Autokombi.ru

Авто-портал
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шины без воздуха – а вы уже знакомы с новинкой?

Безвоздушные шины Next-поколения, за и против

Все наверное уже наслышаны про разработку новых безвоздушных шин, почти все мировые лидеры уже представили свои прототипы (например hankook, об этом мы писали статью на нашем сайте). Каждый автолюбитель в открытую или втайне мечтает о шине, которая не будет повреждена после наезда на битое стекло, саморез, гвоздь… Ведь не надо будет больше ехать в ближайший шиномонтаж и "золотить" руку местным работникам. Не говорю уже о шинах с технологией Runflat, производители которых, вообще ни в коем случае не рекомендуют какой-либо ремонт после серьезных повреждений. Так давайте же рассмотрим, реально ли в ближайшем будущем появление универсальной шины, какие имеются плюсы и минусы на данном этапе. Поехали!
Немного истории
Как и почти все новые технологии, безвоздушная шина изначально создавалась в военных целях — Пентагон понимал, что бронирование резины не всегда решало все вопросы безопасности. Вскоре был представлен первый прототип и был протестирован на американском Hummer.

В данном образце была использована полая конструкция, в которой функцию воздуха берут на себя резиновые простенки.

Какая конструкция?
На данный момент различают 2 основные конструкции:
-одни наполнены специальным стекловолокном
-вторые компенсируют недостаток воздуха наличием полиуретановых спиц-простенков

В первом случае они чаще всего выполнены закрытыми, чтобы стекловолокно не потерялось по дороге, однако практика показала больше преимуществ как раз открытой системы: меньше материалов, проще изготовление, любые полученные в результате эксплуатации дефекты заметить значительно проще.
Конструкция в итоге кажется очень простой: край шины — растяжной хомут, середина — классическая ступица, к которой прикреплены спицы из полиуретана строго в определенной последовательности. Получившийся «рисунок» у каждого современного производителя свой, каждый из них продемонстрирует свои преимущества и недостатки.

Преимущества и недостатки

Теперь же рассмотрим самое главное, а именно преимущества и недостатки:
1) Безвоздушное колесо способно изменять форму в зависимости от неровностей — ямки и кочки в буквальном смысле «проглатываются».
2) Колесо полностью работоспособно, пока хотя бы 70% её элементов на месте (чего нельзя сказать о пневматической резине).
3) Нет необходимости в проверке давления, а где нет давления — возможности лопнуть тоже нет.
4) Вес безвоздушной шины значительно меньше, чем у классической. Отсутствует необходимость дисков (стальных, литых, кованых и пр.) снижает неподрессоренную массу, что также приводит к положительным эффектам вождения транспортного средства.
3) Нет необходимости возить с собой дополнительный инструмент вроде домкрата, насоса, ключей… (впрочем, последние в любом случае будут полезны)
4) Уменьшение перевозимого веса и, как итог, — снижение расхода топлива!
5) Стоимость безвоздушной шины (когда они полноценно появятся на прилавках) вряд ли будут превышать пневматические аналоги, естественно после первого периода.
6) В перспективе установка безвоздушных шин будет доступна на совершенно любой автомобиль.
7) Перспективная сейчас разработка безвоздушной шины — возможность быстро поменять изношенную (или неподходящую к текущей дорожной ситуации) верхний слой, непосредственно имеющий контакт с дорогой. Надо — установил «гоночный» профиль, закрепил специальными болтами — и вперед. Надо выехать в горы — на ту же полиуретановую основу прицепил высоко-профильную «кожу».

Как мы видим преимуществ масса, но стоит отметить и следующие минусы:

Читайте так же:
Штрафы за непристёгнутый ремень в 2019 году: суммы и варианты получения

1) К сожалению, пока что безопасный предел скорости — 80 км/ч.
2) Во многих конструкциях проявляется еще излишний шум и нагрев при длительной скоростной эксплуатации
3) Невысокая грузоподъемность подобной шины… Технологию надо дорабатывать.
4) Жесткость конструкции не регулируется. Возможности приспустить давление и поехать по песку и гравию не предусмотрено.

Инновационные велосипедные шины без воздуха Ever, которые никогда не проколются

Велосипедные шины являются самым слабым звеном. Они повреждаются, когда вы нуждаетесь в них больше всего, и часто их нельзя восстановить. Спущенная шина зачастую является смертным приговором для велосипеда, владелец которого не имеет инструментов, чтобы исправить это. Компания Nexo из Северной Америки хочет всё изменить, они разработали новые шины без воздуха, которые никогда не проколоть.

Инновационные велосипедные шины без воздуха Ever

Читайте также: Портативный генератор мощности Jackery Power Pro – возьми больше энергии с собой

Велосипедные шины без воздуха Ever

Если владелец приносит велосипед, чтобы отремонтировать, то лопнувшие и проколотые шины выбрасываются в мусорный бак, приблизительно около 1,3 млрд велосипедных шин выбрасывается каждый год, так как имеют трещины или проколы.

Новым шинам Ever это не грозит. Их модифицированная твердая конструкция состоит из полимерной смеси с рядами отверстий, которые были разработаны с целью предложить исключительный контроль и высокую прочность.

Каждая инновационная шина Ever, как ожидается, способна проехать до 5000 миль (8047 км) по сравнению с приблизительно 3000 миль (4828 км) у стандартной высококачественной резиновой велосипедной шиной. Новые шины не используют воздух, это означает, что ненужно переживать о проколах и утечках воздуха, поэтому владельцы смогут ездить по гвоздям и другим материалам, которые обычно приводят к повреждению стандартной резиновой шины.

Поскольку они используют одинаковую полимерную смесь, шины без воздуха Ever просты в изготовлении и могут легко быть переработаны, по сравнению с обычными резиновыми шинами. Процесс изготовления инновационных шин имеет только один этап, что позволяет компании создать одну шину всего за 30 минут. Простой производственный цикл – это значительное улучшение по сравнению с обычными резиновыми шинами, которые требуют несколько шагов в производстве, в том числе жевание, вулканизация и добавление химических веществ, таких как сера, при высокой температуре (280 ° F), чтобы сделать материал шин более долговечным.

Но есть в шинах Ever один существенный недостаток – каждая, нуждается в специализированном ободе для размещения безвоздушного продукта. Обод входит в стоимость шины, так что не потребуется никаких дополнительных затрат.

Велосипедные шины без воздуха Nexo

Велосипедные шины без воздуха Nexo

При переходе к шинам Ever, вы неизбежно демонтируете стандартные колесные диски, которые направятся в дальний угол гаража или на свалку. Компания Nexo знает об этой проблеме, поэтому создала другой тип шин (называются Nexo), которые предназначены для установки на существующие колесные диски.

Шины без воздуха Nexo – это достижения совместимости с использованием запатентованных T-образных болтов, которые подходят под кромки стандартного обода для резиновых шин. Поскольку владелец велосипеда использует свои диски, шины Nexo, являются менее дорогостоящими, чем сопоставимые модели шин Ever.

Цены и доступность

Все шины без воздуха от компании Nexo уже доступны для предварительного заказа в рамках кампании на Kickstarter. Обе шины продаются в различных размерах – для молодежных велосипедов, внедорожных и дорожных велосипедов. Все модели Nexo шин доступны по цене $ 75 (4 800 руб.), в то время как цена на комплект Ever шин начинаются с $ 76 (4 900 руб.) за 12-дюймовые или 16-дюймовые версии.

Читайте так же:
Делаем багажник на крыше авто своими руками: уютное гнёздышко для ваших вещей

Michelin Tweel и другие шины без воздуха: когда они завоюют рынок?

Фото: www.polaris.com Как известно, традиция ездить на колесах с резиновыми шинами, накачанными воздухом, пошла еще с конца XIX века. Шотландец Джон Данлоп обмотал колеса велосипеда надутым садовым шлангом, благодаря чему ездить на нем стало значительно приятнее. Вскоре, получив патент, изобретатель открыл свою компанию, которая до сегодняшнего дня называется его фамилией – Dunlop. Первый же прокол покрышки произошел уже 1889 году, когда велосипедист Уильям Хьюм, использовавший шины Данлопа, пробил колесо во время очередной гонки. И вот уже более века люди, использующие воздушные колеса, страдают от проколов. Но технологии на месте не стоят, и, как говорил один известный политик: «Хватит это терпеть!» — появляются шины, не боящиеся проколов.

Airless:Resilient

Принято считать, что идея безвоздушных шин принадлежит военным исследователям США. Конструкция была разработана для того, чтобы американским солдатам не приходилось рисковать жизнями, меняя пробитое колесо в горячих точках. Сам проект принадлежит американской компании Resilient Technologies, которая начала работу над проектом еще в начале 2002 года.

В 2007 ими был разработан прототип Airless:Resilient NPT (non pneumatic tyre – «непневматическая шина»). Испытания прототипа прошли в 2009 году. Покрышка была сделана из огнеупорной резины и состояла из каркаса, сделанного в виде «пчелиных сот» и резинового обода с протектором.

Почему именно так? Все просто — этот форм-фактор позволяет достичь одновременно достаточной жесткости (колесо может удерживать тяжелые автомобили и выполнять свои функции, даже когда разрушено до 30% сот), а вместе с тем и достаточной мягкости, ведь «соты» хорошо деформируются, амортизируя неровности дороги не хуже, чем наполненная воздухом покрышка.

Tweel

Французская компания Michelin долго работала над сочетанием в своих гражданских покрышках оптимальных жесткости и мягкости. Инженеры бились над тем, чтобы в вертикальном направлении резина была податливой, в угоду комфортной езде и хорошей амортизации, а в поперечном направлении шина была максимально жесткой, чтобы не деформироваться от боковых нагрузок в поворотах.

В конце концов, американское подразделение компании предложило выход – отказ от пневматической покрышки. Так появились Tweel (сокращенно от tyre – покрышка и wheel – колесо). Эта конструкция использует плоские резиновые спицы специального сечения, заменившие наполненный воздухом объем обычной покрышки. Эти спицы неразборно соединяют между собой внешний обод с протектором и внутренний – закрепляющийся на ступицу.

5.jpg

Резиновые спицы колеса поглощают удары лучше, чем накачанная воздухом шина, так как могут свободно изгибаться по всей высоте, как лист бумаги. Ну а за счет того, что эти спицы имеют особое сечение, при боковых нагрузках колесо не деформируется, так как спицы сгибаются лишь в одной плоскости. Таким образом, боковая жесткость шины сравнима с цельнолитой покрышкой, а энергоемкость колеса (способность поглощать удары) теперь зависит не от давления воздуха в колесе, а от жесткости спиц.

Этим плюсы Tweel не ограничиваются: к примеру, опытный образец от Michelin весил в несколько раз меньше, чем обычное колесо на металлическом диске. Добавим сюда очевидную невосприимчивость к проколам и повышенный срок службы (в этом придется поверить разработчикам)… Все это выглядит очень заманчиво.

Читайте так же:
Прыгает стрелка температуры двигателя: почему так происходит и что делать водителю

Опробовать такие колеса французская компания решила не только на автомобилях, но и на других видах колесных «бричек». Так в испытаниях приняли участие Audi A4, роботизированная инвалидная коляска iBot и Segway Centaur. С компанией Michelin заключили контракт в НАСА — колеса их разработки будут ставить на луноход нового поколения. С 2012 года, американское подразделение французских «колесников» начало коммерческие продажи Tweel для погрузчиков, сельскохозяйственной и строительной техники.

Эти шины являются открытым типом безвоздушных колес. Конечно, тут есть и минусы: стоимость такого колеса несколько больше обычного (спасибо маркетологам), ограниченная грузоподъемность, а также невозможность изменения жесткости. Ведь для того, чтобы сделать машину мягче на стандартных колесах, можно просто снизить давление воздуха в покрышке, отрегулировать же жесткость спиц можно только при производстве. Но помимо открытого типа безвоздушных колес, существует и закрытый тип, о котором – ниже.

Runflat

Эти покрышки вообще-то нельзя назвать безвоздушными, однако они имеют одно очень важное преимущество над стандартными колесами. Если покрышка сдувается, то она не теряет сцепления с покрытием и на ней можно продолжить движение до ближайшего сервиса. Вся суть такой резины заключается в максимальном усилении боковин. Название Runflat (run – бежать, ехать, flat — плоский) означает езду на сдутом колесе.

Когда сдувается обычная шина, она образует плоский блин, ездить на котором нельзя, иначе металлический диск, который всем весом автомобиля давит на покрышку, попросту протрет и разорвет её. Усиленные же боковины покрышек Runflat могут удерживать автомобиль, тем самым сохраняя сцепление с дорогой и предотвращая уничтожение остатка резины между диском и асфальтом.

Усиление жесткости боковин достигается разными методами. Тут используются дополнительные внутренние ребра жесткости, выполненные в форме полуколец, например у Pirelli. Также используются многослойные боковины, типа Goodyear RunOnFlat. Nokian устанавливают на внутреннюю поверхность покрышки цельный эластичный слой. Таким образом, когда колесо спускает, а боковины сильно сгибаются, внутреннее покрытие покрышки собирается в гармошку на месте изгиба, образуя смягчающую прослойку между колесным диском и асфальтом. Аналогичные технологии есть и у других производителей шин: Dunlop ROF, Continental SSR и другие.

run_flat_tyres.jpg

На фото: Шины BMW Run-Flat (ранфлэт)

Все подобные технологии позволяют автомобилю после прокола колеса не потерять управление, а также добраться до шиномонтажа. Но, к сожалению, у такой резины имеется множество недостатков. К примеру, из-за повышенной жесткости резина ведет себя как низкопрофильная, собирая все неровности дороги и отправляя их напрямик через подвеску в салон. Также из-за повышенной жесткости такие покрышки значительно более шумные. Еще один минус – это ценник: одна такая шина сегодня стоит около 15 тысяч рублей в зависимости от производителя, да и не каждый сервис возьмется ремонтировать такую резину. Также эти покрышки несколько тяжелее стандартных, что не может не сказаться на управляемости, ведь это — «неподрессоренная масса».

Если вкратце, то «неподрессоренной» называется масса всех деталей автомобиля, не поддерживаемых подвеской над землей, т.е. это масса диска, покрышки и элементов тормозной системы, находящихся на колесе. От этой массы очень сильно зависит управляемость автомобиля.

Читайте так же:
Как поменять фильтр на бензонасосе

Когда вы наезжаете на кочку, колесо толкает весь автомобиль снизу вверх, и если сила этого толчка не будет скомпенсирована весом остальных элементов автомобиля, то покрышки потеряют сцепление с дорогой, вплоть до полного отрыва колеса от асфальта. Также эта масса влияет и на динамику, ведь чем тяжелее колесо, тем большее усилие необходимо приложить для его вращения.

Концепты Hankook

Корейская компания Hankook продемонстрировала, правда, пока только в электронном виде, 4 концепта безвоздушных шин абсолютно нового поколения. Отнести их к закрытому или открытому типу нельзя — тут реализовано нечто среднее. Боковины присутствуют, но они — разрезные.

Концепция шин eMembrane подразумевает возможность изменения профиля пятна контакта на разных скоростях. К примеру, при движении на малой скорости внутренняя часть профиля втягивается, уменьшая площадь соприкосновения покрышки и колеса, благодаря чему снижается трение, а, соответственно, и расход топлива. А вот при ускорении центр протектора опускается обратно, и на асфальт ложится весь профиль, что улучшает сцепление с дорогой, а, соответственно, и управляемость.

Tiltread – это состоящее из трех сегментов колесо. Внешний, центральный и внутренний диски могут перемещаться относительно друг друга, благодаря чему колесо может изменять вертикальный наклон. Это позволяет максимально увеличить пятно контакта в повороте.

Колеса Motiv представляют собой нечто схожее с Tiltread. Их суть заключается в том, что они состоят из множества эластичных блоков, которые могут двигаться отдельно друг от друга, повторяя рельеф дорожного покрытия. Помимо этого, само колесо разделено на две части таким образом, что внешняя и внутренняя половины могут также независимо подниматься и опускаться. Эти колеса разрабатываются специально для вездеходов и внедорожников.

И, наконец, мой любимый концепт MagTrack – это поистине торжество инженерной мысли. Тут колесо в буквальном смысле делится на две части: внутренняя ступица и обод с покрышкой, а между ними… ничего! Точнее, между ними действует магнитное поле, удерживающее вес автомобиля. Как известно из законов физики, магнитное поле может вращаться, и именно таким способом в движение приводится внешний обод, а также и сам автомобиль. Ну а из-за того, что отсутствует жесткая связь между внешним кольцом и ступицей, никакие неровности дороги просто не могут попасть на кузов автомобиля. В общем, это некий концепт колеса с магнитной подушкой. Все четыре концепта безвоздушные, так что не боятся проколов, но также все они реализованы пока исключительно на компьютере.

Без боковин. Что за безвоздушные шины разработали в Michelin?

​Компания Michelin подвела итоги 16-летней работы над принципиально новой технологией изготовления шин. Их новые колеса не боятся повреждений на глубоких ямах и справляются почти со всеми проколами, которые могут встречаться на трассах. При этом они не требуют квалифицированного ремонта и могут быть починены даже простым водителем прямо в поле с помощью отвертки и пассатижей. Что же это за технология и какие перспективы она сулит автомобилистам?

Распорки изнутри

Согласно исследованию специалистов Michelin, более 20% шин утилизируется в первый год службы из-за неравномерного износа и непригодных для ремонта проколов и порезов. Автомобилисты пробивают их на ямах, ставят грыжи или получают глубокие повреждения на ремонтируемых дорогах со снятым верхним слоем асфальта. Каждое такое происшествие грозит резкой потерей управляемости автомобиля и повышением риска ДТП, не говоря уже о крайних неудобствах для водителя и его пассажиров во время ремонта. Весной, когда дороги наиболее подвержены сезонным разрушениям, автомобилисты нередко повреждают сразу два колеса, что чревато многочасовой задержкой в пути и вызовом эвакуатора. Новая технология UPTIS (Unique Puncture-proof Tire System — уникальная устойчивая к проколам система шин) позволит побороть эти проблемы.

Читайте так же:
Поршень тормозного суппорта и другие элементы устройства

Каждая ячейка имеет свою зону сминаемости, и при избыточном давлении во время проезда по неровностям перемычки складываются в однородную прослойку, которая и поглощает энергию удара.

Достоинства технологии

Испытания шины UPTIS проходят уже несколько лет, но только недавно удалось добиться приемлемых характеристик материалов безвоздушной шины, о чем и было заявлено на презентации прототипа серийной покрышки весной 2021 года в Мюнхене в рамках выставки IAA Mobility 2021. По своим возможностям колесо приближается к жестким спортивным покрышкам. Ожидается, что начиная с 2024 года General Motors будет предлагать новинку в качестве опции для своих электрокаров.

Компания отмечает пять ключевых преимуществ UPTIS:

  • колеса служат дольше благодаря устранению износа, вызванного проблемами с давлением;
  • снижается риск ДТП, вызванный проколами и разрывами покрышек;
  • уменьшается количество проколотых или поврежденных шин, которые выбрасываются до конца жизненного цикла вследствие естественного износа;
  • сокращается использование сырья и энергии для производства;
  • снижаются выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Недостатки новых колес

Безвоздушные шины имеют принципиальные недостатки, которые могут существенно затруднить их внедрение. Внутреннее наполнение в виде эластичных сот ведет к температурным ограничениям использования колес. В морозы материалы сотового каркаса теряют эластичность, и характеристики шины могут исказиться, чего не бывает с пневматическими колесами. Для выпуска зимних вариантов UPTIS потребуется разработка новых материалов для рабочего каркаса, что удорожает технологию.

Также открытые шины непригодны для эксплуатации зимой из-за риска замерзания воды в многочисленных сотах каркаса и возникновения ледяных пробок. В этом случае колесо будет разрушаться изнутри. Для защиты потребуются герметичные боковины, что приведет к росту массы колеса.

В целом безвоздушное колесо должно весить намного тяжелее обычной пневматической покрышки. Инерционные нагрузки неподрессоренных масс возрастают. Таким образом, потребуется усиление подвески автомобиля с установкой иных резинометаллических шарниров, рычагов, пружин, амортизаторов и прочих элементов, что делает невозможным эксплуатацию таких колес на обычных автомобилях. Производители должны будут адаптировать конструкции шасси. Кроме того, колесо UPTIS неразборное и составляет одно целое с диском. На старые металлические диски его не смонтируешь.

В целом маркетологи Michelin и General Motors не говорят еще о широком внедрении технологии UPTIS. Непонятно, как покупатели примут более дорогую шину, преимущества которой недостаточно очевидны, ведь в городах с развитой инфраструктурой проколы, порезы и пробития случаются редко.

Кому действительно могут подойти колеса UPTIS, так это военным или спецслужбам, эксплуатирующим транспорт в экстремальных условиях. Им действительно необходимы катки, не боящиеся крупных повреждений от пуль и осколков.

Пока же шины UPTIS тестируются на электромобилях Chevrolet Bolt на испытательном полигоне GM в Мичигане. Экспериментальный продукт планируют запустить на рынок к 2024 году.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию