Pneumatiky jsou konstruovány z nejrůznějších druhů materiálů, převážně pryžových směsí, které mají výkonnostní vlastnosti důležité pro správnou funkci. Vlastnosti komponentů se v průběhu času mění v závislosti na stáří, vystavovanému počasí, provozních podmínkách a mnoha dalších vlivech. Zkusíme si v tomto článku pneumatiku popsat a rozebrat její funkci.

Pneumatika je v podstatě neoddělitelný soubor materiálů s velmi odlišnými vlastnostmi, jejichž výroba vyžaduje velkou přesnost. Je složena z následujících komponent:

1. Vnitřní vložka - vrstva vzduchotěsné syntetické pryže

2. Vrstva kostry

3. Patka pláště

4. Patní lana

5. Ohebné pryžové bočnice

6. Nárazníky

7. Běhoun

Struktura pneumatiky

Z hlediska struktury můžeme pneumatiky rozdělit na radiální a diagonální. Radiální jsou dnes téměř všechny pneu osobních, nákladních a zemědělských strojů a vozidel. Diagonální jsou sice na ústupu, nicméně stále nalézají uplatnění v nákladních, zemědělských a průmyslových oblastech.

Diagonální konstrukce

Řez na obrázku zobrazuje diagonální konstrukci pneumatiky, která je tvořena několika textilními vrstvami položenými šikmo od jednoho patkového lana k druhému ve střídavém směru. Počet vrstev je závislý na rozměru pneumatiky a její nosnosti. Proužky jsou vrstveny stejným způsobem na bočnicích i na koruně pneumatiky.

Tím, že jsou vrstvy uloženy diagonálně, mají při podélném trakčním pohybu (rotace kola), tendenci se nepatrně rozšiřovat a zužovat v závislosti na namáhání. Tyto mikropohyby vyvolávají tření v místech, kde pryž obklopuje síť. Díky tření dochází k energetickým ztrátám ve formě vznikajícího tepla, což v dlouhodobém měřítku způsobuje zhoršení kvality pneumatiky a zkracuje její životnost.

V nezatíženém stavu má diagonální pneumatika při kontaktu se zemí kulatý, mírně elipsovitý tvar. Po zatížení se postupně zplošťuje. Čím je zatížení větší, tím více jsou krajní části běhounu tlačeny k zemi, zatímco střed běhounu je naopak od povrchu oddalován. To má vliv na snížení celková přilnavost.

Pokud dojde při jízdě po rovné silnici k chvilkovému přetížení, je styčná plocha pneumatiky velká. Jakmile se odlehčí, styčná plocha se zmenší. Tím pádem prochází diagonální pneumatika sérií větších a menších kontaktů podle toho, jaká je právě nerovnost vozovky.

Vlivem bočních sil nesedí pneumatika s diagonální konstrukcí kvůli nepružnosti bočnic na zemi celou plochou. Jeden okraj běhounu je zmáčknutý a druhý má tendenci se odlepit od země. Výsledkem je značná ztráta původního směru.

Radiální konstrukce

Radiální struktura se skládá z vrstvy proužků textilu, přičemž každý proužek je uložen kolmo ke směru pohybu pneumatiky. Na koruně pneumatiky je tato kordová tkanina zakončená pásem koruny, vytvořeným z několika vrstev vyztužených ocelovými nárazníky. Tyto korunní vrstvy jsou položeny na sebe tak, aby se překrývaly v různých úhlech. Jednotlivé vrstvy jsou pokládány různým způsobem na koruně a na bočnicích, takže každá část pneumatiky je speciálně řešena k výkonu své funkce.

Vyztužení bočnic je tvořeno jednou tenkou textilní vrstvou a jednou tenkou vrstvou pryže. Na koruně, směrem dovnitř pneumatiky, je textilní výztuha pokryta pásem ocelových nárazníku. Tato konstrukce umožňuje pružnost bočnic a tuhost koruny.

V bočnicích radiálních pneumatik jsou vlákna od sebe oddělena a jsou zapuštěna do pryže. Na koruně pneumatiky je síť složitější. Je složena z vláken kostry pokračujících z bočnice a kovových nárazníku. Tato síť je trojúhelníková.

V bočnicích je smykové napětí mezi paralelními vlákny slabé a pryž je relativně tenká. Díky tomu nevzniká příliš velké tření ani teplo. Na koruně si trojúhelníková síť zachovává svůj tvar téměř úplně. Tím pádem je struktura neustále stabilní a při jízdě zůstává přitisknuta k povrchu. Díky těmto minimálním deformacím se prodlužuje životnost pneumatiky.

I když není pneumatika s radiální strukturou zatížena, dotýká se povrchu vozovky téměř celou plochou. Styčná plocha pneumatiky je tedy i při nulovém zatížení velká. Při zatížení pneumatiky vzroste styčná plocha pouze podélně, šířku si zachová původní. Bloky běhounu jsou přitisknuty k zemi celou plochou a poskytují tak maximální přilnavost. Díky pružnosti bočnic je pneumatika schopna pohltit více terénních nerovností.

Když je pneumatika v pohybu, šířka styčné plochy se nemění. Zatížení pneumatiky ovlivňuje pouze délku styčné plochy. Z toho vyplývá, že na šířku této plochy nemají nepravidelnosti na povrchu vozovky žádný vliv.

Protože jsou bočnice pneumatiky s radiální strukturou mnohem pružnější, dochází u nich se vzrůstající silou ke stále většímu a většímu ohybu. Bočnice tak funguje jako kloubový závěs mezi kolem a běhounem, takže pneumatika může zůstat celou plochou běhounu na zemi. Tím pádem je žádoucí směr jízdy udržovat i v případě příčných tlaků.

Funkce pneumatiky

Pneumatiky musí splňovat několik funkcí, na které je brán zřetel při jejich návrhu a výrobě. Pojďme se na ně podívat podrobněji.

Vedení směru

Stabilita vozidla záleží na tom, jak pneumatiky dokáží držet stopu bez ohledu na stav povrchu nebo klimatické podmínky. Pneumatika musí udržet příčné síly, aniž by vozidlo opustilo svoji trajektorii. Ve většině případů má automobil na každé nápravě v pneumatikách jiný tlak. Dodržením správného tlaku na přední a zadní nápravě je dosáhnuto ideální směrové stability vozidla.

Přenos výkonu a zatěžování

Pneumatiky podpírají vozidlo při stání v klidu, přenášejí výkon motoru a síly při akceleraci a brzdění. Účinnost tohoto přenosu je dána kvalitou dotykové plochy s vozovkou.

Valivý pohyb

Rovnoměrnost odvalování a valivý odpor mají velký vliv na komfort řidiče a spotřebu paliva.

Tlumení

Pneumatiky pohlcují nárazy při přejezdu přes překážky a chrání vozidlo před nerovnostmi na vozovce. Zajišťují řidiči i cestujícím pohodlí a mají vliv na celkovou životnost vozidla. Důležitou vlastností pneumatiky je především vertikální pružnost. Díky elastičnosti vzduchu (popřípadě dusíku), jímž je naplněna, se může pneumatika přizpůsobovat překážkám a nerovnostem terénu. Správný tlak v pneumatice zaručuje vysokou úroveň komfortu při zachování dobrých řídících vlastností.

Životnost

Pneumatiky si i po miliónech otáček kola zachovávají dostatečný výkon. Opotřebení samozřejmě závisí na podmínkách použití (zátěž, rychlost, stav povrchu vozovky, stav vozidla, způsob jízdy, atd.), ale z velké části také na kvalitě kontaktu se zemí. Důležitou roli proto hraje tlak v pneumatice.

205 (1) - Šířka pneumatiky v milimetrech.
55 (1) – Profilové číslo - výška pneumatiky v procentem k její šířce (55% ze 205mm).
R (1) - Radiální konstrukce pneu.
16 (1) – Průměr disku (ráfku) kola uvedený v palcích (1 palec = 2,54 cm).
91 (1) - Zátěžový index (index nosnosti) pneumatiky určující maximální nosnost pneumatiky při rychlosti odpovídající dané rychlostní kategorie. Hodnota by se měla minimálně shodovat s indexem uvedeným ve velkém technickém průkazu. Hodnota může být vyšší, ale ne menší.
SSR (2) - speciální označení pro pneumatiky kde je možné jet i po defektu.
TUBELESS (3) - bezdušová pneu. 
TUBE TYPE (3) - dušová pneu.
ECE norma (4 a 5) - znak a číslo splněné ECE normy.
V (1) – Index rychlosti - maximální konstrukční rychlost pneu která je uvedena také v technickém průkazu. Index může být i vyšší, neměl by však nabývat menších hodnot.
DOT kód (6 a 7) - informace o závodě, kde byla pneumatika vyrobena a o jejím provedení, poslední tři, někdy čtyři čísla jsou vyhrazena pro vyznačení týdne a roku výroby (např. číslo 257 či 2507 značí, že pneumatika byla vyrobena ve 25. týdnu roku 2007).
TWI (8) - Tread Wear Indicator - Slouží pro rychlé posouzení aktuální hloubky dezénu. Na pneumatice jsou rovnoměrně umístěny malé přechodové můstky vyznačeny z boční strany dezénu šipkou a písmeny TWI. Pokud je hloubka dezénu malá, splynou tyto můstky s dezénem.
Tread a Sidewall - upozornění na druh materiálu a počet vrstev na běhounu (Tread) a na boku (Sidewall).
M+S - MUD+SNOW (bláto+sníh) pneu určená pro zimní provoz. 
RF nebo XL - REINFORCED - zesílená kostra pneu s vyšší nosností. Ještě vyšší nosnosti mají pak pneumatiky s indexem C, pokud se v daném rozměru vyrábí.
FR - Flange Rib - ochrana alu ráfku před poškozením při najetí na obrubník.
Rotation – Směr otáčení kola. Takto označená pneu je směrová a je třeba brát zřetel na otáčení kola při montáži.
Země původu (9) - Země, kde byla pneumatika vyrobena.