• Главная
→
• Шинные новости
→
• Новости 2013
→
• Как работают безвоздушные шины.

Как работают безвоздушные шины.

Больше ста лет тому назад автомобили ездили на шинах, которые представляли собой воздушные подушки в резиновой оболочке. Пневматические шины хорошо послужили водителям как на дорогах, так и на бездорожье, однако, похоже, им готовится новая смена: в компании Michelin разработали безвоздушные шины — Tweel.

В этой статье мы рассмотрим технологию производства и работы безвоздушных шин, из преимущества и недостатки перед обычными пневматическими шинами способы применения этой инновации в будущем.

 Впервые Michelin заявил о создании Tweel в 2005 году. Название Tweel образовано из двух английских слов — Tire (шина) и Wheel (колесо). Твил — это не обычное колесо.

В центре прочное основание, устанавливающиеся на ось, а от него отходят полиуретановые спицы. По внешнему краю твила расположен протектор. Внешне твил напоминает большое футуристическое велосипедное колесо.

На дороге твил поглощает неровности дорожного полотна точно так же, как это делает обычная пневматическая шина. Протектор и спицы деформируются при контакте с неровностями дороги, а потом возвращаются в первоначальное положение. Гибкость спиц и протектора твилов может различаться в зависимости от пожеланий и потребностей водителя. Более гибкие спицы обеспечивают более комфортное вождение и лучшую управляемость. Более жестким твилам также найдется достойное применение. Но, как бы то ни было, степень жесткости твила задается раз и навсегда во время производства, позднее изменить ее нельзя, в отличие от обычной, воздушной шины, в которой достаточно изменить давление воздуха. Во время проведения тестов Michelin установил на автомобиль Audi A4 твилы, жесткость которых была в пять раз выше, чем у обычных пневматических шин, чтобы добиться «очень четкой управляемости».

Как утверждают в Michelin, «прототипы Tweel... отличаются на пять процентов сниженным сопротивлением качению по сравнению с обычными пневматическими шинами. Это позволяет экономить примерно один процент топлива». Поскольку Michelin продолжает работать над усовершенствованием твила, можно предположить, что в ближайшем будущем этот прототип станет более экономичным.

Пневматические шины.

Пневматические шины состоят из воздухонепроницаемой оболочки, наполненной воздухом. Протектор, как правило, укрепленный стальным кордом или иными материалами, создает пятно контакта шины с дорогой. Давление внутри шины намного выше атмосферного давления снаружи, что позволяет шине сохранять свою форму даже когда ей приходится выдерживать вес тяжелого автомобиля. Давление внутри шины противодействует силам, деформирующим шину и в определенной степени действует как подушка, смягчая неровности дорожного полотна. Если вам когда бы то ни было приходилось ездить в телеге или карете, на которые установлены старые колеса с деревянным ободом, вы поймете разницу.

У пневматических шин есть и свои недостатки, касающиеся как комфорта и ходовых качеств, так и безопасности. Главной проблемой таких шин был и остается опасность прокола, в результате которого шина может полностью выйти из строя. Прокол шины на высокой скорости может стать причиной серьезной дорожной аварии. В военных автомобилях шины могут быть повреждены в результате обстрела. Самый страшный ночной кошмар многих военных — застрять в зоне боевых действий из-за лопнувших шин. Очевидно, что безвоздушным шинам такие повреждения не страшны.

Другая проблема пневматических шин связана с давлением воздуха и ходовыми качествами шин. Пониженное давление повышает тяговые свойства и повышает уровень комфорта, потому что шины «сплющиваются», увеличивая пятно контакта с дорогой. Но давление внутри шины влияет не только на вертикальную, но и на поперечную жесткость. Так что при понижении давления начинают изгибаться боковины, что негативно сказывается на управляемости. В безвоздушных шинах жесткость боковин и протектора не взаимосвязаны. Кроме того, есть и другие проблемы, связанные с давлением воздуха — например, немногие водители своевременно контролируют его, так что шины многих автомобилей накачаны неправильно, что в свою очередь негативно влияет на дорожную обстановку в целом.

Кроме того, пневматические шины подвержены влиянию окружающей температуры, из-за чего внутреннее давление в шинах также может изменяться.

Будущее безвоздушных шин.

Тем не менее, и у твилов есть свои недостатки (помимо названия). Самый серьезный из них — вибрация. На скорости 80 км/ч вибрация весьма ощутимая. Само по себе это не проблема, однако вибрация вызывает еще два нежелательных эффекта: шум и тепло. Быстро движущийся твил издает неприятный громкий звук, а при движении на дальние дистанции эти колеса сильно нагреваются.

Другая проблема связана с состоянием автомобильной индустрии в целом. Производство и обслуживание твилов кардинальным образом отличаются от работы с пневматическими шинами. Необходимо будет построить или переоснастить множество заводов, заменить оборудование в тысячах автомастерских, обучить работе с твилами десятки тысяч рабочих.

Вот почему Michelin не планирует в ближайшее время выкатывать Tweel в розничную продажу. «Радиальные шины останутся основным стандартом еще на очень долгое время», — говорится в пресс-релизе Michelin, посвященном технологии Tweel. Планируется, что пока твил будет использоваться для тихоходной техники — в этом случае вибрация не будет серьезной проблемой, а жесткость конструкции твила — главным преимуществом. Во время публичной демонстрации Tweel инженеры Michelin установили прототипы на iBOT — устройство для людей с ограниченной подвижностью и четырехколесный самобалансирующийся сегвей Centaur.