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Reifen für Straßen- und andere Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge werden aufgrund einer grundlegenden Tatsache über Gummi mit Luft aufgepumpt: Das Biegen erzeugt Wärme, und je mehr Gummi vorhanden ist und je schneller Sie es biegen, desto heißer wird es.

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Daher besteht das meiste Volumen moderner Reifen aus Luft, die sich biegen kann, ohne Wärme zu erzeugen. Das war nicht immer so. Highway Trucks waren in den USA vor 1926 nicht in Betrieb, da Reifen, die sie mit 40 Meilen pro Stunde transportieren konnten, nicht vorhanden waren. Stadtlastwagen rollten auf Vollreifen, die zu heißem Stau wurden, wenn sie nicht mit Stop-and-Go-Geschwindigkeit gefahren wurden.

Die Aufblasluft ist in einer Reifenkarkasse enthalten, die aus mit Gummi imprägnierten Schichten (Lagen) aus hochfesten Fasern wie Polyester, Aramid oder sogar Stahl besteht. Auf der Außenseite dieser Karkasse ist ein Band aus verschleißfestem Gummi - das Profil - angebracht, das tatsächlich rollenden Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche hat. Die innere Oberfläche der Karkasse ist mit einer dünnen Schicht aus Butylkautschuk mit niedriger Gasdurchlässigkeit versiegelt.

Die Karkasse überträgt den durch das Gummiprofil erzeugten Grip auf die Felge. Die Aufblasluft hält die Fasern der Karkasse immer unter Spannung, so dass sie nicht knicken können, und durch diese Spannung werden die Reifenkräfte übertragen.

Wenn ein Motorradreifen ein vollkommen steifer Körper wäre - wie eine harte Stahlkugel - würde er die Straße an einer einzigen Stelle berühren. Da die Karkasse des Reifens jedoch flexibel ist und mit komprimierbarer Luft aufgepumpt wird, flacht sich das Profil unter Belastung im Kontakt mit der Fahrbahn ab und bildet so den sogenannten Fußabdruck des Reifens. Hier werden die Kräfte erzeugt, die das Motorrad antreiben und dessen Stabilität aufrechterhalten.

Wenn ein Reifen rollt, flacht sich seine runde Lauffläche ab, wenn er in die Grundfläche eintritt, und biegt sich dabei. Es biegt sich dann auf, wenn ein gegebenes Profilelement den Abdruck an seiner Hinterkante hinterlässt. Je niedriger der Luftdruck ist, desto größer ist die Grundfläche und desto mehr muss sich das Gummi biegen und lösen, um hinein- und herauszukommen. Es ist hauptsächlich dieses Biegen, das Wärme in einem rollenden Reifen erzeugt.

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In der vorigen Michelin-Ära bevorzugte Valentino Rossi, der 2006 hier auf dem Mazda Raceway Laguna Seca zu sehen war, eine steifere Hinterradreifenkonstruktion als sein Yamaha-Werksteamkollege, der Amerikaner Colin Edwards. Andrew Wheeler / AutoMotoPhoto

Wir können eine ungefähre Vorstellung von der Aufstandsfläche bekommen, indem wir die vom Reifen getragene Last durch den Reifendruck dividieren. Wenn somit ein Reifen eine Last von 300 Pfund trägt und auf 30 psi aufgepumpt ist, würde die Aufstandsfläche ungefähr 10 Quadratzoll betragen. Die tatsächliche Aufstandsfläche ist geringer als dieses Ideal, da die Reifenkarkasse nicht perfekt flexibel ist, wie ein Ballon für Kinder, sondern eine gewisse Eigensteifigkeit aufweist. Mit zunehmendem Luftdruck nimmt die Stellfläche ab und umgekehrt.

Mehrere grundlegende Variablen bestimmen die Betriebstemperatur des Reifens. Sie sind Fahrbahn-Temperatur, Luftdruck, Last und Geschwindigkeit. Kein Wunder, dass in der Daytona 200 Motorrad-Rennstrecke über die Jahre Reifenprobleme aufgetreten sind! Die Geschwindigkeit ist sehr hoch und die 31-Grad-Schräglage erhöht das Fahrzeuggewicht um eine „Zentrifugalkraft“.

Die bekannt gewordenen zerstörerischen Reifenschäden bei bestimmten SUVs sind auf unglückliche Kombinationen von hoher Last, hoher Geschwindigkeit, zu geringem Luftdruck und sommerlichen Temperaturen zurückzuführen.

Gummi, synthetische Reifenfasern und die Klebstoffsysteme, die sie zusammenhalten, verlieren bei überdurchschnittlichen Temperaturen an Festigkeit und struktureller Integrität. Die unterschiedlichen Bedingungen bei verschiedenen Reifenanwendungen erfordern bestimmte Reifendruckbereiche.

Beim Motocross ist eine große Reifenaufstandsfläche erforderlich, um einen maximalen Grip auf losen Oberflächen zu erzielen. Daher sind solche Reifen so konstruiert, dass sie bei niedrigen Drücken wie 14 psi arbeiten. Um zu verhindern, dass Reifen bei solchen Drücken auf ihren Felgen rutschen, sind typischerweise Felgenschlösser erforderlich. Da ein Motorrad ungefähr 45 Minuten lang ist, werden die Reifen regelmäßig überprüft und auf ihren Druck überprüft.

Es wird erwartet, dass Reifen für Autobahn-LKW im Dauerbetrieb jeweils 5.800 Pfund tragen (18 Räder mal 5.800 Pfund entsprechen 104.000 Pfund). Um ihre Temperatur unter Kontrolle zu halten, werden sie auf ungefähr 100 psi aufgepumpt und sind so konstruiert, dass sie bei diesem Druck lange halten.

Um den Komfort und die Griffigkeit zu bieten, die Autofahrer benötigen, werden Autoreifen auf einen viel niedrigeren Druck aufgepumpt, typischerweise im Bereich von 28 bis 40 psi. Ich hatte die Erfahrung von zwei ununterbrochenen Van-Reisen an die Westküste, eine mit mehrlagigen Diagonalreifen im alten Stil und die andere mit modernen einlagigen Radialreifen. Sie haben es erraten: Die mehrlagigen "Super-Duty" -Vorspannungsreifen sind überhitzt und einer ist auseinandergebrochen. Die dünner strukturierten Radiale machten die Rundreise ohne Zwischenfälle, da die reduzierte Menge an Gummi in ihnen weniger Wärme erzeugte.

Die Dunlop-Techniker waren überrascht, dass 40 Prozent der Räder, deren Reifendruck sie bei einer Rallye gemessen hatten, erheblich zu niedrig gefüllt waren.

Große Verkehrsflugzeuge erhalten die kleinstmöglichen Räder und Reifen, da zusätzliches Gewicht die Passagier- und Frachteinnahmen senkt. Ihre Hauptgetriebereifen sind etwa 3 Meter hoch und werden auf 300 psi aufgepumpt, wobei jeder Reifen 50.000 bis 60.000 Pfund trägt. Ein Airbus A380 mit 20 Haupträdern liefert diese Rechnung: 20 x 60.000 Pfund = 1.200.000 Pfund, das ungefähre maximale Startgewicht für diesen Typ.

Obwohl der Startlauf mit hoher Geschwindigkeit (ca. 180 Knoten) endet, dauert er nur etwas länger als 30 Sekunden. Danach wird das Getriebe eingefahren und die Reifen haben den Rest des Flugs Zeit zum Abkühlen. Auch beim Rollen mit Startgewicht entsteht viel Wärme: Concorde benötigte spezielle Rollbeschränkungen, um die Reifentemperaturen auf einem sicheren Niveau zu halten.

Der große hintere MotoGP-Reifen von Michelin aus dem Jahr 2006 wurde auf einen erstaunlich niedrigen Druck von 0, 9 bis 1, 1 bar (13 bis 16 psi) aufgepumpt, um die große Stellfläche zu schaffen, die Honda für die Beschleunigung außerhalb der Kurve benötigte. Die Struktur dieses Reifens musste so konstruiert sein, dass sie trotz dieses niedrigen Drucks bei einer sicheren Temperatur funktioniert. Aus zwei Laguna Seca-Gesprächen am selben Tag, einem mit Colin Edwards Jr. und einem mit Valentino Rossi, ergab sich eine Vorstellung von den widersprüchlichen Anforderungen, mit denen ein Reifen fertig werden muss. Edwards Fahrstil erforderte spätes, hartes Bremsen und frühes Wenden, gefolgt von starkem Beschleunigen. Diese Beschleunigung erforderte einen großen Platzbedarf, der eine recht flexible Reifenhülle erfordert.

Rossis Stil war anders: Er bremste früher und weniger hart und trug mehr Geschwindigkeit durch Kurven bei hohem Neigungswinkel. Wenn er versuchen würde, Edwards 'Reifenwahl zu verwenden, würde sein Fahrrad nach seinen Worten „seitwärts springen“, da seine geschmeidige Karkasse unter Rossis schwerer Kurvenlast knickt. Deshalb brauchte Rossi eine steifere Reifenkarkasse.

Ein beladenes Tourenrad kann leicht über 1.000 Pfund wiegen, seine Reifen sind jedoch nicht viel größer als die von Fahrrädern mit einem halben Gewicht. Tourenreifen werden durch den Einsatz höherer Reifendrücke im Bereich von über 40 psi im Bereich der sicheren Betriebstemperatur gehalten. Die Dunlop-Techniker waren überrascht, dass 40 Prozent der Räder, deren Reifendruck sie bei einer Rallye gemessen hatten, erheblich zu niedrig gefüllt waren. Fahrer heutzutage neigen dazu, Reifen für selbstverständlich zu halten. Nicht! Halten Sie einen guten Reifendruckmesser, kennen Sie die empfohlenen Drücke und sorgen Sie dafür, dass diese eingehalten werden.

Es gibt Grenzen für den Reifendruck, den eine bestimmte Reifenstruktur aushalten kann. Aus diesem Grund fordern die Motorradreifenhersteller, dass nicht mehr als 60 psi für den Wulstsitz verwendet werden (indem die Wulste eines frisch montierten Reifens mit Druck fest gegen die Innenseiten der Felgenflansche gedrückt werden). Ich habe 1976 in Daytona eine tragische Demonstration der Gefahr eines höheren Drucks gesehen. Jemand, der versuchte, die Wülste eines neuen Reifens zu setzen, übte immer mehr Druck aus, bis sich die Wulstdrähte des Reifens dehnten und über den Felgenhornrand stiegen. Die resultierende Explosion blies ein Stück aus dem Handgelenk des Mannes.

Gene Romero konnte 1970 in Daytona die Pole-Position einnehmen, während er einen überdurchschnittlichen Reifenfülldruck einsetzte, um die Rollreibung zu verringern. Das ist ein Rennen, bei dem die Lebensdauer der Reifen nur 100 km beträgt und die Reifentechniker nie weit weg sind.

Die Stabilität eines Motorrades hängt von der Dämpfung der Reifenabdrücke ab. Wenn der Reifendruck über dem empfohlenen Wert liegt, werden die Reifenabdrücke kleiner, wodurch dieser Dämpfungseffekt verringert wird. Gewohnheitsleser von Service-Bulletins werden wissen, dass ein Motorradhersteller bei gemeldeten Stabilitätsproblemen als Erstes eine Verringerung des Reifenfülldrucks um 2 bis 3 psi fordert. Es muss klargestellt werden, dass dies nur eine Notfallmaßnahme ist.

Der Reifenhersteller hat jeden Reifen so konstruiert, dass er bei einer sicheren Temperatur in einem angegebenen Reifendruckbereich, bei der empfohlenen Höchstlast und in einem angegebenen Geschwindigkeitsbereich betrieben werden kann. Warum damit herumspielen?