Kritéria volby optimálního obutí

Každý hospodář velmi dobře ví, že základní částí každého zemědělského mobilního energetického prostředku a dopravní mechanizace je podvozek a že jednou ze základních součástí podvozku jsou kola opatřená pneumatikami. Domnívám se, že už ale méně zemědělců si uvědomuje, že pneumatiky se stávají velmi významnou technickou součástí každé mechanizace, která se prostřednictvím kol pohybuje v terénu a na silnici.

Už dávno není pneumatika pouhou černou obručí, která dává o sobě vědět zejména tehdy, když dojde k jejímu defektu vlivem opotřebení nebo průrazem při neopatrné jízdě.
Pneumatiky jsou v současné době klasifikovány jako technicky vyspělý výrobek. Svými parametry musí být rovnocenným partnerem moderní mechanizaci. Technický pokrok v oblastech motorů (vysoký výkon motorů), převodovek (průběh točivého momentu, akcelerace) a jiných podvozkových částí (vysoká nosnost) by byl doslova k ničemu, kdyby nebyl doprovázen technickým pokrokem v oblasti výroby pneumatik. Na první pohled je to ale stále stejná černá obruč, kterou jsme mohli vidět na obvodu kol již v minulém století. Ale v konstrukci a zejména v detailech se velmi výrazně liší. 

Univerzální výrobek?
Přestože se výrobci zemědělských pneumatik snaží, aby tento technicky vyspělý výrobek byl pokud možno univerzální a vyžadoval minimální nároky na údržbu, ne zcela se jim to z pochopitelných důvodů daří. Ty důvody spočívají v rozmanitosti provozních podmínek, v nichž jsou pneumatiky používány.
Jsou to například:
l různé druhy půd (písčité, jílovité, kamenité, štěrkovité, kombinované);
l rozdílná vlhkost půdy (od minimální vlhkosti, kdy je povrch pevný jako vozovka, resp. sypký a prašný, až po rozbahněný terén);
l odlišná únosnost terénu (od pevné vozovky až po kyprou, resp. hluboce nakypřenou půdu);
l různé druhy porostů (od půd bez porostu až k pozemkům, na nichž je pěstována kultura, louky, lesní půda apod.);
l rozdílné pracovní rychlosti (od minimální 0,5 km/h až po rychlost při dopravě 40 km/h a vyšší);
l zatížení náprav (hmotnost nákladu rozložená na jednotlivá kola);
l odlišný sklon pozemku (rovina, svahy až 12 – 16°, a to jak pro jízdu po spádnici, tak i po vrstevnici).
Připomeňme si, že hlavní funkcí pneumatiky, s přihlédnutím na výše uvedené podmínky, je bezpečný a trvalý přenos síly z hnací nápravy do styčné plochy s podložkou určitého charakteru, současné nesení nákladu o určité hmotnosti na rozdílně svažitém pozemku. Její funkcí je také působení jako pružný element mezi podvozkovou částí vozidla a podložkou, po které se vozidlo pohybuje.

Požadavky uživatelů

Samotní uživatelé pneumatik, tedy zemědělci, také samozřejmě vstupují do hry a mají své požadavky na pneumatiky.
Například, aby:
l byla cena pneumatiky co nejnižší;
l pneumatika měla dobrou adhezi na všech površích;
l měla výborné záběrové vlastnosti na měkkém povrchu a zároveň tento povrch nepoškozovala;
l eliminovala rázy vlivem výtluk na povrchu terénu, resp. na komunikaci (aby pohlcovala vibrace od nerovné vozovky);
l byla odolná vůči průrazu kamenem, větvemi nebo jinými ostrými předměty;
l byla snadno montovatelná na disk;
l se pneumatika nebořila do půdy v málo únosném terénu (aby tedy její plocha dotyku byla v tomto případě co největší);
l dezén pneumatiky nepoškozoval porost;
l pneumatika byla použitelná v úzkých brázdách pro kultivační práce (aby v tomto konkrétním případě měla maximální možnou šířku);
l spolehlivě a co nejdéle udržela tlak vzduchu uvnitř (v případě bezdušové pneumatiky);
l byla odolná vůči absorbování částic ležících na vozovce nebo zemědělské ploše (kamínky, dráty, sklo, zbytky porostu apod.);
l měla výbornou směrovou stabilitu i ve složitějších podmínkách provozu (svahy);
l byla odolná vůči běžným chemickým produktům nacházejícím se na běžné vozovce (například ztráty olejů a jiných provozních hmot a kapalin z vozidel);
l měla dlouhou životnost;
l se vlastnosti pneumatiky neměnily v závislosti na vnějších podmínkách (teplota vzduchu, teplota vozovky);
l pneumatika nebyla v provozu na pevné komunikaci příliš hlučná;
l byla bezpečnostním prvkem při provozu mechanizace;
l byla odolná vůči poškození při náhlém úniku vzduchu;
l pneumatika měla co nejnižší valivý odpor.
Zemědělec ale především potřebuje, aby jeho mechanizace disponovala vysokou hnací silou při současně nízkém součiniteli odporu valení na všech površích, po kterých se pohybuje.
Pneumatika musí být tedy konstruovaná tak, aby došlo ke vzniku plochy styku pneumatiky s povrchem, na kterém se mechanizace pohybuje. To předpokládá vznik deformací pneumatiky v určitých jejích částech tak, aby styčná plocha byla optimální.
Druhým požadavkem je, aby zatížení, které může pneumatika přenášet, nebylo limitováno vlastnostmi materiálu pneumatiky, jako je to například u plné pryžové obruče. Je patrné, že některé požadavky působí proti sobě, takže výrobce musí volit určité kompromisy (v konstrukci pneumatiky, v dezénu, rozměrech, ve směsi pryže běhounu apod.).
Samozřejmě, že problémy s přenesením tažné síly mobilního energetického prostředku na podložku prostřednictvím kol s pneumatikami zůstanou vždy. To každý řidič v zemědělství a lesnictví chápe. Také problémy s tím, co po sobě zanechá traktor nebo automobil po průjezdu málo únosným terénem nebo na vlhkém povrchu louky na svahu, nebudou zcela nikdy vyřešeny, pokud bude existovat kolový podvozek. To vyřeší až podvozek, který nebude mít kola ani pásy. Takové stroje samozřejmě již existují. Nazývají se vznášedla. Jenže vznášedla nemohou v současné době v žádném případě konkurovat zemědělskému traktoru.

Reakce výrobců
Jak již bylo uvedeno, výrobci pneumatik jsou nuceni reagovat na rozmanité požadavky uživatelů pneumatik a výrobců mechanizace, přívěsů, návěsů a samojízdných speciálních mechanismů.
Pneumatiky se postupně zdokonalují v oblasti kostry (materiál vlákna, počet vláken, kladení vláken), v oblasti patky, nárazníků a zejména v používání směsí pryže a v konfiguraci dezénů. Výrobci zvyšují nosnost pneumatik, zlepšují záběr hnacích pneumatik, zajišťují vysokou oděruvzdornost běhounu, vymýšlejí samočistitelný dezén hnacích i nosných pneumatik, splňují požadavky komfortu pružení a eliminaci rázů od vozovky, snaží se o zajištění stability ve všech pracovních a provozních podmínkách, o výborné vlastnosti při brzdění, zajištění vysoké životnosti při zachování výborných vlastností pneumatik z hlediska přenesení hnací síly.
Hnací síla je totiž teoreticky dána hnacím točivým momentem na kolech, ale je omezena přenesením této síly na podložku, což závisí na součiniteli adheze. Součinitel adheze (soudržnosti pneumatiky s podložkou) je závislý na charakteru podložky a charakteru plochy pneumatiky, která je právě v kontaktu s podložkou. Adheze je závislá jednak na molekulární síle přilnavosti, která je způsobena mikroskopickou drsností povrchů, a potom také makrodrsností, při které dochází k vzájemnému pronikání pneumatiky a podložky do svých povrchů (indentace). Pochopitelně je to častěji případ, že se pneumatika svým dezénem zařezává do povrchu terénu. Zde se prosadí charakter žeber dezénu a hloubka dezénu, resp. výška žeber dezénu. Při pohledu na traktorové pneumatiky jsou na první pohled patrná šípovitě uspořádaná žebra. Při detailnějším pozorování zjistíme, že zmíněná záběrová žebra jsou rozdílně tvarovaná, jsou různě vysoká a široká. Vše je podřízeno tomu, aby byla hnací síla spolehlivě přenesena. Pokud se podíváme do katalogů výrobců nebo do prospektů pneumatik, zcela určitě nalezneme informaci o schopnosti „vynikajícího záběru“, resp. nechybí sdělení typu: „naše pneumatika má o 20 % lepší záběr“ (vždy chybí informace s jakou pneumatikou je srovnávána). Musím však potvrdit, že provedení žeber o schopnosti přenesení hnací síly rozhoduje.

Vyberte si!
Jakou pneumatiku má volit zemědělec, aby byl se svojí volbou spokojen?
Měl by dodržet následující kritéria volby:
1) výběr v souladu s technickou dokumentací k mechanizaci;
2) výběr podle předpokládaného charakteru převážného nasazení mechanizace z hlediska terénu (tvrdý, měkký, abrazivní);
3) výběr podle převažujícího zatížení pneumatik (vzhledem k maximální nosnosti dopravní techniky);
4) výběr podle subjektivních požadavků (značka, dostupnost, cena, hlučnost, předpokládaná životnost = kilometrový výkon).
K bodu 1)
Na vozidle smějí být používány pouze pneumatiky určené pro daný typ výrobcem vozidla a výrobcem pneumatik.
Na téže nápravě musí být používány pouze shodné pneumatiky. Shodnou pneumatikou se rozumí pneumatika stejného rozměru, konstrukce, typu dezénu a značky.
Jako náhradního kola smí být použito pro nouzové dojetí kolo s pneumatikou jiné nebo zvláštní konstrukce určené pro tento účel výrobcem vozidla a výrobcem pneumatiky.
Činná plocha pláště pneumatiky v provozu musí mít po celém obvodu a v celé šíři vrchního běhounu jasně viditelný dezén s hloubkou hlavních dezénových drážek nebo zářezů vozidel kategorií L1 a L2 nejméně 1 mm a u vozidel ostatních kategorií nejméně 1,6 mm.
K bodu 2)
O volbě pneumatiky pro určitý terén rozhoduje zejména dezén a to z následujících důvodů:
l tvar a hustota žeber dezénu mají být upraveny podle podmínek práce (pro adhezi a držení směru jízdy, zřetelná bloková struktura dezénu umožňuje maximální přenos hnací síly, uspořádání dezénových bloků ve střední části usnadňuje přenos hnací síly na pevném povrchu),
l dosedací plocha dezénu pneumatiky (která přichází do styku s vozovkou) má mít v příčném průřezu takovou velikost zaoblení, aby se při doporučovaném tlaku vzduchu dosáhlo pokud možno malého koeficientu valivého odporu po poli i vozovce (příčné hrany dezénu zaručují dobrý záběr),
l dosedací plocha dezénu pneumatiky má mít takový tvar, aby docházelo k rovnoměrnému nízkému opotřebení v celém příčném profilu dezénu,
l vzorek dezénu má mít takové vlastnosti, aby při odvalování nedocházelo k podstatnému porušování povrchu terénu,
l vzorek dezénu má mít takové vlastnosti, aby při výstupu z půdy nedocházelo k rozrušování povrchu v důsledku odhazování zeminy pružícím deformovaným vzorkem,
l žebra dezénu mají být upravena a rozmístěna na povrchu pneumatiky tak, aby při odvalování pneumatiky vznikaly takové relativní pohyby, při nichž dochází k vytlačování nečistot.
K bodu 3)
Informaci o tom, zda je pneumatika vhodná pro mechanizaci, zjistí uživatel v technické dokumentaci k mechanizaci, protože je tam uveden rozměr pneumatiky. Říká se, že rozměr každé pneumatiky s sebou nese i určitou maximální nosnost při určitém tlaku vzduchu v pneumatice ve vazbě na maximální rychlost jízdy. Takže, pokud bude respektovat tento údaj, nedopustí se chyby. Není to tak docela pravda, protože výrobci pneumatik mohou vyrábět pneumatiky s určitým rozměrem, který může dávat pneumatice jiné dispozice z hlediska nosnosti. U pneumatik osobních automobilů je tato situace ještě mnohem složitější. O nosnosti pneumatiky rozhoduje například rozdílné PR (počet pláten, resp. ocelových lanek). Například u pneumatiky rozměru 12,5/80-18 je nosnost při rychlosti 40 km/h 1180 kg nebo 3130 kg. To je podstatný rozdíl. Musím ale doplnit informaci, že v tomto případě hraje významnou roli i tlak vzduchu v pneumatice. Tlak vzduchu totiž také výrazně mění nosnost pneumatik při shodném rozměru a shodném PR. Například výše uvedený rozměr pneumatiky má nosnost při 12 PR a tlaku vzduchu 300 kPa 2375 kg a při vyšším tlaku 375 kPa je to 2625 kg.
V každém případě by měl zákazník nahlédnout do katalogu pneumatik nebo konzultovat s prodejcem svůj záměr při volbě pneumatik.
K bodu 4)
V tomto případě je patrná velká variabilita rozhodování. Zcela jistě to záleží na osobní spokojenosti s jakostními znaky pneumatik, které zákazník doposud používá. Při rozhodování mnohdy pomáhá i konzultace s jiným uživatelem pneumatik nebo s prodejci. Také to může být reklama, prodejní akce, předvádění na polních dnech apod. Ale i v takových případech nemusí být volba optimální. Když pomineme osobní zájmy (třeba i finanční) lidí na prodeji, může být volba ovlivněna jinými faktory, o nichž byla v tomto článku zmínka. Domnívám se, že v žádném případě i ta nejhorší volba při koupi pneumatik nevede přímo do pekel, protože na trh se nemohou dostat takové pneumatiky, které by se po několika kilometrech neustálého prokluzování a bočního smýkání zcela rozpadly.

Zásady používání

Pokud bude uživatel dodržovat několik níže uvedených zásad při používání pneumatik, nemůže být nespokojen:
1. Předepsaný tlak vzduchu v pneumatikách pro jednotlivé typy vozidel bude dodržovat po celou dobu jejich provozu. Při jízdě bude v přestávkách kontrolovat teplotu bočnice pneumatiky, protože nadměrné ohřívání může být známkou přetížení pneumatiky, resp. pneumatiky s nízkým tlakem vzduchu.
2. Vozidlo bude zatěžovat nákladem pouze tolik, aby jeho celková hmotnost nebyla vyšší, než je udaná nosnost pneumatik v katalogu.
3. Nosnost pneumatik je stanovena v závislosti na rychlosti. Tuto rychlost nebude překračovat.
4. Nosnost pneumatik je stanovena v závislosti na tlaku vzduchu v pneumatice, nebude ji zvyšovat huštěním nad stanovené maximální hodnoty.
5. V provozu bude používat pouze nepoškozené pneumatiky, u nichž hloubka drážky dezénu má alespoň zákonem stanovenou minimální hodnotu.
6. Pneumatiky bude hustit na předepsaný tlak vzduchu, který stanoví výrobce pneumatik, resp. výrobce vozidla po dohodě s výrobcem pneumatik.
7. Při montáži pneumatik bude používat předepsané rozměry a typy ráfků pro příslušný rozměr pneumatik.
8. Ráfky před montáží vždy prohlédne, zda nejsou poškozeny a jsou zbaveny všech nečistot a rzi.
9. Vzájemný rozdíl vnějších průměrů jednotlivých nezatížených pneumatik ve dvojmontáži nesmí být větší než 2 % vnějšího průměru.
10. U pneumatik nerovnoměrně opotřebených co nejdříve zjistí příčinu a provede potřebná opatření, aby byly rovnoměrně opotřebovány.
11. Užitečné zatížení vozidla bude rozloženo tak, aby jednotlivé pneumatiky nebyly přetěžovány.
12. Sněhové řetězy bude užívat jen při jízdě vozidlem na zasněžené vozovce nebo na měkkém terénu.
13. Během používání bude kontrolovat opotřebení a tlak vzduchu v jednotlivých pneumatikách.
14. Tlak vzduchu v pneumatikách bude pravidelně kontrolovat u pneumatiky, která není zahřátá provozem a vlivem jiného tepelného záření.
15. Bude kontrolovat, neobjevují-li se na pneumatikách vyboulená místa. Předměty, které ulpěly v drážkách dezénu, bude odstraňovat.
16. Bude udržovat správnou geometrii kol podvozku (sbíhavost, odklon kol, souosost předních a zadních náprav.
Je to sice hodně úkolů, ale pokud se jimi bude řídit, „vychová si“ pneumatiky, které mu budou dělat radost z práce na poli i na cestě.

Ing. Ivo Celjak, CSc.Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta, katedra zemědělské techniky