Autot ovat lyhyessä ajassa muuttuneet painavammiksi ja tehokkaammiksi, mutta kiihtyminen, jarruttaminen ja kääntyminen tapahtuvat edelleen neljän verrattain pienen kosketuspinnan varassa. Jere Nevavuo matkusti Barcelonan seudulle kokeilemaan Continentalin renkaita radalla ja selvittämään, kuinka rengastekniikka vastaa autojen murrokseen.

Sähköistyminen näkyy autoissa akkuina, latausliitäntöinä ja uudenlaisina voimalinjoina. Samalla myös polttomoottoriautojen tehot ovat kasvaneet tasolle, joka kuului vielä vähän aikaa sitten lähinnä urheiluautoihin.

Kaikki tämä muuttaa myös auton ainoaa yhteyttä tiehen: rengasta.

Rengas joutuu kantamaan kasvaneen massan, välittämään välittömästi tarjolla olevan väännön, pysäyttämään auton märällä ja säilyttämään samalla tarkan ajotuntuman. Lisäksi siltä odotetaan pientä vierintävastusta, hiljaisuutta ja pitkää käyttöikää.

Kyse ei siis ole vain siitä, kuinka paljon rengas pitää. Vaikeinta on saada kaikki vaaditut ominaisuudet samaan tuotteeseen.

Suurempi massa kasvattaa renkaaseen kohdistuvia voimia

Sähköauton ajoakku lisää auton massaa. Kun painavampi ajoneuvo kiihdytetään liikkeelle, ohjataan kaarteeseen tai pysäytetään, renkaan täytyy välittää tiehen aiempaa suurempia voimia.

– Mitä suuremmiksi ja painavammiksi autot muuttuvat, sitä enemmän renkailta vaaditaan kantavuutta. Samalla renkaiden täytyy välittää kiihtymisessä, jarrutuksessa ja kaarreajossa syntyvät voimat, Continentalin asiantuntija kuvailee.

Kasvaneeseen kuormitukseen vastataan muun muassa renkaan rakenteella, materiaaleilla ja kantavuudella. Renkaan rungon täytyy olla riittävän vahva, jotta se säilyttää muotonsa kuormituksen alla ja reagoi kuljettajan ohjausliikkeisiin johdonmukaisesti.

Sähköauton renkaan ei kuitenkaan tarvitse aina olla erityinen vain sähköautoille tarkoitettu malli. Olennaista on, että renkaan koko, kantavuusindeksi, nopeusluokka ja muut ominaisuudet vastaavat autonvalmistajan vaatimuksia. Tavallisen rengasrakenteen lisäksi painavissa autoissa voidaan tarvita XL- eli Extra Load- tai HL- eli High Load -luokiteltuja renkaita. Continental tyres

Välitön vääntö rasittaa rengasta eri tavalla

Sähkömoottori pystyy tuottamaan suuren vääntömomentin käytännössä heti liikkeelle lähdettäessä. Se tekee autosta nopean ja vaivattoman tuntuisen, mutta kohdistaa samalla renkaan kulutuspintaan voimakkaan kuormituksen.

Jos suuri vääntö käytetään toistuvasti rajuihin kiihdytyksiin, kuluminen voi nopeutua. Sähköauto ei silti automaattisesti kuluta renkaita nopeasti. Lopputulokseen vaikuttavat myös ajotapa, auton pyöränkulmat, rengaspaineet, vetotapa, alustan säädöt ja valittu rengas.

Rengasvalmistajan kannalta haaste on selvä: rakenteen ja kumiseoksen täytyy kestää suurta kuormitusta, mutta rengas ei saa menettää pitoa, mukavuutta tai energiatehokkuuttaan.

Kaikki tapahtuu postikortin kokoisella alueella

Henkilöauton yhden renkaan kosketuspinta tiehen on karkeasti postikortin kokoinen. Neljän renkaan varassa auto kantaa kuormansa, kiihtyy, kääntyy ja pysähtyy.

Kosketusala ei myöskään ole yhtenäinen kumilevy. Urien ja lamellien vuoksi tien pintaa vasten oleva kantava alue voi olla vielä tätäkin pienempi.

Pintakuvion palat tuottavat pitoa, pitkittäiset rivat vakautta ja ohjaustarkkuutta. Urat puolestaan kuljettavat vettä pois renkaan alta, ja lamellit muodostavat lisää tartuntareunoja märälle tai liukkaalle pinnalle.

Siksi renkaan pintakuvio vaikuttaa samanaikaisesti esimerkiksi jarruttamiseen, kaarrepitoon, vesiliirron vastustamiseen, meluun ja kulumiseen. Continental tires

Märkäjarrutuksessa mitataan muutakin kuin pysähtymismatkaa

Barcelonan seudulla järjestetyssä ratatestissä Nevavuo kokeili Continentalin renkaan käyttäytymistä voimakkaassa jarrutuksessa märällä asfaltilla.

Testissä huomio ei kiinnittynyt vain siihen, kuinka nopeasti auto pysähtyi. Yhtä tärkeää oli se, säilyttikö auto suuntavakautensa ja pystyikö kuljettaja vielä vaikuttamaan sen kulkusuuntaan.

– Auto pysähtyy todella hyvin. ABS työskentelee, mutta auto säilyy koko ajan hallittavana. Tarvittaessa suuntaa pystyy hieman muuttamaan, ja kun ratin pitää suorassa, auto ei lähde vetämään sivulle, Nevavuo kuvailee.

Hätäjarrutuksessa rengas joutuu käyttämään suuren osan pidostaan pitkittäissuuntaiseen voimaan. Jos samalla tehdään voimakas ohjausliike, osa käytettävissä olevasta pidosta tarvitaan sivuttaisvoiman tuottamiseen.

Hyvin toimiva rengas antaa kuljettajalle mahdollisuuden hallita autoa myös tällaisessa tilanteessa. Lyhyen jarrutusmatkan lisäksi olennaisia ominaisuuksia ovat suuntavakaus, ohjattavuus ja johdonmukainen käyttäytyminen pidon rajalla.

Pehmeä seos pitää, mutta sen pitäisi myös kestää

Hyvän märkäpidon ja lyhyen jarrutusmatkan saavuttamiseksi kulutuspinnan kumiseoksen täytyy mukautua tienpinnan pieniin epätasaisuuksiin. Pehmeämpi seos pystyy tavallisesti tuottamaan enemmän kitkaa ja siten paremman pidon.

Samalta renkaalta odotetaan kuitenkin myös pitkää käyttöikää. Jos seos on pelkästään mahdollisimman pehmeä, se voi kulua nopeasti erityisesti painavan ja tehokkaan auton alla.

Toiseen suuntaan mentäessä erittäin kova seos kestää kulutusta, mutta sen pito voi jäädä vaatimattomaksi. Lisäksi renkaan pitäisi rullata mahdollisimman pienellä energialla, jotta se ei turhaan kasvata polttomoottoriauton kulutusta tai lyhennä sähköauton toimintamatkaa.

Renkaan vierintävastus syntyy muun muassa siitä, että rengas muuttaa jatkuvasti muotoaan pyöriessään. Muodonmuutokseen kuluu energiaa. Samalla juuri renkaan ja tien välinen kitka mahdollistaa turvallisen jarruttamisen ja kaarreajon.

Pienen vierintävastuksen saavuttaminen pidosta tinkimättä onkin yksi rengaskehityksen keskeisistä haasteista. Ratkaisuja haetaan kumiseosten lisäksi rakenteesta ja pintakuvion suunnittelusta. Continental AG

Paras rengas ei pidä kiinni hinnalla millä hyvänsä

Tehokkaan auton renkaalta halutaan paljon pitoa ja tarkka vaste ohjausliikkeisiin. Mahdollisimman suuri absoluuttinen pito ei kuitenkaan yksin tee renkaasta turvallista.

Yhtä tärkeää on se, kuinka rengas käyttäytyy pidon rajaa lähestyttäessä.

– Parempi ratkaisu on, että rengas luopuu pidostaan progressiivisesti. Silloin kuljettajalle ei tule yllätyksiä ja rengas on myös turvallinen, Nevavuo tiivistää.

Progressiivisuus tarkoittaa, ettei pito katoa äkillisesti. Kuljettaja saa auton liikkeistä, ohjauksen kevenemisestä ja renkaiden käyttäytymisestä ennakkovaroituksen siitä, että raja lähestyy.

Radan kaltaisessa ympäristössä tämä mahdollistaa nopean ja tarkan ajamisen. Tavallisessa liikenteessä sama ominaisuus tuo turvallisuutta esimerkiksi väistötilanteeseen tai liian suurella nopeudella lähestyttyyn kaarteeseen.

Ohjaustarkkuus rakentuu jäykkyydestä ja palautteesta

Tarkan ajotuntuman saavuttamiseksi renkaan rakenteessa käytetään jäykkiä ja vahvoja materiaaleja. Myös pintakuvion palojen täytyy säilyttää muotonsa, jotta kuljettajan tekemä ohjausliike välittyy nopeasti auton liikkeeksi.

Jos pintapalat taipuvat kuormituksen alla liikaa, ohjaustuntuma voi muuttua epämääräiseksi. Riittävän jäykkä rakenne puolestaan parantaa vakautta nopeissa kaarteissa.

Jäykkyyttä ei kuitenkaan voida kasvattaa rajattomasti, sillä renkaan pitää edelleen mukautua tiehen, tuottaa pitoa ja suodattaa epätasaisuuksia. Pintakuvion, runkorakenteen ja pehmeämmän kumiseoksen täytyy toimia yhtenä kokonaisuutena.

Kuljettajan näkökulmasta hyvä lopputulos tuntuu luonnollisena yhteytenä ratin ja tien välillä. Kun rattia käännetään, auton pitäisi reagoida täsmällisesti ja ennakoitavasti.

Yhden ominaisuuden optimointi ei enää riitä

Rengaskehityksessä eri ominaisuuksia voidaan kuvata niin sanotulla suorituskykyhämähäkillä. Sen sakaroita ovat esimerkiksi märkä- ja kuivapito, jarrutusmatka, tarkkuus, mukavuus, melu, vierintävastus ja käyttöikä.

Helpointa olisi kehittää rengas, joka loistaa yhdessä ominaisuudessa muiden kustannuksella. Esimerkiksi erittäin pehmeä seos voisi tuottaa vahvan pidon, mutta heikentää kulutuskestävyyttä. Erittäin jäykkä rakenne voisi parantaa tarkkuutta, mutta samalla heikentää mukavuutta.

Todellinen kehitystyö tapahtuu siksi koko ominaisuusjoukon parissa.

– Insinöörien tehtävänä on parantaa näitä suorituskykyominaisuuksia samanaikaisesti. Emme halua saavuttaa yhtä tavoitetta uhraamalla toista, Continentalin asiantuntija kertoo.

Ratatestissä tämä näkyy konkreettisesti. Renkaan pitää jarruttaa, kääntyä ja välittää kuljettajalle tietoa siitä, kuinka paljon pitoa on vielä käytettävissä. Tavallisessa ajossa samalta tuotteelta odotetaan lisäksi hiljaisuutta, mukavuutta, energiatehokkuutta ja pitkää vaihtoväliä.

EU-merkintä kertoo osan renkaan ominaisuuksista

Kuluttaja voi vertailla renkaita EU-rengasmerkinnän avulla. Merkintä kertoo renkaan vierintävastuksen eli energiatehokkuuden, märkäpidon sekä ulkoisen vierintämelun. Talvirenkaissa voidaan lisäksi käyttää lumi- ja jääpitoa osoittavia merkintöjä.

Vierintävastuksen ja märkäpidon luokitusasteikko ulottuu A:sta E:hen. Pieni vierintävastus auttaa vähentämään energiankulutusta, kun taas hyvä märkäpitoluokka kertoo lyhyemmästä jarrutusmatkasta märällä standardoidussa testissä. Nämä kaksi tavoitetta eivät kuitenkaan synny automaattisesti käsi kädessä. commission.europa.eu

EU-merkintä ei kerro kaikkea. Siitä eivät käy ilmi esimerkiksi renkaan tarkka ohjaustuntuma, kuivapito, vesiliirron vastustus, kulutuskestävyys tai käyttäytyminen pidon rajalla. Siksi rengasta kannattaa arvioida kokonaisuutena ja valita se oman auton sekä käyttöolosuhteiden mukaan.

Mitä sähköautoilijan kannattaa tarkistaa rengasostoksilla?

Sähköautoon renkaita valittaessa olennaisinta ei ole etsiä kyljestä sähköautosta kertovaa tunnusta, vaan noudattaa autonvalmistajan vaatimuksia.

Tarkista ainakin:

• auton hyväksymä rengaskoko
• riittävä kantavuusindeksi ja mahdollinen XL- tai HL-vaatimus
• oikea nopeusluokka
• märkäpito ja vierintävastus
• renkaan soveltuvuus omiin ajo-olosuhteisiin
• autonvalmistajan suosittelemat rengaspaineet.

Paineet kannattaa tarkistaa säännöllisesti kylmistä renkaista. Liian matala paine kasvattaa renkaan muodonmuutosta, vierintävastusta ja kulumista. Virheelliset pyöränkulmat voivat puolestaan kuluttaa rengasta nopeasti ja epätasaisesti.

Renkaan tehtävä kasvaa autojen mukana

Auton moottori, akku, alusta ja elektroniikka voivat kehittyä kuinka pitkälle tahansa, mutta fysiikan perusasia ei muutu: kaikki voimat täytyy välittää tiehen renkaiden kautta.

Kun autot muuttuvat painavammiksi ja niiden suorituskyky kasvaa, samalta renkaalta vaaditaan aiempaa enemmän kantavuutta, pitoa ja vakautta. Samaan aikaan sen pitäisi vähentää energiankulutusta, kestää pitkään ja kertoa kuljettajalle selkeästi, mitä tien ja auton välillä tapahtuu.

Barcelonan ratapäivän perusteella nykyaikaisen renkaan kehityksessä ei olekaan kyse yhden huippulukeman tavoittelusta. Paras rengas on kokonaisuus, joka pysäyttää auton, kääntyy täsmällisesti ja säilyttää käyttäytymisensä ennakoitavana – niin märällä testiradalla kuin tavallisessa liikenteessäkin.

LUE MYÖS

Yksityisleasingin kuukausihinta ei kerro kaikkea – tarkista nämä kuusi asiaa ennen sopimusta

Alle 200 euron autosta Ferrariin – näin Copartin ajoneuvohuutokauppa toimii

Koeajo: Pieni Škoda Epiq yllätti ajettavuudellaan – edullisin sähköauto alkaa alle 28 000 eurosta

Canon EOS R8 Mark II, täyden kennokoon luotettavuutta ja vakautta kätevässä matkakoossa

SEURAA TEKNAVIA SOMESSA

Löydät meidät Facebookista, Instagramista, YouTubesta, TikTokista ja LinkedInista.