Содержание

Новшество 21 века: безвоздушные шины. Преимущества

22.11.2017, Просмотров: 1820

Написать данную статью меня сподвиг очень классный блог о видах безвоздушных шин. Информация очень хорошо раскрыта, но я хочу упомянуть все остальное, что не было написано. Я думаю, что о безвоздушных шинах слышал каждый автовладелец. Если же не слышал, то на просторах Интернета не раз замечал посты и картинки необычных автомобильных колес. Какой основной принцип работы автомобильной шины? Внутри резинового корпуса под большим давлением содержится воздух. В некоторых случаях колеса накачивают азотом. Об этом очень много полезной информации раскрыто в данной статье. Резиновый корпус подвергается очень многим испытаниям: острые камни, валяющиеся на дороге гвозди, различные острые железяки, вечная беда неряшливых автоколхозников — саморезы, а также любители проколоть покрышки. Но вот, давайте представим, что обычное колесо, неважно с камерой или без, лишили воздуха. Если же газа, не важно какого, внутри мало, то увеличится расход, а также автомобиль начнет «плавать» по дороге. Это все будет проявляться в тяжелом управлении. Полностью удалив воздух из покрышки, водитель может быть уверен, что автомобиль никуда не поедет. Конечно можно ехать, но это ненадолго и недалеко. Давайте вместе разбираться с чего же началась идея создания безвоздушных шин, как это все развивалось, и как совершенствовалось. К тому же, все новые изобретения делаются лишь на пользу человека, вот и это изобретения должно помочь людям. В каком плане? Узнаем через несколько лет, когда безвоздушные шины начнут устанавливать на различную спецтехнику.

Что представляют собой безвоздушные шины?

Для начала необходимо обратиться к истории. Стоит отметить, что официально разговоры о безвоздушных шинах начали вести в Пентагоне. Такие наработки нужны были лишь для выполнения военных целей. Старые идеи по укреплению колес, в виде бронированной резиной покрышки, необходимо было изменять, ведь такие колеса не могли справляться с каждодневными опасностями. Ведь ситуации возникали совершенно разные: если защита спасала от попадания пуль, то, наехав на большой скорости на камень, колесо просто гнулось, что не давало возможности двигаться дальше. И вот, при многочисленных денежных вложениях большой страны, самые мозговитые люди начали биться над этим вопросом. Вскоре появились наброски, а потом и прототипы, которые начали испытывать на военном транспорте Humvee. На испытаниях прототип сразу же получил как множество похвал, так и множество высказанных отрицательных отзывов.

Если говорить о первых «гражданских» безвоздушных шинах, то флагманом выступает компания Michelin, которая уже в 2005 году запатентовала свое изобретение. Первое название у аксессуара было Tweel. Оно образовано от слияния двух слов: tyre — шина, и wheel — колесо. Применение такие колеса нашли на скутерах, инвалидных колясках, а также спецтехнике. Но вот конструкция была настолько недоработана, что допустимая максимальная скорость очень маленькая. Конструкция представляет собой систему из ступиц прикрепленных на ось. По всему кругу расположены спицы. Спицы по окружности соединяет растяжной хомут. Он то и принимает на себя самую большую нагрузку, соприкасаясь с дорогой.

В общем, безвоздушные шины представляют собой полую конструкцию, в которой резиновые простенки играют роль воздуха. Они поддерживают каркас, и не дают конструкции сломаться.
Внешний вид безвоздушных шин
Новая разработка может быть выполнена закрытым типом, то есть с боковыми стенками. В таком случае отличить их от обычных «воздушных» шин будет тяжело. Если говорить о конструкции, то на данный момент выделяют два вида:
  1. Шины заполнены специальным стекловолокном.
  2. Во втором виде шин вместо воздуха амортизирующая функция полностью возложены на спицы.

Те шины, которые заполняются стекловолокном, чаще всего встречаются закрытого типа. Все обусловлено тем, что материал может растеряться во время очередной поездки. Но на практике лучше всего себя показала именно открытая система. Это объясняется тем, что они просты в изготовлении, и на производство таких элементов расходуется меньшее количество материала. Если же во время эксплуатации появятся какие-то дефекты, то устранить их намного проще в открытом типе.

Что действительно удивляет, так это простота дизайна: по периметру натянут хомут, в середине обычная автомобильная ступица, к которой крепятся спицы образуя определенный рисунок. Важно, чтобы спицы устанавливались в своей последовательности. На прототипах каждой из компаний, занимающихся изобретением «колес будущего», рисунок неповторим. У каждого есть свои плюсы и минусы.

Где же будут использоваться безвоздушные шины? Действительно, эффективная конструкция позволит навсегда забыть о проколах, а также о разности давления приизменениях погоды. Кто же знал, что новейшие военные разработки могут распространяться и на гражданский транспорт. Но стоит отметить, что до конца эту идею не развили. Постоянно совершенствуются старые экземпляры. Серийно устанавливаются прототипы на газонокосилки, скутеры и гольф-машины. Если говорить о промышленной сфере, то новейшие технологии начали применять в отношении экскаваторов и погрузчиков. На автомобили их пока еще серийно не начали устанавливать. Безвоздушные шины нашли хорошее применение на велосипедах и инвалидных колясках.

Почему эта, казалось бы гениальная идея, не воплощается в реальности полностью? Да все потому, что при движении автомобиля, оборудованном безвоздушными шинами, на скорости больше 80 км/ч, кузов начинает испытывать вибрацию от колес. Это не очень хорошо, ведь резонанс может навредить сварным швам и различным креплениям кузова.

Можно выделить основные плюсы и минусы шин без воздуха. У безвоздушных шин имеются и недостатки, которые стоит устранить в будущем для эффективных продаж и выхода на мировой рынок. Сначала разберемся с положительными сторонами:

1. Благодаря резиновым спицам и простенкам любая неровность просто «проглатываются». Поверхность колеса принимает форму ямки или кочки.

2. Безвоздушное колесо может служить долго. Даже если колесо повреждено, то оно может выполнять возложенные на него функции в полной мере. Но это при условии общей целостности не менее 70%.

3. Не нужно проверять давление и производить подкачку. Если нет давления, значит и лопнуть такое колесо не может.

4. Новая резина будет весить намного меньше, чем свои предшественники. Исключается наличие диска, что положительно сказывается на подвеске. Улучшается также и ход автомобиля, он лучше держится на дороге. Если нет необходимости замены поврежденного колеса, значит и нет необходимости возить с собой уйму инструментов типа домкрата, насоса, болонного ключа и другого. Но опытные автовладельцы скажут обратное, ведь кто знает что может случиться на дороге. Если говорить о снижение веса, то это в первую очередь и экономия топлива.

5. Стоимость таких колес будет относительно низкой. Но это не относится к тому времени, когда пойдет настоящий БУМ на рынке автомобильных аксессуаров. Поэтому спешить с покупкой новейших технологий не стоит. Все равно к этому мы рано или поздно придем.

6. Установить безвоздушные шины можно на любой из автомобилей. Самые новые спорткары также будут оснащаться такими колесами. Стоит отметить, что даже завод ВАЗ подумывает над установкой на свои автомобили колес будущего.

7. Безвоздушная резина — очень перспективный вариант. Ведь в любой из дорожных ситуаций можно поменять верхний слой, который и контактирует с поверхностью дороги. При необходимости можно установить гоночный профиль, который улучшит сцепные и скоростные свойства. Что необходимо? Элементарная процедура, ведь нужно просто открутить болты и снять старый профиль. Далее устанавливаем новый и закручиваем болтами. Если появилась необходимость передвигаться в горах, то можно установить высокопрофильную резину.

Я думаю, что любой водитель отдаст предпочтение такой резине. Но нужно упомянуть и отрицательные стороны:

1. Стоит отметить максимальную допустимую скорость в 80 км/ч. Причина такого скоростного режима была описана ранее.

2. Некоторые виды безвоздушных колес издают шум, так же сильно нагреваются при длительной езде.

3. Если говорить о строительной технике, то какой груз смогут поднимать экскаваторы еще никто не знает. Безвоздушные шины для строительной техники очень важны, ведь на стройплощадках зачастую валяется мусор, который может пробить обычную покрышку.

4. Нет регулировки жесткости. Если есть необходимость проехать по мелкому песку, то нет возможности приспустить давление для увеличения площади контакта с дорогой. Конечно, можно заменить комплект резины на более широкую, но это необходимо делать в дороге, что не есть хорошо. Постоянно менять накладки не выход. но стоит отметить, что изнашиваться накладки будут медленнее, чем нынешние покрышки.

Но на данный момент безвоздушные шины — это технология будущего. Именно будущего, ведь на данный момент они не могут проявить себя. Технология требует доработок. Первыми, кто сможет официально приобрести такие колеса, станут жители США. Но не нужно расстраиваться, ведь это будут лишь недоработанные модели. В Российскую Федерацию данное новшество попадет позже, но доработанным и не требующим совершенствования. К тому же стоимость будет снижена. Может время ожидания будет не напрасным.

Новшество 21 века: безвоздушные шины. Преимущества и недостатки. изображение 1

Шины без воздуха – достоинства и недостатки, чего же больше? + видео » АвтоНоватор

Уже на протяжении многих лет производители шин всячески пытаются чем-то удивить своих клиентов, и, кстати говоря, у них это прекрасно получается. Так, совсем недавно на свет появились уникальные шины без воздуха. Давайте вместе разберемся, что же в них необычного?

Шины без воздуха – новинка в мире автомобилей?

Их конструкция чем-то напоминает колесо велосипеда, так как тоже состоит из весьма мощных резиновых спиц, при этом они могут быть как невероятно жесткими, так и достаточно мягкими. По результатам тестирования, такой тип покрышек великолепно подойдет самым обыкновенным и наиболее распространенным легковым автомобилям, а тот факт, что безвоздушные покрышки не боятся проколов, значительно сэкономит бюджет их владельцев.

Не столь давно в СМИ была обнародована информация о том, что довольно известный производитель внедорожных концептов – фирма Polaris – собирается уже в 2014 году представить всеобщему вниманию технику, которая будет работать на новейших уникальных безвоздушных шинах для авто. Однако, это далеко не единственная фирма, которая идет в ногу с современными технологиями. Так, например, Hankook уже оснастили такими колесами новенький Volkswagen e-Up, правда, не серийную версию, а машину со стайлинг-элементами от компании Abt, но, тем не менее, начало уже положено.

Покрышки без воздуха – конструкция

Как говорилось выше, их главной особенностью является наличие двух рядов крепких резиновых спиц (термопластичных) специального сечения. Данные спицы находятся в том месте колеса, где у стандартной покрышки расположена центральная часть, наполненная воздухом, и крепятся к ступице внахлест (друг за другом), а к ободу – через определенные промежутки.

Несмотря на довольно простоватый вид, эта конструкция потребовала достаточно серьезных и длительных расчетов, проводимых многими инженерами, и представляет собой цельный не только с протектором, но и со всем колесом элемент. Таким образом, данное колесо сможет с невероятной легкостью и непринужденностью поглощать все возможные удары, что будет весьма кстати, особенно учитывая качество нашего дорожного покрытия.

Но в случае с поперечным направлением такой гибрид удивит своими показателями жесткости, которые, по заявлению производителей, должны превышать стандартные минимум в пять раз.

Кстати говоря, результат работы корейской фирмы Hankook – покрышки без воздуха, соответствующие автомобильным шинам 155/80 R14, шириной 155 мм, общим диаметром 590 мм, а посадочным – 14 дюймов, изготавливаются из синтетического полиуретана, и на целых 95 % могут быть вторично переработаны. При этом очень важно подметить, что нет никаких вредных выбросов в атмосферу. Так что их можно назвать колесами завтрашнего дня, никаких проколов, экологически безопасные, да и почти на все сто процентов поддаются вторичной переработке.

Плюсы и минусы шин без воздуха

Что же, для того чтобы правильно подвести итоги, следует отметить все достоинства и, конечно же, недостатки таких чудо-колес. Начнем с преимуществ:

  • прежде всего, такие шины абсолютно не боятся проколов, а значит, смогут прослужить намного дольше;
  • они значительно легче обыкновенных колес, таким образом, расход топлива должен намного снизиться;
  • отсутствие вредных выбросов в атмосферу при переработке, что очень важно при нынешней экологической ситуации;
  • работают значительно тише пневматических;
  • при езде по неровной местности они не будут отскакивать, а следовательно, вероятность того, что авто может перевернуться, уменьшается.

Что же насчет недостатков: несмотря на то, что впервые о подобной конструкции услышали почти десять лет назад (в 2005 году), тем не менее, они до сих пор не поступили в широкую продажу. А во-вторых, их производители умалчивают даже об ориентировочной стоимости этих колес, так что вполне возможно, что даже со временем, когда о них заговорят намного больше, далеко не каждому автомобилисту будет по карману такое новшество. Но сейчас нет смысла гадать о том, что будет лет через двадцать, остается только ждать, чем же еще нас смогут удивить мировые производители шин.


Безвоздушные шины или за что можно благодарить Пентагон

Роман Барский

21 июня 2019, 04:45

Первые автомобильные шины представляли собой резиновую оболочку, наполненную воздухом. Появление пневматических шин произвело автомобильную революцию более ста лет назад, но прогресс не останавливается, и, начиная с 2005 года, мир заговорил о новом поколении шин.

С недавнего времени специалисты заговорили о новых покрышках – так называемых Твил. Tweel – сборный термин, производный от слов Tire — шина и Wheel – колесо. Новая шина и представляет собой симбиоз колеса и шины. 

По слухам, впервые о создании шин, которые невозможно повредить, задумался Пентагон, выделив на это солидное финансирование.

Военная техника, снабженная такими шинами, становится практически неуязвимой для обстрелов, повышается ее проходимость.  

Около 20% шин выбрасывается ежегодно из-за проколов или неравномерного износа. В общей сложности 200 миллионов шин ежегодно выходят из эксплуатации.

 

Конструкция

 

Центральное основание, устанавливаемое на ось, от которого отходят спицы из полиуретана, снаружи колеса находится протектор. Во время движения спицы и протектор деформируются, контактируя с дорогой, а потом возвращаются в первоначальное положение. Благодаря особому сечению спиц они сгибаются в одной плоскости, препятствуя деформации колеса при возникновении боковой нагрузки.

 

  • Двигаясь по неровной дороге безвоздушные шины как будто поглощают неровности, меняя свою первоначальную форму и возвращаясь к ней;
  • Такая шина не нуждается в постоянном контроле давления воздуха;
  • Ресурс использования шины – пока цело 70% ее элементов, повредить такую шину практически невозможно;
  • Меньший, по сравнению с пневматической шиной вес. Легкая замена;
  • Оптимизация расхода горючего;
  • Планируется, что стоимость инновационной шины не превысит стоимость пневматической;
  • Долговечность, износостойкость. Профиль не подвержен истиранию.
  • Пока безвоздушные шины не получили массового применения.

 

На данный момент разработчики решают вопросы по вибрации кузова автомобиля,  грузоподъемности шин, одинаковой жесткости безвоздушных шин, которую тяжело корректировать.

Переход на безвоздушные шины позволит снизить количество вредных выбросов в процессе их производства. 

General Motors планирует начать тестирование прототипов шин в реальных условиях позже в этом году на электромобилях Bolt своего мичиганского автопарка.

Компании General Motors и Michelin сообщили о сотрудничестве по разработке технологии безвоздушных шин. Компании уже представили плод сотрудничества — безвоздушные шины Uptis (Unique Puncture-proof Tire System), которые будут тестировать на электромобилях Chevrolet Bolt.Uptis (Unique Puncture-proof Tire System; в переводе — «уникальная, устойчивая к проколам система шин») включает внешний протектор и мягкий обод, между которыми — «спицы» из смеси композитного каучука и полимерного стекловолокна. 

Благодаря этому обеспечивается возможность использования такой шины на высокой скорости движения, которую автомобиль может развивать на автомагистралях. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Ранфлэт, или жизнь без проколов: изучаем технологии защищенных шин

Почему внутри воздух

Первые резиновые покрышки, которые пришли на смену деревянным и окованным ободьям, были непробиваемыми и совершенно не боялись гвоздей – более того, в каждом колесе машины тогда гвоздей и штатно могло быть несколько. Впрочем, ценились обода, собранные без единого гвоздя или болта – это считалось работой мастера. Но к началу автомобилизации планеты цельнодеревянные колеса, обитые резиной, были уже далеко не передовой технологией: настала пора пневматических шин.

Первый патент на привычную нам «пневматику» появился в 1848 году и был взят на имя Роберта Томпсона. Идея дошла и до практической реализации, причем тесты убедительно доказали превосходство пневматических шин перед твердыми колесами: тяговое усилие на твердом покрытии уменьшилось на 37%, а на гравии и грунте – на уже на 68%. И это не считая принципиального изменения в комфорте передвижения.

После истечения действия патента в 1878 году следующую попытку предпринял весьма известный и поныне Джон Данлоп: в 1888 он снова запатентовал пневматическую покрышку и начал серийное производство таких шин для велосипедов и конных повозок. Кстати, времена тогда были суровые, патентные тролли и просто прожектеры уже существовали, так что патентов на эту технологию на самом деле было довольно много. Но все они сводились к простым системам с камерой внутри покрышки или «пневмотрубкой» – камерой и шиной в одном флаконе.

Продвижению пневматики способствовало увлечение велоспортом в то время. Велосипед для обывателя был чем-то вроде легкового автомобиля сейчас – не у всех они были, но многие хотели бы такой приобрести, а желание как можно эффективнее использовать скудные человеческие силы вынуждало применять наиболее эффективные колеса. Технологию улучшали: история сохранила имена многих причастных изобретателей, например, Чайлда Уэлча, Андрэ и Эдуарда Мишленов. Постепенно оформлялась привычная нам конструкция с покрышкой, которая фиксировалась на ободе, и внутри которой находилась камера или камеры с воздухом. В 1885 году успех в гонке Париж-Бордо принес известность братьям Мишлен, а в 1896 году английская автомобильная фирма «Ланчестер» стала первой маркой, серийно устанавливающей покрышки бренда Dunlop. К началу двадцатого века количество компаний-изготовителей покрышек для авто исчислялось десятками, а сами покрышки устанавливали и на автомобили, и на пассажирские кареты.

На фото: Lanchester Модель 1914На фото: Lanchester. Модель 1914 года

Проблема проколов остро стояла с самого начала, неприятности случались буквально каждую сотню километров. Это неудивительно, учитывая сколько гвоздей таилось в грязи грунтовых дорог – ведь основной тяговой силой были лошади, а их подковывали, и подковы крепились именно гвоздями. Повреждались и камеры, и сами покрышки. Корд был текстильным и очень слабым. Существенно ситуация улучшилась только в двадцатые годы с применением нейлонового корда и вискозы в составе покрышек, а также с переходом на металлокордные покрышки в середине века. Боролись с проколами простыми методами – дырки заклеивали, а у водителя в запасе всегда было несколько колес. Гонщики же, отправлявшиеся в дальние «раллийные» рейды, и вовсе везли с собой десятки «запасок».

Боремся с проколами: обойдемся без воздуха

В условиях уже полного доминирования пневматических покрышек на легковых автомобилях их применение на тяжелой технике и особенно военных машинах было крайне ограниченным. Тяжелый грузовик не поднять руками за ось, чтобы снять колесо и заменить покрышку. А в бою пневматика совершенно бесполезна – она легко пробивается пулями и осколками и повреждается даже колючей проволокой, а обездвиженная машина становится легкой мишенью. И заменить колесо под огнем, опять же, крайне сложно. Так что именно запросы военных в годы Первой мировой войны стали основной движущей силой в развитии непробиваемых шин.

Цельнорезиновые обода были не самым удачным решением, но инженеры быстро нашли вполне эффективную вариацию, годную для небольшой скорости. Наполненные эластичной массой в виде вспененного каучука или резиновых жгутов покрышки имели характеристики заметно лучше, чем у твердых ободьев. На твердом покрытии тяговое усилие уменьшалось на 20-30%, а на мягких грунтах на все 50% по сравнению с цельностальным колесом и резиновым облоем.

Русскоязычное название таких покрышек «гусматик» пошло от названия смеси, предложенной химиком А. Гусом перед Первой мировой войной, а английский вариант «NTP» расшифровывается просто как Non-Pneumatic-tire. Сейчас подобного рода конструкции известны как покрышки с губчатой камерой, и встретить их довольно легко – нужно лишь приглядеться к колесам пушек в любой экспозиции времен Великой Отечественной.

В дальнейшем прогресс подобного рода покрышек определялся именно характеристиками смеси-наполнителя. Правильно подобранная упругость позволяла на твердом покрытии и умеренной скорости получить характеристики, сравнимые с обычными покрышками. При этом шина не боялась повреждений, даже после попадания снаряда она оставалась на диске, и машина могла передвигаться.

К сожалению, с повышением скорости проявлялись и недостатки такого типа колес. Состав ощутимо нагревался при быстром движении, что приводило к вздутиям, разрывам и даже возгораниям покрышек. Жесткость состава по ободу неизбежно колебалась, и вибрации, а также высокая масса колеса разрушали ходовую часть машин. Прогресс в создании наполнителей позволил обеспечить безопасную скорость на уровне 50 километров в час, но, похоже, это предел, за которым конструкция потребовала серьезного усложнения.

На легковых автомобилях подобные колеса в двадцатом веке практически не применялись, ограниченное использование на ранних грузовиках и автобусах было связано со слабой несущей способностью пневматических покрышек и сложностями с заменой колес при проколах. Но со временем дороги стали лучше, а пневматика – крепче, и о гражданском применении гусматиков забыли.

Ажурные конструкции будушего

С появлением новых полимерных составов появилась и возможность создания эффективных решений такого рода в виде ячеистых структур с воздушным охлаждением на базе каркаса из полиуретана, углепластика и металла. Более высокая несущая способность современных пластиков и возможность компьютерного расчета сложных структур позволяет создавать конструкции с заданным модулем упругости в разных направлениях, что потенциально может быть применено для покрышек обычных «гражданских» автомобилей.

Пожалуй, самыми известными проектами подобного рода за последние два десятилетия стали появившиеся в 2005 году колеса Tweel от компании Michelin. Их ячеистая структура стала визитной карточкой новой технологии непневматических шин, а акцент был сделан именно на применении на обычных легковых машинах. Американские военные тем временем отдали предпочтение проекту компании Resilient Technologies и Центра полимерной инженерии при университете Висконсина в Мэдисоне (University of Wisconsin-Madison’s Polymer Engineering Center), которые предложили по сути схожую конструкцию.

Отметились на поприще создания гражданских непневматических покрышек также компании Bridgestone, Polaris и Hankook, причем последняя уверенно продвигает технологию, выставляя все новые прототипы. Michelin даже обещал серийные покрышки такого рода к 2015 году, но, видимо, «что-то случилось»… Впрочем, вполне возможно, что мы увидим подобные колеса в ближайшее время – уж больно интересные возможности открывает технология. На городских машинках можно полностью отказаться от сложных подвесок, карданных валов, ШРУС, сайлентблоков и шаровых опор – ведь у такой покрышки жесткость в продольном и поперечном направлении не связаны, а значит, можно возложить на нее и функции подвески без ухудшения управляемости и сцепления с дорогой.

Как резервный вариант

Впрочем, с непневматическими шинами-гусматиками мы еще не закончили – они иногда скрываются под оболочкой обычной пневматики. Речь о шинах для бронированных машин, гражданских и не очень.

Гибрид пневматической покрышки и гусматика пытались разработать очень давно, еще в 30-е годы производились покрышки с цельнолитой внутренней частью, на которую монтировалась многокамерная шина. Например, компания Michelin представила в 1934 году покрышки подобной конструкции. Предназначались они в первую очередь для банковских броневиков и рейсовых троллейбусов. На машинах Chrysler в 1958 году появились покрышки Goodyear Tire и Rubber Company с несущим ободом – это позволяло решить проблему безопасности при быстрой потере давления в камерной резине, машина сохраняла управляемость при проколе колеса.

До массового внедрения бескамерной резины проблема была актуальной, и подобные технологии иногда появлялись как дополнительное оснащение для дорогих моделей машин. В семидесятые годы эти технологии применялись в шинах бронетранспортера Mowag Piranha: его высокопрофильные колеса имели внутри небольшую вставку, которая позволяла сохранить подвижность при серьезной потере давления.

Сейчас наследниками подобной технологии выступают, например, Michelin PAX и Bridgestone Support Ring System, которые применяются на машинах скрытого бронирования европейских и американских производителей. На ободе колеса смонтировано кольцо из полимера, а поверх надета пневматическая покрышка. В обычном режиме, когда в колесе есть давление, зазор между внешней покрышкой и ободом гусматика составляет несколько сантиметров, и автомобиль двигается, как на обычных колесах. А при проколе или другом повреждении колеса вставка обеспечит движение на скорости до 80 километров в час – конечно, с некоторой потерей управляемости. Подобные технологии используются и военными, правда, обычно в сочетании с «самозатягивающимися» покрышками и системой централизованной подкачки колес.

Починка на ходу

Рост скорости колесных машин вынудил военных в 50-е годы искать другие решения, помимо гусматиков. Отличное сочетание качеств дала как раз вышеупомянутая технология самозатягивающихся покрышек и система централизованной подкачки шин. Самоуплотняющийся состав на внутренней поверхности покрышки или специальная полимеризующаяся при проколе жидкость в сочетании с системой подкачки и аварийными ободами, как у Mowag Piranha, позволили отложить непневматические технологии на несколько десятков лет. Но поскольку нас интересует в первую очередь «гражданское» применение, надо отметить, что компания Continental выпускает покрышки с технологией ContiSeal для обычных легковых машин. Линейка включает шины практически любых необходимых размерностей, но с акцентом в основном на легкие спортивные авто – причем шины существуют и в зимнем исполнении. Технология позволяет избежать потери давления при проколах диаметром до 5 мм или не проникающих через дополнительный слой повреждениях, в том числе неглубоких порезах боковин.

Альтернативный вариант знаком многим владельцам родстеров BMW до «эпохи RunFlat». Компрессор в багажнике и баллон с составом для заделки отверстий весьма эффективно решали проблему небольших проколов. Но тут владельцу в любом случае приходилось остановиться. Впрочем, подобное «улучшение» доступно любому автолюбителю с бескамерной покрышкой, и герметик вовсе не обязателен – иногда можно поставить ремонтный жгут самостоятельно и подкачать колесо или просто подкачать и доехать до ближайшего шиномонтажа.

Почему самонесущие?

Так почему же после стольких лет попыток сделать пневматику нечувствительной к проколам и выпуска множества различных конструкций, наконец, появилась технология, которая смогла закрепиться на рынке? Конечно, свою роль здесь играет прогресс в технологиях: с 1973 года утекло много воды, и RunFlat стала намного удобнее в применении благодаря появлению новых полимеров, которые позволяют создать достаточно мягкую боковину с высокой несущей способностью, но это не определяющий фактор. В первую очередь надо отметить, что причина, скорее, не в технологиях создания покрышек, а в автомобильном рынке.

Массу и внутренний объем машины стараются использовать как можно более эффективно. Огромный объем сервисной электроники, большое число сервисных механизмов, рост массы кузова из-за повышения требований к безопасности и увеличение мощности заставляют искать способы хотя бы сохранить общую массу машины за счет отказа от традиционных резервов. А вес запасного колеса и домкрата для современного кроссовера – уже очень существенная величина. Даже докатка получается громоздкой, иначе ее просто не «надеть» на огромные тормозные механизмы. К тому же стоимость современных высокотехнологичных колес составляет заметную долю в цене машины, и небольшое улучшение, способствующее повышению надежности, только приветствуется.

Дополнительным фактором, способствующим закреплению безопасных шин, стало развитие технологий контроля давления шин и улучшение подвесок. Система TPMS (контроля давления) позволяет избежать косвенных опасностей применения покрышек RunFlat в виде незаметности повреждения и вероятности перегрева и полного разрушения покрышки из-за этой оплошности. А прогресс в строении подвесок позволяет сохранить комфорт и управляемость в машине даже с жесткой боковиной, хуже фильтрующей неровности дорожного полотна.

В остальном самонесущие шины – это самый простой и технологичный способ перейти от обычных покрышек к проколоустойчивым. Отличия в технологиях создания шин, дисков и операциях шиномонтажа минимальны, а эффект – более чем достаточный для стран с развитой дорожной инфраструктурой. В технологии отсутствует избыточный запас прочности, который необходим для военного и полицейского применения, такие покрышки не рассчитаны на повреждения от взрывов, разнообразных заградительных полос и так далее, зато и цена решения сравнительно невелика.

И вместо глубоких выводов

Столько лет производители искали способы избежать или уменьшить риски проколов – и вот решение вроде бы найдено. Ведь 5% рынка покрышек – не так уж мало, но вместе с тем 95% – это обычные пневматические шины. За 150 лет они стали бескамерными, стойкими к проколам, порезам, ударам… Их настолько редко повреждают, что запасное колесо по сути стало бесполезным. В крайнем случае есть сотовый телефон и службы поддержки на дорогах. В совсем крайнем случае – эвакуатор. Сейчас безопасные шины интересны индустрии в первую очередь потому что эластомеры обладают прогрессивными характеристиками податливости, которые можно задать в широком диапазоне. И успех RunFlat, скорее всего, ничего не изменит – такие покрышки попросту нужны весьма ограниченному кругу покупателей.

Опрос

А вы считаете RunFlat необходимостью для современного автомобиля?

Всего голосов:

Палки в колесах — Авторевю

Ну не совсем палки, конечно: так выглядят сбоку гибкие полиуретановые пластины в безвоздушных колесах Michelin X Tweel. Мишленовцы заявляют, что в будущем эти шины могут потеснить обычные пневматические, — а пока я ездил на погрузчике, который был обут в них.

Когда я слышу выражение «безвоздушная шина», в голову приходят детские воспоминания о велосипеде Дружок с цельнолитыми, то есть целиком отлитыми из резины, покрышками. Ехать, конечно, было жестковато (хотя в детском возрасте это не так важно), зато можно было не бояться проколоть колесо гвоздем или стекляшкой.

Но оказывается, безвоздушное колесо не всегда бывает жестким! Компания Michelin начала разработку безвоздушных шин c полиуретановыми пластинами внутри на рубеже двухтысячных, а в 2004 году на Парижском автосалоне представила первое такое концептуальное колесо.

Полиуретановые пластины ­достаточно жесткие

Здесь центральный диск, пластины, а также обод с металлическим кордом и резиновым протектором представляют собой одно целое, причем пластины заменяют воздух, которым надута обычная шина. При наезде на препятствие пластины, расположенные внизу колеса, изгибаются, а остальные помогают им, натягиваясь и распределяя нагрузку.

Но об установке таких колес на автомобили речи пока не идет: сперва «безвоздушки» должны пройти огромное количество тестов и испытаний на самых разных покрытиях. Именно поэтому первая серийная модель, X Tweel (Tire+Wheel, «шина+колесо»), предназначена для техники, которая работает в более-менее постоянных условиях, — газонокосилок и мини-погрузчиков.

Мини-погрузчик — машинка с ковшом cпереди, которая поворачивает посредством затормаживания колес одного или другого борта. Эту технику выпускают такие фирмы, как Bobcat, Case или JCB, — на погрузчиках последней марки, оснащенных 85-сильным мотором Dieselmax, я и катался.

Управление настолько элементарное, что с ним справится даже ребенок. Толкнул рычаг — ­поехал вперед, потянул на себя — задний ход, отпустил — остановился. Еще на полу есть педаль «ускорения»: если нажать на нее, ­поедешь быстрее. Поворот — с помощью рычагов, будто едешь на маленьком танке. А больше всего удивила обзорность: ковш настолько хорошо виден, что можно проезжать буквально в миллиметрах от препятствия. Кстати, упругой подвеской мини-погрузчики обделены, поэтому вся амортизация — только за счет шин.

В моем распоряжении было три погрузчика. Один — на пневматических покрышках, второй — на цельнолитых (­да-да, как детский велосипед), у третьего — Michelin X Tweel. Ковши целиком заполнены гравием, а испытательная площадка — с препятствиями в виде брусьев и камней.

Сперва — JCB на цельнолитых шинах. Он прыгал на камнях как горный козел, вытрясая из ковша гравий, а из меня — душу. Конечно, такие колеса не боятся проколов, но работать на них весь день — увольте! В общем, жестко и к тому же очень дорого (сколько — скажем чуть позже).

Второй погрузчик — на обычной пневматике. Он уже помягче заезжал на препятствия, но, съезжая с них, подпрыгивал как мячик. Конечно, здесь не так жестко, как на «литье», однако постоянно прыгать — тоже мало удовольствия.

Ну а как покажет себя Tweel? Я ожидал каких-то необычайных ощущений — да нет, препятствия погрузчик, конечно, все равно проходит грубовато. Но прыжки и жесткие удары почти полностью исчезли, а гравий не вылетал из ковша даже тогда, когда я придавил педаль акселератора на препятствии из камней.

Вот только как обстоят дела с надежностью? Мишленовцы настоятельно не рекомендуют использовать эти колеса там, где есть риск повредить довольно нежные полиуретановые пластинки. В то же время утверждается, что поломка одной—двух пластин не повлияет на работу колеса, а его температурный диапазон — от минус 40 до плюс 50 градусов.

И наконец, самое интересное: шины Michelin X Tweel c посадочным диаметром 16,5 дюйма для погрузчиков начнут продаваться в России следующей весной. Стоимость пока не определена, но в США, где эти колеса производятся и уже пару лет продаются, они стоят порядка 900$ за штуку. Цена цельнолитых колес для погрузчиков примерно такая же, а вот пневматических — почти вдвое меньше. При этом мишленовцы обещают со временем начать в России восстановление безвоздушных шин (протектор позволяет делать это до трех—пяти раз), а также — ремонтировать пластины.

И глядя на то, как бодро гнутся пластинки при наезде погрузчика на бордюр, я уже готов представить, что через несколько лет появятся аналогичные «безвоздушки» и для автомобилей. Будем ездить с «палками» в колесах?

особенности технологии / Виды конструкций.

Новинкой среди покрышек считаются безвоздушные шины. Благодаря особой конструкции изделия успешно справляются с разными видами преград при движении по пересеченной местности, и при этом полностью сохраняют способность к управлению.

Особенности безвоздушных шин

Особенностью безвоздушных колес является абсолютная невосприимчивость к проколам.

Другие достоинства изделий:

  • незначительный вес;
  • адаптация формы в соответствии с рельефом местности;
  • длительный срок эксплуатации;
  • постоянство высоты и профиля;
  • отпадает необходимость в контроле давления воздуха и подкачки;
  • улучшение управляемости транспортным средством;
  • снижение расхода топлива от 2 до 10 %.

Что касается стоимости, то со временем она будет сравнима с ценой надувной шины диска.

Однако следует упомянуть и о слабых сторонах:

  • низкая грузоподъемность;
  • появление вибрации кузова при увеличении скорости;
  • некоторые конструкции создают повышенный уровень шума и способны перегреваться;
  • отсутствие возможности регулировки жесткости, что затрудняет передвижение в условиях бездорожья.

История появления безвоздушных шин

Считается, что к появлению безвоздушных шин причастно военное ведомство США. Технику с таким оснащением отличает высокая проходимость. Она не боится пробоин и сохраняет рабочие характеристики даже при 30 % повреждении общей структуры. Шины являются негорючими, так как для их изготовления используются огнестойкие материалы.

Для гражданских целей разработчиком изделий стала компания Michelin. Она получила патент на изобретение в 2005 году. Поначалу конструкция имела ряд недоработок, что создавало значительные ограничения по скорости. Поэтому на первом этапе колеса применяли только для инвалидных колясок, скутеров и некоторых видов спецтехники.

Сферы применения

Новинка, устойчивая к проколам, позволяет, не беспокоится о поддержании давления воздуха. Однако область применения шин без воздуха пока ограничена. Их устанавливают на газонокосилки, велосипеды, скутеры, экскаваторы, погрузчики, машины для гольфа, инвалидные коляски. Широкому использованию мешает верхний предел скорости. Дело в том, что при превышении показателя 80 км/ч возникает сильная вибрация кузова автомобиля. Это чревато разрушением сварных швов и крепежных элементов.

Как устроена безвоздушная шина

Проектированием и выпуском безвоздушных шин занимается несколько компаний. Их изделия отличаются конструкционными особенностями.

Во время работы спицы и протектор от контакта с дорожным покрытием деформируются, а затем возвращаются в исходное положение. Этому способствует особое сечение спиц, обеспечивающее прогиб в одной плоскости без появления деформации в других направлениях.

Устройство колеса включает: стяжной хомут и ступицу. К последней крепятся в определенной последовательности полиуретановые спицы. Оптимальное расстояние между ними подбирает компьютер. Растяжной хомут отвечает за внешний вид резины. Для изготовления используют полиуретан, смолу, термоволокно. Это описание соответствует изделиям от Michelin.

Компания Polaris предложила свой способ расположения спиц из композиционных материалов, который отдаленно напоминает пчелиные соты. Благодаря этому колеса получают способность к изменению жесткости, проще справляются с преодолением неровностей.

Шины от Bridgestone отличаются устройством каркаса, который состоит из пластин. Элементы из переработанной смолы за счет особого расположения образуют сетчатую структуру. Однако эксплуатационные характеристики таких изделий более низкие: допустимая скорость — 64 км/ч, грузоподъемность — 150 кг.

Производители из Кореи создали разработку I-Flex, в которой шина и обод объединены в одно целое. Она практически полностью выполнена из вторичных материалов. В ходе усовершенствования, изделие смогло преодолеть скоростной барьер. Максимальное значение составило согласно тестам 130 км/ч. Новые модели корейской фирмы Hankook представлены еще четырьмя видами шин, но они пока находятся в процессе испытаний.

Типы конструкций

Существуют безвоздушные колеса открытого и закрытого типа.

В первом варианте роль воздуха исполняют спицы из полиуретана.

Второй тип имеет боковые стенки, внутри заполнен стекловолокном и композитными ребрами. По внешнему виду он схож с бескамерным колесом.

Согласно испытаниям лучшими характеристиками обладает открытая система. Ее преимущества:

  • более легкое изготовления;
  • меньший расход материала;
  • простое обнаружение и устранение возможных дефектов.

Безвоздушные шины еще находятся на стадии доработки. Усовершенствование конструкции может занять некоторое время, поэтому о массовом применении говорить пока рано. Перед разработчиками стоит ряд задач:

  • улучшение сопротивления качению в соответствии со стандартами;
  • снижение уровня шума;
  • повышение стойкости к нагреванию при скоростном движении.

Обзор Michelin Uptis — шины без воздуха

Michelin совместно с американским автопроизводителем General Motors разработал настоящие «колеса будущего» — безвоздушные шины Michelin Uptis. Мы побывали на секретном тест-треке компании во Франции и прокатились на машине с такими шинами.

О впечатлениях и самих шинах подробно рассказываем в ролике:

 

Внешний протектор выглядит обычно и не отличается от любых других шин. А вот между ним и внутренний ободом натянуты мягкие спицы из смеси композитного каучука и полимерного стекловолкна.

Преимуществ у шин Michelin Uptis много. Например, не нужно следить за давлением в них, не нужно бояться наезда на гвозди или другие острые предметы. Да и прослужат они дольше, чем традиционные шины.

Если что-то попадет в отверстие между спицами, то, по словам представителей Michelin, шины сами вытолкнут инородное тело. Что касается смены дисков, то тут есть нюанс — колеса поставляются в сборе и поэтому изначально нужно будет заказывать шины с теми дисками, которые вам нравятся.

Сейчас автомобили производства General Motors, например, Chevrolet, Cadillac и другие, поставляются с шинами от Michelin. Не исключено, что именно этот автоконцерн начнет первым в свои машины устанавливать шины нового формата, но пока они еще проходят испытания. До того, как Michelin Uptis появятся на серийных автомобилях, пройдет еще около пяти лет.




Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о