Skąd się bierze przyczepność opon motocyklowych? Prosta potrzeba, trudne zadanie

Wiesz, co byłoby najgorsze dla prowadzenia motocykla? Maksymalna przyczepność. Ale taka naprawdę maksymalna, niedopuszczająca do nawet najdrobniejszego uślizgu. Brzmi nielogicznie? Pewnie tak. Podobnie jak to, że opony podczas jazdy są w nieustannym i nieodczuwalnym dla nas uślizgu. Jest to nie tylko prawdą, ale też koniecznością, by motocyklem dało się jeździć w sposób lekki i precyzyjny. Gdyby nie te uślizgi, motocykl prowadziłby się opornie i nieprzewidywalnie, każde dodanie gazu powodowałoby zerwanie przyczepności, a nawet łagodne hamowanie mogłoby blokować koła, ponieważ opona byłaby nieustannie w szczycie przyczepności. Ten uślizg paradoksalnie zapewnia swoisty bufor przyczepności i to nie jednego, ale dwóch rodzajów. Za to, że motocykl trzyma się nawierzchni odpowiadają dwa zjawiska – Adhezja i Indentacja. Z racji tego, że pewnie w większości mózgów niewyćwiczonych w naukach ścisłych, te terminy mogą zaburzać komfortowe przyswajanie tekstu, wolę używać bardziej lekkostrawnych terminów. Adhezję zastąpię więc przyczepnością chemiczną, a indentację przyczepnością mechaniczną. Te dwa terminy są kluczowe dla zrozumienia, dlaczego w ogóle opona spełnia swoją podstawową funkcję.

Ale ta opona klei

To, że opona klei można śmiało uznać za kolokwializm. Ale z technicznego punktu widzenia, wcale nie jest to mało precyzyjne określenia, bo opona faktycznie na swój sposób klei się do nawierzchni niczym taśma klejąca. Na tym właśnie polega przyczepność chemiczna. Zachodzi ona na poziomie molekularnym, pomiędzy łańcuchami polimerów mieszanki opony, a cząsteczkami nawierzchni drogi, które wiążą się ze sobą, tworząc łańcuchy molekularne. W trakcie ruchu opony, te łańcuchy są rozciągane, aż w końcu osiągną swoją wytrzymałość graniczną i zostaną zerwane. W trakcie tego rozciągania zostaną jednak wygenerowane siły przeciwstawne do kierunku uślizgu opony. I tak kawałek po kawałeczku tworzy się przyczepność chemiczna trzymająca w ryzach ten wspomniany wcześniej, nieustanny, delikatny uślizg. Przyczepność chemiczna odgrywa tym większą rolę, im gładsza jest nawierzchnia. Dlatego w przypadku opon wyścigowych, jest to kluczowy rodzaj przyczepności i w większości batalia o osiągi pomiędzy producentami slicków, rozgrywa się właśnie na poziomie molekularnym. Na drodze przyczepność chemiczna również ma ogromne znaczenie, ale zasługami musi dzielić się po równo z przyczepnością mechaniczną.

„Klejenie” opony, to nie tylko hasło z luźnych dyskusji. Z technicznego punktu widzenia, faktycznie klei się do asfaltu.

Warto wgryźć się w nawierzchnię

Procesy na poziomie molekularnym brzmią spektakularnie i tajemniczo, ale nie można zapominać o bardziej namacalnych, mechanicznych procesach, które czynią oponę użyteczną na co dzień. Przyczepność mechaniczna, bo o niej mowa, w użytku drogowym jest równie istotna, jak chemiczna. Jest ona generowana przez „zazębianie” się bieżnika o nierówności chropowatej nawierzchni drogi. Do tego po odkształceniu gumy pod wpływem nacisku na nawierzchnię, podczas powrotu do swojego pierwotnego kształtu, również generowane są siły przeciwstawne do uślizgu koła. Co ciekawe, w tym zjawisku kluczowej roli wcale nie odgrywa to, jak ukształtowane są rowki bieżnika, bo to nie one odpowiadają w pełni za układanie się opony do nierówności asfaltu. Oczywiście mają niebagatelny wpływ, ale bardziej znaczące jest całościowe podejście do stworzenia plastycznej mieszanki gumy, która lepiej dopasuje się do nawierzchni. A za tym też stoi cała konstrukcja karkasu, czyli „szkieletu” opony, pozwalającego na przewidywalne i powtarzalne odkształcanie się opony.

Nie bez znaczenia pozostaje też prawidłowe ciśnienie powietrza, z uwzględnieniem którego projektowano przecież całą oponę. Szczególnie ryzykowne jest zaniżenie ciśnienia, które w przekonaniu wielu osób zapewnia lepsze dopasowanie opony do nawierzchni, co daje większą powierzchnię styku, a w efekcie lepszą przyczepność. Fakt, większa powierzchnia styku, to lepsza przyczepność, co jest odczuwalne, chociażby, przy hamowaniu, kiedy to umiejętnie i płynnie wykonane, zapewnia większą przyczepność przedniej opony. Sęk w tym, że nadmierne obniżenie ciśnienia, wcale nie powoduje większej powierzchni styku, wręcz przeciwnie. Punkt styku może zostać zaburzony i w środkowej części opona może się „podwinąć” i zostać pozbawiona kontaktu z nawierzchnią. Ponadto w takiej oponie generowane jest nadmierne tarcie, co prowadzi do przegrzewania i szybszego zużycia. Nieco inaczej sprawa z ciśnieniem wygląda w oponach terenowych, gdzie oczywiście też nie należy schodzić zbyt nisko. Jednak rozsądne obniżenie go może znacząco wpłynąć na poprawę przyczepności mechanicznej, która na bezdrożach odgrywa kluczową rolę. Natomiast kostkowe, terenowe opony z natury są bardziej odporne na negatywne skutki odkształceń wynikających ze zbyt niskiego ciśnienia.

Obniżenie ciśnienia jest ryzykowne. Granica między zwiększeniem powierzchni styku, a jej zaburzeniem jest wyjątkowo cienka.

Największy wpływ na przyczepność ma to, co niewidoczne, czyli karkas opony oraz skład mieszanki.

To proste, dopóki jest sucho

Podział ról przyczepności wydaje się prosty, przynajmniej do momentu, gdy poruszamy się po suchym asfalcie. Umówmy się, dzisiejsze opony drogowe z górnej półki, na suchym asfalcie, w większości przypadków są naprawdę sprawne. Prawdziwym wyzwaniem aktualnie jest zapewnienie przyczepności, gdy na asfalcie pojawia się woda. Woda bowiem, w większości przypadków, utrudnia tworzenie się łańcuchów między cząsteczkami gumy, a asfaltu. Szczególnie jeśli mówimy o mieszankach, w których głównym dodatkiem była sadza. Sadza bowiem niespecjalnie lubi się z wodą i niskimi temperaturami, do których woda doprowadza. Zatem przez wiele lat funkcje bezpieczeństwa w takiej sytuacji spadały głównie na barki przyczepności mechanicznej. Co prawda kształt opony oraz rowki bieżnika sprzyjają rozbijaniu filmu wodnego na nawierzchni, ale oczywiście nie dawało to 100% skuteczności, więc przyczepność chemiczna, można by rzec, niemalże w takich warunkach nie istniała. Dlatego też opony starszej generacji na deszczu zapewniały co najwyżej minimalny poziom bezpieczeństwa.

A dzisiaj? Dzisiaj jest już zupełnie inaczej. Jeśli nasze umiejętności na to pozwalają, w deszczu możemy jechać całkiem pewnie i to wcale nie jest zasługa zaawansowanych systemów elektronicznych. Co zatem spowodowało tę zmianę? Odpowiedź jest prosta – krzemionka (z ang. silica). Na pewno nie raz ta nazwa obiła Ci się o uszy, bo producenci chwalą się tym dodatkiem przy każdej możliwej okazji.

Po pierwsze, bo to był krok milowy w rozwoju opon. Po drugie dlatego, że bardzo trudno było wprowadzić ją do mieszanki opony. Krzemionka jest bowiem bardzo niewdzięczna, gdy przychodzi moment łączenia jej z kauczukiem i dodatkami wchodzącymi w skład opony. Wymaga złożonego przygotowania i mieszania w wąskim zakresie temperatury, znacznie węższym niż w przypadku sadzy. Do tego krzemionka, wpływa na charakterystykę pozostałych składników mieszanki. Jednakże jej wpływ w użytku cywilnym jest fenomenalny. Dodatek krzemionki czyni oponę plastyczną i przyczepną chemicznie, nawet gdy ma temperaturę rzędu raptem 10-15°C. Ponadto zapewnia wysoką stabilność temperaturową, przez co trudno jest „oponę krzemionkową” przegrzać w warunkach drogowych, nawet gdy trafimy na solidne serpentyny.

Po trzecie i prawdopodobnie najważniejsze, krzemionka jest hydrofilowa, co w dużym uproszczeniu oznacza, że „lubi się” z wodą. Przez to krzemionce obecność wody nie przeszkadza w tworzeniu łańcuchów molekularnych z nawierzchnią drogi, czyli przyczepność chemiczna znowu jest obecna. Oczywiście jak o każdym rozwiązaniu, tak i o wprowadzeniu krzemionki można śmiało napisać osobny artykuł, ale wymienione zalety już stanowią o tym, że jej obecność to prawdziwy krok milowy w rozwoju opon drogowych.

Nie ma rozwiązań idealnych

Czy to oznacza, że sadza w oponach jest już passe? Absolutnie nie. O ile w oponach drogowych krzemionka jest niemal idealnym dodatkiem, tak nie jest całkowicie pozbawiona wad. Przede wszystkim krzemionka nie lubi być przegrzana. Co prawda wspomniałem wcześniej, że jej stabilność temperaturowa jest fenomenalna i nadal to podtrzymuję – na drodze bardzo trudno ją przegrzać. Ale gdy do akcji wkracza naprawdę szybka osoba i warunki sprzyjające szybkiej jeździe – np. ambitniejsza jazda po torze, a nie tylko doszkalanie, to krzemionka ustępuje sadzy.

W okolicach 60°C krzemionkowe opony zaczynają się robić bardzo miękkie i dają charakterystyczne, maślane czucie prowadzenia. Tak więc te opony sprawdzają się głównie na drogach i przy umiarkowanym tempie na torze. Tam, gdzie tempo jest wyższe, stosuje się np. dwuskładnikowe mieszanki z krzemionką na środku i sadzą (z ang. Carbon black) na bokach jak np. w Metzeler Sportec 01RS lub w pełni sadzową mieszankę np. Racetec Slick TD lub Racetec RR Slick. Sadzę zatem spotkamy głównie w wyścigowych lub track dayowych oponach. Choć są wyścigowe opony, które są w 100% krzemionkowe – chodzi o deszczowe opony wyścigowe, właśnie przez wspomnianą wcześniej przyczepność chemiczną na mokrej nawierzchni.

W oponach drogowych, żaden aspekt w ciągu ostatnich lat nie rozwinął się tak bardzo, jak przyczepność na mokrej nawierzchni.

Tak jak w wyścigach płaskich priorytetem jest przyczepność chemiczna, tak w terenie liczy się właściwie wyłącznie przyczepność mechaniczna.

O przyczepność trzeba dbać

Mając świadomość skąd bierze się przyczepność, kształtuje się jej obraz jako balansu między różnymi zjawiskami powodującymi utrzymanie uślizgu na bezpiecznym poziomie. Warto mieć też świadomość, że jak każdy balans, także i ten można zaburzyć. Oczywiście inżynierowie z działów rozwojowych dbają o to, by było to jak najtrudniejsze, ale nigdy nie będzie to niemożliwe. Tym bardziej że każdy z producentów, przynajmniej tych renomowanych, ma swoją wizję na to, jak przyczepność ma być osiągana i jak ją utrzymywać. Dlatego też tak istotne jest poznanie i wyczucie każdej opony, by wiedzieć, jak zachowuje się, czy to przy przyspieszaniu, czy hamowaniu oraz aby wiedzieć, jak dbać o przyczepność. Wpływ mają na to nie tylko warunki drogowe, ale także nasza technika i styl jazdy.

Stąd też moim zdaniem biorą się tak często rozbieżne opinie na temat jednego modelu opony – często wynikają one z niedopasowania się użytkownika/użytkowniczki do charakterystyki opony i na odwrót. Wbrew pozorom, opona jest niemniej skomplikowana niż sam motocykl i również wymaga wyczucia i dopasowania się, choć odczucia mogą być nieco bardziej subtelne. Niemniej, w każdym przypadku warto, byśmy o przyczepność próbowali dbać we własnym zakresie, poprawiając swoją technikę i pewność jazdy – tak, by oponie pozostawić jak największy bufor.

Zdjęcia: Metzeler

Tekst po raz pierwszy ukazał się w drukowanym wydaniu magazynu „Świat Motocykli” [02/2026]