Новейшие шины без воздуха

Общий облик автомобильного колеса с центральным диском и шиной, заполненной воздухом, сформировался достаточно давно и подтвердил свою эффективность. Однако регулярно предпринимаются попытки кардинальной перестройки такой конструкции с целью повышения ее технических или экономических характеристик. Определенной популярностью в этом контексте пользуется т.н. безвоздушная шина с упругими элементами и без сжатого газа..

Долгая история

Первые варианты безвоздушных шин появились едва ли не в начале прошлого века. Зачастую поводом к появлению таких проектов становился дефицит материалов. Конструкторы пытались заменить труднодоступную и недешевую резину более выгодным деревом или металлом. К настоящему времени проблема дефицита была решена, и новые проекты связаны только с желанием повысить характеристики ходовой части.

Ранние проекты безвоздушных шин чаще всего предлагали металлический диск и внешний обод с протектором, соединенные набором пружин разных форм и конфигураций. В разное время использовались цилиндрические или листовые пружины. Такие конструкции в целом решали поставленные задачи, но получались слишком сложными и неудобными в эксплуатации. Как следствие, они не шли в крупную серию и не получали широкого распространения.

Относительный успех пришел к безвоздушным шинам только с развитием космических программ. Оказалось, что планетоходы по типу советского «Лунохода» или американского LRV следует оснащать колесами без камер и воздуха. Так, изделие LRV из состава системы Apollo получило упругую шину из металлической сетки с приклепанным протектором. Такая конструкция была легкой, гасила удары, не требовала обслуживания и отличалась высокой живучестью.

Часть конструкций безвоздушных шин на тех или иных этапах привлекла внимание военных и даже дошла до полигонных испытаний. В последние годы вновь наблюдается интерес к таким разработкам, причем речь идет не только о проектах для армий. Ведущие производители шин рассматривают безвоздушную конструкцию в качестве реальной альтернативы традиционным колесам.

Впрочем, до сих пор ни один из известных образцов не дошел до массового производства и эксплуатации в военной или гражданской сфере. Революции в области ходовых частей мешают объективные факторы.

Современные образцы

Рассмотрим некоторые современные конструкции безвоздушных шин, созданные в последние десятилетия. Так, в прошлом широкую известность получил проект Airless:Resilient NPT компании Resilient Technologies. Он разрабатывался с 2002 г. и дошел до испытаний в конце десятилетия. Используя современные полимерные материалы, недоступные в далеком прошлом, американские инженеры смогли создать весьма интересную конструкцию.

Шина Airless:Resilient NPT является единой конструкцией, включающей центральный диск для монтажа, внешний обод с протектором и особый каркас между ними. Последний выполнен в виде решетчатой структуры из неправильных шестиугольников и трапеций. Вес автомобиля распределяется между относительно жестким ободом и решеткой. При этом упругость конструкции позволяет гасить удары.

В ходе испытаний удалось показать, что шина Airless:Resilient NPT по амортизации сопоставима с традиционной пневматической. Она не боится проколов и может использоваться при повреждении 30% элементов каркаса. Также был получен небольшой выигрыш в массе. Тем не менее, изделие было достаточно сложным в изготовлении, требовало особых материалов и имело ряд других недостатков. Вследствие этого шины от Resilient Technologies до сих пор не попали в армию.

В 2005 г. компания Michelin представила концепт шины Tweel (Tire + Wheel). В этой конструкции центральный диск и внешний обод соединяются при помощи V-образных «спиц», проходящих по всей ширине шины. Разработчик говорил о сокращении массы в сравнении с традиционными изделиями, увеличении ресурса и т.д.

После испытаний и доводки шина Tweel получила развитие. Появились модификации этого изделия под технику разных классов. В 2012 г. начались поставки таких шин, предназначенных для строительной и сельскохозяйственной техники. В дальнейшем появились новые модели такой продукции с иной конфигурацией упругих элементов.

Свой вариант безвоздушной шины имеет и компания Bridgestone. Она предлагает соединять диск и обод изогнутыми «спицами», расположенными крест-накрест. Такая амортизация позволила повысить упругость при сохранении прочих характеристик. Однако готовые образцы имели ограниченную грузоподъемность, уменьшавшую сферы применения.

Известны и другие варианты безвоздушных шин разного рода, дошедшие до испытаний или даже до производства. Поиск новых решений продолжается. Конструкторы пробуют разные материалы, конфигурации упругих элементов и т.д. Впрочем, имеют место лишь ограниченные успехи.

Плюсы и минусы

Безвоздушная шина с интегрированными упругими элементами имеет несколько важных преимуществ перед традиционным пневматическим колесом. Именно они обуславливают повышенный интерес к таким конструкциям, наблюдаемый до сих пор.

Главный плюс – повышенная живучесть. Безвоздушная шина не имеет воздушной камеры и не боится проколов. Ей также не страшны боковые удары. В зависимости от архитектуры, сохраняется работоспособность даже при серьезных повреждениях несущей структуры. Отсутствует необходимость в подкачке и отслеживании давления, что упрощает эксплуатацию. Имеется возможность отказа от крупного и относительно тяжелого диска колеса. В итоге колесо в сборе получается легче, что сокращает неподрессоренную массу.

Читайте также: Пресс для монтажа цельнолитых шин

Однако имеется ряд проблем, из-за которых подобные шины не получают распространения. В первую очередь, это повышенная требовательность к материалам. Требуется резина или полимер с достаточной упругостью, высокой жесткостью и прочностью к нагрузкам разного рода. Также имеются высокие требования по поглощению механической энергии и ее преобразованию в тепловую с последующим рассеиванием.

Все это усложняет и удорожает производство. Кроме того, большинство шин имеют ограничение по скорости движения – обычно не более 70-80 км/ч. Дальнейший разгон увеличивает механические нагрузки, а также приводит к неприемлемому перегреву.

В отличие от пневматических шин, безвоздушные имеют постоянную жесткость, и для ее изменения необходимо менять колеса. При этом на жесткости и других характеристиках может негативно сказаться попадание грязи внутрь конструкции через открытые боковины. Пневматические конструкции с этих точек зрения гораздо выгоднее.

В итоге безвоздушные шины пока находят применение в основном в сфере легкой техники с ограниченными скоростями движения и нагрузками. Их ставят на гольф-кары, некоторые багги, компактную строительную технику и т.д. Также налажено производство шин для велосипедов, самокатов и др. легких изделий. Обеспечение более крупных образцов пока под вопросом.

Перспективный курьез

Специфическое сочетание технических, эксплуатационных и экономических характеристик, а также ряд существенных ограничений пока не позволяют безвоздушным шинам выйти на широкий рынок и составить серьезную конкуренцию традиционным конструкциям. В итоге рынок шин не меняется – хотя разные фирмы регулярно представляют различные «перспективные» изделия.

Однако нельзя не отметить, что отдельные изделия оригинальной конструкции все же вышли на рынок и даже нашли своих покупателей. Успехи наблюдаются в нескольких достаточно узких нишах, тогда как завоевание основных секторов рынка оказывается невозможным. Объективные предпосылки к изменению такой ситуации отсутствуют.

Таким образом, разнообразные варианты безвоздушных шин с интегрированными элементами упругости в целом сохраняют статус курьезного решения важной технической проблемы – без особых перспектив в контексте реального применения.

С другой стороны, подобные проекты могут иметь положительные результаты, не связанные с непосредственным использованием готовой продукции. Разработкой таких шин сейчас занимаются признанные лидеры отрасли, обладающие хорошей научно-технической базой. В ходе проработки безвоздушных шин могут создаваться новые материалы, технологии и конструкции. А они могут найти применение при развитии и совершенствовании традиционных шин, имеющих реальные практические и коммерческие перспективы.

Видео:Новые безвоздушные шиныСкачать

Насколько реально купить безвоздушные шины и какие они бывают

Видео:Это Michelin Uptis — шины БЕЗ ВОЗДУХАСкачать

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.

Видео:Michelin показала безвоздушную шину для серийных автоСкачать

Преимущества и недостатки пневматических шин

Автомобильные покрышки, накаченные воздухом до 2,2 атмосфер, хорошо зарекомендовали себя на грунтовых и асфальтированных дорогах. За счет того, что внутреннее давление превышает атмосферное, шины сохраняют округлую форму, не деформируются под весом машины.

Второе преимущество пневматических покрышек — стоимость. Среди большого количества доступных моделей для зимы и лета представлен как премиальный сегмент, так и бюджетный. Автолюбитель без труда сможет подобрать себе вариант, соответствующий его финансовым возможностям. Именно эта особенность и заставляет водителей оставаться приверженными данному типу шин.

Пневматическая резина для авто не лишена и некоторых недостатков, связанных с особенностью конструкции. При использовании таких покрышек всегда остается риск прокола. Если в это время автомобиль движется на большой скорости, то результат может оказаться плачевным. Разрыв покрышки приводит к полной неуправляемости колесом, возможно опрокидывание машины, возникновение аварии.

Стоит отметить, что привычные покрышки подходят не для всех дорог. При движении по песку, грязи требуется использование специальной резины.

Видео:Шины без воздуха. Итоги сезона.Скачать

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.

Видео:FAQ по шинам без воздуха.Скачать

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.

Читайте также: Как указывается диаметр шины

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.

Видео:General Motors совместно с Michelin разработали безвоздушные шиныСкачать

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.

Видео:Шины без воздухаСкачать

Что это такое

Во многом само название безвоздушные шины отражает суть этих колёс. Это специальная разработка, направленная на решение главных проблем нынешних покрышек:

• снижение давления внутри колеса;
• быстрый износ;
• деформация диска.

Смысл разработки заключается в том, чтобы отказаться от использования воздуха в шинах для автомобилей. То есть никакие компрессоры, вышедшие из строя золотники и ниппели уже не играют роли.

Но по определённым причинам у этого нововведения пока не получается обрести широкое распространение.

Чтобы лучше познакомиться с безвоздушными шинами, следует совершить небольшой экскурс в историю, посмотреть на конструкцию и область применения этих колёс.

Видео:Шины без воздуха. Нужны ли?Скачать

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.

Видео:Безвоздушные шины будущего от Michelin. UPTIS - уникальная проколостойкая система шин | Покрышка.руСкачать

Новые зимние шины Michelin зачем у них так много шипов

Это новый рекордсмен по числу шипов. Из шины размером 205/55 R16 торчит аж 250 «гвоздиков»! (У каждого типоразмера свое количество шипов.) Прошлогодняя новинка Nokian HKPL 9 имеет лишь 194 шипа. Расположение их просчитывали с помощью компьютерной программы, которая старалась не только максимально улучшить сцепление на льду, но и сохранить минимальный уровень шума на асфальте.

Двести пятьдесят шипов по всей ширине протектора образуют 22 линии зацепления в продольном и поперечном направлениях. Двести пятьдесят шипов по всей ширине протектора образуют 22 линии зацепления в продольном и поперечном направлениях.

Корпус шипов не алюминиевый, а стальной, с уменьшенным диамет­ром фланца в зоне выступания твердосплавной вставки. Даже при значительном наклоне (в режиме буксования или торможения) такие шипы проникают в лед глубже, чем традиционные «гвоздики». Корпус шипов не алюминиевый, а стальной, с уменьшенным диамет­ром фланца в зоне выступания твердосплавной вставки. Даже при значительном наклоне (в режиме буксования или торможения) такие шипы проникают в лед глубже, чем традиционные «гвоздики».

Новые «шиповки» X-Ice North представят на рынке в этом году в 35 размерностях — с посадочным диаметром от 15 до 19 дюймов. Для кроссоверов Michelin предлагает легковые шины, а для тяжелых внедорожников шину XIN 4 обещают сделать в исполнении 4×4. Новые «шиповки» X-Ice North представят на рынке в этом году в 35 размерностях — с посадочным диаметром от 15 до 19 дюймов. Для кроссоверов Michelin предлагает легковые шины, а для тяжелых внедорожников шину XIN 4 обещают сделать в исполнении 4×4.

Читайте также: Шины в новосибирске академгородок

Протектор больше ориентирован на снег и асфальт, а эластомеры нового поколения в составе смеси позволяют ей сохранять характеристики по мере износа и эластичность даже при температуре —65 °C.

Новую шину я сравнивал с девятой моделью Nokian HKPL на трассе ледовой управля­емости: Audi A6 allroad quattro на новом Мишлене разгоняется быстрее, чем на шинах Nokian.

XIN 4 обеспечивает более четкие реакции на повороты руля даже в скольжениях: если на дуге наметился снос передней оси, нужно просто довернуть руль — и машину затянет в поворот. На шинах Nokian переход в скольжения менее понятен.

Непременно включим новинку в очередной сравнительный тест зимних шин.

Большой тест шипованных шин 195/65 R15: Восток против Запада

В 2013 году Michelin презентовал шины XIN третьей генерации, ошипованные по новым для того времени скандинавским правилам, ограничивающим количество шипов: не больше полусотни на погонный метр окружности качения. У шины Michelin XIN 3 размерностью 205/55 R16 их было всего 98.

Однако в законе оказалось послабление: если шины изнашивают дорожное покрытие в допустимых пределах, то количество шипов не лимитируется. Компания Nokian воспользовалась этой лазейкой, выпустив новую модель HKPL 8 (200 шипов), которая вписывалась в ограничения по износу асфальта.

Французская шина заметно проигрывала финской в сцепных свойствах на льду — это стало ясно после замеров времени прохождения круга. Однако по управляемости «француженка» была сопоставима с новинкой из Финляндии.

И вот теперь Michelin пошел по пути, проторенному Nokian.

Видео:Заменитель камеры в колесо велосипеда Колеса без проколов Обзор товара. Заказать с АлиэкспрессСкачать

«Колесо в колесе»

Наиболее простая и очевидная технология, с помощью которой можно продолжать движение на шине, из которой по какой-то причине вышел воздух, — это внутренняя жесткая вставка в виде толстого кольца между колесным диском и покрышкой. Такая технология появилась достаточно давно и используется до сих пор, поскольку относительно проста и недорога.

Специальное кольцо из плотного стекловолокна или иного прочного и легкого пластика устанавливается на диск в виде двух разъемных половин, после чего сверху монтируется обычная резиновая покрышка. Система вполне надежна, и позволяет уехать даже с простреленным колесом из опасной зоны, сохранив управляемость на ходу.

Однако площадь контакта с дорогой у такого колеса в проколотом состоянии все же становится меньше, и на высокой скорости рулить машиной становится непросто и опасно. Плюс выше масса, выше требования к балансировке и сложнее монтаж покрышки. По этим причинам применяются такие колеса в основном на специальных автомобилях для охраняемых персон, которые управляются подготовленными водителями-асами.

Видео:хамер шины без воздухаСкачать

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.

В основе технологии была так называемая гермокомпозиция на основе олигомеров — вязкий густой состав, который наносился на внутреннюю поверхность шины. При повреждении покрышки гермокомпозицию выдавливало наружу, и она затыкала отверстие.

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.

Видео:Шины без воздуха после 2 лет эксплуатации.Скачать

Под давлением и без

Развитие шинной промышленности и химических технологий позволили перейти в сфере защиты колес на качественно новый уровень — не защищать обычные шины дополнительными средствами, а интегрировать систему безопасности непосредственно в покрышку! Благодаря этому не боящиеся потери давления колеса перешли из класса бронированных VIP-авто и полицейско-военных машин в мир гражданских автомобилей.

Технология имеет общее условное название «Run Flat» и применяется различными производителями шин — с незначительными отличиями. Такие колеса поставляются на конвейеры известных автобрендов и продаются в розницу для любой машины.

При этом суть технологии в общем и целом проста. Покрышка Run Flat обладает особыми толстыми и жесткими боковинами, которые при потере давления воздуха сохраняют форму профиля, не слетая с колеса даже при боковых нагрузках на поворотах и позволяя проехать достаточно большое расстояние на умеренной скорости. При этом внешне и внутренне колесо ничем не отличается от обычного. К недостаткам системы Run Flat стоит отнести излишнюю жесткость колеса, делающую езду на машине менее комфортной и более шумной. Это плата за резерв прочности.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/noveyshie-shiny-bez-vozduha

  📺 Видео

  Безвоздушные шины: брать или подождать?Скачать

  

  Шины без воздуха. Тест-продубас.Скачать

  

  ТИХИЕ ШИНЫ ЭТОГО НЕ ЗНАЮТ БОЛЬШИНСТВО АВТОМОБИЛИСТОВСкачать

  

  Безвоздушная шина для велосипеда. Установка на обод.Скачать

  

  Шины без воздуха на велосипед.Скачать

  

  Колёса без воздуха от Мишлен. Шины нового поколения 80 лвлСкачать

  

  Ремонтный герметик колёс. Видеоинструкция. ПрименениеСкачать

  

  шины без воздухаСкачать