VŠE SE TOČÍ KOLEM KOL

Ukážeme si vývoj kola jeho a základní funkci.


GENIÁLNÍ A KRÁSNÉ – KLASICKÉ KOLO S DRÁTĚNÝM VÝPLETEM

 Aby původní dřevěné loukotě (kterými Gottlieb Daimler osadil svůj Reitwagen) při jízdě nepraskly nebo se neohnuly, byly již u prvního opravdového motocyklu Hildebrand & Wolfmüller z roku 1894 nahrazeny stabilními, do kříže vyplétanými ocelovými dráty. Do kříže proto, že hnací a brzdné síly by se jen těžko daly přenášet radiálními, tedy vůči ose kolmými a na tlak namáhanými paprsky, jako tomu bylo u dřevěných vozů.

 Do začátku 70. let prakticky všechny motocykly jezdily na jak technicky, tak vzhledově geniálních kolech s drátěným výpletem. Geniálních proto, že v případě poškození bylo poměrně jednoduché vyměnit některou ze tří částí, tedy náboj, paprsky a ráfek. Drátěný výplet navíc ráfku umožňoval jisté pružení, které zvláště na špatných silnicích přispívalo k pohodlí jízdy. To je také důvod, proč jsou ve všech motokrosových a endurových strojích dodnes používána tato kola. Pokusy s litými a skládanými koly v 80. letech skončily po několika terénních použitích zklamáním.
Nevýhodou pro průmyslovou velkosériovou výrobu byla poměrně vysoká hmotnost a převážně jen ručně možné vyplétání a napínání obvyklých 36 nebo 40 drátů. Koneckonců odolnost a životnost závisí na rovnoměrném a správném napnutí drátů. Při nepravidelném dotažení se hnací a brzdné síly přenášejí pouze na silněji předepnuté dráty, které nakonec v důsledku vysokého tahového zatížení prasknou. Z původně kulatého kola se tak stane házející osmička.

  Pouze když je zatížení rozloženo rovnoměrně na všechny dráty, funguje tato konstrukce s vysokou spolehlivostí. Tato skutečnost v minulosti umožnila činnost mnoha firmám a řemeslníkům, kteří se na ni specializovali. Už jen správné provedení výpletu podle určitého systému bylo a stále je záležitostí odborníka. Přitom bylo nutné rozlišovat mezi vnitřními a vnějšími dráty a mezi levými a pravými. Bylo nutné také dbát na uspořádání, jak často se dráty křížily. Délka drátů, zalomení a úhel otvoru v ráfku musely být vzájemně perfektně sladěny. Velkým tajemstvím ale bylo správné napnutí drátů. To bylo většinou kontrolováno podle zvuku. Na mírný poklep utahovacím klíčem reaguje drát vyšším nebo nižším tónem, který měl být u všech drátů stejný. Toto řemeslné umění bylo v průběhu let částečně nahrazeno měřicími přístroji, které zjišťují prohnutí drátů při určitém zatížení. 


LEVNĚJŠÍ, ALE JEN NEPATRNĚ LEPŠÍ – SKLÁDANÉ KOLO

 Honda představila model CX 500, který stál na kolech označovaných Comstar. Zde byly náboj kola a vzduchotěsný hliníkový ráfek, vhodný i pro bezdušové pneumatiky, spojeny plechovými lisovanými profily. Tato kola byla nerozebíratelně sešroubována a snýtována. Byla sice bezúdržbová, ale měla jen o málo nižší hmotnost než tradiční s drátěným výpletem a navíc působila laciným dojmem. Proto se stala jen přechodným řešením, než začala éra litých kol. Rozklepaná, neopravitelná nýtová spojení navíc byla příčinou rozčilení zákazníků Hondy.

 Skládaný princip byl ještě uplatněn v závodním sportu, kde byly použity hořčíkové paprsky sešroubované se superlehkými karbonovými ráfky, než se o pozdvižení postarala kompletně karbonová kola. Pozdvižení však spíše v negativním smyslu. Zrovna tovární jezdec Hondy Freddy Spencer byl tím, komu při testování závodního půllitru prasklo zadní kolo a způsobilo tak ošklivou havárii tohoto několikanásobného mistra světa. Dnes však karbonové díly odolávají i těm nejbrutálnějším zatížením a trvalému nasazení bez poruch.



LITÉ KOLO – OD DESIGNU KOŇSKÉHO POVOZU AŽ K FILIGRÁNSKÉ TŘÍPAPRSKOVÉ KONSTRUKCI

 Co si jen museli myslet konstruktéři prvních japonských litých kol? S úděsem si vzpomínáme na masivní a velmi těžká sedmipaprsková kola Yamahy u řad RD a XS, která drobným strojům vtiskla formální lehkonohost postiženého slona.

  Důvodem této nadměrně robustní konstrukce byla tehdy ještě problematická technika odlévání. Vzduchovými bublinkami oslabený materiál znamenal nutnost značných rezerv pevnosti, protože ultrazvukové nebo rentgenové kontroly každého kusu by se ve velkosériové výrobě nedaly zaplatit.
Tyto kontroly měli v 70. letech provádět mnozí malí výrobci hořčíkových litých kol. V mnoha garážových dílnách tehdy vznikala velmi lehká (hořčík má hustotu 1,8 oproti 2,75 g/cm³ u hliníku), ale také křehká kola pro závodní použití. KUMA v Německu nebo SMAC z Francie byly průkopníky lehké konstrukce, kteří na závodní scénu dodávali své choulostivé výrobky. Pády a nehody kvůli prasklým kolům byly tehdy na denním pořádku, také proto, že na korozi citlivé slitiny hořčíku se i při jemném poškození ochranné povrchové vrstvy drobily jako jemný granulát.

 Ve velkosériové výrobě panovala snaha kombinovat nízkou hmotnost a stabilitu díky staticky promyšlené konstrukci paprsků. Dvojité paprsky, radiálně nebo tangenciálně uspořádané, prohnuté nebo rovné, ve tvaru Y nebo do kříže, měly kolům propůjčit dynamický vzhled.
 Odvážný krok k lehkému třípaprskovému kolu uprostřed 80. let ukázal jasnou cestu, po níž se až dodnes ubírá velká část strojů. Trend však jde zase jasně k vícepaprskovému kolu, které při použití tenkých ráfků zaručuje lepší stabilitu při extrémních zatíženích. Navíc u tenkostěnných U-profilů paprsků a velkých, dutých odlitků středů zůstává prostor ke snižování hmotnosti a rotujících hmot.
 
 V tomto ohledu však pokroky již nebudou takové jako v minulých 20 letech. Zatímco přední kolo 2,5 x 17 u Hondy Hawk 650 z roku 1988 vážilo i bez brzdových kotoučů a pneumatik pořádných 5,1 kilogramu, má třípaprskové kolo 3,5 x 17 u Hondy CBR 600 RR pouze 3,8 kilogramu.
 Enormně se zlepšila nejenom tuhost, nýbrž i odolnosti proti prasknutí a houževnatost moderních hliníkových slitin, díky čemuž je dokonce možné v určitých mezích ještě narovnat deformovaná kola, resp. ráfky.


STABILNÍ, ROBUSTNÍ A SUPERLEHKÉ – KOLO BUDOUCNOSTI

 Hmotnost všeobecně je centrem zájmu konstruktérů a u rotujících hmot zvláště. Lehká kola mají výhodu, že nejenom snižují celkovou hmotnost, nýbrž také zmenšují setrvačné síly vznikající při akceleraci i deceleraci. Kolo musí být zrychleno jakoby dvakrát, což každopádně zhoršuje jízdní výkony a zvyšuje spotřebu.
 Lehká kola, která patří k neodpruženým hmotám, navíc zlepšují komfort odpružení, odezvu a ovladatelnost stroje. A tak není žádný div, že kolo sice v budoucnosti nebude znovu vynalezeno, ale bude optimalizováno do posledního detailu. K tomu již nyní patří kovaná hořčíková kola. Také nové a robustní materiály mohou dříve či později nahradit hliníkové části.  


Srovnání 20 let techniky litých kol

 V roce 1988 byla do modelů Honda Hawk 650 (RC 31) montována přední kola 2,5 x 17 se třemi paprsky (vpravo), která vážila 5,1 kilogramu navzdory užšímu ráfku a jednostrannému úchytu brzdového kotouče. Kolo 3,5 x 17 u Hondy CBR 600 RR z roku 2008 s dutými odlitky paprsků a hlavy je s hmotností 3,8 kilogramu výrazně lehčí. Místy jen čtyři milimetry silné stěny značně snižují rotující hmoty, což zlepšuje ovladatelnost.

Prasknutí ráfku působením síly

 Při extrémních nárazech a přetíženích (obrubník, nehoda) se moderní kolo do určitého stupně deformuje, pak ale odlitek praskne většinou s ostrými přechody (vrubový účinek), jako na příkladu s ráfkem.


Kolo – pohyb a klid zároveň

 Kolo, nejjednodušší věc světa, se otáčí kolem své osy – hotovo. Ale víte také, že kolo jako optimální dopravní prostředek může být pěkně komplikované? Protože náš motocykl není transportován kolem, nýbrž jeho osou. Kolo se naopak otáčí kolem středu, tedy této osy. Obvodová rychlost pneumatiky bez prokluzu přesně odpovídá rychlosti jízdy motocyklu. V našem příkladu jede motocykl, a tedy i jeho osy, po asfaltu konstantní rychlostí 100 km/h. Pokud člověk měří od pevného bodu vozovky rychlost na vnějším průměru kola, vyjde najevo, že v okamžiku kontaktu s vozovkou je nulová. Osa tak říkajíc přejíždí tento bod kontaktu.
 Naopak přesně nad osou má okraj pneumatiky dvojnásobnou rychlost, tedy 200 km/h, protože rychlost osy/motocyklu a obvodová rychlost pneumatiky se sčítají (viz nákres). Velice přehledně je to vidět při sledování pásového vozidla. Tam je spodní pás vzhledem k vozovce v klidu, zatímco na horní straně jede dvakrát rychleji než vozidlo. Definovaný bod pneumatiky neopisuje během jízdy kruh, nýbrž provádí obloukový pohyb, který se neustále opakuje (viz nákres). Teprve při určitém prokluzu, tedy mírném protáčení pneumatiky, je s klidem vůči vozovce konec.