Versenyévad: Központi kerékcsavarok rejtelmei

A versenyabroncsokat és a versenypályán végzett teljesítményt számos tényező befolyásolja. Az egyik ilyen tényező a kerékcsavarok fontossága, különösen igaz ez a központi kerékcsavarok esetén. Ez a speciális csavar felelős a kerekek biztonságos rögzítéséért a jármű tengelyére és kulcsfontosságú szerepet játszik a versenypályán elért teljesítményben. De honnan jött és miért alkalmazzák ezt a megoldást? Ezt foglaljuk össze egy rövid cikk erejéig.

A központi kerékcsavarok alkalmazásának bevezetése a versenyautóknál számos előnyt kínál a versenypályán való teljesítmény és a jármű stabilitása szempontjából. A tömegcsökkentés a versenyautókban kulcsfontosságú a versenyképesség és a vezetési tulajdonságok javítása érdekében. A központi kerékcsavarok használata lehetővé teszi a tömeg csökkentését a kerék tekintetében. A központi kerékcsavar használata lehetővé teszi a keréktárcsa könnyebb kialakítását, mivel nincs szükség a hagyományos, az osztókörön elhelyezkedő kerékcsavarokra. Ez javítja a jármű tömegeloszlását, csökkenti a forgó tömeget, hatékonyabb gyorsulást, fékezést és ívmenetet (kanyarodást) eredményez.

A központi kerékcsavarok segítenek növelni a kerekek stabilitását és merevségét. A központi csavarok közvetlenül a tengelyhez kapcsolódnak, ez javítja a jármű irányíthatóságát és a kormányzás érzékenységét a versenypályán. A központi kerékcsavarok a gyorsabb kerékcsere lehetőségét is  kínálják, a keréktárcsa közvetlenül a tengelyre van rögzítve, nincs szükség a hagyományos kerékcsavarok egyenkénti húzására és lazítására. Ez időt takarít meg a versenypályán a kerékcsere során, mint mindannyian látjuk és tudjuk: „aki időt nyer, életet nyer”.

A központi kerékcsavarok a versenykörnyezet specifikus igényeire vannak optimalizálva. A versenyautókban használt központi kerékcsavarok kifejlesztése során figyelembe veszik a nagy terhelésekkel járó versenykörnyezetet, a magasabb sebességeket és a speciális teljesítménykövetelményeket. Ezért ezek a csavarok erősebbek, tartósabbak és jobban ellenállnak a vibrációnak és az extrém terheléseknek. A könnyű és extrém erős anyagok, például titánium, alkalmazása tovább öregbítette ezt a képességet.
 

Mikor indultak?
Eredete nem a versenyzésben keresendő, egyértelmű, hogy a versenytechnológia az évek során továbbfejlesztette a középre záródó kerekek használatát, de erről majd később. A Rudge-Whitworth által az 1900-as évek elején történt bevezetésétől kezdve a központi kerékagy-rendszerek „knock-on” típusúak voltak. Ezek egy tengelyből álltak az agynál, külső csavarmenettel, egy egyenes külső bordás szakaszból és egy kúpos interfészből az agy alján. Ma már old timer modelleken láthatjuk, hogy a kerékközéppontokon belső bordák és egy hozzáillő kúp található, amelyek az agyhoz igazítják és középre igazítják őket. A kerekeket egy szárnyas, menetes anyával rögzítik az agyhoz, amelyet szabad fordításban "leütőnek" vagy "forgatónak" hívtak. Általában jobbos menetemelkedésű menetek találhatók a jármű bal oldalán és balos menetemelkedés a jármű jobb oldali kerekeinél – eltávolításuk az óramutató járásával megegyező irányba forgatva történik, így a felcsavarható forgófej megfeszítve marad, amikor az autó előrefelé halad. Ezt az anyát kalapácsütésekkel feszítik meg és lazítják, ami az angol megnevezésben az "ütés" ige használatát indokolja. Erre a célra általában puha fémből, például rézből vagy ólomból készült nehéz kalapácsot használtak. Veteránosoknak fontos információ, hogy a megfelelő beszerelési erőre vonatkozó utasítások eltérőek, kerülni kell a mechanizmus túlfeszítését, mivel ez eltorzíthatja a kerékagyon és a keréken lévő illeszkedő kúpokat, ami sérüléshez, a mechanizmus túlzott holtjátékához és/vagy a kerék eltávolításának és beszerelésének nehézségéhez vezethet. Az 1960-as évek végén bevezetett biztonsági előírások megtiltották a szárnyas anyák kerékrögzítésre történő használatát, sok gyártó ugyanazt az alapmechanizmust örökítette tovább hatlapú anyával. Vizuális megjelenése stíluselemként maradt, kerékagykupakokon, elsősorban amerikai autókon.

A mai modern centerlock kerekeket egyetlen nagy hatlapú anya rögzíti az agyhoz, egy üreges, kúpos tengely középre helyezi a kereket az agyon. A nyomatékot az agy-kerék interfészén lévő csapok és megfelelő furatok továbbítják. A rögzítőanya rögzítéséhez nagy nyomatékra van szükség, ezért a lehúzásához erős ütvecsavarozót használnak. Az ilyen típusú kerekeket számos modern versenyautóban használják, beleértve a NASCAR-t, a Forma-1-et és egyéb versenyautókat. A különböző zárszerkezetek kialakítása között némi eltérés tapasztalható a gyártók között. A Porsche kifejlesztett egy szabadalmaztatott középső zárszerkezetet verseny- és közúti autókhoz, mint például az RS Spyder és a 911 Turbo. A Forma-1-es autókban az egyes gyártók szabadalmaztatott középreteszelő agyat és anyát használhatnak. Ezekben gyakran egyedi, speciálisan kialakított anyák vannak, amelyeket az anyák meghúzásához használt szerszámokkal való érintkezésre terveztek, hogy javítsák a nyomatékátvitelt és rövidítsék a kerékcsere időfaktorát. Közúti verziókban pedig számos autóalkatrész-gyártó forgalmaz középreteszelő adaptereket, amelyeket arra terveztek, hogy a csavaranya-rögzítési rendszerrel ellátott agyakat úgy alakítsák át, hogy befogadják a középső keréktárcsákat. Ezek a felni mögött elhelyezett és a kerékagyhoz csavarozott "centrumzáradapterből", majd a felni elé helyezett záróanyából és egy biztonsági sapkából állnak. Erről a cikk végén csatolt videó bejátszás képi információkat is átad.

De hogyan működik és marad a helyén?
A központi kerékcsavar egy speciális rögzítőelem, amely a keréktárcsát közvetlenül a kerékagyhoz rögzíti. A központi kerékcsavar működése és a helyén maradása függ attól, hogy a speciális rögzítő mechanizmus mely fajtájával van dolgunk. A mechanizmus lehet csavartengelyes rendszer, reteszelőrendszer vagy más speciális kialakítás.

Csavartengelyes megoldásnál a kerékagyban egy menetes furat található, amely a csavartengely befogadására szolgál. Ez a menetes furat lehet belső vagy külső menetes. A csavartengely rögzítéséhez használatos anya általában hatlapos vagy más speciális kialakítású, hogy könnyen húzható legyen a megfelelő nyomatékkal, mely a csavartengely menetes részének és a menetes furatnak a szoros illeszkedését eredményezi, ami stabil rögzítést biztosít. Amikor a csavartengelyt és az anyát összekapcsolják, a menetes kötés létrejön. Ennek a menetes kötésnek a megfelelő erőssége biztosítja, hogy a kerék szorosan rögzüljön a kerékagyhoz és ne lötyögjön a jármű mozgása során. A menetes kötés során a menetek egymásba illeszkednek és a menetsúrlódás elősegíti a szoros rögzítést. Az előírt nyomaték alkalmazása az anyán keresztül tovább növeli a menetsúrlódást és szorosabb kötést eredményez. Húzási nyomatéka általában 80-140 Nm érték között változik.

A reteszelőrendszeres központi kerékcsavarok egy további reteszelőelemet tartalmaznak, amely segít megakadályozni a csavar lazulását vagy kicsavarodását a kerék forgása során. Ezt a reteszelőrendszert általában egy reteszelőgyűrű vagy reteszelőtárcsa képviseli.

A reteszelőtárcsa általában egy lapos, korong alakú szerkezet, amely a menetes furat és a kerékcsavar között helyezkedik el. A tárcsa anyaga általában acél vagy más kemény anyag, amely ellenáll a nyomatéknak és a mechanikai terhelésnek. A reteszelőtárcsa rendelkezhet fogazattal vagy nyomatékvédő bordákkal, ami lehetővé teszi, hogy a tárcsa megtartsa az anyát és megakadályozza annak véletlenszerű lazulását. Amikor az anya a megfelelő nyomatékkal lehúzva, a reteszelőtárcsa fogazata vagy nyomatékvédő bordái bekapcsolódnak a kerékcsavar menetébe. Ezáltal a reteszelőtárcsa megtartja azt a helyén és megakadályozza annak lazulását.

Az előírt nyomatékérték a reteszelőrendszeres központi kerékcsavarok esetén szintén gyártófüggő és a járműspecifikációktól függ, de általában alacsonyabb, mint a hagyományos csavartengelyes rögzítőrendszer esetén (50-100 Nm). Elmondható, hogy a reteszelőrendszeres központi kerékcsavarokat általában kézi erővel, kézi kulccsal kell meghúzni, majd a reteszelőelemet be kell kapcsolni vagy rögzíteni. Ez a reteszelőelem lehet egy reteszelőgyűrű, amely speciális fogakkal vagy beállítási mechanizmussal rendelkezik.

A központi kerékcsavarok kiemelkedő szerepet játszanak a versenyabroncsok működésében és biztonságos rögzítésében. Az optimális rögzítés és meghúzás biztosítása, valamint a rendszeres ellenőrzés és karbantartás létfontosságú a versenypályán való megbízható teljesítmény és a vezetési élmény szempontjából. A szabályozások és előírások betartása elengedhetetlen a versenypályán való részvételhez. A központi kerékcsavarok kiválasztása, használata és karbantartása a versenyzők és a csapatok számára kulcsfontosságú a versenyképes és biztonságos teljesítmény elérése érdekében.

A központi kerékcsavarok működését egy verzióban bemutató kisfilm az alábbiakban látható:

Forrás és képanyag:  thedrive.com, underdock-wheels.com, roadandtrack.com, centerlockwheels.com, williamsf1.com