انواع تایر‌خودرو

 اجزا اصلی آن

شاید بتوان به‌جرئت بیان کرد که یکی از بزرگ‌ترین اختراعات بشر در تاریخ ابداع چرخ است. ابداع چرخ، شروعی برای ساخت ایده‌های مختلف در حمل‌ونقل بود. طی سالیان طولانی چرخ‌ها دچار تحولاتی بزرگی شدند. امروزه چرخ‌ها عضو جدا نشدی از خودروها به شمار می‌روند. نظر به اهمیت تایرها مجموعه تایر‌خودرو در دو مقاله ارائه خواهد شد.
در این مقاله در مورد انواع و اجزا تایرخودرو که بخش مهمی از چرخ‌های امروزی به شمار می‌روند مطالبی ارائه خواهد شد. در مقاله دیگر نکات مربوط به انتخاب و سرویس و نگهداری تایر‌ مورد بررسی قرار گرفته است

چرخ یا تایر؟

قبل از شروع مبحث، ابتدا به دوکلمه که در فرهنگ عام مفاهیم نزدیک به هم را دارند و گاهی به‌جای یکدیگر نیز استفاده می‌شوند، پرداخته می‌شود. این دوکلمه تایر و چرخ هستند. شکل 1 تفاوت این دو موضوع را نشان می‌دهد.

شکل 1- تفاوت چرخ و تایرخودرو

همانطور که ملاحظه می‌شود، تایر بخشی از چرخ به شمار می‌رود، در واقع تایر‌خودرو و رینگ اجزا اصلی تشکیل‌دهنده چرخ به شمار می‌روند. در این مقاله به بررسی تایرخودرو پرداخته خواهد شد.

وظیفه تایرخودرو (Tire-Tyre)

تایر بخش انعطاف‌پذیر چرخ به شمار می‌رود که وظیفه آن در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2- وظایف تایرخودرو

همانطور که مشخص است تایرها آخرین عضو خودرو در مسیر انتقال قدرت هستند که خودرو روی آن قرار گرفته است در واقع سطح اتکا خودروها روی زمین تایرها هستند گشتاور ایجاد شده در موتور پس از عبور از سایر اجزا سیر انتقال قدرت مانند کلاچ، گیربکس و . … در نهایت به چرخ‌ها رسیده و از طریق تایر به سطح جاده اعمال شده و با ایجاد نیروی کششی یا ترمزی سرعت حرکت خودرو را کنترل می‌شود. شیارهای و الگوهای روی تایر سبب سهولت و جلوگیری از انحرافات ناخواسته در مسیر حرکت خودرو می‌شود. فرم تایر و هوای محبوس شده در آن نیز باعث کاهش انتقال نوسانات عمودی سطح جاده به شاسی خودرو می‌شود.

انواع تایرخودرو

همانطور که در سایر مقاله‌ها نیز اشاره شده است، هر عضو یا سیستم را می‌توان به روش‌های مختلف دسته‌بندی کرد. تایرها نیز از این موضوع مستثنی نیستند؛ بنابراین آنها را می‌توان به روش های مختلف دسته بندی کرد. شکل 3 برخی از مهم‌ترین روش‌های دسته‌بندیی تایرخودرو را نشان می‌دهد.

شکل 3- روش دسته بندی تایرخودرو

تایر تیوب‌دار و بدون تیوب

شاید یکی از معروف‌ترین روش‌های دسته‌بندی تایر در خودروها در گذشته که امروز کم‌کم به فراموشی سپرده می‌شود. دسته‌بندی تایرها از نظر وجود تیوب است. همانطور که گفته شد در بیشتر تایرها، هوا نقش مهمی را در کاهش نوسانات جاده بر عهده دارد. در چرخ‌های قدیمی تایر علاوه بر بخش رویی دارای یک لاستیک داخلی هم بود که هوا در لاستیک داخلی محبوس می‌شد. این بخش تیوب نامیده می‌شد. شکل 4 تایر تیوب دارد را نشان می‌دهد.

شکل 4- نوعی تایر تیوب‌دار

تایرهای تیوب‌دار، با ظهور تایرهای بدون تیوب کم کم از روی خودروها حذف شدند. امروزه خودروی سواری با تایر تیوب‌دار به ندرت مشاهده می‌شود، و از تایرهای بدون تیوب استفاده می‌شود. شکل 5 برش خورده هر دو نوع تایرخودرو را در کنار هم نشان می‌دهد.

سمت راست: تیوب‌دار              سمت چپ: بدون تیوب
شکل 5- مقایسه اجزا تایر تیوب دار و بدون تیوب

همانطور که در شکل 5 ملاحظه می‌شود چرخ با تایرهای تیوبلس از اجزا کمتری نسبت به نوع تیوب‌دار برخوردار است. سرویس و نگهداری تایرهای تیوبلس ساده‌تر از تایرهای تیوب‌دار است. به‌عنوان‌مثال پنچرگیری در تایرهای تیوبلس بسیار ساده‌تر است و هر فرد می‌تواند خودش بدون استفاده از تجهیزات خاص پنچرگیری را انجام دهد، درحالی‌که ابزار پنچرگیری تایرهای تیوب دار معمولاً قابلیت حمل ندارند. شکل 6 ابزار پنچرگیری تیوبلس را نشان می‌دهد.

شکل 6- ابزار پنچرگیری تیوب‌لس

تایر رادیال،( بایاس )کراس(Bias – Radial)

اگر بخواهیم از نظر فنی تایرها را دسته‌بندی کنیم, دسته‌بندی تایرها از نظر لایه‌بندی بهترین روش دسته‌بندی تایرها است. همه تایرها از چندلایه در قسمت زیربخش بیرونی () منظور از لایه‌بندی، نحوه قرارگیری لایه‌های مختلف در ترکیب یک تایر است.
همانطور که در شکل 2 نشان داده شد. معروف‌ترین روش دسته‌بندی از نظر لایه‌های موجود در تایر تقسیم تایرها به دو نوع، رادیال و بایاس است. بل از اینکه به معرفی اجرا تایر پرداخته شود ابتدا به‌صورت ساده تفاوت‌های این دو نوع لایه‌بندی را در شکل 7 ملاحظه کنید.

1-بایاس 2- رادیال
شکل 7- تفاوت تایر رادیال و بایاس از دید لایه‌گذاری

همانطور که در شکل 7 نشان‌داده‌شده است از نظر شکل ظاهری تفاوت خاصی بین تایر رادیال و بایاس مشاهده نمی‌شود. تفاوت اصلی در نحوه لایه‌گذاری در قسمت‌های زیرین تایر در این دو نوع است. در نوع رادیال لایه‌گذاری در دو جهت تقریباً با زاویه حدود 90 درجه انجام می‌شود اما در نوع بایاس زاویه بین لایه‌ها عمود بر هم نیستند با زاویه‌ای حدود 30 یا 45 درجه قرار می‌گیرند. البته باید گفت این تفاوت شاخص‌ترین فرق بین دو تایر است و البته تفاوت‌های دیگری نیز بین این دو نوع تایر وجود دارد. شکل 8 اجزا مختلف تایر را نشان می‌دهد.

1-تاج تایر 2- شانه تایر 3- دیواره تایر 4- ناحیه طوقه 5- لبه رینگ 6- رویه طوقه 7- چافر (chafer)
8-فیلر (filler)9- سیم طوقه 10- لبه داخلی 11- آستر داخلی 12- بدنه تایر 13- لایه تقویتی
14- لایه پشتیبان (فقط رادیال)15- قسمت زیرین آج 16- الگو آج 17- شیار
شکل 8- اجزا تایرخودرو

وظایف اجزا اصلی تایرخودرو به شرح زیر است:

• بدنه تایرخودرو: کل مجموعه تایر روی آن قرار می‌گیرد و در واقع چهارچوب تایر به شمار می‌رود. بدنه تایر متناسب با نوع تایر از لایه‌های نخ دار (نایلون یا ابریشم) تشکیل شده است که به آن منجید می‌گویند.
• روکش تایرخودرو: بخش خارجی تایر‌خودرو را رویه یا روکش تایر می‌نامند و در واقع این بخش از تایر با جاده در تماس است. رویه تایر دارای شیارها و آج‌هایی است که علاوه بر ایجاد اصطکاک مناسب بین جاده و تایر سبب هدایت آب (در صورت رانندگی در جاده‌های خیس یا برفی) شده و پایداری خودرو افرایش می‌یابد بعلاوه با حرکت هوا بین شیارها دمای تایر کاهش‌یافته و طول عمر آن افزایش می‌یابد
• طوقه: از تعدادی رشته سیم مقاوم فولادی تشکیل شده است که وظیفه هم مرکز کردن رینگ و تایر را بر عهده دارد
• آستر داخلی: متناسب با نوع تایر‌خودرو وظیفه متفاوتی دارد. در نوع بدون تیوب وظیفه آب‌بندی بودن جداره‌ها با رینگ را بر عهده دارد و در واقع هوافشرده داخل آن محبوس می‌شود و در نوع تیوب دار باعث کاهش ساییدگی تیوب می‌شود

در شکل 9 اجزا کامل یک تایرخودرو را ملاحظه می‌کنید متناسب با نوع رادیال یا بایاس ممکن است یک یا چند بخش از این اجزا وجود نداشته باشد یا تعداد آنها متفاوت باشد. در شکل 10 لایه‌های تایرهای بایاس و رادیال را مشاهده می‌شود.

A: رادیال B: بایاس
1- لایه‌های نخ اصلی تایر 2- لایه‌های تقویتی 3- لایه پشتیبان
شکل 9- مقایسه لایه‌های تایر رادیال و بایاس

در شکل 9 مشاهده می‌شود که لایه‌های نخ اصلی تایر در نوع 90 درجه (عرضی) قرار گرفته است اما در نوع بایاس نخ‌های اصلی با زاویه‌ای بین 30 الی 45 درجه نسبت به راستای حرکت قرار گرفته است.
تصاویر 10 الی 12 تفاوت‌های مهم در اجزای تایرهای رادیال و بایاس را نشان می‌دهد

شکل 10- تفاوت لایه‌های اصلی (لایه نخ اصلی) در نوع رادیال و بایاس

همانطور که مشاهده می‌شود معمولاً در نوع رادیال از یک‌لایه اصلی استفاده می‌شود اما تعداد لایه‌های اصلی در نوع بایاس بسته به شرکت تولید کنند می‌تواند بیش از یک‌ لایه باشد.

شکل 11- تفاوت لایه‌های تقویتی در تایر رادیال و بایاس

باتوجه‌به شکل 11 مشخص است که اولاً در نام‌گذاری معمولاً لایه‌ای تقویتی در نوع رادیال با عنوان Belt شناخته می‌شوند اما در نوع بایاس با عبارت breaker این لایه‌ها دیده می‌شوند. در نوع رادیال برای این لایه تقویتی معمولاً از سیم‌های فولادی در لایه‌بندی استفاده می‌شود اما در نوع بایاس هم از نوع سیم‌های فولادی و هم از نخ‌های نایلونی استفاده می‌کنند. تعداد لایه‌های تقویتی متناسب با عملکرد و نوع شرکت تولیدکننده می‌تواند متفاوت باشد

شکل 12- تفاوت طوقه در تایر رادیال و بایاس

بر اساس شکل 12 مشاهده می‌شود سیم‌های مورداستفاده برای استحکام جانبی تایر که در ایران طوقه نامیده می‌شود در نوع رادیال دسته سیم فولادی یا نایلونی استفاده می‌شود اما در نوع بایاس از نوع نایلونی استفاده می‌شود. تعداد دسته سیم‌ها می‌تواند 1 یا بیشتر باشد. مزایا تایر رادیال نسبت به بایاس در شکل 13 نشان داده شده است.

شکل 13- مزایای تایر رادیال نسبت به بایاس

باتوجه‌به زاویه‌دار بودن نخ‌ها در تایر بایاس دیواره جانبی این تایرها نسبت به تایرهای رادیال محکم‌تر است؛ بنابراین منطقی است که نیروهای عمودی را بهتر تحمل کند. اما دقیقاً به همین دلیل انعطاف‌پذیری این تایرها کمتر است در نتیجه ارتعاشات را کمتر می‌تواند جذب کند. اما تایرهای رادیال انعطاف‌پذیری بهتری دارند که باعث می‌شود این تایرها نرم‌تر باشند.
همین خاصیت انعطاف‌پذیری در تایرهای رادیال سبب می‌شود پایداری خودرو در اثر نیروهای جانبی نیز افزایش یابد. درحالی‌که محکم بودن دیواره تایر بایاس باعث انحراف تایر شده و از میزان چسبندگی تایر به جاده کاسته می‌شود. تایرهای رادیال لغزش کمتری در حالت شتاب نسبت به تایرهای بایاس دارند. میزان ساییدگی در تایرهای رادیال نیز کمتر است.
کم بودن مقاومت غلطشی در تایرهای رادیال سبب کاهش نسبی مصرف سوخت می‌شود. ملاحظه میشود مزایای تایر از نوع رادیال نسبت به بایاس بسیار بیشتر است بنابراین منطقی به منظر میرسد که تایر‌های بایاس امروزه کاربرد بسیار کمتری داشته باشند.
آنچه ذکر شد مختصری از وظیفه، انواع و اجزا تایرخودرو بود در مقاله دیگر نکات مربوط به خرید یا سرویس و نگهداری آن اشاره خواهد شد.

نویسنده : مهندس بهروز خطیبی