กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 27 นาที

ยาง

เปลี่ยนทางจากชื่อยาว

ยางรถยนต์ ( ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกาเหนือ ) หรือยางล้อ ( ในภาษาอังกฤษแบบเครือจักรภพ ) คือชิ้นส่วนรูปวงแหวนที่หุ้มขอบล้อเพื่อถ่ายเทน้ำหนักของยานพาหนะจากเพลาผ่านล้อไปยังพื้น

ยาง

ยางรถบรรทุก
ยางรถยนต์ใหม่หลากหลายแบบ แสดงให้เห็นถึงลวดลายดอกยางที่แตกต่างกัน
ยางรถแทรกเตอร์มีร่องและช่องขนาดใหญ่เพื่อเพิ่มแรงยึดเกาะในพื้นที่อ่อนนุ่ม

ยางรถยนต์ ( ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกาเหนือ ) หรือยางล้อ ( ในภาษาอังกฤษแบบเครือจักรภพ ) คือชิ้นส่วนรูปวงแหวนที่หุ้มขอบล้อเพื่อถ่ายเทน้ำหนักของยานพาหนะจากเพลาผ่านล้อไปยังพื้น และเพื่อให้เกิดแรงยึดเกาะบนพื้นผิวที่ล้อเคลื่อนที่ไป ยางส่วนใหญ่ เช่น ยางรถยนต์และจักรยาน เป็น โครงสร้างที่เติมลม ด้วยลมทำให้เกิดความยืดหยุ่นที่ช่วยดูดซับแรงกระแทกขณะที่ยางหมุนผ่านพื้นผิวที่ไม่เรียบ ยางมีพื้นที่สัมผัสที่ออกแบบมาให้เหมาะสมกับน้ำหนักของยานพาหนะและพื้นผิวที่มันเคลื่อนที่ผ่าน โดยการออกแรงกดเพื่อป้องกันไม่ให้พื้นผิวเสียรูป

วัสดุของยางลม สมัยใหม่ ได้แก่ยางสังเคราะห์ [ 1 ]ยางธรรมชาติผ้า และลวด รวมถึงคาร์บอนแบล็ก และ สารประกอบทางเคมีอื่นๆ ประกอบด้วยดอกยางและตัวยาง ดอกยางให้แรงยึดเกาะในขณะที่ตัวยางทำหน้าที่กักเก็บอากาศอัดก่อนที่ จะมีการพัฒนา ยางยางรถยนต์เป็นแถบโลหะที่หุ้มรอบล้อไม้เพื่อยึดล้อเข้าด้วยกันภายใต้น้ำหนักบรรทุกและเพื่อป้องกันการสึกหรอ ยางรถยนต์ในยุคแรกๆ เป็นแบบแข็ง (ไม่ใช่ยางลม) ยางลมใช้กับยานพาหนะหลายประเภท รวมถึงรถยนต์จักรยานรถจักรยานยนต์รถบัสรถบรรทุกอุปกรณ์หนักและเครื่องบินยางโลหะใช้กับหัวรถจักรและรถราง และยางแข็ง (หรือพอลิเม อ ร์อื่นๆ) ยังใช้ในงานที่ไม่ใช่ยาน ยนต์ต่างๆ เช่นล้อเลื่อนรถเข็นเครื่องตัดหญ้าและรถเข็นล้อเดียว

ยางรถยนต์ที่ไม่ได้รับการบำรุงรักษาอาจก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อยานพาหนะและผู้คน ตั้งแต่ยางแบนทำให้รถใช้งานไม่ได้ ไปจนถึงยางระเบิดซึ่งยางอาจระเบิดขณะใช้งานและอาจทำให้รถเสียหายและผู้คนได้รับบาดเจ็บ ด้วยเหตุนี้ การผลิตยางจึงมักได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด เนื่องจากมีการใช้ยางรถยนต์อย่างแพร่หลาย ขยะยางจึงเป็นส่วนสำคัญของขยะทั่วโลก มีความจำเป็นต้องรีไซเคิลยางผ่านการรีไซเคิลเชิงกลและการนำกลับมาใช้ใหม่ เช่นยางบด และ วัสดุรวมอื่นๆ ที่ได้จากยาง และการไพโรไลซิสเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ทางเคมี เช่นเชื้อเพลิงที่ได้จากยางหากไม่รีไซเคิลอย่างเหมาะสมหรือเผา ขยะยางจะปล่อยสารเคมีที่เป็นพิษสู่สิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ การใช้ยางเป็นประจำยังก่อให้เกิดอนุภาคไมโครพลาสติกที่มีสารเคมีเหล่านี้ ซึ่งเข้าสู่สิ่งแวดล้อมและเพิ่มความเสี่ยงต่ออันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์[ 2 ]

ที่มาของคำและการสะกดคำ

คำว่าtireเป็นคำย่อของattireซึ่งมาจากแนวคิดที่ว่าล้อที่มี tire ก็คือล้อที่ตกแต่งแล้ว[ 3 ] [ 4 ]

Tyreเป็นการสะกดที่เก่าแก่ที่สุด[ 5 ]และทั้งtyreและtireถูกใช้ในช่วงศตวรรษที่ 15 และ 16 ในช่วงศตวรรษที่ 17 และ 18 tireกลายเป็นที่นิยมมากขึ้นในการพิมพ์ การสะกดtyreไม่ปรากฏขึ้นอีกจนกระทั่งช่วงปี 1840 เมื่อชาวอังกฤษเริ่มใช้เหล็กหล่อเหนียวในการประกอบล้อรถไฟ อย่างไรก็ตาม ผู้จัดพิมพ์หลายรายยังคงใช้tireต่อ ไป หนังสือพิมพ์ The Timesในลอนดอนยังคงใช้tireจนถึงปี 1905 [ 6 ]การสะกดtyreเริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายในศตวรรษที่ 19 สำหรับยางลมในสหราชอาณาจักรสารานุกรมบริแทนนิกาฉบับปี 1911ระบุว่า"การสะกดคำว่า 'tyre' ไม่ได้รับการยอมรับจากผู้เชี่ยวชาญด้านภาษาอังกฤษที่ดีที่สุดในปัจจุบัน และไม่เป็นที่รู้จักในสหรัฐอเมริกา" [ 7 ] ในขณะที่หนังสือ Modern English Usage ของ Fowlerปี 1926 อธิบายว่า "ไม่มีอะไรจะพูดเกี่ยวกับ 'tyre' ซึ่งผิดหลักนิรุกติศาสตร์ และยังแตกต่างโดยไม่จำเป็นจากการใช้ภาษาอังกฤษแบบเก่าของเรา [เช่น ภาษาอังกฤษแบบบริติช] และการใช้ภาษาอังกฤษแบบอเมริกันในปัจจุบัน" [ 8 ]อย่างไรก็ตาม ตลอดศตวรรษที่ 20 คำว่าtyreได้กลายเป็นมาตรฐานการสะกดคำแบบบริติช[ 4 ]

ประวัติศาสตร์

จอห์น บอยด์ ดันลอปขี่จักรยานประมาณปี 1915
คนงานในโรงงานผลิตยางรถยนต์ ปี 1918

ยางล้อรุ่นแรกสุดเป็นแถบหนังในสุเมเรียน [ 9 ] จากนั้นเป็นเหล็ก (ต่อมาเป็นเหล็กกล้า ) ที่วางบนล้อไม้ที่ใช้กับรถเข็นและเกวียนช่างฝีมือที่รู้จักกันในชื่อช่างทำล้อจะทำให้ยางขยายตัวโดยการให้ความร้อนในเตาหลอม วางไว้บนล้อ แล้วทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว ทำให้โลหะหดตัวกลับไปเป็นขนาดเดิมเพื่อให้พอดีกับล้ออย่างแน่นหนา

สิทธิบัตรฉบับแรกสำหรับสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นยางลมมาตรฐานปรากฏขึ้นในปี 1847 และยื่นจดโดยโรเบิร์ต วิลเลียม ทอมสันนัก ประดิษฐ์ชาวสกอตแลนด์ [ 10 ]อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ไม่เคยถูกนำไปผลิต ยางลมที่ใช้งานได้จริงชิ้นแรกถูกผลิตขึ้นในปี 1888 บนถนนเมย์ สตรีท เมืองเบลฟาสต์โดยจอห์น บอยด์ ดันลอป ชาวสกอตแลนด์ผู้เกิด ในสกอตแลนด์ เจ้าของคลินิกสัตวแพทย์ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดแห่งหนึ่งในไอร์แลนด์ เป็นการพยายามป้องกันอาการปวดหัวของจอห์นนี่ ลูกชายวัย 10 ขวบของเขาขณะขี่จักรยานสามล้อบนทางเท้าที่ขรุขระ เซอร์จอห์น ฟาแกน แพทย์ประจำตัวของเขา ได้แนะนำให้เด็กชายปั่นจักรยานเพื่อออกกำลังกาย และมาเยี่ยมเยียนเขาเป็นประจำ ฟาแกนมีส่วนร่วมในการออกแบบยางลมรุ่นแรกๆ นักปั่นจักรยานวิลลี ฮูมได้แสดงให้เห็นถึงความเหนือกว่าของยางของดันลอปในปี 1889 โดยชนะการแข่งขันครั้งแรกของยางชนิดนี้ในไอร์แลนด์และอังกฤษ[ 11 ] [ 12 ]ในเอกสารสิทธิบัตรยางรถยนต์ของ Dunlop ลงวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2431 ความสนใจของเขาอยู่ที่การใช้งานในจักรยานและรถยนต์ขนาดเล็กเท่านั้น ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2433 เขาได้รับทราบถึงการพัฒนาก่อนหน้านี้ แต่บริษัทเก็บข้อมูลไว้กับตัวเอง[ 13 ]ในปี พ.ศ. 2435 สิทธิบัตรของ Dunlop ถูกประกาศว่าเป็นโมฆะเนื่องจากมีสิ่งประดิษฐ์ก่อนหน้าโดย Robert William Thomson ชาวสกอตผู้ถูกลืมจากลอนดอน (สิทธิบัตรลอนดอน พ.ศ. 2488 ฝรั่งเศส พ.ศ. 2489 สหรัฐอเมริกา พ.ศ. 2490) อย่างไรก็ตาม Dunlop ได้รับการยกย่องว่า "ตระหนักว่ายางสามารถทนต่อการสึกหรอของยางรถยนต์ได้ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นไว้" [ 14 ] John Boyd Dunlop และHarvey du Crosได้ฝ่าฟันความยากลำบากมากมายที่ตามมา พวกเขาจ้างนักประดิษฐ์ Charles Kingston Welch และได้รับสิทธิ์และสิทธิบัตรอื่นๆ ซึ่งช่วยให้พวกเขามีการคุ้มครองในระดับจำกัดสำหรับธุรกิจยางรถยนต์แบบลม ของพวกเขา ยางรถยนต์แบบลมจะกลายเป็น Dunlop Rubber และ Dunlop Tyres การพัฒนาเทคโนโลยีนี้ขึ้นอยู่กับความก้าวหน้าทางวิศวกรรมมากมาย รวมถึงการวัลคาไนซ์ยางธรรมชาติโดยใช้กำมะถัน ตลอดจนการพัฒนาขอบล้อแบบ "clincher" สำหรับยึดยางให้อยู่กับที่ในแนวด้านข้างบนขอบล้อ

ในปี พ.ศ. 2438 มิชลินได้สร้างยางรถยนต์แบบใช้ลมเป็นครั้งแรกของโลก โดยใช้กับรถยนต์ชื่อL'Eclair ที่เข้าร่วม การแข่งขันปารีส-บอร์โด-ปารีสใน ปี พ.ศ. 2438 [ 15 ] [ 16 ]

ยางสังเคราะห์ถูกคิดค้นขึ้นในห้องปฏิบัติการของไบเออร์ในช่วงทศวรรษ 1920 [ 17 ]การขาดแคลนยางในสหราชอาณาจักรในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 กระตุ้นให้เกิดการวิจัยเกี่ยวกับทางเลือกอื่นแทนยางรถยนต์ โดยมีข้อเสนอแนะต่างๆ เช่น หนัง ใยหินอัด เรยอน สักหลาด ขนแปรง และกระดาษ[ 18 ]

ในปี พ.ศ. 2489 มิชลินได้พัฒนาวิธีการผลิตยางเรเดียล มิชลินได้ซื้อ บริษัทรถยนต์ซีตรอง ที่ล้มละลายในปี พ.ศ. 2477 เพื่อนำเทคโนโลยีใหม่นี้มาใช้ เนื่องจากมีความเหนือกว่าในด้านการควบคุมและการประหยัดเชื้อเพลิง [ 19 ]การใช้เทคโนโลยีนี้จึงแพร่หลายอย่างรวดเร็วทั่วทั้งยุโรปและเอเชีย[ 20 ]ในสหรัฐอเมริกา โครงสร้างยางแบบไบแอสพลายที่ล้าสมัยยังคงใช้กันอยู่จนกระทั่งบริษัทฟอร์ดมอเตอร์นำยางเรเดียลมาใช้ในช่วงต้นทศวรรษ พ.ศ. 2513 [ 21 ]หลังจากบทความในปี พ.ศ. 2511 ในนิตยสารอเมริกันที่มีอิทธิพลอย่างConsumer Reportsได้เน้นย้ำถึงความเหนือกว่าของโครงสร้างเรเดียล[ 22 ] [ 23 ]อุตสาหกรรมยางรถยนต์ของสหรัฐอเมริกาสูญเสียส่วนแบ่งการตลาดให้กับผู้ผลิตจากญี่ปุ่นและยุโรป[ 24 ]ซึ่งเข้าซื้อกิจการบริษัทในสหรัฐอเมริกา[ 25 ]

แอปพลิเคชัน

ยางรถยนต์สามารถจำแนกได้ตามประเภทของยานพาหนะที่ใช้งาน นอกจากนี้ยังสามารถจำแนกได้ตามน้ำหนักบรรทุกและการใช้งาน เช่น รถยนต์ เครื่องบิน หรือจักรยาน

ยานยนต์

งานเบาถึงปานกลาง

ยางรถยนต์สำหรับฤดูหนาวแบบมีหมุด
ยางรถยนต์สำหรับฤดูหนาวที่ไม่มีหมุด แสดงให้เห็นรูปแบบดอกยางที่ออกแบบมาเพื่ออัดหิมะในช่องว่าง[ 26 ]
ยางรถแข่งแรลลี่สมรรถนะสูง

ยางรถยนต์นั่งส่วนบุคคลรับน้ำหนักได้ตั้งแต่ 250 ถึง 500 กิโลกรัม (550 ถึง 1,100 ปอนด์) บนล้อขับเคลื่อน รถบรรทุกและรถตู้ขนาดกลางรับน้ำหนักได้ตั้งแต่ 500 ถึง 1,500 กิโลกรัม (1,100 ถึง 3,300 ปอนด์) บนล้อขับเคลื่อน[ 27 ]ยางเหล่านี้แบ่งตามระดับความเร็วสำหรับยานพาหนะประเภทต่างๆ ได้แก่ (เรียงจากความเร็วต่ำสุดไปสูงสุด): ยางฤดูหนาว ยางรถบรรทุกขนาดเล็ก ยางรถยนต์ระดับเริ่มต้น รถเก๋งและรถตู้ รถเก๋งสปอร์ต และรถยนต์สมรรถนะสูง[ 28 ]นอกจากยางสำหรับถนนแล้ว ยังมีประเภทพิเศษอีกด้วย:

  • ยางสำหรับหิมะได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้บนหิมะและน้ำแข็งมีดอกยางที่มีช่องว่างขนาดใหญ่กว่ายางสำหรับฤดูร้อน ทำให้มีแรงยึดเกาะบนหิมะและน้ำแข็งมากขึ้น ยางดังกล่าวที่ผ่านการทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะในฤดูหนาวโดยเฉพาะ จะมีสิทธิ์แสดงสัญลักษณ์ "ภูเขาสามยอดและเกล็ดหิมะ" บนแก้มยาง ยางที่ออกแบบมาสำหรับสภาพอากาศในฤดูหนาวได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการขับขี่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 7 °C (45 °F) ยางสำหรับหิมะบางชนิดมีหมุดโลหะหรือเซรามิกที่ยื่นออกมาจากยางเพื่อเพิ่มแรงยึดเกาะบนหิมะหรือน้ำแข็งที่อัดแน่น หมุดจะเสียดสีกับพื้นผิวถนนแห้ง ทำให้เกิดฝุ่นและทำให้เกิดการสึกหรอในร่องล้อ[ 29 ]ข้อบังคับที่กำหนดให้ใช้ยางสำหรับหิมะหรืออนุญาตให้ใช้หมุดนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศในเอเชียและยุโรป และในแต่ละรัฐหรือจังหวัดในอเมริกาเหนือ
  • โดยทั่วไปแล้วยางสำหรับทุกฤดูกาลจะได้รับการจัดอันดับสำหรับโคลนและหิมะ (M+S) ยางเหล่านี้มีช่องว่างดอกยางที่เล็กกว่ายางสำหรับหิมะและใหญ่กว่ายางทั่วไป ยางเหล่านี้เงียบกว่ายางสำหรับหิมะบนถนนที่โล่ง แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าบนหิมะหรือน้ำแข็ง[ 30 ]
  • ยางสำหรับทุกสภาพภูมิประเทศได้รับการออกแบบให้มีแรงยึดเกาะที่เพียงพอในสภาพนอกถนน แต่ยังคงมีลักษณะการควบคุมและเสียงรบกวนที่เหมาะสมสำหรับการขับขี่บนทางหลวง[ 31 ]ยางดังกล่าวได้รับการจัดอันดับว่าดีกว่ายางสำหรับถนนทั่วไปบนหิมะและฝน และ "ดี" บนน้ำแข็ง หิน และทราย[ 32 ]
  • ยางสำหรับลุยโคลนมีดอกยางที่ลึกและเปิดกว้างกว่าเพื่อการยึดเกาะที่ดีในโคลนเมื่อเทียบกับยางสำหรับทุกสภาพพื้นผิว แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าบนพื้นผิวถนนลาดยาง[ 33 ]
  • ยางสมรรถนะสูงได้รับการจัดอันดับสำหรับความเร็วสูงสุด 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (168 ไมล์ต่อชั่วโมง) และยางสมรรถนะสูงพิเศษได้รับการจัดอันดับสำหรับความเร็วสูงสุด 299 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (186 ไมล์ต่อชั่วโมง) แต่มีลักษณะการขับขี่ที่กระด้างกว่าและความทนทานที่ด้อยกว่า[ 34 ]
  • รถยนต์ไฟฟ้ามีความต้องการยางที่พิเศษเนื่องจากน้ำหนักที่รวมกัน (ส่งผลให้ดัชนีรับน้ำหนักใหม่) แรงบิดที่สูงขึ้น และข้อกำหนดสำหรับความต้านทานการหมุนที่ต่ำลง[ 35 ]

ยางรถยนต์ประเภทอื่นๆ สำหรับรถยนต์ใช้งานเบา ได้แก่ ยางรันแฟลต และยางรถแข่ง:

  • ยางรันแฟลตช่วยลดความจำเป็นในการใช้ยางอะไหล่ เนื่องจากสามารถขับต่อไปได้ด้วยความเร็วที่ลดลงในกรณีที่ยางรั่ว โดยใช้ผนังยางที่แข็งแรงเพื่อป้องกันความเสียหายต่อขอบล้อ[ 36 ]รถยนต์ที่ไม่มียางรันแฟลตต้องพึ่งพายางอะไหล่ ซึ่งอาจเป็นยางขนาดเล็ก เพื่อเปลี่ยนยางที่เสียหาย[ 36 ]
  • ยางรถแข่งมี 3 ประเภทหลัก ได้แก่ยาง DOT (ยางที่ใช้บนถนนได้) ยางสลิคและยางสำหรับวิ่งบนพื้นเปียก ยางรถแข่งได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มแรงเสียดทานในการเข้าโค้งและการเร่งความเร็วให้สูงสุด โดยแลกกับอายุการใช้งานที่สั้นลง ยางสลิคสำหรับรถแข่งไม่มีดอกยางเพื่อเพิ่มการสัมผัสกับพื้นผิวถนนให้มากที่สุด และยางสำหรับวิ่งบนพื้นเปียกจะมีร่องเพื่อระบายน้ำเพื่อป้องกันการลื่นไถลบนพื้นเปียก[ 37 ]

งานหนัก

ยางรถยนต์ออฟโรดขณะขนส่ง

ยางสำหรับงานหนักสำหรับรถบรรทุกขนาดใหญ่และรถบัสมีรูปทรงหลากหลายและสามารถรับน้ำหนักได้ตั้งแต่ 1,800 ถึง 2,500 กิโลกรัม (4,000 ถึง 5,500 ปอนด์) บนล้อขับเคลื่อน[ 27 ]โดยทั่วไปจะติดตั้งแบบคู่บนเพลาขับ[ 36 ]

  • ยางรถบรรทุกมีหลายรูปแบบ ได้แก่ "ยางโปรไฟล์ต่ำ" ที่มีความสูงของหน้าตัด 70 ถึง 45% ของความกว้างของดอกยาง "ยางฐานกว้าง" สำหรับรถหนัก และยาง "ซูเปอร์ซิงเกิล" ที่มีแรงดันสัมผัสรวมเท่ากับยางคู่ที่ติดตั้งแบบคู่[ 36 ]
  • ยางสำหรับใช้งานนอกถนนใช้กับยานพาหนะก่อสร้าง อุปกรณ์ทางการเกษตรและป่าไม้ และการใช้งานอื่นๆ ที่เกิดขึ้นบนพื้นที่อ่อนนุ่ม หมวดหมู่นี้ยังรวมถึงเครื่องจักรที่เดินทางบนพื้นผิวแข็งในพื้นที่อุตสาหกรรม ท่าเรือ และสนามบิน[ 38 ]ยางที่ออกแบบมาสำหรับพื้นที่อ่อนนุ่มมีดอกยางที่ลึกและกว้างเพื่อให้ยึดเกาะได้ดีในดินร่วน โคลน ทราย หรือกรวด[ 39 ]

อื่น

เครื่องบิน จักรยาน และการใช้งานในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท มีข้อกำหนดด้านการออกแบบที่แตกต่างกัน

ยางล้อบนชุดล้อของเครื่องบินโบอิ้ง 777
  • ยางเครื่องบินยางเครื่องบิน ได้รับการออกแบบให้ลงจอดบนพื้นผิวที่ปูด้วยวัสดุแข็ง และอาศัยล้อลงจอดในการดูดซับแรงกระแทกจากการลงจอด เพื่อประหยัดน้ำหนักและพื้นที่ที่จำเป็น โดยทั่วไปยางจะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของยานพาหนะที่รองรับ ส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างแบบเรเดียลพลาย ยางได้รับการออกแบบมาเพื่อรับน้ำหนักสูงสุดเมื่อเครื่องบินจอดนิ่ง แม้ว่าแรงด้านข้างขณะลงจอดจะเป็นปัจจัยสำคัญก็ตาม[ 40 ]แม้ว่าการลื่นไถลบนพื้นเปียกจะเป็นปัญหาสำหรับยางเครื่องบิน แต่โดยทั่วไปยางจะมีร่องตามแนวเส้นรอบวงและไม่มีร่องหรือร่อง เล็ก ๆ ด้านข้าง [ 41 ] เครื่องบินขนาดเล็กบางลำใช้ ยางทุนดราขนาดใหญ่ที่มีแรงดันต่ำสำหรับการลงจอดบนพื้นผิวที่ไม่ได้เตรียมไว้ในพื้นที่ทุรกันดาร[ 42 ]
  • ยางจักรยานอาจได้รับการออกแบบสำหรับการขี่บนถนนหรือบนภูมิประเทศที่ไม่ได้รับการปรับปรุง และอาจติดตั้งบนยานพาหนะที่มีล้อมากกว่าสองล้อ มีสามประเภทหลัก ได้แก่ยางคลินเชอร์ยางมีลวดและยางทูบูลา ร์ [ 43 ]ยางจักรยานส่วนใหญ่เป็น ยาง คลินเชอร์และมีขอบยางที่กดกับขอบล้อ ยางในจะให้แรงดันอากาศและแรงกดสัมผัสระหว่างขอบยางกับขอบล้อ[ 44 ]มาตรฐานที่จัดการขนาดของยางคือISO 5775
  • ยางอุตสาหกรรมรองรับยานพาหนะต่างๆ เช่น รถยก รถแทรกเตอร์ รถขุด รถบดถนน และรถตักดิน ยางที่ใช้บนพื้นผิวเรียบจะมีดอกยางเรียบ ในขณะที่ยางที่ใช้บนพื้นผิวอ่อนนุ่มมักจะมีลักษณะดอกยางขนาดใหญ่[ 45 ]ยางอุตสาหกรรมบางชนิดเป็นแบบตันหรือบรรจุด้วยโฟม[ 46 ]
  • ยางรถจักรยานยนต์ให้แรงยึดเกาะ ต้านทานการสึกหรอ ดูดซับความไม่เรียบของพื้นผิว และช่วยให้รถจักรยานยนต์สามารถเลี้ยวได้ด้วยการหักเลี้ยวการสัมผัสระหว่างยางทั้งสองกับพื้นมีผลต่อความปลอดภัย การเบรก การประหยัดน้ำมัน เสียง และความสะดวกสบายของผู้ขับขี่[ 47 ]
  • แม้ว่ารถไฟ ส่วนใหญ่ จะใช้ล้อเหล็ก แต่ก็มีรถไฟใต้ดินบางขบวนที่ใช้ล้อยางซึ่งใช้ล้อยางควบคู่ไปกับล้อเหล็กด้วย

ประเภทการก่อสร้าง

ภาพตัดขวางของยางรถยนต์ที่แสดงทิศทางการเรียงตัวของชั้นยาง

การผลิตยางรถยนต์ครอบคลุมถึง ยาง ลมที่ใช้ในรถยนต์ รถบรรทุก และเครื่องบิน แต่ยังรวมถึงการใช้งานที่ไม่เกี่ยวข้องกับยานยนต์ เช่น ยานพาหนะที่เคลื่อนที่ช้า ยานพาหนะขนาดเล็ก หรือยานพาหนะทางรถไฟ ซึ่งอาจใช้ยางที่ไม่ใช้ลม

ยานยนต์

หลังจาก การประกาศ ของ Consumer Reports ในปี 1968 เกี่ยวกับความเหนือกว่าของการออกแบบแบบเรเดียลยางเรเดียลก็เริ่มมีส่วนแบ่งการตลาดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งครองส่วนแบ่งตลาดในอเมริกาเหนือถึง 100% ในช่วงทศวรรษ 1980 [ 22 ]ปัจจุบันเทคโนโลยียางเรเดียลเป็นมาตรฐานการออกแบบสำหรับยางรถยนต์เกือบทุกประเภท แต่ก็มีการใช้วิธีการอื่นๆ ด้วย[ 28 ]

โครงสร้างยางเรเดียล (หรือยางเรเดียลแบบหลายชั้น) ใช้เส้นใยชั้นตัวถังที่ทอดยาวตรงข้ามดอกยางจากขอบถึงขอบ—เพื่อให้เส้นใยวางตัวในมุมฉากโดยประมาณกับเส้นกึ่งกลางของดอกยางและขนานกัน—รวมถึงเข็มขัดเสริมความแข็งแรงที่อยู่ใต้ดอกยางโดยตรง โดยทั่วไปแล้วชั้นต่างๆ จะทำจากไนลอน โพลีเอสเตอร์ หรือเหล็ก และเข็มขัดจะทำจากเหล็ก ไฟเบอร์กลาส หรือเคฟลาร์ [ 48 ] [ 49 ] รอยสัมผัสของยางที่กว้างกว่ายางแบบไบแอส และผนังด้านข้างที่ยืดหยุ่นได้ให้การยึดเกาะที่ดีกว่าในการเข้าโค้ง และเข็มขัดรอบวงช่วยให้ยางมีความเสถียร ข้อดีของโครงสร้างนี้เมื่อเทียบกับยางแบบไบแอสมีมากมาย รวมถึงอายุการใช้งานของดอกยางที่ยาวนานขึ้น การควบคุมพวงมาลัยที่ดีขึ้นความต้านทานการหมุน ต่ำลง ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้น การสึกหรอที่สม่ำเสมอมากขึ้น ความทนทานต่อความร้อนสูงขึ้น การระเบิดน้อยลง และการขับขี่ที่มั่นคงและสะดวกสบายมากขึ้นที่ความเร็วสูง ข้อเสีย นอกเหนือจากต้นทุนที่สูงกว่ายางแบบไบแอสแล้ว ยังทำให้การขับขี่แข็งกระด้างขึ้นที่ความเร็วต่ำ และโดยทั่วไปแล้วประสิทธิภาพบนพื้นผิวขรุขระก็แย่ลง[ 50 ] [ 51 ] [ 28 ]นอกจากนี้ ยางเรเดียลยังไม่ค่อยพบเห็นในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่มากกว่า 42 นิ้ว เนื่องจากยางประเภทนี้ผลิตได้ยาก[ 52 ]

โครงสร้างยาง แบบไบแอส (ไบแอสพลาย หรือ ครอสพลาย) ใช้เส้นใยตัวยางที่ทอดยาวในแนวทแยงจากขอบยางด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง โดยปกติจะทำมุมอยู่ในช่วง 30 ถึง 40 องศาจากทิศทางการเคลื่อนที่ [ 53 ]เส้นใยที่ต่อเนื่องกันจะถูกวางในมุมที่ตรงข้ามกัน ทำให้เกิดรูปแบบไขว้กันซึ่งดอกยางจะถูกนำไปใช้ การออกแบบเช่นนี้ทนต่อการเสียรูปของผนังด้านข้างและการเจาะ (และการขยายตัวของการเจาะ หรือ "การแตกเนื่องจากแรงบิด") และจึงทนทานต่อการใช้งานหนัก [ 54 ]เนื่องจากดอกยางและผนังด้านข้างใช้เส้นใยตัวยางร่วมกัน ตัวยางจึงยืดหยุ่นได้ทั้งหมด ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลักของโครงสร้างนี้ คือ การยึดเกาะที่ดีขึ้นและการเคลื่อนที่ที่ราบรื่นขึ้นบนพื้นผิวที่ไม่เรียบ มีแนวโน้มที่จะปรับตัวเข้ากับพื้นหินและกำจัดโคลนและดินเหนียวได้ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากยางมักจะเป็นส่วนผสมที่อ่อนกว่าที่ใช้ในยางเรเดียล อย่างไรก็ตาม ความสอดคล้องนี้ทำให้ความต้านทานการหมุนของยางไบแอสเพิ่มขึ้น และความแข็งของมันทำให้การควบคุมการยึดเกาะและความสบายลดลงที่ความเร็วสูง ในขณะที่แรงเฉือนระหว่างชั้นที่ซ้อนทับกันทำให้เกิดแรงเสียดทานที่สร้างความร้อน [ 50 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 28 ]ถึงกระนั้น ยางไบแอสก็มีข้อดีคือโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า จึงมีราคาถูกกว่ายางเรเดียลขนาดเดียวกัน และยังคงใช้ในเครื่องจักรหนักและยานพาหนะออฟโรด แม้ว่าตลาดเครื่องจักรขุดดินจะเปลี่ยนไปใช้ยางเรเดียลแล้วก็ตาม [ 28 ] [ 57 ]

ยางไบแอสแบบมีสายรัดเริ่มต้นด้วยชั้นไบแอสสองชั้นขึ้นไปซึ่งมีสายรัดเสริมความแข็งแรงยึดติดอยู่ใต้ดอกยางโดยตรง โครงสร้างนี้ให้การขับขี่ที่ราบรื่นคล้ายกับยางไบแอสทั่วไป ในขณะเดียวกันก็ลดแรงต้านการหมุนลงเนื่องจากสายรัดช่วยเพิ่มความแข็งของดอกยาง การออกแบบนี้ได้รับการแนะนำโดย Armstrong ในขณะที่ Goodyear ทำให้เป็นที่นิยมด้วยยางที่มีเครื่องหมายการค้า " Polyglas " ซึ่งมีโครงสร้างโพลีเอสเตอร์พร้อมสายรัดไฟเบอร์กลาส[ 58 ]ยางแบบ "มีสายรัด" เริ่มต้นด้วยชั้นหลักสองชั้นของโพลีเอสเตอร์ เรยอน หรือไนลอนที่ผ่านการอบอ่อนเช่นเดียวกับยางทั่วไป จากนั้นวางสายรัดตามแนวเส้นรอบวงไว้ด้านบนในมุมที่แตกต่างกันซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับยางไบแอสที่ไม่มีสายรัด สายรัดอาจทำจากไฟเบอร์กลาสหรือเหล็ก[ 58 ]

อื่น

ยางไร้ลม

ยางแบบไม่ใช้ยางในคือยางลมที่ไม่ต้องใช้ยางใน แยก ต่างหาก

ยางกึ่งลมมีแกนกลางกลวง แต่ไม่ได้อัดอากาศ มีน้ำหนักเบา ราคาถูก ป้องกันการเจาะ และช่วยลดแรงกระแทก[ 59 ]ยางเหล่านี้มักมาเป็นชุดประกอบที่สมบูรณ์พร้อมล้อและแม้แต่ตลับลูกปืน ในตัว ใช้กับเครื่องตัด หญ้า รถเข็นคนพิการและรถเข็นล้อ เดียว นอกจากนี้ยังทนทาน มักใช้ในงานอุตสาหกรรม[ 60 ]และได้รับการออกแบบมาเพื่อไม่ให้หลุดออกจากขอบล้อขณะใช้งาน

ยางไร้ลมคือยางที่ไม่ใช้แรงดันอากาศในการรองรับ โดยทั่วไปมักใช้กับยานพาหนะขนาดเล็ก เช่น รถกอล์ฟ และยานพาหนะใช้งานในสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการรั่วซึม เช่น อุปกรณ์ก่อสร้าง ยางหลายชนิดที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์เป็นยางไร้ลม และผลิตจากยางแข็งและสารประกอบพลาสติกโดยกระบวนการขึ้นรูป ยางแข็งได้แก่ยางที่ใช้กับเครื่องตัดหญ้า สเก็ตบอร์ด รถกอล์ฟ สกูตเตอร์และยานพาหนะอุตสาหกรรมขนาดเล็ก รถเข็น และรถพ่วงหลายประเภท การใช้งานที่พบได้บ่อยที่สุดอย่างหนึ่งของยางแข็งคืออุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุ (รถยก) ยางดังกล่าวติดตั้งโดยใช้เครื่องอัดยางไฮดรอลิก

ล้อไม้สำหรับรถม้าโดยทั่วไปจะมี ขอบล้อ ทำจากเหล็กดัดโครงสร้างนี้ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้กับเกวียนบนรถรางที่ใช้ม้าลาก ซึ่งวิ่งบนแผ่นหินแกรนิตหรือราง เหล็กหล่อ

ล้อของหัวรถจักรบางรุ่นและรถไฟรุ่นเก่าบางแบบจะติดตั้งยางล้อรถไฟเพื่อป้องกันไม่ให้ต้องเปลี่ยนล้อทั้งล้อ ยางล้อซึ่งโดยทั่วไปทำจากเหล็ก จะหุ้มล้อและยึดไว้ด้วยแรงอัดเป็น หลัก

ยางเครื่องบินอาจทำงานที่ความดันเกิน 1,400 กิโลปาสคาล (14  บาร์ ; 200  psi ) [ 61 ]ยางเครื่องบินบางเส้นถูกเติมลมด้วยไนโตรเจนเพื่อ "ขจัดความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาเคมีระหว่างออกซิเจนในบรรยากาศและก๊าซระเหยจากซับในยางที่ทำให้เกิดการระเบิดของยาง" [ 62 ]

การผลิต

ยางรถยนต์ผลิตในโรงงานผลิตยางประมาณ 450 แห่งทั่วโลก การผลิตยางเริ่มต้นด้วยวัตถุดิบจำนวนมาก เช่น ยาง คาร์บอนแบล็ก และสารเคมี และผลิตชิ้นส่วนเฉพาะทางจำนวนมากที่นำมาประกอบและอบ ยางที่ใช้มีหลายชนิด โดยชนิดที่ใช้กันมากที่สุดคือสไตรีน-บิวทาไดอีนโคพอลิเมอร์[ 63 ]

การคาดการณ์สำหรับตลาดยางรถยนต์ทั่วโลกบ่งชี้ถึงการเติบโตอย่างต่อเนื่องจนถึงปี 2027 มีการประมาณการว่ามูลค่าการขายทั่วโลกจะอยู่ที่ประมาณ 126 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2022 และคาดว่าจะสูงถึงกว่า 176 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2027 [ 64 ]การผลิตยางรถยนต์ก็กำลังเติบโตเช่นกัน ในปี 2015 สหรัฐอเมริกาผลิตยางรถยนต์เกือบ 170 ล้านเส้น[ 65 ]มีการผลิตยางรถยนต์มากกว่า 2.5 พันล้านเส้นต่อปี ทำให้อุตสาหกรรมยางรถยนต์เป็นผู้บริโภคยางธรรมชาติรายใหญ่ มีการประมาณการว่าตั้งแต่ปี 2019 เป็นต้นไป จะมีการขายยางรถยนต์ทั่วโลกอย่างน้อย 3 พันล้านเส้นต่อปี[ 66 ]อย่างไรก็ตาม การประมาณการอื่นๆ ระบุว่าการผลิตยางรถยนต์ทั่วโลกอยู่ที่ 2,268 ล้านเส้นในปี 2021 และคาดว่าจะสูงถึง 2,665 ล้านเส้นในปี 2027 [ 67 ]

ในปี 2011 บริษัทผู้ผลิตยางรถยนต์ 3 อันดับแรกที่มีรายได้สูงสุด ได้แก่บริดจ์สโตน (ผลิตยาง 190 ล้านเส้น) มิชลิน (184 ล้านเส้น) และกู๊ดเยียร์ (181 ล้านเส้น) ตามมาด้วยคอนติเนนตัลและพิเรลลี [ 68 ] [ 69 ] กลุ่มบริษัทเลโก้ ผลิต ยางของเล่นมากกว่า 318 ล้าน เส้น ในปี 2011 และได้รับการยอมรับจากกินเนสส์เวิลด์เรคคอร์ดว่าเป็นผู้ผลิตยางที่มีการผลิตต่อปีสูงสุด[ 70 ] [ 71 ]

ส่วนประกอบ

ส่วนประกอบของยางเรเดียล
ยางจักรยานเสือภูเขาที่มีดอกยางแบบเปิดเพื่อการยึดเกาะที่ดีในดินอ่อน
การไม่มีร่องยางช่วยเพิ่มแรงเสียดทานบนพื้นผิวแห้งให้สูงสุดสำหรับยางรถแข่งฟอร์มูล่าวันแบบ เรียบ

ยางรถยนต์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายส่วน ได้แก่ ดอกยาง ขอบยาง ผนังด้านข้าง ไหล่ยาง และชั้นยาง

ตีนตะขาบ

ดอกยางคือส่วนของยางที่สัมผัสกับพื้นผิวถนน ส่วนที่สัมผัสกับถนน ณ เวลาใดเวลาหนึ่งเรียกว่าพื้นที่สัมผัสดอกยางทำจากยางหนาหรือยางผสมที่ได้รับการคิดค้นขึ้นเพื่อให้มีแรงยึดเกาะที่เหมาะสมโดยไม่สึกหรอเร็วเกินไป[ 72 ]

รูปแบบดอกยางมีลักษณะเป็นระบบร่องตามแนวเส้นรอบวง ร่องเล็กๆ ด้านข้าง และช่องสำหรับยางรถยนต์ทั่วไป[ 28 ]หรือระบบปุ่มและช่องว่างสำหรับยางที่ออกแบบมาสำหรับพื้นที่อ่อนนุ่มหรือหิมะ ร่องจะวิ่งตามแนวเส้นรอบวงของยางและจำเป็นสำหรับการระบายน้ำ ปุ่มคือส่วนของดอกยางที่สัมผัสกับพื้นผิวถนน ร่อง ร่องเล็กๆ และช่องช่วยให้ยางระบายน้ำได้

การออกแบบดอกยางและการโต้ตอบของยางแต่ละประเภทกับพื้นผิวถนนส่งผลต่อเสียงรบกวนบนถนนซึ่งเป็นแหล่งมลภาวะทางเสียงที่เกิดจากยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ ความเข้มของเสียงเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นตามความเร็วของยานพาหนะที่สูงขึ้น[ 73 ] ดอกยางอาจมีระยะห่างระหว่างร่อง ( ความยาวช่วง ) ที่หลากหลายเพื่อลดระดับเสียงที่ความถี่เฉพาะ ร่องเล็กๆ คือร่องที่ตัดขวางยาง โดยปกติจะตั้งฉากกับร่องหลัก ซึ่งช่วยให้น้ำจากร่องหลักไหลออกไปด้านข้างและลดการเกิดอาการเหินน้ำ[ 28 ]

การออกแบบดอกยางที่แตกต่างกันนั้นรองรับสภาพการขับขี่ที่หลากหลาย เมื่ออัตราส่วนของพื้นที่ดอกยางต่อพื้นที่ร่องเพิ่มขึ้น แรงเสียดทานของยางบนพื้นผิวถนนแห้งก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังที่เห็นได้จากยางรถแข่งฟอร์มูล่าวันซึ่งบางรุ่นไม่มีร่อง ยางสมรรถนะสูงมักมีพื้นที่ว่างน้อยกว่าเพื่อให้มีพื้นที่สัมผัสกับถนนมากขึ้นเพื่อการยึดเกาะที่สูงขึ้น แต่อาจมีการผสมยางที่อ่อนนุ่มกว่าซึ่งให้การยึดเกาะที่ดีกว่า แต่สึกหรอเร็ว[ 74 ]ยางสำหรับโคลนและหิมะ (M&S) ใช้ร่องที่ใหญ่และลึกกว่าเพื่อยึดเกาะกับโคลนและหิมะ[ 28 ]ยางสำหรับหิมะมีร่องที่ใหญ่และลึกกว่านั้นอีก ซึ่งจะอัดหิมะและสร้างแรงเฉือนภายในหิมะที่อัดแน่นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเบรกและการเข้าโค้ง[ 75 ]

แถบสึกหรอ (หรือตัวบ่งชี้การสึกหรอ) เป็นลักษณะนูนที่อยู่ด้านล่างของร่องดอกยางซึ่งบ่งชี้ว่ายางถึงขีดจำกัดการสึกหรอแล้ว เมื่อดอกยางสึกหรอจนถึงจุดที่แถบสึกหรอเชื่อมต่อกัน แสดงว่ายางสึกหรอเต็มที่แล้วและควรนำออกจากบริการ โดยทั่วไปแล้วเมื่อความลึกของดอกยางเหลืออยู่ 1.6 มิลลิเมตร (0.063 นิ้ว) [ 76 ]

อื่น

ขอบยางคือส่วนของยางที่สัมผัสกับขอบล้อ ส่วนประกอบสำคัญนี้สร้างขึ้นจากสายเหล็กที่แข็งแรงหุ้มด้วยยางสูตรพิเศษที่ทนทาน ออกแบบมาเพื่อต้านทานการยืดตัว ความแม่นยำในการประกอบขอบยางมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมันช่วยปิดผนึกยางกับล้อ รักษาแรงดันลมยาง และป้องกันการรั่วไหลของลมยาง การออกแบบของขอบยางช่วยให้การเชื่อมต่อแน่นหนาและไม่ลื่น ป้องกันไม่ให้ยางหมุนแยกจากล้อขณะที่รถเคลื่อนที่ นอกจากนี้ การทำงานร่วมกันระหว่างขนาดของขอบยางและความกว้างของล้อมีอิทธิพลอย่างมากต่อการตอบสนองและการทรงตัวของพวงมาลัยรถยนต์ เนื่องจากช่วยรักษารูปทรงและการสัมผัสกับพื้นถนนของยางให้เป็นไปตามที่ต้องการ

ผนังด้านข้างของยางรถยนต์ หรือ ยางจักรยานคือส่วนที่เชื่อมต่อระหว่างดอกยางและขอบยาง ผนังด้านข้างส่วนใหญ่ทำจากยาง แต่เสริมความแข็งแรงด้วยผ้าหรือเส้นใยเหล็กเพื่อให้มีความแข็งแรงและยืดหยุ่น ผนังด้านข้างกักเก็บแรงดันอากาศและส่งแรงบิดจากเพลาขับไปยังดอกยางเพื่อสร้างแรงยึดเกาะ แต่รับน้ำหนักของรถได้น้อยมาก ดังที่เห็นได้ชัดจากการยุบตัวของยางทั้งหมดเมื่อถูกเจาะ

ผนังด้านข้างได้รับการขึ้นรูปด้วยรายละเอียดเฉพาะของผู้ผลิต ฉลากคำเตือนที่รัฐบาลกำหนด และข้อมูลผู้บริโภคอื่นๆ[ 77 ] [ 78 ]

ผนังด้านข้างอาจมีการตกแต่งเพิ่มเติม เช่นขอบสีขาวหรือเส้นสีแดง รวมถึง ตัว อักษรบนยาง ด้วย [ 79 ]

ไหล่คือส่วนของยางที่ขอบของดอกยางตรงที่เปลี่ยนไปเป็นแก้มยาง[ 80 ]

ชั้นของเส้นใยที่มีความยืดหยุ่นค่อนข้างต่ำซึ่งฝังอยู่ในยาง[ 81 ]เพื่อรักษารูปทรงโดยป้องกันไม่ให้ยางยืดตัวตามแรงดันภายใน ทิศทางของชั้นเส้นใยมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของยางรถยนต์ และเป็นหนึ่งในวิธีหลักที่ใช้ในการจำแนกประเภทของยางรถยนต์[ 82 ]

เบลมส์

คำว่า "blem" (ย่อมาจาก "blemished") เป็นคำที่ใช้เรียกยางรถยนต์ที่ไม่ผ่านการตรวจสอบระหว่างการผลิต แต่เป็นเพียงเหตุผลด้านความสวยงาม/รูปลักษณ์ภายนอกเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ยางที่มีตัวอักษรสีขาวที่เลอะเลือนหรือเขียนไม่สมบูรณ์ อาจถูกจัดว่าเป็น "blem" ยางที่มีตำหนิยังใช้งานได้ปกติและโดยทั่วไปจะมีการรับประกันเช่นเดียวกับยางที่ไม่มีตำหนิ แต่จะขายในราคาที่ถูกกว่า[ 83 ]

วัสดุ

วัสดุที่ใช้ทำยางรถยนต์สมัยใหม่สามารถแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่ม คือ เส้นใยที่ประกอบเป็นชั้นของยาง และวัสดุอีลาสโตเมอร์ที่หุ้มเส้นใยเหล่านั้นไว้

สายไฟ

เชือกซึ่งเป็นส่วนประกอบของชั้นและลูกปัด และให้ความแข็งแรงในการรับแรงดึงที่จำเป็นในการกักเก็บแรงดันลม สามารถประกอบด้วยเหล็กเส้นใยธรรมชาติ เช่นฝ้ายหรือไหมหรือเส้นใยสังเคราะห์ เช่นไนลอนหรือเคฟลาร์การยึดเกาะที่ดีระหว่างเชือกกับยางเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์นี้ เชือกเหล็กจะถูกเคลือบด้วยทองเหลืองบางๆ[ 84 ]นอกจากนี้ยังมีการเติมสารเติมแต่งต่างๆ ลงในยางเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะ เช่นส่วนผสม ของรีซอร์ซินอล / HMMM

อีลาสโตเมอร์

ยางรถยนต์ประมาณ 50% ใช้ โคพอลิเมอร์ สไตรีน-บิวทาไดอีนเป็นส่วนประกอบหลัก[ 17 ]

วัสดุอีลาสโตเมอร์ซึ่งเป็นส่วนประกอบของดอกยางและห่อหุ้มเส้นใยเพื่อป้องกันการเสียดสีและยึดเส้นใยให้อยู่กับที่ เป็นส่วนประกอบสำคัญในการออกแบบยางรถยนต์แบบใช้ลม โดยสามารถประกอบขึ้นจากวัสดุยางหลายชนิด – ที่พบมากที่สุดคือ โคพอลิเมอร์ส ไตรีน-บิวทาไดอีน – ผสมกับสารประกอบทางเคมีอื่นๆ เช่นซิลิกาและคาร์บอนแบล็

การเพิ่มประสิทธิภาพความต้านทานการกลิ้งในวัสดุอีลาสโตเมอร์เป็นความท้าทายสำคัญในการลดการใช้เชื้อเพลิงในภาคการขนส่ง มีการประมาณการว่ารถยนต์นั่งส่วนบุคคลใช้เชื้อเพลิงประมาณ 5%–15% เพื่อเอาชนะความต้านทานการกลิ้ง ในขณะที่การประมาณการนี้คาดว่าจะสูงกว่าสำหรับรถบรรทุกหนัก[ 85 ]อย่างไรก็ตาม อาจมีการแลกเปลี่ยนระหว่างความต้านทานการกลิ้งและแรงฉุดและการยึดเกาะบนพื้นเปียก โดยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติความยืดหยุ่นหนืดของสารประกอบยาง ค่าตัวประกอบการกระจาย ต่ำ ซึ่งมักเขียนเป็นแทนเจนต์ของมุมเฟสเดลต้า (tan( δ )) จะช่วยลดความต้านทานการกลิ้ง ในขณะที่ tan( δ ) สูงสามารถปรับปรุงแรงฉุดและการยึดเกาะบนพื้นเปียกได้ โชคดีที่การแลกเปลี่ยนนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ: ความต้านทานการกลิ้งได้รับผลกระทบจาก tan( δ ) ที่ความถี่ต่ำ (ประมาณ 100 Hz) ในขณะที่การปรับปรุงแรงฉุดมาจากการ tan( δ ) สูงที่ความถี่สูงกว่ามาก ในอดีต การวัด tan( δ ) โดยตรงที่ความถี่สูงทำได้ยาก และเป็นเรื่องปกติที่จะใช้ tan( δ ) ที่ความถี่ต่ำที่วัดได้ที่อุณหภูมิต่ำ (0 °C) แทน เพื่อทำนายแรงยึดเกาะบนพื้นเปียก เนื่องจากมีความสัมพันธ์กับ tan( δ ) ที่ความถี่สูง สำหรับความต้านทานการกลิ้ง ค่า tan( δ ) ที่ 60 °C มีความเกี่ยวข้องโดยตรงและมักใช้เป็นตัวทำนายความต้านทานการกลิ้งต่ำ [ 86 ] [ 33 ]

การออกแบบวัสดุอีลาสโตเมอร์ที่สามารถให้ทั้งแรงยึดเกาะบนพื้นเปียกสูงและแรงต้านการกลิ้งต่ำเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุความปลอดภัยและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงในภาคการขนส่ง งานวิจัยล่าสุดพบว่าสารประกอบที่ใช้ฟิลเลอร์แบบสองเฟสแสดงความสัมพันธ์ที่ไม่ดีระหว่าง tan( δ ) ที่อุณหภูมิต่ำและแรงยึดเกาะบนพื้นเปียก ซึ่งบ่งชี้ถึงโอกาสในการหลีกเลี่ยงการแลกเปลี่ยนที่สันนิษฐานไว้ในแนวทางดั้งเดิม แนวทางใหม่ในการทำความเข้าใจแรงยึดเกาะบนพื้นเปียกได้รวมเอาการพิจารณาผลของการหล่อลื่นด้วยน้ำที่มีต่อปฏิสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิว และได้ชี้ให้เห็นถึงแนวทางในการพัฒนาสารประกอบที่สามารถให้แรงยึดเกาะบนพื้นเปียกสูงและแรงต้านการกลิ้งต่ำ[ 87 ]

วัสดุอีลาสโตเมอร์ที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันคือ โคพอลิเมอร์ สไตรีน - บิวทาได อีน ซึ่งรวมคุณสมบัติของโพลีบิวทาไดอีน ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นสูง( T = −100 ° C) มีฮิสเทอรีซิสสูง จึงให้คุณสมบัติการยึดเกาะที่ดีในสภาพเปียก เข้ากับคุณสมบัติของโพลีสไตรีนซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่มีลักษณะคล้ายแก้ว( T = 100 °C)มีฮิสเทอรีซิสต่ำ จึงให้ความต้านทานการกลิ้งต่ำ รวมถึง ความต้านทาน การสึกหรอดังนั้น อัตราส่วนของโมโนเมอร์ทั้งสองในโคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวทาไดอีนจึงถือเป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วของวัสดุ ซึ่งมีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติการยึดเกาะและความต้านทาน[ 88 ]

การปล่อยอนุภาคที่ไม่ใช่ไอเสีย ซึ่งเกิดจากการสึกหรอของเบรก คลัตช์ ยาง และพื้นผิวถนน รวมถึงการแขวนลอยของฝุ่นบนถนน ถือเป็นส่วนแบ่งการปล่อยมลพิษจากการจราจรบนท้องถนนที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักแต่กำลังเพิ่มขึ้น และส่งผลเสียต่อสุขภาพของประชาชนอย่างมาก[ 89 ]

บนวงล้อ

ยางในจักรยานพร้อมวาล์ว

ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับยางรถยนต์ ได้แก่ ล้อที่ใช้ติดตั้งยาง ก้านวาล์วสำหรับเติมลม และสำหรับยางบางประเภท อาจมีท่อในที่ช่วยให้ยางรักษาระดับความดันลมได้อย่างแน่นหนา

  • ล้อ : ยางลมจะถูกติดตั้งบนล้อซึ่งส่วนใหญ่มักมีขอบล้อในตัวที่ขอบด้านนอกเพื่อยึดยาง ล้อรถยนต์โดยทั่วไปทำจากเหล็กอัดและเชื่อม หรือโลหะผสมน้ำหนักเบาเช่นอะลูมิเนียมหรือแมกนีเซียม มีสองแง่มุมที่ยางลมช่วยรองรับขอบล้อที่ติดตั้งอยู่[ 90 ]ประการแรก แรงตึงในเส้นใยจะดึงขอบยางอย่างสม่ำเสมอรอบล้อ ยกเว้นบริเวณที่แรงตึงลดลงเหนือจุดสัมผัส[ 91 ]ประการที่สอง ขอบยางจะถ่ายโอนแรงสุทธิไปยังขอบล้อ[ 92 ] [ 91 ]ยางจะถูกติดตั้งบนล้อโดยการดันขอบยางเข้าไปในช่องที่เกิดจากขอบด้านในและด้านนอกของล้อ[ 93 ] [ 94 ]
  • ก้านวาล์ว : ยางลมรับอากาศผ่านก้านวาล์วซึ่งเป็นท่อที่ทำจากโลหะหรือยาง มีวาล์วกันกลับโดยทั่วไปจะเป็นวาล์ว Schraderในรถยนต์และยางจักรยานส่วนใหญ่ หรือวาล์ว Prestaในจักรยานสมรรถนะสูง ก้านวาล์วจะติดตั้งโดยตรงกับขอบล้อ ในกรณีของยางแบบไม่ใช้ยางใน หรือเป็นส่วนหนึ่งของยางใน รถยนต์นั่งส่วนบุคคลสมัยใหม่ส่วนใหญ่จำเป็นต้องมีระบบตรวจสอบแรงดันลมยางซึ่งโดยปกติจะประกอบด้วยก้านวาล์วที่เชื่อมต่อกับโมดูลอิเล็กทรอนิกส์[ 36 ]
  • ยางใน : ยางจักรยาน ส่วนใหญ่ ยางรถจักรยานยนต์หลายรุ่นและยางสำหรับยานพาหนะขนาดใหญ่ เช่น รถบัส รถบรรทุกหนัก และรถแทรกเตอร์ ถูกออกแบบมาให้ใช้กับยางใน ยางในมีลักษณะเป็น ทรงกระบอกคล้าย วงแหวนทำจากวัสดุที่ไม่ซึมผ่านได้ เช่น ยางสังเคราะห์ที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่น เพื่อป้องกันการรั่วไหลของอากาศ ยางในจะถูกใส่เข้าไปในยางนอกและสูบลมเพื่อรักษาระดับความดันอากาศ ยางในขนาดใหญ่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับวัตถุประสงค์อื่นๆ เช่น การว่ายน้ำและการล่องแพ (ดูห่วงยางว่ายน้ำ ) การเล่นห่วงยาง ( เพื่อการพักผ่อน) การเล่นเลื่อนและการเล่นสกีน้ำนอกจากนี้ยังมีการผลิตห่วงยางเป่าลมรูปทรงวงแหวนที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ โดยมีให้เลือกหลายสี วัสดุหุ้ม ที่จับ พื้นผิว และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ และกำจัดก้านวาล์วที่ยื่นออกมา

ลักษณะการทำงาน

ขอบเขตประสิทธิภาพของยางตามแบบ Goodyear

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างยางกับพื้นผิวถนนมีความซับซ้อน แบบจำลองคุณสมบัติของยางที่ใช้กันทั่วไป (เชิงประจักษ์) คือ "สูตรมหัศจรรย์ " ของ Pacejka [ 95 ]บางส่วนจะอธิบายไว้ด้านล่าง เรียงตามลำดับตัวอักษรตามหัวข้อ

พลวัต

  • การปรับสมดุล : ชุดล้อและยางจำเป็นต้องมีการกระจายมวลอย่างสม่ำเสมอรอบเส้นรอบวงเพื่อรักษาสมดุลของยางขณะเลี้ยวด้วยความเร็ว ยางจะถูกตรวจสอบ ณ จุดผลิตเพื่อหาความไม่สมดุลแบบคงที่และแบบไดนามิกที่มากเกินไปโดยใช้เครื่องปรับสมดุลยางอัตโนมัติ ยางจะถูกตรวจสอบอีกครั้งในโรงงานประกอบรถยนต์หรือร้านค้าปลีกยางหลังจากติดตั้งยางเข้ากับล้อแล้ว ชุดประกอบที่แสดงความไม่สมดุลมากเกินไปจะได้รับการแก้ไขโดยการติดตุ้มน้ำหนักปรับสมดุลเข้ากับล้อเพื่อชดเชยความไม่สมดุลของยาง/ล้อ วิธีการอื่นนอกเหนือจากการปรับสมดุลยางคือการใช้สารปรับสมดุลยางภายใน สารเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากแรงเหวี่ยงและแรงเฉื่อยเพื่อชดเชยความไม่สมดุลของยาง[ 96 ]เพื่ออำนวยความสะดวกในการปรับสมดุลอย่างเหมาะสม ผู้ผลิตยางสมรรถนะสูงส่วนใหญ่จึงทำเครื่องหมายสีแดงและสีเหลืองไว้ที่ด้านข้างของยางเพื่อให้สามารถติดตั้งชุดยาง/ล้อได้อย่างเหมาะสมที่สุด มีสองวิธีในการติดตั้งชุดยางสมรรถนะสูงเข้ากับล้อโดยใช้เครื่องหมายสีแดง (ความสม่ำเสมอ) หรือสีเหลือง (น้ำหนัก) เหล่านี้[ 97 ]
  • การขยายตัวเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง : ยางที่หมุนด้วยความเร็วสูงมีแนวโน้มที่จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ผลักยางดอกยางออกจากแกนหมุน ซึ่งอาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของมาตรวัดความเร็ว เมื่อ เส้นผ่านศูนย์กลางของยางเพิ่มขึ้น ความกว้างของยางจะลดลง การขยายตัวเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางนี้อาจทำให้ยางเสียดสีกับตัวรถที่ความเร็วสูง ยาง รถจักรยานยนต์มักได้รับการออกแบบโดยมีการเสริมแรงเพื่อลดการขยายตัวเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง[ 28 ]
  • ร่องรอยลมยาง : ร่องรอยลมยางของยางรถยนต์คือร่องรอยที่เกิดจากยางที่ยืดหยุ่นซึ่งกลิ้งบนพื้นผิวแข็งและอยู่ภายใต้แรงด้านข้าง เช่น ในการเลี้ยว ในทางเทคนิคแล้ว มันคือระยะทางที่แรง ลัพธ์ ของการลื่นไถลด้านข้างเกิดขึ้นด้านหลังจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของจุดสัมผัส[ 98 ]
  • มุมลื่นไถล : มุมลื่นไถลหรือมุมลื่นไถลด้านข้างคือมุมระหว่างทิศทางการเคลื่อนที่จริงของล้อหมุนกับทิศทางที่ล้อชี้ไป (กล่าวคือ มุมของผลรวมเวกเตอร์ของความเร็วในการเคลื่อนที่ของล้อและความเร็วในการลื่นไถลด้านข้าง) [ 28 ]
  • ความยาวการผ่อนคลาย : ความยาวการผ่อนคลายคือความล่าช้าระหว่างเมื่อมีการนำมุมลื่นเข้ามาใช้และเมื่อแรงเข้าโค้งถึงค่าคงที่[ 28 ]
  • อัตราสปริง : ความแข็งในแนวตั้ง หรืออัตราสปริงคืออัตราส่วนของแรงในแนวตั้งต่อการเบี่ยงเบนในแนวตั้งของยาง และมีส่วนช่วยในประสิทธิภาพการกันสะเทือนโดยรวมของรถ โดยทั่วไป อัตราสปริงจะเพิ่มขึ้นตามแรงดันลมยาง[ 99 ]
  • ระยะหยุดรถ : ยางที่เน้นประสิทธิภาพจะมีรูปแบบดอกยางและส่วนผสมของยางที่ออกแบบมาเพื่อยึดเกาะพื้นผิวถนน ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วจะมีระยะหยุดรถที่สั้นกว่าเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการทดสอบการเบรกเฉพาะเพื่อให้ได้ข้อมูลที่นอกเหนือจากการสรุปทั่วไป[ 28 ]

กองกำลัง

  • แรงผลักแคมเบอร์ : แรงผลักแคมเบอร์และแรงแคมเบอร์คือแรงที่เกิดขึ้นตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของยางที่หมุนเนื่องจากมุมแคมเบอร์และพื้นที่สัมผัสที่จำกัด[ 28 ]
  • วงกลมของแรง : วงกลมของแรงวงกลมแรงดึง วงกลมแรงเสียดทาน หรือวงรีแรงเสียดทาน เป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการคิดถึงปฏิสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างยางรถยนต์กับพื้นผิวถนน[ 100 ]
  • พื้นที่สัมผัส : พื้นที่สัมผัสหรือรอยเท้าของยาง คือบริเวณของดอกยางที่สัมผัสกับพื้นผิวถนน บริเวณนี้จะส่งแรงระหว่างยางกับถนนผ่านแรงเสียดทาน อัตราส่วนความยาวต่อความกว้างของพื้นที่สัมผัสมีผลต่อการบังคับเลี้ยวและพฤติกรรมการเข้าโค้ง[ 28 ]
  • แรงเข้าโค้ง : แรงเข้าโค้งหรือแรงด้านข้างคือแรงด้านข้าง (เช่น ขนานกับพื้นผิวถนน) ที่เกิดจากยางรถยนต์ขณะเข้าโค้ง[ 28 ]
  • แรงยึดเกาะบนพื้นแห้ง : แรงยึดเกาะบนพื้นแห้งคือการวัดความสามารถของยางในการยึดเกาะหรือควบคุมการทรงตัวบนพื้นแห้ง แรงยึดเกาะบนพื้นแห้งเป็นฟังก์ชันของความเหนียวของส่วนผสมยาง[ 28 ]
  • ความแปรผันของแรง : ดอกยางและส่วนประกอบของผนังยางจะเกิดการเสียรูปและคืนตัวเมื่อเข้าและออกจากร่องยาง เนื่องจากยางเป็นวัสดุยืดหยุ่น จึงเกิดการเสียรูปในระหว่างรอบนี้ เมื่อยางเสียรูปและคืนตัว จะส่งแรงเป็นวัฏจักรไปยังตัวรถ ความแปรผันเหล่านี้เรียกรวมกันว่าความสม่ำเสมอของยางความสม่ำเสมอของยางมีลักษณะเฉพาะด้วยความแปรผันของแรงในแนวรัศมี (RFV) ความแปรผันของแรงในแนวด้านข้าง (LFV) และความแปรผันของแรงในแนวสัมผัสความแปรผันของแรงในแนวรัศมีและแนวด้านข้างจะวัดด้วยเครื่องวัดความแปรผันของแรงเมื่อสิ้นสุดกระบวนการผลิต ยางที่อยู่นอกขอบเขตที่กำหนดสำหรับ RFV และ LFV จะถูกคัดออก พารามิเตอร์ทางเรขาคณิต รวมถึงการเบี่ยงเบนในแนวรัศมี การเบี่ยงเบนในแนวด้านข้าง และการโป่งของผนังยาง จะวัดโดยใช้เครื่องวัดความสม่ำเสมอของยางที่โรงงานผลิตยางเมื่อสิ้นสุดกระบวนการผลิตเพื่อตรวจสอบคุณภาพ[ 28 ]
  • แรงต้านการกลิ้ง : แรงต้านการกลิ้งคือแรงต้านต่อการกลิ้งที่เกิดจากการเสียรูปของยางที่สัมผัสกับพื้นผิวถนน ขณะที่ยางกลิ้ง ดอกยางจะเข้าไปในบริเวณสัมผัสและเสียรูปแบนราบเพื่อให้เข้ากับพื้นผิวถนน พลังงานที่จำเป็นในการทำให้เกิดการเสียรูปนั้นขึ้นอยู่กับแรงดันลม ความเร็วในการหมุน และคุณสมบัติทางกายภาพหลายประการของโครงสร้างยาง เช่น แรงสปริงและความแข็ง ผู้ผลิตยางพยายามสร้างโครงสร้างยางที่มีแรงต้านการกลิ้งต่ำเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงในรถยนต์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งรถบรรทุก ซึ่งแรงต้านการกลิ้งคิดเป็นสัดส่วนสูงของการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ยางลมยังมีแรงต้านการกลิ้งต่ำกว่ายางตันมาก เนื่องจากแรงดันอากาศภายในกระทำในทุกทิศทาง ยางลมจึงสามารถ "ดูดซับ" แรงกระแทกบนถนนขณะที่กลิ้งผ่านโดยไม่ประสบกับแรงปฏิกิริยาในทิศทางตรงกันข้ามกับการเดินทาง เช่นเดียวกับยางตัน (หรือยางที่เติมโฟม) [ 28 ]
  • แรงบิดการจัดแนวตัวเอง : แรงบิดการจัดแนวตัวเองหรือที่รู้จักกันในชื่อแรงบิดการจัดแนว SAT หรือ Mz คือแรงบิดที่ยางสร้างขึ้นขณะที่กลิ้งไป ซึ่งมีแนวโน้มที่จะบังคับทิศทาง กล่าวคือ หมุนรอบแกนแนวตั้ง[ 28 ]
  • การยึดเกาะบนพื้นเปียก : การยึดเกาะบนพื้นเปียกหมายถึง แรงยึดเกาะของยางในสภาพที่เปียก การยึดเกาะบนพื้นเปียกจะดีขึ้นได้ด้วยการออกแบบดอกยางที่ช่วยระบายน้ำออกจากบริเวณสัมผัสของยางและลดการเกิดอาการเหินน้ำอย่างไรก็ตาม ยางที่มีหน้าตัดเป็นวงกลม เช่น ยางที่ใช้ในจักรยานแข่ง เมื่อเติมลมอย่างเหมาะสมจะมีพื้นที่สัมผัสที่เล็กพอที่จะไม่เสี่ยงต่อการเกิดอาการเหินน้ำ สำหรับยางประเภทนี้ พบว่ายางเรียบสนิทจะให้แรงยึดเกาะที่ดีกว่าทั้งบนพื้นเปียกและพื้นแห้ง[ 101 ]

โหลด

  • ความไวต่อภาระ : ความไวต่อภาระคือพฤติกรรมของยางภายใต้ภาระ ยางลมทั่วไปไม่ได้มีพฤติกรรมตามที่ ทฤษฎี แรงเสียดทานแบบคลาสสิกแนะนำ กล่าวคือ ความไวต่อภาระของยางจริงส่วนใหญ่ในช่วงการใช้งานทั่วไปนั้นมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลดลงเมื่อภาระแนวตั้ง Fz เพิ่มขึ้น[ 28 ]
  • ภาระงาน : ภาระงานของยางจะถูกตรวจสอบเพื่อไม่ให้ยางรับภาระมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายก่อนกำหนด[ 102 ]ภาระงานวัดเป็นตันกิโลเมตรต่อชั่วโมง (TKPH) ชื่อเรียกและหน่วยวัดเหมือนกัน การขาดแคลนและต้นทุนยางที่เพิ่มสูงขึ้นสำหรับอุปกรณ์หนัก ในปัจจุบัน ทำให้ TKPH กลายเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการเลือกยางและการบำรุงรักษาอุปกรณ์สำหรับอุตสาหกรรมเหมืองแร่ ด้วยเหตุนี้ผู้ผลิตยางสำหรับยานพาหนะขนาดใหญ่ที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายดินและเหมืองแร่จึงกำหนดค่า TKPH ให้กับยางของตนโดยพิจารณาจากขนาด โครงสร้าง ประเภทดอกยาง และส่วนผสมของยาง[ 103 ] [ 104 ]ค่าที่ได้นั้นขึ้นอยู่กับน้ำหนักและความเร็วที่ยางสามารถรับได้โดยไม่ร้อนเกินไปและทำให้ยางเสื่อมสภาพก่อนกำหนด หน่วยวัดที่เทียบเท่าที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาคือตันไมล์ต่อชั่วโมง (TMPH)

สวมใส่

การสึกหรอของยางรถยนต์เป็นแหล่งสำคัญของมลพิษจากยางข้อกังวลในที่นี้คือมลพิษจากการสึกหรอของยางรถยนต์ไม่มีการควบคุม ต่างจากการปล่อยไอเสีย[ 105 ]

ยางรถยนต์มีร่องรอยการสึกหรอของดอกยางไม่สม่ำเสมอจนเห็นโครงยางด้านใน
การสึกหรอของดอกยาง
การสึกหรอของดอกยางเกิดขึ้นจากการสัมผัสถนนหรือภูมิประเทศตามปกติ มีการสึกหรอของดอกยางที่ผิดปกติหลายประเภทการตั้งศูนย์ล้อ ที่ไม่ดี อาจทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปของร่องดอกยางด้านในสุดหรือด้านนอกสุด ถนนลูกรัง ภูมิประเทศที่เป็นหิน และภูมิประเทศที่ขรุขระอื่นๆ ทำให้เกิดการสึกหรอที่เร่งขึ้น การเติมลมยางเกินกว่าค่าสูงสุดที่ระบุไว้บนแก้มยางอาจทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปที่ตรงกลางของดอกยาง ยางรถยนต์สมัยใหม่มีสายเหล็กอยู่ภายในเพื่อป้องกันปัญหานี้ การเติมลมยางน้อยเกินไปทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปที่ร่องดอกยางด้านนอก ล้อที่ไม่สมดุลอาจทำให้ยางสึกหรอไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากการหมุนอาจไม่เป็นวงกลมอย่างสมบูรณ์ ผู้ผลิตยางและบริษัทรถยนต์ได้กำหนดมาตรฐานร่วมกันสำหรับการทดสอบการสึกหรอของดอกยาง ซึ่งรวมถึงพารามิเตอร์การวัดสำหรับโปรไฟล์การสูญเสียดอกยาง จำนวนปุ่ม และการสึกหรอของส้นและปลายเท้า[ 28 ]
แถบแสดงการสึกหรอและตัวบ่งชี้การสึกหรอของดอกยางบนยางรถยนต์สำหรับหิมะ
ตัวบ่งชี้การสึกหรอของดอกยาง ( TWI )
แถบนูนในร่องดอกยาง ซึ่งบ่งชี้ว่าดอกยางเริ่มสึกหรอและไม่ปลอดภัย ตัวบ่งชี้ดังกล่าวเป็นสิ่งที่จำเป็นในยางใหม่ทุกเส้นตั้งแต่ปี 1968 ในสหรัฐอเมริกา[ 106 ]ในหลายประเทศ กฎจราจรห้ามขับรถบนถนนสาธารณะเมื่อพื้นผิวสัมผัสเสมอกับแถบนูนเหล่านี้ ซึ่งมักจะกำหนดไว้เมื่อความลึกของร่องอยู่ที่ประมาณ 1.5 หรือ 1.6 มม. (2/32 นิ้ว) TWI ยังสามารถใช้เพื่ออ้างถึงลูกศรหรือไอคอนขนาดเล็กบนผนังยางด้านข้าง ซึ่งระบุตำแหน่งของแถบสึกหรอที่นูนขึ้น
ความเสียหายจากความชรา
การเสื่อมสภาพของยางหรือ "การเสื่อมสภาพจากความร้อนและออกซิเดชัน" อาจเกิดจากระยะเวลา อุณหภูมิแวดล้อมและอุณหภูมิขณะใช้งาน ความดันย่อยของ O2 ในยาง ความล้าจากการงอ หรือลักษณะโครงสร้างและการผสมสารประกอบ ตัวอย่างเช่น การสัมผัสกับรังสียูวีเป็นเวลานานจะทำให้สารเคมีในยางบิดเบี้ยว ซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกร้าวแห้งได้ วิธีการจัดเก็บต่างๆ อาจช่วยชะลอการเสื่อมสภาพได้ แต่จะไม่สามารถขจัดปัญหาการเสื่อมสภาพของยางได้[ 107 ]

ขนาด รหัส มาตรฐาน และหน่วยงานกำกับดูแล

แผนภาพระบุรุ่นยางพร้อมรหัสยาง

ยางรถยนต์มีเครื่องหมายระบุต่างๆ ที่หล่อขึ้นบนแก้มยางเป็นรหัสซึ่งบ่งบอกถึงขนาด ระดับความแข็งแรง และข้อมูลอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับยางแต่ละเส้น

ทวีปอเมริกา

สำนักงานบริหารความปลอดภัยทางหลวงและการจราจรแห่งชาติ (NHTSA) เป็นหน่วยงานของรัฐบาลสหรัฐฯ ภายใต้กระทรวงคมนาคม (DOT) ซึ่งมีหน้าที่ควบคุมความปลอดภัยของยานยนต์ในสหรัฐอเมริกา[ 108 ] NHTSA ได้จัดตั้งระบบการจัดระดับคุณภาพยางแบบเดียวกัน ( UTQG ) ซึ่งเป็นระบบสำหรับการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของยางตามประมวลกฎหมายของรัฐบาลกลาง 49 CFR 575.104 โดยกำหนดให้ต้องติดฉลากยางสำหรับการสึกหรอของดอกยาง การยึดเกาะ และอุณหภูมิ รหัส DOT เป็น ลำดับตัว อักษรและตัวเลขที่หล่อขึ้นบนผนังด้านข้างของยางและช่วยให้สามารถระบุยางและอายุของยางได้ รหัสนี้กำหนดโดยกระทรวงคมนาคมของสหรัฐอเมริกา[ 108 ]แต่ใช้กันทั่วโลก[ 109 ]รหัส DOT ยังมีประโยชน์ในการระบุยางที่อยู่ภายใต้การเรียกคืนผลิตภัณฑ์[ 110 ]หรือยางที่หมดอายุการใช้งานเนื่องจากอายุสมาคมยางและขอบล้อ (T&RA) เป็นองค์กรมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาที่ไม่แสวงหาผลกำไรซึ่งส่งเสริมการใช้ยาง ขอบล้อ และชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องร่วมกันได้ ที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือ พวกเขาได้เผยแพร่ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับขนาดยาง ขนาดรูปทรงขอบล้อ มาตรฐานขนาดวาล์วยาง และมาตรฐานการรับน้ำหนัก/แรงดันลมยาง

สถาบันมาตรฐานการวัดและคุณภาพอุตสาหกรรมแห่งชาติ (INMETRO) เป็น หน่วยงานของรัฐบาลกลาง บราซิลที่รับผิดชอบการรับรองล้อและยางรถยนต์[ 111 ]

ยุโรป

องค์กรทางเทคนิคยางและขอบล้อแห่งยุโรป (ETRTO) เป็นองค์กรมาตรฐานของยุโรป "เพื่อกำหนดขนาดทางวิศวกรรม คุณลักษณะการรับน้ำหนัก/แรงดัน และแนวทางการใช้งาน" [ 112 ]ยางรถยนต์ทุกเส้นที่จำหน่ายเพื่อใช้บนท้องถนนในยุโรปหลังเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2540 ต้องมีเครื่องหมาย E เครื่องหมายดังกล่าวจะเป็นตัวอักษร "E" ตัวใหญ่หรือ "e" ตัวเล็ก ตามด้วยตัวเลขในวงกลมหรือสี่เหลี่ยม ตามด้วยตัวเลขอีกตัวหนึ่ง ตัวอักษร "E" ตัวใหญ่แสดงว่ายางได้รับการรับรองว่าตรงตามข้อกำหนดด้านขนาด ประสิทธิภาพ และการทำเครื่องหมายของระเบียบ ECE 30 ตัวอักษร "e" ตัวเล็กแสดงว่ายางได้รับการรับรองว่าตรงตามข้อกำหนดด้านขนาด ประสิทธิภาพ และการทำเครื่องหมายของคำสั่ง 92/23/EEC ตัวเลขในวงกลมหรือสี่เหลี่ยมแสดงถึงรหัสประเทศของรัฐบาลที่ให้การอนุมัติประเภท ตัวเลขสุดท้ายนอกวงกลมหรือสี่เหลี่ยมคือหมายเลขของใบรับรองการอนุมัติประเภทที่ออกให้สำหรับขนาดและประเภทของยางนั้นๆ[ 113 ]

แนวปฏิบัติที่แนะนำโดย สมาคมผู้ผลิตยางแห่งอังกฤษ (BRMA) ซึ่งออกเมื่อเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2544 ระบุว่า "สมาชิก BRMA แนะนำอย่างยิ่งว่าไม่ควรนำยางที่ไม่ได้ใช้งานมาใช้งานหากมีอายุเกินหกปี และควรเปลี่ยนยางทุกเส้นภายในสิบปีนับจากวันที่ผลิต" [ 114 ]

เอเชีย

สมาคมผู้ผลิตยางรถยนต์แห่งประเทศญี่ปุ่น (JATMA) เป็นองค์กรมาตรฐานของญี่ปุ่นสำหรับยาง ขอบล้อ และวาล์ว[ 115 ]ทำหน้าที่คล้ายกับ T&RA และ ETRTO

การรับรองภาคบังคับของจีน (CCC) เป็นระบบการรับรองภาคบังคับเกี่ยวกับความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ในประเทศจีน ซึ่งมีผลบังคับใช้ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2545 ระบบการรับรอง CCC ดำเนินการโดยสำนักงานบริหารทั่วไปด้านการกำกับดูแลคุณภาพ การตรวจสอบ และการกักกันแห่งสาธารณรัฐประชาชนจีน (AQSIQ) และสำนักงานรับรองและรับรองมาตรฐานแห่งสาธารณรัฐประชาชนจีน (CNCA) [ 116 ]

การซ่อมบำรุง

ร้านซ่อมยางรถยนต์ในประเทศไนเจอร์

เพื่อรักษาสภาพยางให้ดี ควรดำเนินการหลายอย่าง เช่น การสลับยาง การตั้งศูนย์ล้อ และบางครั้งอาจต้องซ่อมแซมยางด้วยการเปลี่ยนยางใหม่

  • การสลับยาง : ยางอาจแสดงรูปแบบการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอเมื่อติดตั้งบนรถและสึกหรอไปบางส่วน รถ ขับเคลื่อนล้อหน้ามักจะสึกหรอยางหน้าในอัตราที่มากกว่ายางหลัง การสลับยางคือการย้ายยางไปยังตำแหน่งต่างๆ ของรถ เช่น จากหน้าไปหลัง เพื่อให้การสึกหรอสม่ำเสมอ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อยืดอายุการใช้งานของยาง[ 117 ]
  • การตั้งศูนย์ ล้อ : การตั้งศูนย์ล้อช่วยป้องกันการสึกหรอเนื่องจากการหมุนในทิศทางอื่นนอกเหนือจากเส้นทางของรถ เมื่อติดตั้งบนรถ ล้อและยางอาจไม่ได้อยู่ในแนวเดียวกับทิศทางการเดินทางอย่างสมบูรณ์ และอาจทำให้เกิดการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอ หากความคลาดเคลื่อนในการตั้งศูนย์ล้อมีมาก การสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอจะกลายเป็นเรื่องใหญ่หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่แก้ไข การตั้งศูนย์ล้อเป็นขั้นตอนในการตรวจสอบและแก้ไขสภาพนี้โดยการปรับมุมแคมเบอร์แคสเตอร์และโทการปรับมุมควรทำตามข้อกำหนดของ OEM [ 118 ]

ภาวะเงินเฟ้อ

แรงต้านการหมุนเป็นฟังก์ชันของแรงดันลมยาง

การเติมลมยางเป็นสิ่งสำคัญต่อการสึกหรอและความต้านทานการหมุนของยางรถยนต์อย่างเหมาะสม รถยนต์หลายคันมีระบบตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเติมลมยางอย่างเหมาะสม รถยนต์นั่งส่วนบุคคลส่วนใหญ่ควรรักษาระดับแรงดันลมยางให้อยู่ในช่วง 220 ถึง 240 กิโลปาสคาล (32 ถึง 35  psi ) เมื่อยางไม่ได้อุ่นขึ้นจากการขับขี่[ 119 ] [ 120 ]

  • ข้อกำหนด—ผู้ผลิตรถยนต์จะระบุข้อกำหนดของยาง รวมถึงแรงดันลมยางขณะเย็น ที่แนะนำ เพื่อให้มั่นใจถึงการใช้งานที่ปลอดภัยภายในพิกัดรับน้ำหนักและความสามารถในการรับน้ำหนักของรถยนต์ที่กำหนดไว้ แม้ว่ายางหลายเส้นจะมีพิกัดแรงดันสูงสุดระบุไว้ แต่รถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถบรรทุกขนาดเล็กมักจะมีคำแนะนำเกี่ยวกับแรงดันลมยางบนสติกเกอร์ที่อยู่ด้านในประตูคนขับและในคู่มือเจ้าของรถ[ 121 ]
  • การสัมผัสพื้น : พื้นที่สัมผัสของยางกับพื้นจะเปลี่ยนแปลงได้ง่ายทั้งจากการเติมลมมากเกินไปและน้อยเกินไป การเติมลมมากเกินไปอาจทำให้การสึกหรอของพื้นที่สัมผัสตรงกลางเพิ่มขึ้น และการเติมลมน้อยเกินไปจะทำให้ดอกยางเว้าลง ส่งผลให้พื้นที่สัมผัสตรงกลางลดลง แม้ว่าพื้นที่สัมผัสโดยรวมจะยังคงมีขนาดใหญ่ขึ้นก็ตาม[ 122 ]ยางรถยนต์สมัยใหม่ส่วนใหญ่จะสึกหรออย่างสม่ำเสมอที่ความดันลมยางสูง แต่จะเสื่อมสภาพก่อนกำหนดหากเติมลมน้อยเกินไป การเพิ่มความดันลมยางอาจช่วยลดแรงต้านการหมุน และอาจส่งผลให้ระยะหยุดรถสั้นลง[ 123 ]หากความดันลมยางต่ำเกินไป พื้นที่สัมผัสของยางกับพื้นจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะเพิ่มแรงต้านการหมุน การงอตัวของยาง และแรงเสียดทานระหว่างถนนกับยาง การเติมลมน้อยเกินไปอาจทำให้ยางร้อนเกินไป การสึกหรอของดอกยางก่อนกำหนด และการแยกตัวของดอกยางในกรณีที่รุนแรง[ 124 ]
  • การตรวจสอบ : ระบบตรวจสอบแรงดันลมยาง (TPMS) เป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ตรวจสอบแรงดันลมยางในแต่ละล้อของรถยนต์ และแจ้งเตือนผู้ขับขี่เมื่อแรงดันลมยางลดลงต่ำกว่าระดับเตือน มีหลายรูปแบบของการออกแบบระบบตรวจสอบแรงดันลมยาง บางระบบวัดแรงดันลมยางโดยตรง และบางระบบวัดโดยอ้อม เช่น การวัดการเปลี่ยนแปลงขนาดของยางเมื่อแรงดันลมยางลดลง

อันตราย

ยางบวม
ยางรถยนต์แสดงรอยแตกร้าวเนื่องจากสัมผัสกับสภาพอากาศเป็นเวลานาน
ยางรถยนต์แบน

อันตรายจากยางรถยนต์อาจเกิดขึ้นจากความเสียหายของยางเอง หรือจากการสูญเสียการยึดเกาะบนพื้นผิวที่ล้อกำลังวิ่งอยู่ ความเสียหายทางโครงสร้างของยางอาจส่งผลให้ยางแบน หรือ ยางระเบิดซึ่งอันตรายกว่านั้นความเสียหายบางอย่างอาจเกิดจากข้อผิดพลาดในการผลิตและอาจนำไปสู่การเรียกคืนสินค้า เช่น ความเสียหายของยาง Firestone ที่เกิดขึ้นอย่างแพร่หลายในรถยนต์ Ford ซึ่งนำไปสู่ข้อพิพาทเรื่องยาง Firestone และ Fordในช่วงทศวรรษ 1990

ยางรถยนต์ชำรุด

ยางอาจเสียหายได้จากหลายสาเหตุ รวมถึง: [ 125 ]

  • การแยกตัวของชั้นสายพานอาจเกิดขึ้นระหว่างสายพานกับสายพาน ระหว่างดอกยางกับสายพาน หรือการแยกตัวของขอบสายพาน การแยกตัวระหว่างสายพานกับสายพานอาจเกิดขึ้นเมื่อยางโก่งตัวมากเกินไป จากอุณหภูมิพื้นผิวถนนที่สูง การกระแทกจากสิ่งกีดขวางบนท้องถนน หรือสาเหตุอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาและการเก็บรักษา

  • การแยกตัวที่ไม่เกี่ยวข้องกับสายพานได้แก่ การแยกตัวที่ดอกยาง บริเวณขอบยาง บริเวณแก้มยางด้านล่าง ระหว่างชั้นเสริมแรง และของเหล็กเสริมแรงหรือวัสดุผ้าเสริมแรง
  • ความเสียหายประเภทอื่นๆ ได้แก่ ความเสียหายจากการวิ่งโดยไม่มีลมยาง การเสื่อมสภาพทางเคมี การแตกร้าว รอยบุ๋ม และการโป่งพอง

ความล้มเหลวในการทำงานของยานพาหนะ

  • ยางละลาย : เมื่อสารประกอบยางรถยนต์ร้อนขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทานจากการหยุด การเข้าโค้ง หรือการเร่งความเร็ว สารประกอบยางอาจเริ่มละลาย หล่อลื่นบริเวณสัมผัสระหว่างยางกับถนน และสะสมอยู่บนพื้นผิวถนน ผลกระทบนี้จะรุนแรงขึ้นเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น[ 28 ]
  • การลื่นไถลบนพื้นเปียก : ยางรถยนต์หรือยางเครื่องบินที่วิ่งผ่านพื้นผิวถนนเปียกอาจสูญเสียการสัมผัสกับพื้นผิวถนนเมื่อความเร็วหรือระดับน้ำสูงเพียงพอสำหรับดอกยางที่กำหนด ในกรณีนี้ พื้นที่สัมผัสของยางจะอยู่บนฟิล์มน้ำและสูญเสียแรงเสียดทานที่จำเป็นสำหรับการเบรกหรือการเข้าโค้ง และเริ่มลื่นไถลบนพื้นเปียก (หรือ ลื่น ไถลบนน้ำ ) การลื่นไถลบนพื้นเปียกอาจเกิดขึ้นได้ในรูป แบบของ การลื่นไถล บนพื้นเปียกแบบไดนามิก ซึ่งมีน้ำขังอยู่ที่มีความลึกอย่างน้อย 3 มิลลิเมตร (0.12 นิ้ว) เหนือพื้นผิวถนน และความเร็วคงที่อยู่เหนือระดับเกณฑ์ นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นในรูปแบบของ การลื่นไถลบนพื้นเปียก แบบหนืด ซึ่งยางจะละลายในช่วงเวลาสั้นๆ และทำให้เกิดการลื่นไถล ซึ่งอาจทำให้มีเศษยางตกค้างบน รันเวย์เมื่อเครื่องบินลงจอด[ 126 ] การ ลื่นไถลบน พื้นเปียก แบบไดนามิกทำให้แรงเสียดทานและการสัมผัสลดลงเมื่อความเร็วของยางเพิ่มขึ้น[ 127 ]
  • หิมะ : ระดับที่ยางสามารถรักษาแรงยึดเกาะในหิมะได้นั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการอัดหิมะ ซึ่งวัสดุดังกล่าวจะพัฒนาความแข็งแรงต้านทานการลื่นไถลตามระนาบเฉือนที่ขนานกับพื้นที่สัมผัสของยางกับพื้น[ 128 ]ในขณะเดียวกัน ด้านล่างของดอกยางจะบีบอัดหิมะที่มันรับอยู่ ทำให้เกิดแรงเสียดทานด้วย กระบวนการอัดหิมะภายในดอกยางจำเป็นต้องมีการขับหิมะออกไปให้ทันเวลาเพื่อให้ดอกยางสามารถอัดหิมะใหม่ได้อีกครั้งในการหมุนรอบถัดไป กระบวนการอัด/สัมผัสนี้ทำงานทั้งในทิศทางการเดินทางเพื่อการขับเคลื่อนและการเบรก แต่ยังทำงานในแนวด้านข้างเพื่อการเข้าโค้งด้วย[ 75 ]
  • น้ำแข็ง : โดยทั่วไปน้ำแข็งจะอยู่ใกล้จุดหลอมเหลวเมื่อยางวิ่งผ่าน ซึ่งเมื่อรวมกับพื้นผิวที่เรียบ จะทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและลดแรงยึดเกาะระหว่างการเบรก การเข้าโค้ง หรือการเร่งความเร็ว[ 28 ]
  • พื้นดินอ่อน : ดินอาจหล่อลื่นด้วยน้ำ ซึ่งลดความสามารถในการรักษาความแข็งแรงในการรับแรงเฉือนเมื่อยางพยายามออกแรงในการเร่งความเร็ว การเบรก หรือการเข้าโค้ง ทรายแห้งยังมีความแข็งแรงในการรับแรงเฉือนต่ำ เนื่องจากอนุภาคทรายมีการยึดเกาะกันไม่ดี[ 129 ]

ผลกระทบต่อสุขภาพ

ยางรถยนต์มีสารเคมีที่เป็นพิษในปริมาณเล็กน้อยหลายชนิด รวมถึงโลหะหนักและสารเคมีที่ใช้เพื่อเพิ่มความทนทานของยาง[ 2 ]โดยทั่วไปจะประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกหลายวงเบนโซไทอะ โซล ไอโซ พรีนและโลหะหนัก เช่นสังกะสีและตะกั่ว[ 2 ]

เนื่องจากยางรถยนต์ถูกใช้ในการใช้งานยานพาหนะ การสึกหรอตามธรรมชาติของยางจึงทิ้งอนุภาคขนาดเล็กเทียบเท่าPM0.1 , PM2.5และPM10ไว้เป็นเศษยาง[ 2 ]เศษยางเหล่านี้จะสะสมอยู่ใกล้ถนนและพื้นที่ใช้งานยานพาหนะ และยังสามารถแพร่กระจายเข้าสู่สิ่งแวดล้อมผ่านทางน้ำไหลบ่าบนพื้นผิวได้ อีกด้วย [ 2 ]ทั้งมนุษย์และสัตว์ต่างได้รับสารเคมีเหล่านี้ในบริเวณที่มีการสะสม (เช่น การเดินบนพื้นผิวถนน) และผ่านการสะสมทางชีวภาพในสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติและห่วงโซ่อาหาร[ 2 ]การทบทวนวรรณกรรมในปี 2023 จาก Imperial College London ได้เตือนถึงสารเคมีที่เป็นพิษและไมโครพลาสติกที่เกิดจากการสึกหรอของยาง ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพอย่างร้ายแรงในวงกว้าง[ 2 ]

นอกจากนี้ การเผายางรถยนต์ยังปล่อยสารเคมีเหล่านี้ออกมาเป็นมลพิษทางอากาศ ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อเจ้าหน้าที่กู้ภัย และทิ้งสารพิษตกค้างที่อาจเป็นอันตรายต่อชุมชนท้องถิ่น[ 130 ]

สิ้นสุดการใช้งาน

ยางรถยนต์ถูกนำไปรีไซเคิลเป็นถังเก็บน้ำบนหลังคาในเมืองเชอร์เชนมณฑลซินเจียง

เมื่อยางรถยนต์ถูกทิ้งแล้ว จะถือว่าเป็นยางรถยนต์ใช้แล้ว ยางรถยนต์ใช้แล้วมักถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในหลายรูปแบบ ตั้งแต่แผงกั้นรถบั๊มพ์ไปจนถึงน้ำหนักถ่วงเพื่อยึดผ้าใบกันน้ำ ยางรถยนต์ไม่เป็นที่ต้องการใน หลุม ฝังกลบเนื่องจากมีปริมาณมากและมีพื้นที่ว่างถึง 75% ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่อันมีค่าอย่างรวดเร็ว ยางรถยนต์อาจมีร่องรอยของโลหะหนักหรือสารมลพิษ ร้ายแรงอื่นๆ แต่สารเหล่านี้ถูกยึดติดแน่นอยู่ภายในเนื้อยาง ดังนั้นจึงไม่น่าจะเป็นอันตรายเว้นแต่โครงสร้างของยางจะได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงจากไฟไหม้หรือสารเคมีรุนแรง[ 131 ]บางโรงงานได้รับอนุญาตให้รีไซเคิลยางรถยนต์ใช้แล้วโดยการบดและแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่หรือขายวัสดุให้กับโรงไฟฟ้าที่ได้รับอนุญาตเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง ยางบางส่วนอาจถูกนำไปหล่อดอกใหม่เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้เช่นกัน

ประเด็นด้านสิ่งแวดล้อม

ควันพิษพวยพุ่งออกมาจากไฟไหม้ที่บ่อทิ้งยางรถยนต์

ชาวอเมริกันสร้างยางรถยนต์ใช้แล้วประมาณ 285 ล้านเส้นต่อปี[ 132 ]หลายรัฐควบคุมจำนวนยางรถยนต์ใช้แล้วที่สามารถเก็บไว้ในสถานที่ใดสถานที่หนึ่งได้ เนื่องจากกังวลเกี่ยวกับการทิ้งขยะ อันตรายจากไฟไหม้ และยุง ในอดีต ยางรถยนต์หลายล้านเส้นถูกทิ้งลงในทุ่งโล่ง ยางรถยนต์ที่กองอยู่กลางแจ้งเป็นแหล่งเพาะพันธุ์ยุง ซึ่งเป็นปัญหาและอาจแพร่กระจายโรคได้ เนื่องจากยางรถยนต์มักมีน้ำอยู่ภายในและยังคงอุ่นพอสำหรับการเพาะพันธุ์ยุง นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้ ยางรถยนต์แทบจะไม่ติดไฟโดยไม่ได้ตั้งใจ ต้องใช้ความร้อนถึง 400 °C (752 °F) จึงจะลุกไหม้ได้ [ 133 ]แต่เมื่อลุกไหม้แล้วจะดับยาก เนื่องจากกองยางขนาดใหญ่มีเชื้อเพลิงจำนวนมาก และน้ำที่ใช้ดับไฟไม่สามารถแทรกซึมหรือทำให้เย็นลงได้อย่างเพียงพอไฟไหม้ยางรถยนต์บางแห่งลุกไหม้นานหลายเดือน บางครั้งทำให้ยางเหลวและปล่อยสารไฮโดรคาร์บอนและสารปนเปื้อนอื่นๆ ลงสู่พื้นดินและแม้กระทั่งน้ำใต้ดิน รวมทั้งปล่อยควันดำซึ่งเป็นมลพิษทางอากาศที่เป็นอันตรายต่อทรัพย์สินที่อยู่ทางทิศใต้ของลม

การใช้เศษยางรถยนต์ในการจัดสวนกลายเป็นประเด็นถกเถียงเนื่องจากการชะล้างของโลหะและสารปนเปื้อนอื่นๆ จากเศษยาง สังกะสีมีความเข้มข้น (สูงถึง 2% โดยน้ำหนัก) ในระดับที่สูงพอที่จะเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและพืช[ 134 ]สิ่งที่น่าเป็นห่วงเป็นพิเศษคือหลักฐานที่แสดงว่าสารประกอบบางชนิดที่ชะล้างจากยางลงสู่น้ำมีสารก่อกวนฮอร์โมนและทำให้เกิดรอยโรคในตับ[ 135 ]

ยางรถยนต์เป็นแหล่งสำคัญของ มลพิษ ไมโครพลาสติกจากการศึกษาในปี 2020 พบว่ามีส่วนทำให้เกิดมวลไมโครพลาสติกทั้งหมด 78% ในมหาสมุทร[ 136 ] [ 137 ]สารประกอบ6PPD-quinone ที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งพบว่าเข้าสู่น้ำฝนที่ไหลบ่าผ่านอนุภาคจากการสึกหรอของยางรถยนต์ ได้รับการระบุว่าเป็นพิษต่อปลาแซลมอนโคโฮ ปลาเทราต์บรู๊ค และปลาเทราต์สายรุ้ง[ 138 ]

การซ่อมแซม

ยางที่สึกหรอจนหมดสามารถนำไปหล่อดอกใหม่ได้ โดยการผลิตใหม่เพื่อทดแทนดอกยางที่สึกหรอ[ 139 ]กระบวนการนี้เรียกว่าการหล่อดอกใหม่หรือการใส่ดอกยางใหม่ ซึ่งเป็นกระบวนการขัดดอกยางที่สึกหรอออกและใส่ดอกยางใหม่เข้าไป[ 140 ]มีกระบวนการหลักสองวิธีที่ใช้ในการหล่อดอกยางใหม่ ได้แก่ วิธีการหล่อแบบใช้แม่พิมพ์และวิธีการหล่อแบบใช้แม่พิมพ์ก่อน ทั้งสองกระบวนการเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบยาง ตามด้วยวิธีการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย เช่นเชียโรกราฟี[ 141 ]เพื่อค้นหาความเสียหายที่ไม่สามารถมองเห็นได้และเศษวัสดุและตะปูที่ฝังอยู่ บางส่วนของโครงยางจะถูกซ่อมแซมและบางส่วนจะถูกทิ้ง ยางสามารถหล่อดอกใหม่ได้หลายครั้งหากโครงยางยังอยู่ในสภาพที่ใช้งานได้ ยางที่ใช้สำหรับรถขนส่งระยะสั้นจะถูกหล่อดอกใหม่บ่อยกว่ายางขนส่งระยะไกลตลอดอายุการใช้งานของตัวยาง โครงยางที่เหมาะสมสำหรับการหล่อดอกใหม่จะถูกขัดดอกยางเก่าออกเพื่อเตรียมสำหรับการหล่อดอกใหม่[ 142 ]

ในระหว่างกระบวนการหล่อดอกยางใหม่ ช่างหล่อดอกยางต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าโครงยางอยู่ในสภาพที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อลดโอกาสที่โครงยางจะเสียหาย โครงยางที่มีปัญหา เช่น ดอกยางสึกหรอ ดอกยางแยกตัว รอยตัดที่ไม่สามารถซ่อมแซมได้ เข็มขัดยางผุกร่อน หรือความเสียหายที่ผนังด้านข้าง หรือยางที่รั่วหรือลื่นไถล จะถูกปฏิเสธ วิธีการหล่อดอกยางแบบใช้แม่พิมพ์เกี่ยวข้องกับการใช้ยางดิบกับโครงยางที่ขัดและเตรียมไว้แล้ว ซึ่งต่อมาจะถูกอบในแม่พิมพ์ ในระหว่างช่วงเวลาการอบ การวัลคาไนเซชันจะเกิดขึ้น และยางดิบจะยึดติดกับโครงยาง โดยรับรูปทรงดอกยางของแม่พิมพ์ ในทางกลับกัน วิธีการหล่อดอกยางแบบพรีเคอร์เกี่ยวข้องกับการใช้แถบดอกยางสำเร็จรูปกับโครงยางที่ขัดและเตรียมไว้แล้ว ซึ่งต่อมาจะถูกอบในเครื่องออโตเคลฟเพื่อให้เกิดการวัลคาไนเซชัน[ 142 ]

การรีไซเคิล

ยางรถยนต์สามารถนำไปรีไซเคิลได้เป็นหลายอย่าง เช่น แอสฟัลต์ ร้อนละลาย โดยทั่วไปจะใช้เป็นยางบดละเอียดสำหรับปรับปรุงพื้นผิวแอสฟัลต์รีไซเคิล (CRM—RAP) [ 143 ] [ 144 ]และเป็นวัสดุผสมในคอนกรีตปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ [ 145 ] ยางรถยนต์ที่บดแล้วสามารถนำมาทำเป็นยางบดละเอียดสำหรับสนามเด็กเล่นเพื่อลดการบาดเจ็บจากการล้ม[ 146 ]นอกจากนี้ยังมีอาคาร "สีเขียว" บางแห่งที่กำลังก่อสร้าง ทั้งอาคารส่วนตัวและอาคารสาธารณะ โดยใช้วัสดุจากยางรถยนต์เก่า[ 147 ]

วิธีการรีไซเคิลยางรถยนต์ด้วยการไพโรไลซิส เป็นเทคนิคที่ให้ความร้อนแก่ยางรถยนต์ทั้งเส้นหรือยางที่บดแล้วในภาชนะปฏิกรณ์ที่มี บรรยากาศ ปราศจากออกซิเจนและแหล่งความร้อน ในปฏิกรณ์นั้นยางจะอ่อนตัวลง จากนั้นพอลิเมอร์ของยางจะแตกตัวอย่างต่อเนื่องเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก

การใช้งานอื่นๆ

มีการพัฒนาการนำยางรถยนต์ที่สึกหรอไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ เพิ่มเติมอีกหลายอย่าง ได้แก่:

  • องค์ประกอบอาคาร : ยางรถยนต์ที่บรรจุด้วยดินถูกนำมาใช้เป็นภาชนะสำหรับสวน[ 148 ]ฐานรากบ้าน[ 149 ]ผนังกันกระสุน[ 150 ]และเพื่อป้องกันการกัดเซาะดินในที่ราบน้ำท่วมถึง[ 151 ]กำแพงยาง รถยนต์ เป็นคุณลักษณะทั่วไปของสนามแข่งรถเพื่อความปลอดภัย
  • อุปกรณ์สันทนาการ : ยางรถยนต์ที่ใช้แล้วถูกนำมาใช้เป็นอุปกรณ์ออกกำลังกายสำหรับโปรแกรมกีฬา เช่นอเมริกันฟุตบอล [ 152 ] แบบฝึกหัดคลาสสิกอย่างหนึ่งที่ช่วยเพิ่มความเร็วและความคล่องตัวของผู้เล่นคือ "การวิ่งยาง" โดยวางยางเรียงกัน โดยยางแต่ละเส้นทางด้านซ้ายจะอยู่ห่างจากยางทางด้านขวาไม่กี่นิ้วในรูปแบบซิกแซก จากนั้นนักกีฬาจะวิ่งผ่านรูปแบบยางโดยเหยียบตรงกลางยางแต่ละเส้น แบบฝึกหัดนี้บังคับให้นักกีฬาต้องยกเท้าขึ้นเหนือพื้นสูงกว่าปกติเพื่อหลีกเลี่ยงการสะดุดยาง[ 153 ]บางครั้งยางเก่าก็ถูกดัดแปลงเป็นชิงช้าสำหรับเล่น[ 154 ]
  • การเผายางรถยนต์เพื่อประท้วง : ผู้ประท้วงทั่วโลกได้เผายางรถยนต์เพื่อสร้างควันดำ[ 155 ] [ 156 ]
  • การฆ่าโดยใช้ยางรถยนต์เป็นวิธีการฆ่าคน โดยทั่วไปมักกระทำโดยกลุ่มคนร้ายที่รุมประชาทัณฑ์โดยนำยางรถยนต์ที่ชุบน้ำมันเบนซินมาคล้องรอบคอเหยื่อ แล้วจุดไฟเผา

ดูเพิ่มเติม

  • เอกสารเผยแพร่ "ความปลอดภัยของยางรถยนต์" จากสำนักงานบริหารความปลอดภัยการจราจรบนทางหลวงแห่งชาติ ( เก็บถาวรเมื่อวันที่ 28 ตุลาคม 2020 ในWayback Machine )
  • เว็บไซต์จัดอันดับและบำรุงรักษายางรถยนต์ของรัฐบาลสหรัฐฯเก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม 2558 ที่Wayback Machine
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tire&oldid=1360785206 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ยาง

ยางรถยนต์ ( ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกาเหนือ ) หรือยางล้อ ( ในภาษาอังกฤษแบบเครือจักรภพ ) คือชิ้นส่วนรูปวงแหวนที่หุ้มขอบล้อเพื่อถ่ายเทน้ำหนักของยานพาหนะจากเพลาผ่านล้อไปยังพื้น

ที่มาของคำและการสะกดคำ

คำว่า tire เป็นคำย่อของ attire ซึ่งมาจากแนวคิดที่ว่าล้อที่มี tire ก็คือล้อที่ตกแต่งแล้ว [ 3 ] [ 4 ]

ประวัติศาสตร์

ยางล้อรุ่นแรกสุดเป็นแถบ หนัง ใน สุเมเรียน [ 9 ] จาก นั้น เป็นเหล็ก (ต่อมาเป็น เหล็กกล้า ) ที่วางบนล้อไม้ที่ใช้กับรถเข็นและ เกวียน ช่างฝีมือที่รู้จักกันในชื่อช่าง ทำล้อ จะ ทำให้ยางขยายตัวโดยการให้ความร้อนในเตาหลอม วางไว้บนล้อ แล้วทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว...

แอปพลิเคชัน

ยางรถยนต์สามารถจำแนกได้ตามประเภทของยานพาหนะที่ใช้งาน นอกจากนี้ยังสามารถจำแนกได้ตามน้ำหนักบรรทุกและการใช้งาน เช่น รถยนต์ เครื่องบิน หรือจักรยาน