Rengas (ajoneuvo)

Renkaita, jotka on yleensä valmistettu kumista, käytetään ajoneuvoissa pyörän suojana ajotien epätasaisuudesta aiheutuvien iskujen vaimentamiseen ja kitkan avulla pyörän akselin vääntö­momentin välittämiseen tienpintaan.

Suomalaisessa arkikäytössä autonrenkaiden päätyypit ovat kesärenkaat ja talvirenkaat. Talvirenkaiden päätyypit ovat kitkarengas ja nastarengas. Autojen ohella renkaita käytetään myös monissa muissa ajoneuvoissa kuten traktorit ja muut työkoneet, moottoripyörät, mopot, polkupyörät jne.

Rengasteollisuuden alkuna voidaan pitää ilmatäytteisen renkaan keksimistä. Keksinnön sai nimiinsä John Boyd Dunlop vuonna 1888. Ilmatäytteinen rengas on joustavampi kuin täyskuminen ja sen ajomukavuus on parempi. Ilmatäytteinen on myös kevyempi kuin täyskuminen.

Autojen renkaat ovat kehittyneet rakenteellisesti kapeista, nykyisiä polkupyörän renkaita muistuttavista renkaista leveiksi. Niissä käytetään kumin lisäksi myös muita materiaaleja, kuten teräsvanteita (vyörenkaat) ja kudosvahvisteita. Erillisen sisärenkaan käytöstä on luovuttu, jos rengas pystytään kiinnittämään ilmatiivisti vanteeseen. Alkujaan renkaisiin käytettiin vain luonnonkumia. Autojen merkityksen kasvaessa luonnonkumista tuli tärkeä kauppatavara, jolle alettiin 1930-luvulla kehittää synteettistä korvaavaa materiaalia. Toisen maailmansodan aikana käynnistyi synteettisten kumien teollinen tuotanto. Nykyään renkaisiin käytettävästä kumista hieman yli puolet on luonnonkumia.

Kumin säästämisen vuoksi renkaissa käytettiin puuvillaa ennen toista maailmansotaa. Tämän korvasi viskoosi, jolloin renkaasta voitiin tehdä ohuempi vastaavalla vahvuudella. Nailon otettiin käyttöön aluksi lentokoneiden renkaissa, koska se on vahvempi, joustavampi ja toimii viileämpänä, joka soveltuu suuriin nopeuksiin ja suuriin kuormituksiin.^[1] Myös aramidikuituja käytetään renkaissa niiden kestävyyden lisäämiseen.^[2]

Michelin esitteli teräsvyöllisen radiaalirenkaan Euroopassa vuonna 1948.^[3] Radiaalirenkaissa pintakuvio kestää pidempään, ohjattavuus on parempi ja vierintävastus on pienempi.^[3] Pienempi vierintävastus parantaa polttoainetaloutta.^[3] Yhdysvalloissa radiaalirenkaat yleistyivät vuoden 1973 öljykriisin vaikutuksesta, jolloin ne korvasivat ristikudosrenkaat.^[3] Radiaalirenkaassa punokset asetetaan 90 asteen kulmassa (kohtisuoraan) renkaan kulkusuuntaan nähden. Lisäksi renkaaseen asetetaan teräsvyö (kutsutaan vyörenkaaksi tästä johtuen), joka pitää renkaan pinnan tasaisena.^[4]

Autonrenkaat valmistetaan kokoamalla erillisistä komponenteista (kuten innerliner, kaapelit, tekstiilikoordi, teräsvyö, JLB^selvennä, sivupinnat) rengasaihio, joka vulkanoidaan paineen alla muotissa. Tämä valmistustapa antaa mahdollisuuden käyttää eri kumiseoksia renkaan kyljissä (sivupinta), rungossa ja kulutuspinnassa.

1. Materiaalien sekoitus: Luonnonkumin ja synteettisen kumin seokseen lisätään nokea, rikkiä ja kemikaaleja, jotta se täyttää kumiseokselle asetetut vaatimukset. Massaa sanotaan pääeräksi. Se leikataan määrämittoihin ja sen jälkeen jäähdytetään. Osaa kumista työstetään lisää ja pääerä menee pursotusvaiheeseen.
2. Pintakumin pursotus: Kuumuus tekee kumista joustavaa, jolloin siitä voidaan muotoilla pursotuskoneella haluttuun muotoon kahta erilaista kumiseosta sekä renkaan pintakumiksi että kylkiosiin. Pursotuskone tuottaa kumilevyä, joka sitten jäähdytetään ja leikataan määrämittaan.
3. Runkokoordin teko: Koordilaadut, kuten rayon, nylon ja polyester kalanteroidaan samaan aikaan kun kuitukangas kumitetaan. Kun tämä on tehty, kumitettu koordi leikataan oikeassa kulmassa määräpituuteen ja -leveyteen käytettäväksi runkokoordina.

Ilmatäytteisiä renkaita on ajoneuvoissa, kuten autoissa, polkupyörissä ja moottoripyörissä. Renkaita on erityyppisiä, kuten traktorinrenkaita, monster truckin-renkaita, polkupyöränrenkaita, autonrenkaita, kilparenkaita (esimerkiksi moottoriurheilussa käytettyjä) sekä solukumitäytteisiä puhkeamattomia renkaita, joita käytetään sotilasajoneuvoissa. Tavallisesti autoissa käytetään ilmatäytteisiä renkaita, joihin täytyy laittaa sopivat rengaspaineet.

Joissakin tapauksissa renkaiden täyttöön voidaan käyttää typpeä ilman sijaan, jolloin paine renkaan sisällä on tasaisempi. Puhdas typpi ei sisällä kosteutta toisin kuin tavallinen ilma, jossa on happea ja pieniä määriä muita kaasuja. Esimerkiksi ammattilaistason kilpailuissa voidaan käyttää typpeä renkaan täyttämiseen.^[5]

Henkilöauton rengaspaineiksi suositellaan usein ilmanpainetta 1,8–2,7 baaria etupyörille ja 1,8–3,0 baaria takapyörille.^[6] Mitä suurempi massa henkilöautolla on kuljetettavana, sitä korkeampi täytyy rengaspaineen olla. Polkupyörällä painesuositus vaihtelee 2:n ja 15 baarin välillä.

Liian korkea tai matala rengaspaine voi aiheuttaa renkaan epätasaista kulumista. Vanhanaikaiset ristikudosrenkaat kuluvat keskeltä, jos paine on liian korkea, ja reunoilta, jos paine on liian matala.^[7][8] Nykyaikaisissa teräsvyörenkaissa liian pieni rengaspaine kuluttaa rengasta keskeltä ja liian suuri paine reunoilta.^{[9][10][11][12][13]} On tärkeää, että rengaspaineita tarkkaillaan ja että ne pidetään oikeina riippuen kuormasta ja rengastyypistä.

Henkilöautoissa rengaspaineiden ohjearvot löytyvät auton ohjekirjasta. Talvella renkaiden painetta kannattaa nostaa 0,2 baaria korkeammaksi kuin ohjekirja suosittaa, jos ohjekirjassa ei erikseen anneta talvirengaspainesuositusta.^[14][15]

Matkustajalentokoneissa renkaat voidaan paineistaa 200 psi:n paineeseen (noin 12 baaria).^[16]

• Talvirengas
• Nastarengas
• Ilmaton rengas
• Kitkarengas
• Puhkeamaton rengas
• Polkupyörän rengas
• Rengasmerkinnät