Es gibt viel mehr, um Ihren Reifensatz herzustellen, als Sie denken

Wie Reifen konstruiert sind BFGoodrich BFGoodrich

"Die meisten Leute halten die Reifen ihrer Autos für selbstverständlich", sagte Jay Jakupca. „Du kaufst sie, du benutzt sie, du magst sie entweder oder du tust es nicht. Sie machen Lärm oder nicht, aus welchem ​​Grund auch immer. Wir wissen, dass dort einige Stahlgürtel sind, und wir wissen, dass oben etwas Gummi ist und dass es ein Profilmuster hat. Abgesehen davon wissen wir nicht viel oder tauchen nicht in das ein. “

Jakupca weiß mehr als das; Er ist ein Offroad-Reifendesigner für BFGoodrich. Als das Digital Trends-Team feststellte, dass wir nicht annähernd genug über Reifen wussten, riefen wir Jakupca und sein Gegenstück auf der Straße bei BFGoodrich an, um zu sehen, ob wir einen Hinweis finden könnten.

Die Herstellung von Reifen ist etwas kompliziert

Wenn Sie darüber nachdenken, ist ein gewöhnlicher Reifen eine erstaunliche Arbeit. Es ist weich genug, dass Sie mit dem Fingernagel Spuren hinterlassen können, aber es hält 20.000 bis 50.000 Meilen auf Ihrem Auto. Während der durchschnittlichen Lebensdauer eines Reifens muss er möglicherweise an einem heißen Sommertag bei Minusgraden in einem Schneesturm oder über 150 Grad arbeiten. Es wird über Felsen, Bordsteine, Schlaglöcher und Schlimmeres rollen und es wird weitergehen. Um zu überleben, muss ein Reifen robust genug sein, um einen Treffer zu erzielen, und flexibel genug, um millionenfach zurückzuspringen.

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Diese Zähigkeit wird eingebaut, wenn ein Reifen hergestellt wird. Es beginnt mit den Doppelringen, die den Reifen am Rad abdichten. Jeder Reifen ist um diese beiden steifen Drahtringe herum aufgebaut. Mit Nylon, Polyester, Kevlar oder anderen Materialien verstärkte Gummischichten bilden zunächst das, was Reifenhersteller als Karkasse bezeichnen. Dann werden gummibeschichtete Schichten aus flexiblem Stahldraht auf die Außenseite geschichtet. Jede Schicht ist mit einem Klebstoff befestigt. Schließlich wird der weiche Gummi, der die Laufflächenoberfläche und die Seitenwand bildet, aufgetragen und festgeklebt.

Sobald der „grüne“ Reifen hergestellt ist, geht er zum Aushärten in eine Form. Die Form hat das Profilmuster auf ihrer Innenseite und der Reifen wird erwärmt und unter Druck gesetzt. Diese Aktion bildet das Profil zusammen mit der erhabenen Schrift, die Sie an den Seitenwänden finden. Wenn der Reifen aus der Form kommt, kann er getestet und versendet werden.

"... Wenn Sie sagen, dass Sie die beste Schlammtraktion haben möchten, die es gibt, dann wird es einen Kompromiss geben."

Natürlich steckt noch mehr dahinter. Gummimischungen unterscheiden sich dramatisch zwischen Winterreifen, Hochleistungsreifen, LKW- und Schwermaschinenreifen und Reifen mit geringem Rollwiderstand, die bei vielen Hybriden und Elektrofahrzeugen zur Verbesserung der Energieeffizienz verwendet werden. Die von jedem Reifenhersteller verwendete Gummimischung ist ein streng gehütetes Geheimnis. Sie werden nicht einmal die Zutaten besprechen, geschweige denn die Formel.

"Es ist ein sehr aufwändiger und langer Prozess", sagte Jakupca. „Wir durchlaufen viele, viele Verbindungen, weil verschiedene Verbindungen Ihnen ein paar Prozent Nasszugkraft verleihen oder Ihnen zwei Prozent besseres Handling bieten können. Es scheint nicht viel zu sein, aber die Verbindung ist sehr wichtig. Sie möchten keine Sommermischung für einen Winterreifen verwenden. “

Das Entwerfen von Reifen ist sehr kompliziert

Sobald Sie die Reifen hergestellt haben, ist die harte Arbeit bereits erledigt. Um den Designprozess genauer zu betrachten, haben wir Kevin Reim, Global Product Category Manager für BF Goodrich On-Road Products, kontaktiert.

„Compound, Profildesign und Architektur - all dies wird durch unsere Erfahrung im Rennsport bewiesen und hilft uns bei der Entwicklung“, erklärte Reim. "Aber wir machen auch unseren traditionellen Entwicklungsprozess, bei dem wir Konzepte erstellen, sie in unseren Computersystemen modellieren und dann testen und sie tatsächlich in unseren Computersystemen simulieren."

Mithilfe der Computersimulation können Ingenieure wie Jakupca und Reim so viele potenzielle Designs wie nötig durcharbeiten, bevor sie sich auf einen Prototyp festlegen müssen. Der erste Schritt zum Entwerfen eines neuen Reifens besteht darin, Fragen zu stellen.

„Es geht wirklich darum, so viele Ideen wie möglich im Rahmen der Vernunft auszuprobieren, nachdem wir simuliert haben, was wir wollen. Dann geht der Reifen zum Testen. “

"Was genau wollen wir anstreben?" Fragte Jakupca. „Wenn Sie zum Beispiel sagen, Sie möchten die beste Schlammtraktion haben, die es gibt. Nun, es wird einen Kompromiss geben. Oft müssen Sie Lärm opfern oder Verschleiß opfern. Zum Beispiel ist unser BFGoodrich KM3 Offroad-Reifen zum Klettern und zum Erobern gebaut. Wir müssen also in der Lage sein, Schlamm- und Felsentraktion zu haben, und wir müssen auch diese sehr robuste Seitenwand haben. “

„Wir führen viele Markt-zu-Verbraucher-Studien durch“, sagte Reim, „und wir nehmen viele Rückmeldungen von Verbrauchern entgegen. Wir fassen die Bedürfnisse des Verbrauchers sowie die Bedürfnisse des Marktes und alle regulatorischen Anforderungen in einer sehr spezifischen Produktspezifikation zusammen, zusammen mit den wichtigsten Leistungszielen und anderen Spezifikationen. “

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Sobald sie wissen, was sie wollen, verwenden die Ingenieure ein ausgeklügeltes virtuelles Testmodell.

"Wir haben Simulationen für die Traktion und verschiedene Elemente wie nasse Fahrbahn", sagte Reim gegenüber Digital Trends. „Wir haben einige Aquaplaning-Simulationen, die wir durchführen. All diese Dinge helfen, unsere Konzepte zu entwickeln und zu beweisen. Sobald wir glauben, die ideale Kombination zu haben, werden wir unsere Prototypvarianten bauen. Es geht wirklich darum, so viele Ideen wie möglich im Rahmen der Vernunft auszuprobieren, nachdem wir simuliert haben, was wir wollen. Dann geht der Reifen zum Testen. “

Testen in der realen Welt

Das Testen eines neuen Reifendesigns ist methodisch, wiederholbar und datengesteuert.

Wir sammeln all diese Daten und verarbeiten sie, um Entscheidungen über unseren nächsten Schritt im Produktentwicklungszyklus zu treffen.

"Zum Zeitpunkt des Testens haben wir eine Reihe von Prototyp-Reifenvarianten", erklärte Reim. „Dann gehen wir zu unserer Testanlage in South Carolina. Wir haben dort eine Reihe von Gleisen und Fahrzeugen. Der springende Punkt ist, dass wir versuchen, die Bedingungen, unter denen diese Reifen verwendet werden, und noch extremere Bedingungen zu simulieren oder zu replizieren. “

Für einen Fahrbegeisterten könnte es die ultimative Karriere sein, ein Reifentestfahrer zu sein.

"Unsere Testfahrer sind sehr gut geschult und erfahren darin, Nuancen zwischen diesen Produkten zu erkennen und uns Feedback zu den verschiedenen von uns angeforderten Tests zu geben", sagte Reim. „Das Testen beinhaltet normalerweise das übliche nasse und trockene Bremsen, Geräusch und Komfort. Aber wir machen viel Autocross bei Nässe und Trockenheit. “ So werden die Tester für Autocross bezahlt. Melden Sie sich an!

Zusätzlich zu menschlichen Tests gibt es automatisierte Maschinentests.

"Es ist sehr objektiv", sagte Reim. „Maschinentests dienen mehr der Haltbarkeit und Ausdauer. Wir sammeln all diese Daten und verarbeiten sie, um Entscheidungen über unseren nächsten Schritt im Produktentwicklungszyklus zu treffen. Wir durchlaufen in der Regel mehrere Runden der Konzepterstellung, um Prototypen zu erstellen und zu testen, bevor wir zu dem gelangen, von dem wir glauben, dass es das beste Produkt für den Markt ist. In jedes neue Produkt steckt also viel. “

Der ultimative Test ist das wirkliche Leben

Jakupcas Aufgabe ist es, die Offroad-Reifen herzustellen, die die härtesten Rennen der Welt wie die Baja 1000 meistern. Fahrer mit BFGoodrich-Reifen haben die Baja insgesamt 30 Mal gewonnen. Im Jahr 2018 fuhren acht der zehn besten Fahrer der Baja 1000 mit BFGoodrich-Reifen. Dieses Rennen wird als der ultimative Test angesehen.

"Wir haben einige Daten von der Baja 2016 erhalten", sagte Jakupca. „Diese Informationen waren für uns von entscheidender Bedeutung, um zu prüfen, was optimiert werden musste. Aus der Offroad-Perspektive gab uns die Baja das Vertrauen, das wir in den KM3 brauchten. “

"Wir sind eine Performance-Marke", betonte Reim. „Wir bieten Produkte an, die wirklich auf Leistungssuchende zugeschnitten sind. Leute, die die Leistung, die sie aus Fahrzeugen herausholen können, und natürlich die Komponenten, die zu diesen Fahrzeugen passen, wirklich schätzen. Wir sind also an einer Reihe von Motorsportstätten für die Entwicklung auf der Straße beteiligt. Ob es sich um eine Karkassenkonstruktion handelt oder um die Mischung für das Profil oder sogar das Profildesign, das uns das Know-how einbringt, das erforderlich ist, um mehr Produkte für den Massenmarkt herzustellen. “

Die nächste Herausforderung

Pkw, Lkw und SUV bieten immer mehr Drehmoment und Leistung, was die Anforderungen an Reifenhersteller wie Jakupca und Reim ständig erhöht. Darüber hinaus gibt es nicht nur mehr Drehmoment und Geschwindigkeit. es ist wann und wie dieses Drehmoment angewendet wird.

"Bei elektrischen Systemen beginnt das Drehmoment durch das Dach zu steigen, und wir gehen davon aus, dass es auch weiterhin so bleibt", sagte Reim gegenüber Digital Trends. „Genau dort verstehen wir also, wohin wir mit unserem Produkt gehen müssen. Wir müssen steifere Profildesigns entwickeln, um dieses Drehmoment bewältigen zu können. “

Sobald Sie die Arbeit in Ihren Reifen verstanden haben, ist es schwierig, sie als selbstverständlich zu betrachten. Denken Sie daran, wenn Sie das nächste Mal über einen Felsen oder ein Schlagloch rennen.