Шины без воздуха

Сфера применения

Первоначально безвоздушные шины стали популярны в военной сфере, но со временем «перебрались» и к гражданским автомобилям.

Говорить о полноценном внедрении пока не приходится (еще ведутся работы), но на многом транспорте новая резина уже стоит.

Так, покрышки без воздуха ставятся на газонокосилках, машинах для гольфа, скутерах, велосипедах.

Применяются безвоздушные покрышки и в промышленной сфере — они устанавливаются на погрузчиках и экскаваторах.

Со временем новая резина стала популярной при изготовлении велосипедов и колясок для инвалидов.

Почему такой тип резины пока активно не ставится на легковые автомобили? Объяснить это решение несложно.

Жесткость шин приводит к тому, что при достижении на скорости 80 км/час на корпус передаются сильные вибрации. В итоге транспортное средство сильно вибрирует и о комфорте в салоне мечтать не приходится.

Разработчики продолжают трудиться над созданием покрышки меньшей жесткости, но ожидаемых результатов пока нет.

Bridgestone

Японская компания Bridgestone также представила безвоздушные шины – Air Free Concept. Покрышки имеют тонкий протектор и большое количество «спиц», для изготовления которых использовалась термопластичная резина и каучук, благодаря чему вес автомобиля равномерно распределяется на все четыре колеса.

Они обеспечивают протектору форму, прочность и гибкость, а его внешнее резиновое покрытие – хорошее сцепление с дорогой. «Спицы» установлены в два ряда, наклон каждого ряда противоположен друг другу, это дает возможность покрышке деформироваться, преодолевая неровности во время движения без значительных перегибов.

Инженерам удалось улучшить ездовые характеристики, повысить грузоподъемность и сделать их еще экологичнее. Материалы, используемые при изготовлении покрышек, подлежат повторной утилизации и переработке, обеспечивая дополнительную экономию.

Polaris

Американская компания Polaris в скором времени запустит в серийное производство безвоздушные покрышки. Испытания новых шин были проведены на внедорожниках и уже давно применяется на военной технике.

Покрышки изготовлены из обычной резины, которая используется в производстве стандартных шин, но имеют измененную внутреннюю структуру. Открытые покрышки состоят из резинового протектора и множества ячеек, обладающих высокой прочностью и гибкостью.

Колеса с такими покрышками не нужно накачивать, балансировать, при перегреве давление в них не будет меняться, а попавшая внутрь колеса грязь, будет свободно вылетать, не застревая внутри.

Однако при наезде на неровности удар будет значительно резче передаваться на руль, что конечно снижает комфорт, зато повышает безопасность езды на неровных участках дороги.

При движении на обычных шинах за счет колебания давления возникает шум, в безвоздушных покрышках нет внутреннего давления, и они заметно тише.

На проведенных военных тестах новые покрышки простреливали 12,7 мм пулями, и после этого подбитое колесо смогло преодолеть еще 8000 км по бездорожью. Такие шины надежны, не подвергаются быстрому износу и очень экономичны. Они подходят не только для езды по бездорожью, но и для повседневного использования.

Преимущества и недостатки

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

Начнем с плюсов:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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:

1. Доступность. Цена безвоздушной резины, вопреки мнению автолюбителей, не много выше «воздушных собратьев». Но негативный сценарий возможен при росте спроса на изделие.
2. 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.
3. 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:

1. Безопасная скорость движения на резине без воздуха — 80 км/час. При увеличении скорости появляются вибрации, сильный шум, возможен перегрев резины.
2. Проблемы с грузоподъемностью. Здесь технологию сложно назвать продуманной до конца. Превышение веса автомобиля выше допустимого уровня критично.
3. 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.

Стратегия производства

Компания Michelin несколько лет изучала вопрос о том, что потребуется для выпуска на автомобильный рынок шин без давления. В партнерстве с концерном General Motors, компания заявила новую шинную продукцию, которая может появиться в продажах 2024 года.

Обе компании заявили о выпуске нового товара на международном саммите Movin’On, целью которого является поддержание устойчивой мобильности — переход от слов к делу, или, говоря современным языком, от амбиций к действиям…

Это более реалистичная программа, чем ранее представленная (2017 г.) эволюционная концепция Vision — колесо и шины «два в одном», компания сконцентрируется на производстве безвоздушной шины Tweel, которая уже была доступна для установки на некоторых специализированных автомобилях. В ближайших планах — подготовить ее к массовому потреблению.

Покрышки без воздуха – конструкция

Как говорилось выше, их главной особенностью является наличие двух рядов крепких резиновых спиц (термопластичных) специального сечения. Данные спицы находятся в том месте колеса, где у стандартной покрышки расположена центральная часть, наполненная воздухом, и крепятся к ступице внахлест (друг за другом), а к ободу – через определенные промежутки.

Несмотря на довольно простоватый вид, эта конструкция потребовала достаточно серьезных и длительных расчетов, проводимых многими инженерами, и представляет собой цельный не только с протектором, но и со всем колесом элемент. Таким образом, данное колесо сможет с невероятной легкостью и непринужденностью поглощать все возможные удары, что будет весьма кстати, особенно учитывая качество нашего дорожного покрытия.

Кстати говоря, результат работы корейской фирмы Hankook – покрышки без воздуха, соответствующие автомобильным шинам 155/80 R14, шириной 155 мм, общим диаметром 590 мм, а посадочным – 14 дюймов, изготавливаются из синтетического полиуретана, и на целых 95 % могут быть вторично переработаны

При этом очень важно подметить, что нет никаких вредных выбросов в атмосферу. Так что их можно назвать колесами завтрашнего дня, никаких проколов, экологически безопасные, да и почти на все сто процентов поддаются вторичной переработке.

В чём заключаются недостатки

Учитывая столь внушительный перечень преимуществ, некоторых может удивить тот факт, что безвоздушки не получили широкого распространения. Ведь они настолько хороши и превосходят пневматические аналоги.

На самом деле за широким списком действительно значимых преимуществ скрываются и явные недостатки.

• Скоростной лимит. Чтобы гарантировать комфортное и безопасное движение, на таких покрышках ездить со скоростью более 80 километров в час нельзя.
• Если выйти за пределы установленного лимита, сразу же появляется сильный шум, кузов активно вибрирует и есть вероятность опасного перегрева покрышек.
• Грузоподъёмность. Отказ от воздуха не позволяет на машине перевозить большие грузы. Ту нагрузку, которую без проблем по стандарту могут выдержать пневматические покрышки, безвоздушные шины принять не могут. Это существенно ограничивает эксплуатационные возможности современного автомобиля.
• Нет возможности регулировать жёсткость. На пневматике всё достаточно просто. При необходимости можно накачать колесо или спустить его, используя ниппель и компрессор, либо какой-нибудь ручной насос.
• Чтобы получить мягкие или жёсткие покрышки, в зависимости от условий эксплуатации, требуется покупать разные комплекты безвоздушных шин для своего автомобиля.
• Нельзя поменять лишь одно колесо. При замене придётся менять весь комплект сразу.
• Эта резина непригодна для того, чтобы передвигаться по вязкому бездорожью. Если это твёрдая каменистая местность, это не создаст никаких проблем безвоздушкам. Они с лёгкостью преодолеют препятствия и не лопнут, даже при наезде на острый камень. Но если речь идёт про песок, болото или глубокий снег, машина просто увязнет. Открытые модели наполнятся грязью, что негативно отразится на проходимости.

О безвоздушных колёсах можно говорить пока как об очень перспективной разработке. Её начали активно применять в военной сфере. Но чтобы перенести эти покрышки в гражданский транспорт, предстоит проделать ещё достаточно большой объём работ.

Преимущества существенные и позволяют говорить о том, что у безвоздушек есть все шансы стать популярными и востребованными. Но до тех пор, пока остаются ключевые недостатки, переживать за позиции пневматических шин на рынке не стоит.

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).

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.

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. А пока данный тип шин еще не обрел массовую популярность в России, обычные шины можно подобрать и заказать на сайте Tyre38.ru

Безвоздушные шины: испытание скорости

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

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.

Минусы конструкции

На что надо обратить внимание потребителю, это на очевидные несовершенства новой продукции:

• Предельная скорость на такой обувке не может быть выше 80 км/ч. От большой скорости покрышка начинает нагреваться и шуметь.
• Пока грузоподъемность тоже оставляет желать лучшего. Конструкция довольно жесткая, регулированию не поддается.

Неизвестно, и надо ли менять комплект при переходе на другое дорожное покрытие, например, песок. Но в целом автомобильный рынок ждет новинок шинной продукции, готов протестировать и дать рекомендации производителям.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

Вариант от Michelin

Еще десять лет тому колеса такого типа решила начать производить компания Michelin. Называется детище фирмы Tweel, и происходит эта аббревиатура от двух слов: tire и wheel. Главная особенность такого колеса – для его крепления не используется классическая ступица. Такие колеса выполняются с использованием гибких штанг, закрепляющихся непосредственно на полуоси моста автомобиля. Поверх штанг закреплен специальный гибкий хомут, который и создает наружную часть покрышки, ту часть, что соприкасается с дорожным покрытием. Хомут выполняется максимально подвижным, чтобы огибать неровности дороги, иначе колеса не смогли бы быть настолько надежными. Подвижность и прочность позволяют не использовать воздух полностью. Безвоздушные шины такого типа внешне напоминают колеса на старых телегах, еще из прошлого столетия.

Спицы колеса изготавливаются максимально эластичными и по факту повторяют действие воздуха внутри резиновых покрышек

Помимо этого, существует и важное отличие от классических «воздушных» покрышек – поперечная жесткость является изменяемой и может регулироваться в зависимости от назначения колес. Компания выпускает колеса различной жесткости, Michelin первые свои прототипы установила на автомобиль Audi A4

В сравнении с заводскими воздушными покрышками машина стала гораздо легче управляться и увереннее стоять на дороге. Поэтому если задумываетесь о том, купить такие колеса или нет – попробовать однозначно стоит, хотя цена и кусается, в сравнении с классическими шинами.

Результат показал, что Tweel легче своего классического варианта на 10-15%. Это говорит о том, что машина будет потреблять ощутимо меньше топлива. К тому же, учитывая дальнейшие наработки, в плане увеличения коэффициента полезности колес следует ожидать, что эти показатели будут расти. Естественно цена также должна измениться со временем, если компания хочет добиться популярности своего продукта.

Устройство классических шин

Невозможно узнать преимущества безвоздушных колес не узнав, как устроена классическая автомобильная резина. Следует знать, что шины с воздухом выполняются полностью герметичными, внутри воздух накачивается со средним давлением в 2.2 атмосферы. За счет того, что давление внутри шины больше, чем в окружающей атмосфере, колеса поддерживают форму и не деформируются под весом автомобиля. Наибольший недостаток – вероятность прокола, вследствие чего колеса дальше нормально функционировать не могут.

Такое развитие событий крайне опасно при движении с большой скоростью и может спровоцировать опрокидывание автомобиля. При этом замедлить машину адекватно не получиться, так как контролировать пробитое колесо невозможно. Потеря контроля над машиной вследствие прокола колеса часто становиться причиной серьезных аварий и смертей.

Помимо того, что резкий разрыв шины может привести к аварии, такие колеса еще жестко зависят от давления внутри. При этом чем ниже давление, тем большим является сила сцепления с дорогой. Одновременно с этим обеспечивается плавность хода машины, шина больше соприкасается с дорогой. Следует помнить и о том, что воздух помимо регулирования жесткости поддерживает форму колеса, и если слишком долго ездить на спущенных колесах, то резина деформируется и становится непригодной для нормальной эксплуатации. При езде на внедорожных и обычных автомобилях следует знать такие особенности:

1. Накаченная шина подходит для движения по асфальту и хорошим грунтовым дорогам.
2. Для движения по грязи требуется заменять резину на специальную.
3. Езда по песку и сыпучему грунту чревата проблемами.

С безвоздушными шинами все несколько проще, но цена на классическую резину значительно меньше. Поэтому в нынешней ситуации, когда более адаптивные безвоздушные шины все еще остаются дорогими, водителям предпочтительней купить обычную резину, которая более дешевая.