2 x 6,94 Zoll + 15 Zoll = 28,9 Zoll (733,8 mm)

Dies ist der unbelastete Durchmesser; Sobald der Reifen belastet wird, verringert sich der Durchmesser.

In der Reifenindustrie werden heute viele verschiedene Begriffe verwendet. Einige von ihnen bedeuten tatsächlich etwas, andere nicht. In diesem Abschnitt werden wir versuchen zu erklären, was einige der Begriffe bedeuten.

Ganzjahresreifen mit Schlamm- und Schneebezeichnung
Wenn ein Reifen hat MS, M + S., MS oder MS Daraufhin erfüllt es die Richtlinien der Rubber Manufacturers Association (RMA) für einen Schlamm- und Schneereifen. Damit ein Reifen die Bezeichnung Schlamm und Schnee erhält, muss er diese geometrischen Anforderungen erfüllen (entnommen aus dem Bulletin "RMA-Schneereifendefinitionen für Pkw- und Light-Truck-Reifen"):

1. Neue Reifenprofile müssen mehrere Taschen oder Schlitze in mindestens einer Profilkante aufweisen, die die folgenden Maßanforderungen basierend auf den Formabmessungen erfüllen:

• Ziehen Sie sich mindestens 1/2 Zoll von der Fußabdruckkante in Richtung der Profilmitte, gemessen senkrecht zur Profilmittellinie.
• Eine minimale Querschnittsbreite von 1/16 Zoll.
• Taschen- oder Schlitzkanten in Winkeln zwischen 35 und 90 Grad zur Fahrtrichtung.

2. Die Hohlraumfläche der neuen Reifenprofilkontaktfläche beträgt mindestens 25 Prozent, basierend auf den Formabmessungen.

Die grobe Übersetzung dieser Spezifikation lautet, dass der Reifen eine Reihe ziemlich großer Rillen aufweisen muss, die am Rand des Profils beginnen und sich zur Mitte des Reifens erstrecken. Außerdem müssen mindestens 25 Prozent der Oberfläche Rillen sein.

Symbol für schwere Wintertraktion

Die Idee ist, dem Profilmuster genügend Hohlraum zu geben, damit es durch den Schnee beißen und Traktion bekommen kann. Wie Sie der Spezifikation entnehmen können, sind jedoch keine Tests erforderlich.

Um dieses Manko zu beheben, haben sich der Verband der Gummihersteller und die Reifenindustrie auf einen Standard geeinigt, der Tests umfasst. Die Bezeichnung heißt Starker Schneefall und hat ein bestimmtes Symbol (siehe Bild rechts), das neben der M / S-Bezeichnung steht.

Um diesen Standard zu erfüllen, müssen Reifen unter Verwendung eines ASTM-Testverfahrens (American Society for Testing and Materials) getestet werden, das in "RMA-Definition für Pkw- und Light-Truck-Reifen zur Verwendung bei starkem Schnee" beschrieben ist:

Reifen, die für den Einsatz unter starken Schneebedingungen ausgelegt sind, werden von den Herstellern als Traktionsindex gleich oder größer als 110 im Vergleich zum Standardreferenztestreifen ASTM E-1136 anerkannt, wenn der Schneetraktionstest ASTM F-1805 mit äquivalenten prozentualen Belastungen verwendet wird.

Diese Reifen erfüllen nicht nur die geometrischen Anforderungen für eine M / S-Bezeichnung, sondern werden auch nach einem standardisierten Testverfahren auf Schnee getestet. Sie müssen besser abschneiden als der Standardreferenzreifen, um die Anforderungen für den Einsatz bei starkem Schnee zu erfüllen.

Foto mit freundlicher Genehmigung von Goodyear Ein Reifen, der Aquaplaning verhindert.

Aquaplaning
Aquaplaning kann auftreten, wenn das Auto durch stehende Wasserpfützen fährt. Wenn das Wasser nicht schnell genug unter dem Reifen herausspritzen kann, hebt sich der Reifen vom Boden ab und wird nur vom Wasser gestützt. Da der betroffene Reifen fast keine Traktion hat, können Autos beim Aquaplaning leicht außer Kontrolle geraten.

Einige Reifen wurden entwickelt, um die Möglichkeit von Aquaplaning zu verringern. Diese Reifen haben tiefe Rillen, die in die gleiche Richtung wie das Profil verlaufen, wodurch das Wasser einen zusätzlichen Kanal erhält, unter dem es unter dem Reifen entweichen kann.

Sie haben sich vielleicht gefragt, wie ein Autoreifen mit einem Druck von 30 Pfund pro Quadratzoll (psi) ein Auto unterstützen kann. Dies ist eine interessante Frage, die mit mehreren anderen Problemen zusammenhängt, z. B. wie viel Kraft erforderlich ist, um einen Reifen die Straße hinunterzuschieben, und warum Reifen beim Fahren heiß werden (und wie dies zu Problemen führen kann)..

Wenn Sie das nächste Mal in Ihr Auto steigen, schauen Sie sich die Reifen genau an. Sie werden feststellen, dass sie nicht wirklich rund sind. Es gibt eine flache Stelle am Boden, an der der Reifen auf die Straße trifft. Dieser flache Punkt heißt der Kontakt-Patch, wie hier dargestellt.

Wenn Sie über eine Glasstraße zu einem Auto aufblicken, können Sie die Größe der Kontaktfläche messen. Sie könnten auch eine ziemlich gute Schätzung des Gewichts Ihres Autos vornehmen, wenn Sie die Fläche der Kontaktflächen jedes Reifens messen, diese addieren und dann die Summe mit dem Reifendruck multiplizieren.

Da der Reifen einen bestimmten Druck pro Quadratzoll aufweist, beispielsweise 30 psi, benötigen Sie einige Quadratzoll Kontaktfläche, um das Gewicht des Autos zu tragen. Wenn Sie mehr Gewicht hinzufügen oder den Druck verringern, benötigen Sie noch mehr Quadratzoll Kontaktfläche, damit die flache Stelle größer wird.

Ein richtig aufgepumpter Reifen und ein zu wenig aufgepumpter oder überladener Reifen

Sie können sehen, dass der zu wenig aufgepumpte / überladene Reifen weniger rund ist als der richtig aufgepumpte, richtig beladene Reifen. Wenn sich der Reifen dreht, muss sich die Kontaktfläche um den Reifen bewegen, um mit der Straße in Kontakt zu bleiben. An der Stelle, an der der Reifen auf die Straße trifft, wird der Gummi herausgebogen. Es braucht Kraft, um diesen Reifen zu biegen, und je mehr er sich biegen muss, desto mehr Kraft braucht er. Der Reifen ist nicht perfekt elastisch. Wenn er also in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, gibt er nicht die gesamte Kraft zurück, die zum Biegen erforderlich war. Ein Teil dieser Kraft wird durch die Reibung und die Arbeit des Biegens des gesamten Gummis und Stahls im Reifen in Wärme im Reifen umgewandelt. Da sich ein Reifen mit zu geringem Luftdruck oder Überlastung stärker biegen muss, ist mehr Kraft erforderlich, um ihn die Straße hinunterzuschieben, sodass mehr Wärme erzeugt wird.

Reifenhersteller veröffentlichen manchmal eine Rollreibungskoeffizient (CRF) für ihre Reifen. Mit dieser Zahl können Sie berechnen, wie viel Kraft erforderlich ist, um einen Reifen die Straße hinunterzuschieben. Das CRF hat nichts damit zu tun, wie viel Traktion der Reifen hat. Es wird verwendet, um den durch die Reifen verursachten Luftwiderstand oder Rollwiderstand zu berechnen. Das CRF ist wie jeder andere Reibungskoeffizient: Die zur Überwindung der Reibung erforderliche Kraft entspricht dem CRF multipliziert mit dem Gewicht auf dem Reifen. In dieser Tabelle sind typische CRFs für verschiedene Radtypen aufgeführt.

Reifentyp	Rollreibungskoeffizient
Autoreifen mit geringem Rollwiderstand	0,006 - 0,01
Gewöhnlicher Autoreifen	0,015
LKW-Reifen	0,006 - 0,01
Zugrad	0,001

Lassen Sie uns herausfinden, wie viel Kraft ein typisches Auto verwenden könnte, um seine Reifen die Straße hinunterzuschieben. Nehmen wir an, unser Auto wiegt 1814,369 kg und die Reifen haben einen CRF von 0,015. Die Kraft beträgt 4.000 x 0,015, was 27,215 kg entspricht. Lassen Sie uns nun herausfinden, wie viel Leistung das ist. Wenn Sie den Artikel Wie Kraft, Drehmoment, Kraft und Energie funktionieren, wissen Sie, dass Kraft gleich Kraft mal Geschwindigkeit ist. Die von den Reifen verbrauchte Leistung hängt also davon ab, wie schnell das Auto fährt. Bei 120,7 km / h verbrauchen die Reifen 12 PS und bei 88,513 km / h 8,8 PS. All diese Kraft verwandelt sich in Wärme. Das meiste davon geht in die Reifen, aber einiges geht in die Straße (die Straße biegt sich tatsächlich ein wenig, wenn das Auto darüber fährt).

Aus diesen Berechnungen können Sie ersehen, dass die drei Faktoren, die sich darauf auswirken, wie viel Kraft erforderlich ist, um den Reifen die Straße hinunterzuschieben (und daher wie viel Wärme sich in den Reifen aufbaut), das Gewicht der Reifen, die Geschwindigkeit, mit der Sie fahren, und das CRF sind (was zunimmt, wenn der Druck verringert wird).

Wenn Sie auf weicheren Oberflächen wie Sand fahren, geht mehr Wärme in den Boden und weniger in die Reifen, aber der CRF steigt deutlich an.

Die Verschleißmuster eines zu wenig aufgepumpten, richtig aufgepumpten und zu viel aufgepumpten Reifens

Unterinflation kann dazu führen, dass sich Reifen außen stärker abnutzen als innen. Dies führt auch zu einer verringerten Kraftstoffeffizienz und einem erhöhten Wärmestau in den Reifen. Es ist wichtig, den Reifendruck mindestens einmal im Monat mit einem Manometer zu überprüfen.

Überinflation bewirkt, dass sich die Reifen in der Mitte des Profils stärker abnutzen. Der Reifendruck sollte niemals das Maximum überschreiten, das auf der Seite des Reifens angegeben ist. Autohersteller schlagen oft einen niedrigeren Druck als das Maximum vor, da die Reifen eine weichere Fahrt ermöglichen. Wenn Sie die Reifen jedoch mit einem höheren Druck fahren, wird die Laufleistung verbessert.

Fehlausrichtung der Räder führt dazu, dass sich entweder die Innenseite oder die Außenseite ungleichmäßig abnutzt oder ein raues, leicht zerrissenes Aussehen aufweist.

Weitere Informationen zu Reifen und verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

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