تایر خودرو

تایر، جزئی حلقه‌ای شکل برای انتقال بار وسیله نقلیه از طریق چرخ، از اَکسل به زمین است که رینگ یک چرخ را احاطه کرده و کشش روی سطح حرکت را فراهم می‌کند. اکثر تایرها، مانند تایر اتومبیل و دوچرخه، سازه‌هایی هستند که به صورت نیوماتیک باد شده، که خود مانند بالشتکی انعطاف‌پذیر موجب جذب شوک به هنگام غلتش تایر بر روی ناهمواری‌های خشن سطح می‌شوند. ردپای تایرها برای تطبیق وزن وسیله نقلیه و استحکام تکیه‌گاهی سطح غلتش طراحی شده‌اند، به‌طوری‌که فشار تکیه‌گاهی موجب تغییر شکل بیش از حد سطح نگردد.

بیشتر بخوانید: تایر خودرو - قسمت دوم

مواد تایرهای مدرن

مواد تایرهای بادی مدرن شامل لاستیک مصنوعی، لاستیک طبیعی، پارچه و سیم در کنار دوده و دیگر ترکیب‌های شیمیایی می‌شوند. تایرها از دو قسمت آج و بدنه تشکیل شده‌اند. آج کشش ایجاد می‌کند؛ در‌حالی‌که بدنه مقداری از هوای فشرده را مهار می‌کند. قبل از توسعه لاستیک، نسخه‌های اولیه تایرها تنها نواری از لاستیک بودند که به دور چرخ‌های چوبی انداخته شده بودند تا از سایش و چاک جلوگیری کنند. تایرهای لاستیکی اولیه، توپر بودند (نه بادی). تایرهای بادی برای انواع مختلفی از وسایل نقلیه شامل: خودروها، دوچرخه‌ها، موتورسیکلت‌ها، اتوبوس‌ها، کامیون‌ها، تجهیزات سنگین و هواپیما به‌کار گرفته می‌شوند. تایرهای فلزی هنوز برای لوکوموتیوها و وسایل ریلی استفاده می‌شوند و تایرهای توپر لاستیکی (یا دیگر پلیمرها) در حال حاضر برای کاربردهای غیرخودرویی مانند: چرخ‌های کوچک، ارابه‌ها، چمن‌زن‌ها و فرغون‌ها استفاده می‌شوند.

ریشه کلمه تایر و املاء آن

واژه tire شکل کوتاه واژه attire می‌باشد؛ بر اساس این ایده که چرخ توسط تایر، پوشانده می‌شود. املای tyre تا دهه 1840 تا قبل از استفاده انگلیسی‌ها از چدن مالیبل با انطباق تداخلی روی چرخ وسایل ‌نقلیه ریلی، پدیدار نشد. با این وجود، ناشران سنتی به استفاده از tire ادامه دادند. روزنامه تایمز در بریتانیا تا سال 1905 به استفاده از tire ادامه داد. در قرن 19ام، املای tyre در بریتانیا برای تایرهای بادی مرسوم شد. بر مبنای نسخه 1911 دانشنامه بریتانیکا، املای tyre برای بهترین مراجع انگلیسی قابل قبول نبوده و در ایالات متحده شناخته شده نیست؛ در‌حالی‌که نسخه 1926 از Fowler’s Modern English Usage بیان می‌کند که برای واژه tyre چیزی وجود ندارد که از نظر ریشه‌یابی غلط است؛ همچنین بسیار متفاوت با استفاده انگلیسی بریتانیایی قدیمی و آمریکایی کنونی ما است. در هر صورت، در جریان قرن 20ام واژه tyre به املای استاندارد انگلیسی بریتانیایی تبدیل گردید.

تاریخچه تایر

تایرهای اولیه، نوارهایی از چرم بودند، سپس آهن (و سپس فولاد) بود که بر روی چرخ‌های چوبی قرار می‌گرفتند و برای گاری و کالسکه مورد استفاده قرار می‌گرفتند. یک کارگر ماهر، به نام ویلرایت، با انبساط تایر توسط آتش آن را بر روی چرخ قرار داده و با سرد کردن (کوئنچ) آن، باعث بازگشت به اندازه اصلی شده، به‌طوری‌که کاملا محکم روی چرخ مونتاژ گردد.

اولین امتیاز انحصاری چیزی که به عنوان تایر بادی در نظر گرفته شود در سال 1847 توسط مخترع اسکاتلندی، رابرت ویلیام تامسون، ثبت گردید. با این حال هرگز به مرحله تولید نرسید. اولین تایر بادی کاربردی در سال 1888 در بلفاست، خیابان مِی توسط جان بوید دانلوپ اسکاتلندی، صاحب یکی از موفق‌ترین مطب‌های دامپزشکی ایرلند، ساخته شد. این تلاشی بود برای جلوگیری از سردردهای پسر 10 ساله‌اش، جانی، که با سه‌چرخه‌اش روی سنگ‌فرش ناهموار، سواری می‌کرد. پزشک فرزندش، جان، سواری را برای پسر، به عنوان تمرین تجویز کرده بود و به طور منظم وی را ویزیت می‌کرد. فگن در طراحی اولین تایر بادی مشارکت کرد. دوچرخه‌سوار، ویلیام هیوم، برتری تایرهای دانلوپ را در سال 1889 به نمایش گذاشت و اولین مسابقات تایر در ایرلند و سپس انگلیس را برنده شد. در مشخصات ثبت انحصار تایر دانلوپ در تاریخ 31 اکتبر 1888، توجه وی تنها به استفاده در دوچرخه‌ها و وسایل نقلیه سبک معطوف شده است. در سپتامبر 1890، او از یک توسعه قبل از ثبت خود باخبر گردید ولی شرکت اطلاعات را نزد خود نگه داشته بود.

در سال 1892، به دلیل ثبت اختراع قدیمی‌تر توسط همکار فراموش‌شده، رابرت ویلیام تامسون (ثبت اختراع لندن 1845، فرانسه 1846، آمریکا 1847)، امتیاز انحصاری دانلوپ باطل شد؛ اگرچه، دانلوپ به دلیل آگاهی از مقاومت لاستیک در برابر سایش و پارگی با حفظ مقاومت در زمانی که به عنوان تایر استفاده می‌شود، شناخته می‌شود. جان بوید دانلوپ و هاروی دو کروس، هر دو برای غلبه بر مشکلات بطور قابل‌توجهی کار کردند. آنها یک مخترع، چارلز کینگستون ولچ، را استخدام کردند و دیگر حقوق و ثبت اختراع‌ها را جمع کردند تا بتوانند از موقعیت کسب و کار تایر بادی خود به صورت محدود محافظت کنند. تایر بادی به لاستیک دانلوپ و تایرهای دانلوپ تبدیل گردید. توسعه این فناوری به پیشرفت‌های مهندسی زیادی وابسته بود، شامل ولکانش لاستیک طبیعی با گوگرد و نیز توسعه رینگ کلینچر برای نگه داشتن جانبی تایر بر روی رینگ چرخ.

لاستیک مصنوعی در آزمایشگاه‌های بایر در دهه 1920 اختراع گردید. در 1946، میشلن روش ساخت تایر رادیال را توسعه داد. میشلن در 1934 شرکت خودروسازی ورشکسته سیتروئن را خریده بود؛ بنابراین توانایی معرفی سریع این فناوری جدید را داشت. به دلیل برتری در فرمان‌پذیری و کاهش مصرف سوخت، استفاده از این فناوری به سرعت در سراسر اروپا و آسیا گسترش پیدا کرد. در ایالات متحده، بر روش ساخت منسوخ بایاس پافشاری گردید تا شرکت فورد، به دنبال مقاله 1968 یک مجله تاثیرگذار آمریکایی، Consumer Reports، که بر برتری ساختار رادیال تاکید می‌کرد، در اوایل دهه 1970 تایرهای رادیال را پذیرفت. صنعت تایر آمریکا بازار خود را به تولیدکننده‌های ژاپنی و اروپایی که سهام شرکت‌های آمریکایی را خریدند، باخت.

کاربرد تایر برای کاربری سبک

تایرهای مخصوص کاربری سبک برای وسایل نقلیه مسافری، محدوده بار 550 تا 1100 پوند (250 تا 500 کیلوگرم) را بر روی چرخ‌های محرک حمل می‌کنند. وانت‌ها و ون‌های مخصوص کاربری سبک تا متوسط، محدوده بار 1100 تا 3300 پوند (500 تا 1500 کیلوگرم) را بر روی چرخ محرک حمل می‌کنند. تایرها بر اساس سرعت برای وسایل نقلیه مختلف دسته‌بندی می‌شوند؛ شامل (از کمترین به بیشترین سرعت): تایرهای زمستانی، تایرهای وانت‌های سبک، تایرهای خودروهای معمولی، سدان‌ها و ون‌ها، سدان‌های اسپرت و خودروهای پرتوان. فارغ از تایرهای جاده‌ای، دسته‌بندی مخصوص شامل:

• زمستانی (Winter): تایرهای برفی، برای استفاده روی برف یا یخ طراحی شده‌اند. طراحی آج این تایرها فواصل خالی بزرگتری نسبت به تایرهای زمستانی دارد که موجب افزایش کشش روی برف و یخ می‌شود. تایرهایی که موفق به گذراندن تست عملکرد کشش زمستانی شده‌اند، دارای نشانه "کوه سه‌قله با برف‌دانه" بر روی دیواره جانبی خود هستند. تایرهای طراحی‌شده برای شرایط زمستانی، برای رانش در دماهای زیر 7 درجه سانتی‌گراد (45 درجه فارنهایت) بهینه‌سازی شده‌اند. بعضی تایرهای برفی، دارای گل‌میخ‌های فلزی یا سرامیکی بوده که از سطح تایر بیرون زده تا کشش بر روی سطوح یخی یا برفی فشرده را افزایش دهد. گل‌میخ‌ها باعث سایش سطح جاده شده که موجب گرد و خاک و سایش در مسیر چرخ می‌گردد. قوانین استفاده از تایر برفی یا مجوز استفاده از گل‌میخ، کشور به کشور در آسیا و اروپا و بسته به استان یا ایالت در آمریکای شمالی تفاوت دارند.
• چهارفصل (All-season): سیستم درجه‌بندی M+S مرتبط با تایرهای برفی، که قابلیت چهارفصل را نشان می‌دهد. این نوع در مقایسه با تایرهای زمستانی صدای کمتری ایجاد کرده ولی روی برف و یخ توانایی کمتری دارد. فواصل خالی این تایرها کوچکتر از تایرهای زمستانی و بزرگتر از تایرهای تابستانی است.
• چندمنظوره (All-terrain): این نوع برای کشش کافی در خارج جاده با ویژگی‌های فرمان‌پذیری و نویز رانندگی جاده طراحی شده‌اند. این تایرها روی برف و در باران در مقایسه با تایرهای خیابانی امتیاز بالاتری دارند و بر روی یخ، صخره و ماسه به عنوان مناسب رده‌بندی می‌شوند.
• مخصوص زمین گل‌آلود (Mud-terrain): تایرهای مخصوص زمین‌های گل‌آلود در مقایسه با تایرهای چندمنظوره، دارای آج بازتر و عمیق‌تر برای ضریب چسبندگی (grip) مناسب در گل بوده ولی روی سطح جاده عملکرد ضعیف‌تری دارند.
• اسپرت (High-performance): این تایرها، برای سرعت تا 168 مایل بر ساعت (270 کیلومتر بر ساعت) طبقه‌بندی می‌شوند و تایرها با عملکرد بسیار بالا (ultra-high-performance) برای سرعت تا 186 مایل بر ساعت (299 کیلومتر بر ساعت) طبقه‌بندی می‌شوند ولی عمر کمتر و ویژگی‌های سواری سفت‌تری دارند.

از دیگر انواع تایرهای کاربری سبک خودرویی می‌توان به تایرهای پنچر رو (run-flat) و مسابقه‌ای اشاره کرد.

• تایرهای پنچر رو (Run-flat): این تایرها، نیاز به تایر یدک را از بین می‌برند؛ زیرا با سرعت کمتر در زمان پنچری با استفاده از یک دیواره جانبی مانع از آسیب رسیدن به رینگ شده و قادر به ادامه مسیر می‌باشند. خودروهای بدون تایر پنچر رو، وابسته به تایر یدک بوده که می‌تواند یک تایر موقت برای جایگزینی تایر آسیب‌دیده باشد.
• تایرهای مسابقه‌ای (Race-car tires): تایرهای مسابقه‌ای به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: DOT (مجاز برای خیابان)، بدون آج (slick) و بارانی. این تایرها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با قربانی کردن طول عمر، اصطکاک شتاب و پیچ را به حداکثر برسانند. تایرهای مسابقه‌ای صاف هیچ آجی ندارند تا تماس با سطح را به حداکثر برسانند. تایرهای بارانی کانال‌هایی برای پرتاب آب دارند که از تشکیل لایه آب بین تایر و سطح زمین (هیدروپلان) جلوگیری می‌کند.

کاربرد تایر برای کاربری سنگین

تایرهای مخصوص کاربری سنگین برای کامیون‌ها و اتوبوس‌ها در انواع سطح مقطع  ارائه شده و توانایی حمل بار در محدوده 4000 تا 5500 پوند (1800 تا 2500 کیلوگرم) بر روی چرخ محرک را دارا می‌باشند. این تایرها معمولا در کنار یکدیگر روی محور محرک مونتاژ می‌شوند.

• تایر کامیون: تایرهای کامیون در انواع سطح مقطع ارائه می‌شوند: مدل فاق‌کوتاه با ارتفاع مقطعی که 70 تا 45 درصد عرض آج است، مدل عریض (wide-base) برای وسایل نقلیه سنگین و مدل تکی سوپر (super single) که فشار تماس آن معادل دو تایر مونتاژ شده در کنار یکدیگر است.
• خارج جاده (Off road): این تایرها، در وسایل نقلیه ساخت و ساز، تجهیزات کشاورزی و جنگل‌داری و دیگر مواردی که زمین در آن زمین نرم است، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این طبقه‌بندی شامل ماشین‌آلاتی که روی سطوح سخت در محیط‌های صنعتی، بنادر و فرودگاه‌ها حرکت می‌کنند، نیز می‌شود. تایرهای طراحی شده برای زمین نرم، دارای آج عریض و عمیق بوده تا در خاک سست، گِل، ماسه یا شن، کشش ایجاد کنند.

دیگر کاربردهای تایر

هواپیما، دوچرخه و دیگر کاربردهای صنعتی، الزامات طراحی متمایزی دارند.

• هواپیما: اکثر تایرهای هواپیما برای فرود روی یک سطح صاف طراحی شده و برای جذب شوک ناشی از فرود، به ارابه فرود اتکا می‌کنند. برای صرفه‌جویی در وزن و فضای مورد نیاز، معمولا در مقایسه با وسیله نقلیه جابجا شونده کوچک هستند. بیشتر این تایرها رادیال هستند. این تایرهای برای حداکثر بار در زمان توقف هواپیما طراحی شده‌اند؛ اگرچه بارهای جانبی ناشی از فرود، فاکتور مهمی محسوب می‌شوند. اگرچه تشکیل لایه آب بین زمین و تایر (هیدروپلان) هواپیما یک نگرانی است؛ معمولا این تایرها، دارای شیارهای شعاعی بوده و نه شیار عرضی یا سایپ (sipe). بعضی از هواپیماهای سبک از تایرهایی با قطر زیاد و فشار کم به نام تندرا (tundra) برای فرود بر روی سطوح غیرآماده در مناطق بیابانی استفاده می‌کنند.
• دوچرخه: تایر دوچرخه می‌تواند برای سواری روی جاده یا زمین اصلاح نشده طراحی شده باشد و یا بر روی وسایل نقلیه با بیش از دو چرخ مونتاژ گردد. سه نوع اصلی وجود دارد: کلینچر، سیمی (wired) و دورچسب (tubular). بیشتر تایرهای دوچرخه از نوع کلینچر می‌باشند که زهوار (bead) تایر را به رینگ می‌فشارد. یک تیوب داخلی فشار هوا و فشار تماسی بین زهوار و رینگ چرخ را تامین می‌کند.
• صنعتی: تایرهای صنعتی، وسایل نقلیه مانند لیفتراک، تراکتور، بیل مکانیکی، غلتک راه‌سازی و باکت لودر را حمل می‌کنند. تایرهایی که روی سطوح صاف به کار رفته دارای آج صاف بوده و تایرهایی که در سطوح نرم به کار می‌روند دارای آج بزرگتری می‌باشند. بعضی از تایرهای صنعتی توپر بوده یا با فوم پر می‌شوند.
• موتورسیکلت: تایرهای موتورسیکلت ایجاد کشش کرده، در برابر سایش مقاوم هستند، پستی بلندی‌های سطح را جذب می‌کنند و امکان گردش موتورسیکلت با فرمان معکوس (countersteer) را فراهم می‌کنند. تماس دو تایر با زمین بر روی ایمنی، ترمز، مصرف سوخت، نویز و راحتی موتورسوار تاثیر می‌گذارد.

برای دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص تایر خودرو و انواع لوازم یدکی هیوندای و یا دیگر هودروها میتوانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.