ظاهر کلی چرخ خودرو با دیسک مرکزی و تایر پر از هوا مدتها پیش شکل گرفت و کارایی آن را تأیید کرد. با این حال ، به طور منظم تلاش می شود تا چنین سازه ای به طور اساسی بازسازی شود تا ویژگی های فنی یا اقتصادی آن بهبود یابد. به اصطلاح محبوبیت خاصی در این زمینه وجود دارد. لاستیک بدون هوا با عناصر الاستیک و بدون گاز فشرده..
داستان بلند
اولین انواع تایرهای بدون هوا تقریباً در ابتدای قرن گذشته ظاهر شد. اغلب دلیل ظهور چنین پروژه هایی کمبود مواد بود. طراحان سعی کردند لاستیک سخت و گران قیمت را با چوب یا فلز سودآور جایگزین کنند. تا به امروز ، مشکل کمبود حل شده است و پروژه های جدید تنها با تمایل به بهبود ویژگی های شاسی مرتبط هستند.
طرح های اولیه تایرهای بدون هوا اغلب دارای لبه فلزی و لبه خارجی با آج است که توسط مجموعه ای از فنرها با اشکال و تنظیمات مختلف به هم متصل می شوند. در زمان های مختلف ، از فنرهای کویل یا برگ استفاده می شد. چنین طرح هایی به طور کلی وظایف محوله را حل می کردند ، اما برای کار بسیار پیچیده و ناراحت کننده بود. در نتیجه ، آنها وارد سریال بزرگی نشدند و توزیع گسترده ای دریافت نکردند.
موفقیت نسبی تنها با توسعه برنامه های فضایی به لاستیک های بدون هوا رسید. معلوم شد که مریخ نوردهای از نوع "Lunokhod" شوروی یا LRV آمریکایی باید مجهز به چرخ های بدون دوربین و هوا باشند. بنابراین ، محصول LRV از سیستم آپولو یک تایر الاستیک ساخته شده از مش فلزی با آج پرچ شده دریافت کرد. این طرح سبک بود ، شوک های مرطوب ، نیازی به تعمیر و نگهداری نداشت و با ماندگاری بالا متمایز می شد.
برخی از طراحی های لاستیک های بدون هوا در مراحل مختلف مورد توجه ارتش قرار گرفت و حتی به آزمایشات میدانی رسید. در سالهای اخیر ، علاقه مجددی به چنین تحولاتی مشاهده شده است ، و این تنها مربوط به پروژه های ارتش نیست. تولیدکنندگان برجسته تایر به ساخت بدون هوا به عنوان جایگزینی مناسب برای چرخ های سنتی نگاه می کنند.
با این حال ، تا کنون ، هیچ یک از مدل های شناخته شده به تولید انبوه و عملیات در حوزه نظامی یا غیرنظامی نرسیده است. انقلاب زیر شاسی با عوامل عینی مانع می شود.
طرح های معاصر
برخی از طراحی لاستیک های بدون هوا را که در دهه های اخیر توسعه یافته اند در نظر بگیرید. بنابراین ، در گذشته ، پروژه بدون هوا: انعطاف پذیر NPT توسط فناوری های مقاوم به طور گسترده ای شناخته شده بود. از سال 2002 در حال توسعه بوده و در پایان دهه به آزمایش رسیده است. مهندسان آمریکایی با استفاده از مواد پلیمری مدرن که در گذشته های دور در دسترس نبودند ، توانستند طرحی بسیار جالب ایجاد کنند.
تایر بدون هوا: NPT مقاوم یک طرح یک پارچه است که شامل یک دیسک مرکزی برای نصب ، یک حاشیه بیرونی با آج و یک قفس مخصوص در این بین است. دومی به شکل یک ساختار مشبک از شش ضلعی ها و ذوزنقه های نامنظم ساخته شده است. وزن خودرو بین رینگ و جلوپنجره نسبتاً سفت و سخت توزیع می شود. در عین حال ، کشش ساختار به شما امکان می دهد ضربات را مرطوب کنید.
آزمایشات نشان داده است که لاستیک Airless: Resilient NPT در میرایی با تایرهای پنوماتیک سنتی قابل مقایسه است. از سوراخ شدن نمی ترسد و می تواند زمانی استفاده شود که 30 درصد از عناصر قاب آسیب دیده باشند. همچنین جرم کمی افزایش یافت.با این وجود ، تولید این محصول بسیار دشوار بود ، به مواد خاصی نیاز داشت و تعدادی دیگر از معایب را داشت. در نتیجه ، لاستیک های فناوری های مقاوم هنوز وارد ارتش نشده اند.
در سال 2005 ، میشلن تایر مفهومی Tweel (Tire + Wheel) را معرفی کرد. در این طرح ، دیسک مرکزی و حاشیه بیرونی توسط "پره" های V شکل متصل می شوند که تمام عرض تایر را اجرا می کنند. توسعه دهنده در مورد کاهش وزن در مقایسه با محصولات سنتی ، افزایش منابع و غیره صحبت کرد.
پس از آزمایش و توسعه ، تایر Tweel توسعه یافت. تغییرات این محصول برای خودروهای کلاس های مختلف وجود دارد. در سال 2012 ، عرضه چنین لاستیک هایی برای ماشین آلات ساختمانی و کشاورزی آغاز شد. بعداً ، مدلهای جدیدی از چنین محصولاتی با پیکربندی متفاوت عناصر الاستیک ظاهر شد.
بریجستون نیز نسخه مخصوص خود را از تایر بدون هوا دارد. او پیشنهاد می کند که دیسک و لبه را با "پره های" خمیده ای که در یک الگوی متقاطع قرار دارند ، وصل کنید. این بالشتک باعث افزایش کشش با حفظ سایر ویژگی ها شد. با این حال ، نمونه های نهایی دارای ظرفیت حمل محدودی بودند ، که دامنه کاربرد را کاهش می داد.
انواع دیگر تایرهای بدون هوا از انواع مختلف وجود دارد که به آزمایش یا حتی تولید رسیده اند. جستجو برای راه حل های جدید همچنان ادامه دارد. طراحان مواد مختلف ، تنظیمات الاستیک و غیره را امتحان می کنند. با این حال ، موفقیت های محدودی وجود دارد.
مزایا و معایب
تایر بدون هوا با عناصر انعطاف پذیر یکپارچه چندین مزیت مهم نسبت به تایر پنوماتیک سنتی دارد. اینها هستند که علاقه مندی بیشتری را به چنین طرح هایی تعیین می كنند ، كه تاكنون مشاهده شده است.
مزیت اصلی افزایش قابلیت بقا است. لاستیک بدون هوا دارای محفظه هوا نیست و ضد سوراخ است. او همچنین از عوارض جانبی نمی ترسد. بسته به معماری ، عملکرد حتی در صورت آسیب شدید به سازه نگهدارنده حفظ می شود. نیازی به پمپاژ و نظارت بر فشار نیست که کار را ساده می کند. امکان رها کردن رینگ چرخ بزرگ و نسبتاً سنگین وجود دارد. در نتیجه ، مجموعه چرخ سبک تر است ، که باعث کاهش جرم ناپدید شده می شود.
با این حال ، تعدادی از مشکلات وجود دارد که به دلیل آن چنین لاستیک ها محبوبیت پیدا نمی کنند. اول از همه ، این افزایش تقاضا برای مواد است. به لاستیک یا پلیمر با کشش کافی ، استحکام و مقاومت بالا در برابر بارهای مختلف نیاز دارد. همچنین نیازهای زیادی برای جذب انرژی مکانیکی و تبدیل آن به انرژی حرارتی با اتلاف بعدی وجود دارد.
همه اینها هزینه تولید را پیچیده و افزایش می دهد. علاوه بر این ، اکثر لاستیک ها دارای محدودیت سرعت هستند - معمولاً بیش از 70-80 کیلومتر در ساعت. شتاب بیشتر فشار مکانیکی را افزایش می دهد و همچنین منجر به گرم شدن غیرقابل قبول می شود.
بر خلاف لاستیک های پنوماتیک ، لاستیک های بدون هوا سفتی ثابتی دارند و برای تغییر آن باید چرخ ها را تغییر دهید. در عین حال ، ورود خاک به داخل سازه از طریق دیوارهای جانبی باز می تواند بر استحکام و سایر ویژگی ها تأثیر منفی بگذارد. از این نظر ، سازه های پنوماتیک بسیار سودآور هستند.
در نتیجه ، تایرهای بدون هوا هنوز عمدتا در زمینه وسایل نقلیه سبک با سرعت و بار محدود استفاده می شوند. آنها بر روی گاری های گلف ، برخی از حشرات ، تجهیزات ساختمانی جمع و جور و غیره قرار می گیرند. همچنین ، تولید لاستیک دوچرخه ، اسکوتر و سایر محصولات سبک تأسیس شده است. ارائه نمونه های بزرگتر هنوز زیر سوال است.
یک کنجکاوی امیدوار کننده
ترکیبی خاص از ویژگی های فنی ، عملیاتی و اقتصادی و همچنین تعدادی محدودیت قابل توجه ، هنوز به لاستیک های بدون هوا اجازه ورود به بازار وسیع و رقابت جدی با طرح های سنتی را نمی دهد. در نتیجه ، بازار لاستیک تغییر نمی کند - اگرچه شرکت های مختلف به طور مرتب محصولات "امیدوار کننده" مختلف را ارائه می دهند.
با این حال ، لازم به ذکر است که محصولات جداگانه با طرح اصلی با این وجود وارد بازار شدند و حتی مشتریان خود را پیدا کردند. موفقیت در چندین طاقچه نسبتاً باریک مشاهده می شود ، در حالی که فتح بخشهای اصلی بازار غیرممکن است. هیچ پیش نیاز عینی برای تغییر این وضعیت وجود ندارد.
بنابراین ، گزینه های مختلف برای لاستیک های بدون هوا با عناصر کشسان یکپارچه به طور کلی وضعیت یک راه حل کنجکاو برای یک مشکل مهم فنی را حفظ می کنند - بدون چشم انداز خاصی در زمینه کاربرد واقعی.
از سوی دیگر ، چنین پروژه هایی می توانند نتایج مثبتی داشته باشند که ارتباط مستقیمی با استفاده از محصولات نهایی ندارد. رهبران شناخته شده صنعت با پایه علمی و فنی خوب در حال حاضر مشغول توسعه چنین لاستیک هایی هستند. در طول توسعه لاستیک های بدون هوا ، می توان مواد ، فناوری ها و طرح های جدیدی ایجاد کرد. و می توانند در توسعه و بهبود لاستیک های سنتی با چشم اندازهای عملی و تجاری واقعی کاربردی پیدا کنند.
