Γιατί γεμίζουμε ελαστικά με αέρα;
Το κύριο πλεονέκτημα της πλήρωσης ελαστικών με αέρα, σε αντίθεση με το συμπαγές καουτσούκ, είναι ότι τα ελαστικά με αέρα προσφέρουν χαμηλότερη αντίσταση κύλισης, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτούν λιγότερη ενέργεια για την κύλιση και επομένως είναι πιο αποδοτικά. Επιπλέον, τα ελαστικά με αέρα είναι ικανά να απορροφούν τους κραδασμούς πιο αποτελεσματικά από τα ελαστικά από συμπαγές καουτσούκ, κάνοντας μια πιο ομαλή και άνετη οδήγηση. Τέλος, τα ελαστικά με άζωτο έχουν γίνει δημοφιλή τα τελευταία χρόνια, επειδή είναι λιγότερο πιθανό από τα κανονικά ελαστικά με αέρα να παρουσιάζουν διακυμάνσεις στην πίεση λόγω αλλαγών στη θερμοκρασία ή την υγρασία.
Υπάρχουν λίγα πράγματα τόσο άβολα, ενοχλητικά ή επικίνδυνα όσο το να σκάσεις ένα ελαστικό αυτοκινήτου. Θα μπορούσε να συμβεί αν κυλήσετε πάνω από κάποιο σπασμένο γυαλί, περνώντας δίπλα από ένα παλιό εργοτάξιο και μαζεύοντας ένα αδέσποτο καρφί ή απλά ζεσταίνοντας αραιωμένα ελαστικά ενώ πηγαίνετε 90 στον αυτοκινητόδρομο. Το θέμα είναι ότι η αλλαγή σπασμένων ελαστικών είναι μέρος της ζωής για εκατομμύρια ανθρώπους, αλλά φαίνεται ότι οι κατασκευαστές ελαστικών απλώς ζητούν προβλήματα.
Το εξωτερικό μέρος του ελαστικού είναι κατασκευασμένο από καουτσούκ, αλλά στη συνέχεια γεμίζει με αέρα σαν ένα μπαλόνι με ωρολογιακή βόμβα που περιμένει να σκάσει! Δεν θα ήταν πιο λογικό να φτιάξουμε ελαστικά εντελώς από καουτσούκ; Γιατί στο καλό γεμίζουμε τα ελαστικά με αέρα ούτως ή άλλως;
Σύντομη απάντηση: Ένα ελαστικό από καθαρό καουτσούκ έχει μια σειρά από μειονεκτήματα, όπως η έλλειψη απορρόφησης κραδασμών και η ταχύτερη φθορά, αλλά θα πρέπει να αντικαθίσταται εξίσου συχνά.
Η ιστορία των ελαστικών
Όταν αναλογιστούμε την ιστορία των ελαστικών, δεν εκτείνεται τόσο πίσω όσο η ιστορία του τροχού (130 χρόνια έναντι 5.500 ετών). Για λόγους απλότητας, θα δούμε μόνο την ιστορία των ελαστικών, η οποία στην πραγματικότητα ξεκίνησε με ένα ελαστικό από συμπαγές καουτσούκ. Όσον αφορά τα ποδήλατα, παλιά κατασκευάζονταν από σιδερένιες ταινίες σε ξύλινους τροχούς, αλλά το 1868 εφευρέθηκε το πρώτο ελαστικό από καουτσούκ με κοίλο πυρήνα. 20 χρόνια αργότερα, με την εμφάνιση του πρώτου βενζινοκίνητου αυτοκινήτου, το πνευματικό ελαστικό εφευρέθηκε για πρώτη φορά από την Benz (η μάρκα τώρα γνωστή ως Mercedes-Benz). Το πρώτο πνευματικό ελαστικό ήταν ένας μεταλλικός τροχός καλυμμένος με καουτσούκ και γεμάτος αέρα. Πριν από αυτό, σε βαγόνια και άλλα υποτυπώδη οχήματα, οι τροχοί ήταν κατασκευασμένοι από μέταλλο, επομένως αυτή η νέα ιδέα άλλαξε το παιχνίδι.
Μόλις εφευρέθηκε το συνθετικό καουτσούκ στις αρχές του 20ου αιώνα, έγινε πολύ πιο αποτελεσματικό να κατασκευάζονται ελαστικά με περισσότερο καουτσούκ και λιγότερο μέταλλο και η εφεύρεση του πέλματος στα ελαστικά αύξησε σημαντικά την απόδοση και αύξησε τον συντελεστή τριβής στην επιφάνεια του δρόμου, που σημαίνει ότι το ελαστικό θα μπορούσε να αποκτήσει πιο εύκολα πρόσφυση, καθιστώντας τη διαδρομή ασφαλέστερη.
Η ανάπτυξη συνεχίστηκε μέσω του ελαστικού balloon, του ελαστικού tubeless και του ελαστικού radial, μέχρι το ελαστικό run-flat της δεκαετίας του 1980 (δυνατό να συνεχίσει να οδηγεί ακόμα κι αν τρυπήσει ένα ελαστικό) και τα ελαστικά εξαιρετικά υψηλών επιδόσεων για πρόσθετο έλεγχο και απόδοση πέδησης. Τώρα, βρισκόμαστε στην αιχμή μιας νέας γενιάς ελαστικών χωρίς αέρα (Non-pneumatic tires – NPT), τα οποία μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν ή να ανακυκλωθούν και έχουν σχεδιαστεί κυρίως για μοντέλα αυτοκινήτων φιλικά προς το περιβάλλον. Στο μέλλον, υπάρχει μια καλή πιθανότητα ότι αυτού του είδους η βιώσιμη επιλογή θα αυξηθεί σε δημοτικότητα, αλλά αυτό δεν εξηγεί γιατί οι σωλήνες γεμάτοι αέρα βασίζονται για το μεγαλύτερο μέρος ενός αιώνα. Λοιπόν… ποιο είναι το όφελος του αέρα έναντι του καθαρού καουτσούκ, όπως είχαμε στο παρελθόν;
The Search for a Smooth Ride – Air vs. Rubber
Όσον αφορά τη σχεδίαση του ελαστικού, ο πιο σημαντικός παράγοντας είναι η ικανότητα του αέρα να συμπιέζεται και να ρυθμίζει την ένταση του με ευκολία, σε αντίθεση με κάτι κατασκευασμένο από συμπαγές υλικό. Για παράδειγμα, όταν πετάτε πάνω από το δρόμο με 60 mph, το να χτυπήσετε ένα μικρό εμπόδιο, όπως ένα βράχο ή ένα χτύπημα στο δρόμο, απορροφάται αμέσως από ένα ελαστικό γεμάτο με αέρα (συμπληρωμένο από τα αμορτισέρ που είναι εγκατεστημένα στα σύγχρονα αυτοκίνητα), ενώ Το συμπαγές ελαστικό από καουτσούκ θα απορροφούσε και θα περνούσε κατά μήκος του κραδασμού του χτυπήματος στο εμπόδιο, κάνοντας μια εξαιρετικά ανώμαλη και άβολη οδήγηση. Ένα κουρασμένο με αέρα μπορεί να βιώσει και να προσαρμοστεί σε πολλαπλές παραμορφώσεις ανά δευτερόλεπτο, απορροφώντας τους κραδασμούς, έτσι οι οδηγοί δύσκολα αισθάνονται τα αποτελέσματα του να χτυπήσουν ένα μικρό εμπόδιο, σε αντίθεση με αυτούς τους τύπους…
Επιπλέον, τα φουσκωμένα ελαστικά από καουτσούκ προσφέρουν επίσης χαμηλότερη αντίσταση κύλισης (δηλαδή τέτοια ελαστικά ελαχιστοποιούν τη σπατάλη ενέργειας καθώς κυλάει το ελαστικό, γεγονός που με τη σειρά του μειώνει την απαιτούμενη προσπάθεια κύλισης), κάτι που είναι ένα άλλο πλεονέκτημα υπέρ των φουσκωμένων ελαστικών από καουτσούκ.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ελαστικά από καουτσούκ μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο παρελθόν, πριν κυκλοφορήσουν τα αυτοκίνητα υψηλής ταχύτητας στους δρόμους. Το να πηγαίνεις πιο αργά σήμαινε ότι ο αντίκτυπος των χτυπητικών εμποδίων ήταν μικρότερος και η απώλεια ενέργειας ήταν λιγότερο αισθητή. Ωστόσο, σε υψηλές ταχύτητες, η ποσότητα της απώλειας ενέργειας κατά τη διέλευση από ανώμαλους δρόμους θα ήταν εξαιρετικά αναποτελεσματική για το αυτοκίνητο και θα προκαλούσε τη φθορά των ελαστικών πολύ πιο γρήγορα. Το γεγονός είναι ότι οι περισσότεροι άνθρωποι δεν αντικαθιστούν τα ελαστικά τους ως αποτέλεσμα τρυπημάτων και σκασμένων ελαστικών, αλλά επειδή το πέλμα φθείρεται, λεπταίνει το λάστιχο και καθιστά τα ελαστικά ανίκανα να συγκρατήσουν την πρόσφυση στο δρόμο.
Τα ελαστικά από συμπαγές καουτσούκ, ιδιαίτερα όταν οδηγούνται σε υψηλές ταχύτητες, θα αντιμετώπιζαν ακριβώς τα ίδια προβλήματα απώλειας πέλματος, με ταχύτερο ρυθμό, και λόγω της συμπαγούς σύνθεσης των ελαστικών, θα κοστίζουν περισσότερο η παραγωγή και η απόρριψή τους, ενώ επίσης πρόσθεταν βάρος σε το αυτοκίνητο στο σύνολό του, που απαιτεί περισσότερη δαπάνη καυσίμου.
Τώρα, υπάρχουν ορισμένα οχήματα που βελτιστοποιούνται χρησιμοποιώντας τροχούς που φουσκώνονται σε διαφορετικά επίπεδα πίεσης (ατμόσφαιρες), ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο θα χρησιμοποιηθούν (π.χ. ποδήλατα βουνού – χαμηλή πίεση, αγωνιστικά ποδήλατα – υψηλή πίεση). Τώρα, αφού έχουμε ξεκαθαρίσει γιατί χρειαζόμαστε αέρα, υπάρχει κάποιος λόγος να επιλέξουμε έναν τύπο "αέρα" έναντι ενός άλλου;
The Nitrogen Tire Revolution
Τα τελευταία χρόνια, η δημοτικότητα του γεμίσματος ελαστικών με άζωτο, αντί του βαρετού παλιού «κανονικού αέρα», έχει αυξηθεί σημαντικά. Τα μονοθέσια της Formula 1 χρησιμοποιούν εδώ και καιρό άζωτο στους τροχούς τους για μερικούς λόγους. Τα ελαστικά γεμάτα άζωτο διατηρούν μια πιο σταθερή πίεση ελαστικών για μεγάλο χρονικό διάστημα, καθώς το άζωτο είναι λιγότερο πιθανό (από το οξυγόνο) να μεταναστεύσει μέσω του καουτσούκ των ελαστικών. (Πηγή) Επιπλέον, τα ελαστικά γεμάτα άζωτο παρουσιάζουν λιγότερη αλλαγή πίεσης με τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Από την άλλη πλευρά, ο κανονικός αέρας τείνει να ανταποκρίνεται περισσότερο στις συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας, επιτρέποντάς του να αλλάζει την πίεσή του ανάλογα.
Ωστόσο, το άζωτο είναι «στεγνό» και διατηρεί μια πιο σταθερή πίεση στα ελαστικά, ανεξάρτητα από το πού διεξάγεται ο αγώνας ή ποια είναι η σχετική υγρασία την ημέρα του αγώνα. Αυτό εξασφαλίζει μεγαλύτερη ασφάλεια και συνοχή, καθώς δεν υπάρχει υγρασία στο άζωτο. Άλλοι κατασκευαστές ελαστικών και ορισμένες εταιρείες αυτοκινήτων έχουν αρχίσει να προσφέρουν ελαστικά γεμάτα άζωτο, αλλά η πραγματική αξία αυτού είναι κάπως υπερεκτιμημένη, σύμφωνα με τους ειδικούς. Ο λόγος που οι οδηγοί αγωνιστικών αυτοκινήτων θέλουν ελαστικά γεμάτα άζωτο είναι επειδή κινούνται με ταχύτητες άνω των 200 mph, επομένως η παραμικρή αλλαγή στην πίεση ή τη συμπίεση στα ελαστικά μπορεί να είναι επικίνδυνη, αν όχι εντελώς θανατηφόρα.
Για τον μέσο οδηγό, οι μικρές διακυμάνσεις στην υγρασία και η συνακόλουθη πίεση αέρα στα ελαστικά είναι αμελητέες, αλλά για εκείνους τους ανθρώπους που θέλουν να είναι στην αιχμή του…. όλα, αυτό έχει γίνει μια κομψή νέα επιλογή.
Αν είστε όπως οι περισσότεροι από εμάς, ο κανονικός αέρας είναι το μόνο που χρειάζεστε, αλλά αυτό είναι σίγουρα καλύτερο από ένα συμπαγές ελαστικό που θα σας άφηνε ανώμαλους και μελανιασμένους κάθε φορά που πηδούσατε στον αυτοκινητόδρομο!
