Что такое “безвоздушные” шины

Содержание:

Применение безвоздушной резины
Основные преимущества
Устройство безвоздушных шин
Безвоздушные шины: испытание скорости
Преимущества и недостатки покрышек без воздуха
Преимущества и недостатки шин без воздуха
Прощай, запаска
Особенности безвоздушных шин
Химия внутри
Цены шин без воздуха
Очевидные плюсы
Преимущества и недостатки
Безвоздушные шины: испытание скорости
Безвоздушные колеса от Hankook
- Дальнейшая эволюция безвоздушной резины
Модель от Polaris

Применение безвоздушной резины

Нужно еще раз уточнить о том, что данная конструкция считается довольно эффективной. Пользуясь ей, человек навсегда забудет о проколах или о контроле давления. Данная идея уже давно перенеслась из военной сферы в «гражданскую». Уже совсем скоро люди будут иметь возможность активно пользоваться подобными конструкциями. Но на данный момент, к сожалению, разработка еще ведется в довольно активном режиме. Серийные экземпляры уже имеются, и используются они на слабо-нагруженных средствах: скутерах, гольф-карах, велосипедах. Безвоздушные шины используются и в промышленной сфере. Их применяют на погрузчиках и экскаваторах. Иногда они встраиваются в инвалидные коляски.

Причина подобного «разнообразия» и избирательности более чем понятна. С такой резиной можно двигаться только на скорости в 80 км/ч. Если этот показатель превысить, то появятся паразитные вибрации, которые будут переноситься на корпус транспортного средства.

Основные преимущества

Что такое шины низкого давления и как их сделать своими руками

Говоря о преимуществах, закономерно колёса без воздуха сравнивают с классическими пневматическими покрышками.

Узнать о преимуществах позволили специальные испытания. Безвоздушки установили на обычные гражданские автомобили типа Audi A4. В ходе испытания сразу удалось заметить, что управляемость машины улучшилась в сравнении с аналогичными заездами, но уже с воздушными колёсами.

Можно выделить несколько главных преимуществ, которые характеризуют сильные стороны таких разработок и потенциально позволяют рассчитывать на постепенное внедрение безвоздушных шин в автомобильную промышленность.

Высокий ресурс эксплуатации покрышек. Испытания наглядно показывают, что при сохранении 70% структуры из полиуретана автомобиль будет ехать без особых проблем, сохраняя такую же устойчивость, как при 100% целостности материала.
Здесь не нужно контролировать давление. То есть безвоздушные колёса полностью избавляют от такой проблемы как прокол колеса или сдутая шина. Даже при сильных механических воздействия резина лопнуть не может за счёт своей конструкции.
Уменьшенный вес. Конструкция также позволяет снизить общую массу покрышек. Это позволяет упростить замену при возникновении такой необходимости.
Уменьшение расхода топлива. Из предыдущего преимущества вытекает ещё одна сильная сторона. На безвоздушках машина требует меньше топлива, чем при прохождении такой же дистанции на воздушных покрышках.
Отказ от воздуха позволяет упростить и улучшить прохождение неровностей и преодоление серьёзных препятствий. Покрышка просто повторяет форму неровности, а затем быстро восстанавливается после выезда на ровный участок. При этом в салоне минимально ощущаются прохождения таких дорог.
Вероятность деформации колёсного диска при выезде на бездорожье сводится практически к нулю, чего не скажешь о классических пневматических колёсах.
Длительный срок службы. Для безвоздушных шин используют материалы с повышенными показателями прочности, устойчивости к износу. Стираются они намного медленнее классических колёс.
Адекватная стоимость. Производители заявляют о том, что при реализации проектов, направленных на массовое использование, безвоздушные покрышки станут бюджетным решением.

Фактически потребности в замене таких колёс нет. Это позволяет освободить багажный отсек от запасной шины. А даже если безвоздушку потребуется заменить, за счёт своего веса и простоты конструкции на это будет уходить не более 10 минут без каких-либо усилий.

Отдельно стоит отметить один очень интересный проект, над которым уже сейчас ведётся активная работа. Это колёса, позволяющие быстро менять верхний слой. То есть предусмотрена основа автомобильного колеса, и есть съёмный верхний кожух, непосредственно контактирующий с поверхностью. Смысл идеи заключается в том, чтобы при необходимости достать комплект кожухов, надеть их вместо установленных и преодолеть препятствие, для которых этот слой подходит. Производители хотят предложить спортивные кожухи, комплекты для сложного бездорожья, обычные наборы для городской езды и пр.

Но это только одна сторона медали. У безвоздушек есть и обратная.

Устройство безвоздушных шин

Что такое всесезонные шины или почему нельзя скрестить лето и зиму + несколько моделей

Главное отличие колес без использования воздуха сводится к тому, что упругость и прочность обеспечиваются простенками из резины. При такой конструкции отпадает необходимость создания давления внутри колеса.

Во внутренней части шины находится каркас, состоящий из каучуковых пластин. Сами пластины имеют ячеистую структуру.

Также есть конструкции с центральным основанием и расходящимися от него в стороны полиуретановыми спицами. Такие колеса легко возвращаются в исходную форму после преодоления препятствия на дороге.

Существует два основных вида безвоздушных шин:

Закрытые. Внешне они выглядят также, как и обычные покрышки, но внутри заполнены стекловолокном.
Открытые. Состоят из основы, крепящейся на ось, растяжного хомута, идущего по верхней части, и устойчивой к деформации структуры – спиц или ячеек.

Для легковых автомобилей подходят варианты с каучуковыми спицами. Их поперечная жесткость может изменяться производителем в зависимости от планируемого уровня нагрузок.

Безвоздушные шины: испытание скорости

Диагональные и радиальные шины

https://youtube.com/watch?v=FJwOrD9cW9s

Последней новостью маленького мира безвоздушной резины стал выпуск шин Hankook I-Flex пятого поколения, в которых инженерами удалось перевались «80-километровый барьер». По результатам серии испытаний было выявлено, что новый рисунок вместе с новыми перерабатываемыми материалами («зеленые» ликуют) теперь упирается в скоростной предел 170 км/ч. Дополнительным преимуществом новинки стала возможность установки новых Hankook I-Flex-V на стандартный обод.

Среди преимуществ iFlex корейцы называют упрощённую утилизацию, благодаря особому материалу, из которого они изготовлены (синтетический полиуретан), а также меньшее число процессов при производстве шин (четыре, а не восемь). Ну, и естественно, их невозможно проколоть. Когда Hankook будет готов запустить iFlex в серию, не сообщается.

Пока что безвоздушные шины находятся в стадии доработок и внедрения новых идей, первоначальный рынок сбыта — это США. С другой стороны, в Россию эта технология придет уже значительно более совершенной и доработанной, с уменьшенной стартовой ценой и высоким качеством. Есть смысл подождать.

Преимущества и недостатки покрышек без воздуха

Резина без воздуха имеет как недостатки, так и достоинства.

Для начала опишем плюсы инновационной покрышки:

Такое колесо может менять свою форму в зависимости от неровностей. Безвоздушная шина просто «проглатывает» все ямы и кочки. Пневматические же шины эффективны только на ровной дороге.
Обычную шину легко повредить, безвоздушная же будет работать пока целы свыше 70% всех ее элементов. Ее не нужно накачивать и она не может лопнуть.
Вес безвоздушной резины намного меньше ее надутого собрата. Это значит, что менять их будет легче и возить с собой такие инструменты, как домкрат и пневмонасос, не придется.
Экономичность – за счет небольшого веса шин, сокращается и расход топлива.
Доступные цены – стоимость инновационных шин не будет отличаться от обычных.
Устанавливать такие шины можно точно так же, как и пневматические. При этом приобретать какие-нибудь специальные диски не понадобятся.
Безвоздушные шины – долговечны, менять их придется крайне редко.
Высота и профиль шин со временем не меняется.

Среди минусов можно отметить следующее:

На высоких скоростях не пневматические шины могут быть причиной вибрации кузова автомобиля;
Грузоподъемность некоторых моделей очень мала;
Безвоздушные шины имеют всегда одинаковую жёсткость. Некоторые считают это достоинством, однако каждую такую шину необходимо будет тщательно подбирать. К примеру, если Вас не устроит жесткость, тогда придется покупать новую шину. В пневматических же колесах жесткость можно регулировать за счет давления воздуха.

Преимущества и недостатки шин без воздуха

Как уже было сказано, у новой конструкции, активно сейчас развиваемой, есть как неоспоримые достоинства, так и не исправленные пока недостатки. Для начала стоит указать на главные преимущества шин без воздуха:

Колесо способно менять форму в зависимости от проезжаемых неровностей — ямки и кочки буквально «проглатываются»
Колесо полностью работоспособно, пока хотя бы 70% её элементов на месте (большой камень в огород пневматической резины)
Совершенно нет необходимости в проверке давления, а где нет давления — возможности лопнуть тоже нет
Вес безвоздушной резины значительно меньше, чем у классического собрата. Полное отсутствие необходимости дисков (стальных, литых, кованых и пр.) снижает неподрессоренную массу, что также приводит к положительным эффектам вождения ТС
Как следствие пункта 3 — нет необходимости возить с собой дополнительный инструмент вроде домкрата, насоса, ключей… (впрочем, последние не повредят в любом случае)
Следствие пункта 3 и 5 — уменьшение перевозимого веса и, как итог, — снижение расхода топлива
Цены на безвоздушную резину (когда они полноценно появятся на прилавках) вряд ли будут превышать пневматические аналоги (не считая первого времени, когда пойдет главный БУМ)
В перспективе установка безвоздушных шин будет доступна на совершенно любой автомобиль — начиная от древней «копейки» до самых современных внедорожников.
Перспективная сейчас разработка безвоздушной резины — 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 видим, преимуществ у новой технологии масса. Ложкой же дегтя стоит отметить следующие пункты:

В некоторых конструкциях проявляется излишний шум и нагрев при длительной скоростной эксплуатации
Грузоподъемность подобной резины… Технология еще несовершенна
Жесткость конструкции никак не регулируется. Возможности приспустить давление и поехать по песку не предусмотрено.

Конечно, последний пункт стоит рассмотреть отдельно, ведь если возникнет необходимость проехать в других условиях, то единственным выбором останется только полностью заменить весь комплект шин на другой с нужными параметрами. Ну и, конечно, менять их тоже придется комплектом (хотя изнашиваются они существенно меньше (в 2-3 раза).

Прощай, запаска

Начало положено, но когда же массовое производство? Первые тест-драйвы пройдут на Chevrolet Bolt EV — это быстрый, но все же не спортивный автомобиль.

Новые шины на самом деле немного тяжелее, чем традиционные для спортивных дорожек, 50 фунтов против 51, включая колесо, но «Мишлен» считает, что дефицит легкости можно уменьшить, исключив из комплектации болида плоские шины и домкраты.

Если все пойдет по плану, Michelin и GM ожидают появление новой продукции в продаже для «избранных моделей GM» в ближайшие пять лет, а другие производители последуют за ними. Можно сказать, что дни запасного колеса официально сочтены.

Что потеряли зрители: почему Брэд Питт не снялся в комедии “Почти знаменит”

Стресс и продуктивность: букет цветов способен влиять на мозговую деятельность

9 разных фото и 1 вопрос: в каких городах расположены эти достопримечательности?

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.

Химия внутри

Еще один способ защитить колесо от шипов и пуль — добавить внутрь особый химический состав, который при проколе начинает выходить наружу и полимеризоваться, затыкая отверстие. Смесей таких придумано множество, они разной степени эффективности. Одна из них, разработанная отечественным Научно-исследовательским институтом шинной промышленности, использовалась в том числе в президентском гараже особого назначения. Колеса, не боящиеся проколов и попадания пули, делались для этого гаража с 80-х годов до начала 2000-х на опытном заводе при Научно-исследовательском институте. Покрышка называлась И-287 «Гранит» и выпускалась в размерности 15 и 16 дюймов для правительственных ЗИЛ-41047. В продажу частным лицам эти шины не попадали.

Диаметр дыры, с которой можно было передвигаться без потери давления, составлял 11,5 мм и был рассчитан на попадание пули! При этом после затягивания отверстия состав сохранял свою работоспособность для следующих повреждений.

Цены шин без воздуха

Первыми «гражданские» безвоздушные шины запатентовали в 2005 году Michelin, назвав своё творение Tweel (шина (tyre) + колесо (wheel)). Используя их на всё той же спецтехнике, скутерах и инвалидных колясках, конструкция всё еще не доработана для высоких скоростей. Конструктивно Tweel представляет собой систему цельных внутренних ступиц, прикрепленных к полуоси. Вокруг них расположены полиуретановые спицы, соединенные в определенной последовательности. Через спицы проходит растяжной хомут, формируя внешний край шины (часть, которая соприкасается с дорогой).

Конкурентом для Michelin стала компания Polaris, продемонстрировав своё видение «шин будущего». Конструктивно они достаточно похожи, но в Polaris внесли одно улучшение: спицы заменили на систему сот наподобие пчелиного улья. Плюс применили собственной разработке другие композиционные материалы. Стали заметны преимущества новинки: получившиеся ячейки в зависимости от скорости движения проявляют разные параметры жесткости: то они жесткие, то они гибкие, а как следствие — лучше поддерживается форма колеса вкупе с хорошим поглощением неровностей.

Безвоздушные шины Bridgestone показали миру свой «рисунок»: теперь в профиле закручивающиеся в обе стороны спицы, благодаря которым шина становится более упругой. В Bridgestone к выбору исходных материалов подошли достаточно «зелено» и предложили создавать новые шины из переработки старой резины. Впрочем, практика показала возможность применения подобной конструкции лишь в гольф-карах: максимальная скорость ограничивается уже даже не 80, а 64 км/ч, а грузоподъемность одного колеса всего 150 кг.

Шины без воздуха I-Flex (Hankook) сделали неожиданный поворот этой отрасли. Корейская фирма создала шины, в которой собственно шина и обод — одно целое. 95% I-Flex — это переработанные материалы. Показали их в первый раз на Франкфурском автошоу 2013 года, выполнены I-Flex были в размере 14″ и имели довольно оригинальный дизайн, который приглянулся посетителям.

Компания Hankook в 2015 году успешно завершила серию испытаний безвоздушных покрышек iFlex, в ходе которых новые шины доказали, что ни в чём не уступают привычным покрышкам. В частности, автомобиль, обутый такие шины разогнался до 130 км/ч

Сейчас подобные безвоздушные шины устанавливают на малолитражные модели Volkswagen Up.

Очевидные плюсы

Итак, новым шинам не нужен воздух, но есть и некоторые иные реальные плюсы:

Разговаривая о деньгах с детьми, нужно учить их принимать правильные решения

Оскар Айзек объединяется с Беном Стиллером для съемок нового триллера «Лондон»

Мы больше не ставим свечи на торт, вместо этого запускаем зажигательную флотилию

Колесо не может лопнуть, но может менять форму в соответствии с потребностями дорожного покрытия. Водитель буквально парит, не замечая ям и выбоин.
Колесо не теряет работоспособности, если 70 процентов его конструкции не повреждено. Вес конструкции легче, чем у обычной. Нет нужды ставить диски, проверять давление.
С такими шинами улучшается качество управления транспортным средством, снижается время на ремонт. Без насоса и домкрата, только с гаечными ключами — в дорогу. И водителю, и машине легче.

Дополнительный плюс: Мишлен ожидает снижение объемов утилизованых автошин в связи с увеличением сроков службы колеса, его относительной неуязвимости.

Преимущества и недостатки

Безвоздушные шины — современные изделия с персональными преимуществами и недостатками, о которых стоит знать.

Начнем с плюсов:

Способность изменения конструкции. В движении колесо деформируется с учетом ям (подъемов) на дорожном покрытии. Дефекты покрытия «проглатываются» резиной, что гарантирует дополнительный комфорт на скорости до 80 км/час.
Стойкость к повреждениям. Колесо выполняет возложенные на него функции до тех пор, пока 70% его элементов исправно. Что касается классических покрышек с воздухом, то они такой особенностью похвастаться не могут. Хватит одного гвоздя, чтобы обездвижить машину.
Легкость эксплуатации. Установив безвоздушные шины, вопрос измерения давления отпадает сам собой. При этом покрышки не лопнут ни при каких обстоятельствах, ведь давление сохраняется на одном уровне.
Вес. Безвоздушные шины легкие — их вес меньше, чем у «воздушных» собратьев. Снижение массы обеспечивается за счет отказа от установки дисков — кованых, литых или стальных. Благодаря этому повышается и устойчивость автомобиля на дороге.
Свободное пространство в багажнике. Надежность безвоздушной резины влечет за собой ряд положительных моментов:

В запасном колесе нет необходимости, что открывает дополнительные перспективы по загрузке авто;
Домкрат не нужен, разрешается оставить в гараже ключи, насос и прочие мелочи;
Снижается расход топлива за счет того, что масса автомобиля снижается.

Дальше про плюсы:

Доступность. Цена безвоздушной резины, вопреки мнению автолюбителей, не много выше «воздушных собратьев». Но негативный сценарий возможен при росте спроса на изделие.
Универсальность. На этом этапе новые шины еще не получили должного спроса, но со временем они станут на все автомобили — от «копейки» и до новых моделей внедорожников.
Скорость замены. Сегодня разрабатываются изделия, на замену которых уходит до 5 минут. В сложной ситуации на дороге изношенная резина с легкостью меняется на новую. Если требуется, то водитель устанавливает гоночный профиль с помощью специальных болтов за 5-7 минут. Если стоит задача подняться в горы, то устанавливается полиуретановая основа.

Как видно из описанного выше, преимуществ у безвоздушных шин хватает. Но не обошлось без минусов.

Так, к отрицательным моментам стоит отнести:

Безопасная скорость движения на резине без воздуха — 80 км/час. При увеличении скорости появляются вибрации, сильный шум, возможен перегрев резины.
Проблемы с грузоподъемностью. Здесь технологию сложно назвать продуманной до конца. Превышение веса автомобиля выше допустимого уровня критично.
Слабая готовность к поездкам по бездорожью. Выпустить воздух и поехать на спущенных колесах по песку не выйдет.
Придется менять комплект резины, чтобы преодолеть потенциально опасный участок. Кроме этого, при износе одного колеса также меняются все колеса в комплекте.

Безвоздушные шины: испытание скорости

https://youtube.com/watch?v=FJwOrD9cW9s

В этом году на испытательном полигоне GM в Милфорде (штат Мичиган, США) Michelin собирается начать испытания UPTIS на электромобилях Chevrolet Bolt EV. По словам представителей компании, такие шины позволят снизить неподрессоренную массу и увеличить дальность пробега без подзарядки.

Если испытания пройдут успешно, то к 2024 году GM начнет предлагать безвоздушные покрышки для некоторых моделей своего ряда автомобилей в качестве опции.

В чем преимущества безвоздушных шин?

Безвоздушные шины обеспечивают ряд преимуществ перед традиционными решениями. Прежде всего такие покрышки не боятся проколов, порезов и других повреждений, поскольку в них нет герметичной камеры. По той же причине безвоздушные шины не теряют эксплуатационные характеристики из-за недостаточного или избыточного давления. Все это в свою очередь позволит снизить затраты на производство и утилизацию покрышек, а объемы отходов при их производстве. Michelin оценивает экономию в 2 миллиона покрышек в год, поскольку меньше шин придется утилизировать до завершения их эксплуатационного периода.

Возможно, благодаря таким шинам совсем отпадет необходимость в наличии запаски, что в целом сделает автомобили легче. Кроме того, безвоздушные шины могут оказать положительный эффект для предприятий, работающих с большим парком транспортных средств. Им не придется тратить время на замену проколотых покрышек, что в целом снизит время на техническое обслуживание, положительно сказавшись на бизнесе.

Безвоздушные колеса от Hankook

Еще один производитель резины из Кореи, Hankook, также проводит испытания безвоздушных шин – у них эта технология получила наименование IFlex. Конструкция здесь, помимо отсутствия воздуха, также обусловлена использованием исключительно экологических материалов, которые компания строго засекречивает.

Как заявляет компания – колеса последнего поколения ни одним из показателей не уступают своим классическим аналогам. Вместо спиц здесь было решено применять специальные микро сетчатые прослойки по всему периметру, которые равномерно распределяют нагрузку. Выполняются такие шины из износостойких материалов, поэтому продолжительность эксплуатации здесь несколько выше. При этом если в предыдущем варианте требовались серьезные изменения в конструкции автомобиля, то здесь шины можно надеть на стандартный диск.

Параметры испытательных образцов сравнивались с качественной автомобильной пневматической резиной на скорость 120-150 км/ч. Сравнив ряд параметров, разработчики заявили, что новые безвоздушные колеса в практическом применении ничем не уступают, а в чем-то даже превышают показатели обычных покрышек. Помимо этого, компания делает акцент и на экологичности – в производстве таких покрышек участвует значительно меньше ресурсов и вредных для окружающей среды предприятий. А по завершении срока эксплуатации такие колеса намного проще утилизировать и отправить на повторное производство.

Дальнейшая эволюция безвоздушной резины

Несмотря на рассмотренную массу преимуществ перед классической резиной, безвоздушные шины имеют и ряд характерных минусов, главный из которых – вибрация. При разгоне автомобиля выше 120 км/ч даже по идеальной дороге такие колеса начинают вибрировать, ухудшается управляемость автомобиля. Помимо этого, колеса начинают шуметь и нагреваться на такой скорости. Звук издается очень громкий, долгое движение сопряжено с трудностями для водителя, быстрой усталостью.

Поэтому будущее таких колес до сих пор кажется туманным, так как помимо этих минусов оба варианта от и Michelin и Нankook достаточно трудны в производстве, хоть и используются в производстве по большей части натуральные материалы. Сложности обстоят в том, что для массового производства придется перестраивать заводы, набирать новый персонал, переделывать конструкции автомобилей. Поэтому в ближайшее будущее развитие в технологиях может и будет, в опытных образцах, но до улучшения экономической составляющей технологии массового производства не предвидится.

Модель от Polaris

Конкурентом для безвоздушных шин Tweel стала модель от Polaris. Компания смогла создать модель более лучшего варианта. В целом по конструкции они похожи. Было лишь внесено небольшое изменение: спицы были установлены так, что они стали формировать «пчелиные соты». Использованы другие материалы. Преимущества такой новинки стали максимально заметны. Во время движения колеса способны постоянно менять свою жесткость. Это достигается при помощи получившихся ячеек. В следствии такого эффекта, форма колеса становится более надежной, а неровности преодолеваются наилучшим образом.