Việc độ bánh xe ô tô với đĩa trung tâm và lốp đầy hơi đã được hình thành từ rất lâu và khẳng định được hiệu quả của nó. Tuy nhiên, những nỗ lực thường xuyên được thực hiện để xây dựng lại hoàn toàn một cấu trúc như vậy nhằm cải thiện các đặc tính kinh tế hoặc kỹ thuật của nó. Một sự phổ biến nhất định trong bối cảnh này được hưởng bởi cái gọi là. Lốp không khí với các bộ phận đàn hồi và không có khí nén..
Câu chuyện dài
Các biến thể đầu tiên của lốp không có hơi xuất hiện gần như vào đầu thế kỷ trước. Thông thường, lý do cho sự xuất hiện của các dự án như vậy là do thiếu nguyên vật liệu. Các nhà thiết kế đã cố gắng thay thế cao su khó tiếp cận và đắt tiền bằng gỗ hoặc kim loại có lợi hơn. Đến nay, vấn đề thiếu hụt đã được giải quyết, và các dự án mới chỉ gắn liền với mong muốn cải thiện các đặc tính của khung xe.
Các thiết kế lốp không có hơi ban đầu thường có vành kim loại và vành ngoài có gai, được kết nối bằng một bộ lò xo với nhiều hình dạng và cấu hình khác nhau. Vào những thời điểm khác nhau, lò xo cuộn hoặc lá đã được sử dụng. Những thiết kế như vậy nhìn chung đã giải quyết được các nhiệm vụ được giao, nhưng hóa ra lại quá phức tạp và bất tiện khi vận hành. Kết quả là, chúng không đi thành một loạt lớn và không nhận được sự phân phối rộng rãi.
Thành công tương đối chỉ đến với lốp không hơi khi phát triển các chương trình vũ trụ. Hóa ra là những chiếc xe lái loại "Lunokhod" của Liên Xô hoặc LRV của Mỹ nên được trang bị bánh xe không có camera và không khí. Vì vậy, sản phẩm LRV của hệ thống Apollo đã nhận được một lốp đàn hồi làm bằng lưới kim loại với gai đinh tán. Thiết kế này có trọng lượng nhẹ, giảm chấn động, không cần bảo dưỡng và nổi bật bởi khả năng sống sót cao.
Một số thiết kế của lốp không hơi ở các giai đoạn khác nhau đã thu hút sự chú ý của quân đội và thậm chí còn được thử nghiệm trên thực địa. Trong những năm gần đây, đã có sự quan tâm trở lại đối với những phát triển như vậy, và đây không chỉ là về các dự án dành cho quân đội. Các nhà sản xuất lốp xe hàng đầu đang xem xét cấu tạo không khí như một giải pháp thay thế khả thi cho bánh xe truyền thống.
Tuy nhiên, cho đến nay, chưa có mẫu máy bay nào được biết đến đã được sản xuất hàng loạt và hoạt động trong lĩnh vực quân sự hay dân sự. Cuộc cách mạng về gầm bị cản trở bởi các yếu tố khách quan.
Thiết kế đương đại
Hãy xem xét một số thiết kế lốp không hơi hiện đại được phát triển trong những thập kỷ gần đây. Vì vậy, trước đây, dự án Airless: Resilient NPT của Resilient Technologies đã được nhiều người biết đến. Nó đã được phát triển từ năm 2002 và đạt đến thử nghiệm vào cuối thập kỷ. Sử dụng vật liệu polyme hiện đại không có trong quá khứ xa xôi, các kỹ sư Mỹ đã có thể tạo ra một thiết kế rất thú vị.
Lốp không khí: NPT đàn hồi là một thiết kế một mảnh bao gồm một đĩa ở giữa để lắp, một vành ngoài với gai lốp và một lồng đặc biệt ở giữa. Loại thứ hai được tạo ra dưới dạng cấu trúc mạng gồm các hình lục giác và hình thang không đều. Trọng lượng của xe được phân bổ giữa bộ vành và lưới tản nhiệt tương đối cứng cáp. Đồng thời, độ đàn hồi của cấu trúc cho phép bạn giảm chấn.
Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng lốp NPT không khí nén có khả năng giảm chấn tương đương với lốp khí nén truyền thống. Nó không sợ bị thủng và có thể được sử dụng khi 30% thành phần khung bị hư hỏng. Cũng có một mức tăng nhỏ về khối lượng. Tuy nhiên, sản phẩm này khá khó sản xuất, yêu cầu vật liệu đặc biệt và có một số nhược điểm khác. Do vậy, lốp xe của hãng Resilient Technologies vẫn chưa được nhập ngũ.
Năm 2005, Michelin giới thiệu mẫu lốp xe ý tưởng Tweel (Tire + Wheel). Trong thiết kế này, đĩa trung tâm và vành ngoài được nối với nhau bằng các "nan hoa" hình chữ V chạy dọc theo toàn bộ chiều rộng của lốp. Nhà phát triển đã nói về việc giảm trọng lượng so với các sản phẩm truyền thống, tăng tài nguyên, v.v.
Sau khi thử nghiệm và phát triển, lốp xe Tweel đã được phát triển. Có những sửa đổi của sản phẩm này cho các loại xe khác nhau. Năm 2012, việc cung cấp loại lốp này cho máy móc xây dựng và nông nghiệp đã bắt đầu. Sau đó, các mô hình mới của các sản phẩm như vậy với cấu hình khác của các phần tử đàn hồi đã xuất hiện.
Bridgestone cũng có phiên bản lốp không lốp riêng. Cô ấy gợi ý kết nối đĩa và vành với các "nan hoa" cong nằm trong một mô hình đan chéo. Lớp đệm này làm cho nó có thể tăng độ đàn hồi trong khi vẫn duy trì các đặc tính khác. Tuy nhiên, các mẫu thành phẩm có khả năng chuyên chở hạn chế, điều này làm giảm phạm vi áp dụng.
Có nhiều biến thể khác của lốp không hơi với nhiều loại khác nhau đã được thử nghiệm hoặc thậm chí sản xuất. Việc tìm kiếm các giải pháp mới vẫn tiếp tục. Các nhà thiết kế thử các vật liệu khác nhau, cấu hình đàn hồi, v.v. Tuy nhiên, chỉ có những thành công hạn chế.
Ưu điểm và nhược điểm
Lốp không khí với các bộ phận đàn hồi tích hợp có một số ưu điểm quan trọng so với lốp có khí nén truyền thống. Chính chúng là yếu tố quyết định sự quan tâm ngày càng tăng đối với các thiết kế như vậy, điều đã được quan sát thấy cho đến nay.
Điểm cộng chính là tăng khả năng sống sót. Lốp không hơi không có khoang khí và không bị thủng. Cô ấy cũng không sợ những tác động từ bên lề. Tùy thuộc vào kiến trúc, hiệu suất được duy trì ngay cả trong trường hợp cấu trúc hỗ trợ bị hư hại nghiêm trọng. Không cần bơm và giám sát áp suất, giúp đơn giản hóa hoạt động. Có khả năng bỏ vành bánh lớn và tương đối nặng. Kết quả là, cụm bánh xe nhẹ hơn, làm giảm khối lượng không bị bung.
Tuy nhiên, có một số vấn đề do đó loại lốp này không được ưa chuộng. Trước hết, đây là nhu cầu về vật liệu ngày càng tăng. Yêu cầu cao su hoặc polyme có đủ độ đàn hồi, độ cứng cao và chịu được các tải trọng khác nhau. Ngoài ra còn có các yêu cầu cao đối với sự hấp thụ năng lượng cơ học và sự biến đổi của nó thành nhiệt năng với quá trình tiêu tán tiếp theo.
Tất cả điều này làm phức tạp và tăng chi phí sản xuất. Ngoài ra, hầu hết các loại lốp đều có giới hạn tốc độ - thường không quá 70-80 km / h. Tăng tốc hơn nữa làm tăng ứng suất cơ học và cũng dẫn đến quá nhiệt không thể chấp nhận được.
Không giống như lốp hơi, lốp không hơi có độ cứng không đổi, bạn cần thay bánh mới có thể thay được. Đồng thời, sự xâm nhập của bụi bẩn vào cấu trúc thông qua các thành bên hở có thể ảnh hưởng tiêu cực đến độ cứng và các đặc tính khác. Từ những quan điểm này, cấu trúc khí nén có lợi hơn nhiều.
Do đó, lốp không hơi vẫn được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực xe hạng nhẹ với tốc độ và tải trọng hạn chế. Chúng được đặt trên xe gôn, một số xe đẩy, thiết bị xây dựng nhỏ gọn, v.v. Ngoài ra, sản xuất lốp xe đạp, xe tay ga và các sản phẩm nhẹ khác đã được thành lập. Việc cung cấp các mẫu lớn hơn vẫn còn trong câu hỏi.
Một sự tò mò đầy hứa hẹn
Sự kết hợp cụ thể giữa các đặc tính kỹ thuật, vận hành và kinh tế, cũng như một số hạn chế đáng kể chưa cho phép lốp không hơi gia nhập thị trường rộng rãi và cạnh tranh nghiêm túc với các thiết kế truyền thống. Kết quả là, thị trường lốp xe không thay đổi - mặc dù các hãng khác nhau thường xuyên giới thiệu các sản phẩm “hứa hẹn” khác nhau.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các sản phẩm riêng lẻ có thiết kế ban đầu vẫn gia nhập thị trường và thậm chí đã tìm được khách hàng của họ. Thành công được quan sát trong một số ngách khá hẹp, trong khi việc chinh phục các lĩnh vực chính của thị trường hóa ra là không thể. Không có điều kiện tiên quyết khách quan nào để thay đổi tình trạng này.
Do đó, các tùy chọn khác nhau cho lốp không có hơi với các bộ phận đàn hồi tích hợp nói chung vẫn giữ nguyên trạng thái của một giải pháp gây tò mò cho một vấn đề kỹ thuật quan trọng - không có triển vọng đặc biệt trong bối cảnh ứng dụng thực tế.
Mặt khác, các dự án như vậy có thể có kết quả tích cực mà không liên quan trực tiếp đến việc sử dụng thành phẩm. Các nhà lãnh đạo được công nhận trong ngành với cơ sở khoa học kỹ thuật tốt hiện đang tham gia vào việc phát triển các loại lốp xe như vậy. Trong quá trình phát triển lốp xe không hơi, các vật liệu, công nghệ và thiết kế mới có thể được tạo ra. Và họ có thể tìm thấy ứng dụng trong việc phát triển và cải tiến lốp xe truyền thống với triển vọng thực tế và thương mại.
