Безвоздушные автомобильные шины уже давно представлены компанией Michelin в 2005 году. Концепция безвоздушных радиальных шин Tweel (от слова «шина и колесо») представляет собой комбинацию шины и колеса, которая может заменить существующую шину, колесо и клапан в сборе. Это было настоящее революционное открытие, направленное на устранение проблем со спущенными шинами, увеличением выбросов CO2 и другими проблемами, связанными с обычными шинами.
Безвоздушные шины были изобретены доктором Тимом Райном, старшим научным сотрудником Michelin Americas Research and Development Corporation, который получил должное признание за свой вклад в эту революционную разработку шин.
В конце 1990-х за обедом со своим коллегой, инженером Michelin и соавтором безвоздушной радиальной шины, Стивом Кроном, им пришла в голову идея сложной технологии пневматических шин.
Они начали исследовать новые и революционные концепции для этого важного компонента мобильности радиальной шины, которая не требует воздуха. Доктор Райн описал это как момент озарения. Безвоздушные автомобильные шины Michelin состоят из жесткой ступицы, которая соединена с поперечным бандажом гибкими и деформируемыми полиуретановыми спицами и протекторным браслетом. Все они функционируют как единое целое. Затем в октябре 2012 года, в октябре 2012 года, коммерческий запуск шин Michelin X-TWEEL SSL для мини-погрузчиков.
Michelin «Tweel» обладает амортизирующими, грузоподъемными и управляемыми характеристиками, которые выгодно отличаются от обычных пневматических шин, но они утверждают, что шина будет иметь сильную вибрацию при движении на скорости более 80 км/ч (50 миль в час). Таким образом, безвоздушные автомобильные шины предназначены только для квадроциклов, тележек для гольфа и транспортных средств с бортовым поворотом. Однако Michelin и GM объявили, что планируют выпустить новую безвоздушную шину для легковых автомобилей в 2024 году.
Действительно, автомобильная инженерная группа факультета машиностроения Университета Клемсона в рамках проекта NIST ATP в настоящее время совместно с Michelin разрабатывает безвоздушную шину с низкими потерями энергии.
В 1938 году Дж. В. Мартин из Нью-Йорка изобрел защитную шину с обручами из гикори, заключенными в резину и оснащенными перекрещивающимися спицами из ребристой резины, способными проезжать блоки диаметром более 100 мм (4 дюйма) при испытаниях на беспружинном испытательном автомобиле. Говорят, что он прошел успешные испытания, но так и не увенчался успехом. Но тем не менее, это явный предшественник Tweel. Их исполнение почти одинаковое, но с использованием разных технологий материалов.
Когда вы говорите о первом, самое первое использование непневматической шины было на самом деле в 1970-х годах для НАСА, оснащенного лунным вездеходом «Аполлон». Колеса были изготовлены с алюминиевой ступицей, а революционные безвоздушные шины состояли из плетеных стальных прядей, покрытых цинком.
Но тяга, необходимая на Луне, была явно больше, учитывая атмосферу и местность, поэтому площадь контакта была частично покрыта титановыми шевронами. Такая технология, очевидно, не нужна и слишком дорога (дороже всего транспортного средства) для наземных приложений.
Crocodile Tyres, компания из Квинсленда, Австралия, занимается разработкой и коммерциализацией безвоздушных шин Off The Road (OTR), разработанных специально для тяжелой промышленной, сельскохозяйственной, строительной и горнодобывающей техники.
Big Tyre, также из Австралии, также разрабатывает непневматические и цельные колеса, которые должны быть устойчивыми к проколам (безвоздушным) и безопасными колесами, подходящими для тяжелых условий, таких как военные и горнодобывающая промышленность. Resilient Technologies совместно с Инженерным центром полимеров Университета Висконсина в Мэдисоне также создают непневматические шины с толстым черным протектором на основе полимерных сотовых оболочек. Их безвоздушные шины прошли испытания и используются армией США.
Bridgestone также объявила, что они разработают «безвоздушную» или непневматическую шину для рынка легковых автомобилей, и это вызвало интерес у многих водителей. Технология безвоздушных шин Bridgestone предлагает уникальную конструкцию спиц, способную выдерживать вес автомобиля, поскольку она эффективно устраняет необходимость периодической накачки шин воздухом.
В 2013 году Bridgestone представила концепцию безвоздушной концептуальной непневматической шины второго поколения. Она отличается улучшенными ходовыми качествами, несущей способностью и экологичным дизайном. Однако существуют разработки и усовершенствования, которые необходимо внести, прежде чем безвоздушные шины станут доступными для потребителей.
Им все еще нужно найти способ избежать попадания мусора в спицы, а также разработать лучший способ равномерного распределения веса и последовательной передачи нагрузки.
Недостатком безвоздушных автомобильных шин является стоимость. Tweel стоит от 239 долларов за косилку с нулевым поворотом до 750 долларов за UTV. При цене 750 долларов за шину шины определенно не будут дешевыми. И если вы не думаете, что это признак того, что для вашего реального автомобиля это должно произойти, эти безвоздушные автомобильные колеса рассчитаны только на скорость 50 км/ч, и у Мишлен пока нет планов по выпуску полноразмерной модели.
Безвоздушные автомобильные шины:другие часто задаваемые вопросы
Теоретически безвоздушная шина — не только хорошая идея, но и отличная. Безвоздушные автомобильные шины означают отсутствие спущенных шин, отсутствие необходимости в запасных шинах, экономию средств для тяжелой промышленности, сокращение выбросов CO2 и использование экологически чистых материалов.
С безвоздушными автомобильными шинами вам не нужно беспокоиться о протечках шин, потому что не будет утечки воздуха. Если вам случится наехать на острый предмет на дороге, вам не придется беспокоиться о том, чтобы проколоть шины и спустить их, потому что сплошные шины без потребности в воздухе просто не могут спуститься. Вам никогда не придется менять шину, особенно на шоссе, что всегда неприятно.
Безвоздушные автомобильные шины также называются «Uptis», что означает «Уникальная система защиты от проколов», которую Michelin тестирует на электромобилях Chevrolet Bolt. Как безвоздушная шина, Uptis не требует регулярного технического обслуживания, а шины такого типа, как утверждает Мишлен, никогда не нужно будет менять местами.
Опять же, поскольку вам не нужно будет менять или ремонтировать спущенную шину, вам также не нужно носить с собой запасную шину. Это также означает большую экономию, плюс вы можете освободить место в багажнике. Отсутствие запасного колеса, которое нужно везде носить с собой, также означает, что вы несете меньший вес на своем автомобиле, а это означает лучшую экономию топлива.
Сообщается, что около 12 процентов шин ежегодно выбрасываются из строя из-за проблем с выбросом, как сообщает Michelin. Еще 8 процентов также теряются из-за проблем с инфляцией, которые вызывают неравномерный износ. Безвоздушные автомобильные шины избавляют от необходимости использовать запасную шину и весят примерно столько же, сколько обычная шина.
Индустрия безвоздушных автомобильных шин работает над конструкциями, которые повысят производительность и в конечном итоге сократят выбросы CO2. Усовершенствования конструкции также нацелены на шины с низким сопротивлением качению, что позволит сократить расход топлива и выбросы. Даже всего лишь 10-процентное повышение эффективности качения уже может снизить потребительские расходы на топливо на 1-2 процента. По данным Совета по исследованиям в области транспорта, входящего в состав Отделения инженерных и физических наук Национальной академии, сокращение выбросов за счет этого усовершенствования уже эквивалентно сокращению количества автомобилей на 2–4 миллиона автомобилей в год.
Только в США ежегодно выбрасывается 250 миллионов шин, и эти шины не разлагаются на свалках. В настоящее время производители безвоздушных автомобильных шин работают над инновациями для решения этих разрушительных экологических проблем, а также продвигают экономику замкнутого цикла.
Это будет сделано путем создания экологически чистого натурального каучука, чтобы покончить с вырубкой лесов, путем разработки технологий, которые открыли полезное использование изношенных шин. Изношенные шины будут использоваться для инфраструктуры и для производства новых шин. Материалы, которые будут использоваться в шинах, подлежат вторичной переработке, что также будет способствовать эффективному использованию ресурсов.
Кроме того, не будет ни одной части непневматической шины, которая пойдет в отходы. Bridgestone стремится создать систему «от колыбели до колыбели», в которой все шины сначала перерабатываются, а затем на заводе переделываются в новые шины. Безвоздушные автомобильные шины будут одними из первых, которые будут обработаны таким образом. Безвоздушные автомобильные шины, на 100 % экологичные, установлены на алюминиевом колесе.
Безвоздушные автомобильные шины также смогут предложить определенные преимущества для грузовых автомобилей в сельском хозяйстве, горнодобывающей промышленности и строительстве, поскольку выход из строя шины может привести к снижению производительности и эффективности. Шины, которые никогда не протекают и не прокалываются, должны быть очень кстати.
Несмотря на этот список преимуществ, индустрии безвоздушных автомобильных шин еще многое предстоит улучшить, чтобы воплотить эти преимущества в жизнь. Как упоминалось ранее, у Bridgestone все еще есть проблемы с попаданием мусора в спицы. Поскольку грязь, песок и снег могут забивать спицы, это может нарушить балансировку шины, и это в том случае, если спице удалось не повредиться. Безвоздушные шины также могут нагреваться сильнее, чем обычные шины, что представляет опасность, поскольку это может привести к разрыву.
В ранних отчетах также отмечались проблемы с шумом и вибрацией в Tweels, разработанных Michelin, на высоких скоростях. Об этом свидетельствует его ограниченное использование на мини-погрузчиках, тележках для гольфа и газонокосилках.
Как уже упоминалось, колеса, которые продает Michelin, рассчитаны только на 38 миль в час, и они еще не продаются для полноразмерной модели. Tweel доступен для различных центральных стальных ступиц с четырьмя болтами, подходящих для UTV, от нескольких производителей, таких как Kawasaki, Polaris, Honda, Kubota, John Deere и т. д.
Bridgestone также представила свои собственные конструкции безвоздушных шин, но стремится поставлять их только для небольших транспортных средств, таких как велосипеды. Таким образом, пройдет еще некоторое время, прежде чем безвоздушные автомобильные шины станут доступны.
Тем не менее, безвоздушная шина для легковых автомобилей, известная как Uptis (уникальная система защиты от проколов), изготовленная компанией Michelin, уже была представлена на 3-й Китайской международной выставке импортных товаров в Шанхае. По прогнозам, они поступят в продажу уже в 2024 году после дорожных испытаний.
Ожидается, что безвоздушные автомобильные шины или любые безвоздушные шины прослужат дольше, чем обычные шины. Они также требуют минимального обслуживания и не только из-за своей технологии защиты от проколов, но также из-за ее устойчивости к износу, вызванному недостаточным или чрезмерным накачиванием. Поскольку в шинах нет воздуха, они всегда находятся под правильным давлением.
Эти более экологичные автомобильные шины, чем традиционные шины, значительно сократят количество шин, которые необходимо будет утилизировать до окончания их расчетного жизненного цикла. А поскольку это сократит количество сырья, энергии и выбросов, связанных с производством шин, преимущества долговечных шин станут более ощутимыми.
Если безвоздушные автомобильные шины — такая хорошая идея, почему они еще не используются? Как уже упоминалось, производители безвоздушных автомобильных шин сталкиваются с серьезными препятствиями в разработке жизнеспособных безвоздушных автомобильных шин. Если у безвоздушной шины есть преимущества, то есть и недостатки, в том числе.
Поскольку шины с чем-то в них, очевидно, будут весить больше, чем пустые шины только с воздухом. Они также, без сомнения, обеспечат меньшую подвеску, так как воздух в шинах поглощает удары в традиционных шинах, а его отсутствие, несомненно, уберет эту подвеску. Плохая подвеска приводит к более жесткой езде, если не к авариям.
Безвоздушные автомобильные шины также удерживают тепло, так как все, что трется о тротуар при движении на высокой скорости, нагревается. Это воздух в шине, который позволяет рассеивать тепло, чтобы ваша шина работала безопасно, но без воздуха ваша шина будет гореть. Тепло просто не может рассеиваться, что приводит к выбросам и авариям.
Несмотря на все препятствия, с которыми сталкиваются производители безвоздушных автомобильных шин, сам факт высокого спроса на продвижение безвоздушных автомобильных шин только доказывает, что безвоздушные шины станут долгожданным шагом вперед как для потребителей, так и для автомобильной промышленности. Поскольку технологии быстро развиваются, мы можем быть уверены, что безвоздушные автомобильные шины жизнеспособны. Обещание Michelin выпустить его в продажу в 2024 году – это очень интересный новый этап для автомобильной промышленности и ее потребителей.
Руководство по автомобильным шинам
Уход за автомобильными шинами и советы, которым следует следовать
Как почистить автомобильные шины
Насколько хорошо вращаются автомобильные шины?
Руководство по автомобильным шинам CARFAX Canada