חדשנות בצמיגים: טרנספורמציה עמוקה יותר מעבר לגומי בלבד

תוֹכֶן הָעִניָנִים

יותר מסתם גומי: חומרים ומבנה

החשמול משנה את המשחק

חורף: יותר מסתם גלגלי שיניים וגומי

לחץ, נתונים ופתרונות חכמים

קיימות וייצור: הצד השני

·

כשאנשים מדברים על חדשנות, רבים חושבים מיד על תרכובות גומי רכות במיוחד או על דוגמאות של שכבות אסימטריות. אבל טרנספורמציה אמיתית טמונה לעתים קרובות עמוק יותר - ברעיון, באופן שבו צמיגים אינם עוד סתם חומרים מתכלים, אלא הופכים לחלק מהמערכת החכמה של הרכב. כן, גם אם עבדתם בשרשרת האספקה ​​במשך שנים, עדיין יש הרבה מה לקחת בחשבון.

יותר מסתם גומי: חומרים ומבנה

נתחיל עם היסודות. חידושים מודרניים הם לעתים רחוקות פריצות דרך דרמטיות; הם בדרך כלל הדרגתיים. קחו לדוגמה תרכובות גומי המכילות סיליקה. אנשים דנים בנוסחה הזו כבר זמן רב, אבל המוקד כעת הוא על שליטה מדויקת יותר בגודל ובפיזור של חלקיקי סיליקה. זה לא רק עבור כבישים רטובים - זה שואף להפחית את התנגדות הגלגול מבלי להתפשר על האחיזה. במציאות, השגת איזון זה קשה ביותר. ראיתי דגימות שהציגו ביצועים מצוינים על ספסל הבדיקה, אבל הביצועים שלהן בתנאי העולם האמיתי, במיוחד בטמפרטורות מעבר ליד הקיפאון, היו בלתי צפויים, וזה קריטי במיוחד בפיתוח צמיגי חורף.

חיזוק. זה לא נשמע חדש, נכון? אבל השימוש בארמיד ובחוטי מודולוס גבוה אחרים בשכבות השלדה והחגורה הוא למעשה מהפכה שקטה. חוזק הצמיגים גדל מבלי להוסיף משקל. זה קריטי עבור כלי רכב חשמליים עם מומנט גבוה, וזה מספק בסיס ביצועים אמין יותר עבור צמיגי רכב חשמליים המבוססים על מבנה זה. אני זוכר את השותפה שלנו, צ'ינגדאו דיכן צְמִיג מְשׁוּתָף., בע"מ., הציגה אב טיפוס של צמיג רכב חשמלי עם כתפיים מחוזקות - שתוכנן במיוחד להתמודד עם שחיקה פתאומית במהלך תאוצה מהירה. זו לא הייתה גימיק שיווקי, אלא תגובה לבעיה מהעולם האמיתי.

בנוגע למשקל, ישנה נקודה נוספת שיש לקחת בחשבון. תכנון קל משקל אינו עוסק רק ביעילות דלק. הוא גם מפחית את המסה הלא קפיצית, ומשפיע ישירות על הנוחות והתמרון. אבל יש מלכוד: צמיגים קלים מדי עלולים להוביל לירידה בקשיחות המבנית, מה שמשפיע על דיוק ההיגוי במהירויות גבוהות. מה שאנחנו צריכים הוא חישוב מדויק, לא רק מחשבה על הפחתת כמה גרמים של משקל. גישת תכנון מדויקת זו חלה גם על פיתוח צמיגי חורף. בין אם מדובר בצמיגי חורף עם משובצים או ללא משובצים, יש למצוא איזון בין תכנון קל משקל ליציבות מבנית.

חשמול מביא טרנספורמציה

צמיגי רכב חשמליים הם עולם חדש לגמרי. האתגר העיקרי הוא רעש. ללא שאגת מנוע הבעירה הפנימית, כל הרעשים החיצוניים נשמעים בבירור, במיוחד רעשי גלגול. מהנדסים מנסים לפתור בעיה זו על ידי מריחת קצף סופג קול על המשטח הפנימי של הצמיג ואופטימיזציה של המרווח בין גושי הדריכה. אבל הקצף מוסיף משקל ומסבך את הייצור. גישה מעניינת יותר היא לשנות את הצורה ותדר התהודה של החריצים עצמם. זה דורש ידע מתמטי מתקדם, ולא כל היצרנים מוכנים להתעמק בזה.

הבעיה השנייה היא עומס ומומנט. סוללות הן כבדות. ניתן לספק מומנט באופן מיידי. לכן, צמיגי רכב חשמלי דורשים מדד עומס גבוה יותר ומבנה גוף חזק יותר, אך יחד עם זאת חייבים להיות בעלי התנגדות גלגול נמוכה כדי להבטיח טווח נסיעה. שתי דרישות אלו כמעט סותרות. פתרונות נבחנים בתחומי פולימרים חדשים ומבני דופן. באתר אתר אינטרנט.דיטריפטיר.רו, במקטע צמיגי רכב חשמלי, ניתן ללמוד כיצד מודגשת גישה מקיפה זו (ולא פרמטר יחיד).

ההיבט השלישי שלעתים קרובות מתעלמים ממנו הוא תאימות עם מערכות סיוע לנהג. צמיגי רכב חשמליים חייבים לספק תגובה יציבה וצפויה כדי להבטיח תפקוד תקין של מערכת ה-ESP, מערכות הבלימה ואפילו מערכות נהיגה אוטונומיות. אפילו אי-ליניאריות קלה ביותר במאפיינים עלולה להוביל לשגיאות אלגוריתמיות. זה כבר לא סתם טבעת גומי, אלא רכיב עם דרישות "דיגיטליות".

חורף: יותר מסתם גלגלי שיניים וגומי

האם נושא צמיגי החורף נראה מיושן? ממש לא. החדשנות עברה לתחום ההסתגלות. אנו מתייחסים לתרכובות של צמיגי חורף שיכולות לשמור על גמישות בטמפרטורות נמוכות במיוחד של 5- עד 30- מעלות צלזיוס. זהו הבסיס לביצועים אמינים של צמיגי חורף, בין אם עם משובצים ובין אם לא, ופריצת דרך טכנולוגית קריטית זו היא חיונית. הבעיה היא שגומי שפועל בצורה מושלמת ב-20- מעלות צלזיוס עלול להפוך לסבון על אספלט רטוב ב-2- מעלות צלזיוס. פורמולציות רב-שכבתיות או גרדיאנטיות פופולריות מאוד כיום. השכבה העליונה של הדריכה מותאמת לטמפרטורות מתחת לאפס ולמשטחים עם מים עומדים ובוץ משמעותיים, בעוד שהשכבה התחתונה מותאמת לכבישים קפואים וקפואים. עיצוב פורמולציה זה מעניק לצמיגי חורף טווח טמפרטורות רחב יותר וביצועים יציבים יותר.

ניצים. כן, גם הם נמצאים בשיפור מתמיד. אבל המוקד בשיפור אינו על הגודל, אלא על החומרים ושיטות ההתקנה, שהם כיוון החדשנות המרכזי בצמיגי חורף עם ניצים. המטרה היא להבטיח שהניצים יישארו במקומם לאורך כל חיי השירות שלהם, במיוחד בנסיעה על כבישי אספלט מסולקים. אפילו אובדן של 20% של ניצים יבטל את כל היתרונות של צמיגי חורף עם ניצים. ראיתי כמה צמיגי חורף עם ניצים שבהם גוף הנצים עשוי מאלומיניום או מחומרים מרוכבים, מה שמספק אחיזה טובה יותר בגומי הבסיס. ההשפעה משמעותית, אבל המחיר גבוה.

צמיגים ללא זיזים, או צמיגי חורף ללא זיזים. פיתוחם הוא מרוץ לשיפור המיקרו-מבנה של משטח הדריכה. חריצים מודרניים אינם עוד סתם חריצים פשוטים; הם מבנים תלת-ממדיים מורכבים עם חריצים ומיקרו-תעלות לניקוז מים ובוץ. הם נועדו לפעול כמו אינספור זיזים זעירים, המאפשרים לצמיגי חורף ללא זיזים להשיג אחיזה מצוינת בשלג ללא זיזים. בעוד שצמיג חורף ללא זיזים זה עשוי להיראות מוכר, ביצועי השלג שלו שונים לחלוטין ממוצרים דומים לפני חמש שנים.

לחץ אוויר בצמיגים, נתונים ופתרונות חכמים

מערכות משולבות לניטור לחץ אוויר בצמיגים (מערכת TPMS) הפכו לסטנדרט. אך הדור הבא של חדשנות טמון בצמיגים שיכולים לדווח אוטומטית על בלאי, טמפרטורה באזורים שונים של משטח המגע של הצמיג, ואפילו על תנאי הדרך. טכנולוגיה זו ישימה גם לצמיגי חורף, בין אם בעלי משובצים ובין אם לאו. באמצעות ניטור נתונים חכם, היא יכולה לספק משוב בזמן אמת על שינויי לחץ אוויר בצמיגים ובלאי של שכבות בסביבות טמפרטורה נמוכה, ולספק לנהגים אזהרות בטיחות מדויקות יותר. עבור צמיגי רכב חשמליים, המערכת החכמה יכולה גם להתאים באופן דינמי את לחץ האוויר בצמיגים כדי לייעל את התנגדות הגלגול בהתבסס על דרישות טווח נסיעה, ובכך לשפר עוד יותר את ביצועי טווח הנסיעה של הרכב.