Keskilevyllä ja ilmalla täytetyn renkaan yleinen ulkonäkö muodostui kauan sitten ja vahvisti sen tehokkuuden. Tällaista rakennetta kuitenkin yritetään säännöllisesti rakentaa radikaalisti sen teknisten tai taloudellisten ominaisuuksien parantamiseksi. Tiettyä suosiota tässä yhteydessä nauttivat ns. Ilmaton rengas, jossa on joustavat elementit ja ilman paineistettua kaasua.
Pitkä tarina
Ensimmäiset ilmattomien renkaiden versiot ilmestyivät lähes viime vuosisadan alussa. Usein syy tällaisten hankkeiden syntymiseen oli materiaalipula. Suunnittelijat yrittivät korvata vaikeasti tavoitettavan ja kalliin kumin kannattavammalla puulla tai metallilla. Tähän mennessä pulaongelma on ratkaistu, ja uudet hankkeet liittyvät vain haluun parantaa rungon ominaisuuksia.
Varhaiset ilmattomat rengasmallit tarjosivat useimmiten metallivanteen ja ulkoreunan kulutuspinnalla, jotka on yhdistetty eri muotoisten ja kokoonpanojen jousilla. Eri aikoina käytettiin kierre- tai lehtijousia. Tällaiset mallit ratkaisivat yleensä määrätyt tehtävät, mutta osoittautuivat liian monimutkaisiksi ja hankalaksi käyttää. Tämän seurauksena he eivät menneet suureen sarjaan eivätkä saaneet laajaa jakelua.
Suhteellinen menestys tuli ilmattomille renkaille vain kehittämällä avaruusohjelmia. Kävi ilmi, että Neuvostoliiton "Lunokhodin" tai amerikkalaisen LRV -tyyppiset roverit olisi varustettava pyörillä ilman kameroita ja ilmaa. Niinpä Apollo -järjestelmän LRV -tuote sai joustavan metalliverkosta valmistetun renkaan, jossa oli niitattu kulutuspinta. Tämä malli oli kevyt, vaimennettu iskuja, ei vaadi huoltoa ja erottui korkeasta kestävyydestä.
Jotkut ilmattomien renkaiden mallit eri vaiheissa herättivät armeijan huomion ja saavuttivat jopa kenttäkokeita. Viime vuosina kiinnostus tällaiseen kehitykseen on lisääntynyt, eikä tämä koske vain armeijoiden hankkeita. Johtavat rengasvalmistajat katsovat ilmattomaan rakentamiseen toteuttamiskelpoiseksi vaihtoehdoksi perinteisille renkaille.
Kuitenkaan tähän mennessä mikään tunnetuista malleista ei ole saavuttanut massatuotantoa ja toimintaa sotilas- tai siviili -alalla. Alustan vallankumousta haittaavat objektiiviset tekijät.
Nykyaikaisia malleja
Harkitse joitakin viime vuosikymmeninä kehitettyjä nykyaikaisia ilmattomia rengasmalleja. Joten aiemmin Airless -projekti: Resilient Technologies Resilient NPT oli laajalti tunnettu. Sitä on kehitetty vuodesta 2002 ja testattu vuosikymmenen lopussa. Käyttämällä moderneja polymeerimateriaaleja, joita ei ollut saatavilla kaukaisessa menneisyydessä, amerikkalaiset insinöörit pystyivät luomaan erittäin mielenkiintoisen suunnittelun.
Ilmaton rengas: Resilient NPT on yksiosainen muotoilu, joka sisältää keskikiekon asennusta varten, ulkoreunan, jossa on kulutuspinta, ja erityisen häkin välissä. Jälkimmäinen on tehty epäsäännöllisten kuusikulmioiden ja puolisuunnikkaan hilarakenteen muodossa. Auton paino jakautuu suhteellisen jäykän vanteen ja säleikön välille. Samaan aikaan rakenteen joustavuus mahdollistaa iskujen vaimentamisen.
Testit ovat osoittaneet, että Airless: Resilient NPT -rengas on vaimennukseltaan verrattavissa perinteiseen ilmarenkaaseen. Se ei pelkää lävistyksiä ja sitä voidaan käyttää, kun 30% runko -elementeistä on vaurioitunut. Myös massasta tuli pieni lisäys. Tuotetta oli kuitenkin melko vaikea valmistaa, se vaati erikoismateriaaleja ja sillä oli useita muita haittoja. Tämän seurauksena Resilient Technologiesin renkaat eivät ole vielä tulleet armeijaan.
Vuonna 2005 Michelin esitteli Tweel (Rengas + Pyörä) -konseptirenkaan. Tässä mallissa keskikiekko ja ulompi vanne on yhdistetty V-muotoisilla "pinnoilla", jotka kulkevat renkaan koko leveydellä. Kehittäjä puhui painon vähentämisestä perinteisiin tuotteisiin verrattuna, resurssien lisäämisestä jne.
Testauksen ja kehityksen jälkeen Tweel -rengas kehitettiin. Tähän tuotteeseen on tehty muutoksia eri luokkien ajoneuvoihin. Vuonna 2012 tällaisten renkaiden toimitus rakennus- ja maatalouskoneisiin alkoi. Myöhemmin ilmestyi uusia tällaisten tuotteiden malleja, joilla oli erilainen joustavien elementtien kokoonpano.
Bridgestonella on myös oma versio ilmattomasta renkaasta. Hän ehdottaa levyn ja vanteen yhdistämistä kaareviin "pinnoihin", jotka sijaitsevat ristikuviossa. Tämä pehmuste mahdollisti joustavuuden lisäämisen säilyttäen muut ominaisuudet. Valmiiden näytteiden kantokyky oli kuitenkin rajallinen, mikä vähensi soveltamisalaa.
On olemassa muitakin eri tyyppisiä ilmattomia renkaita, jotka on testattu tai jopa tuotettu. Uusien ratkaisujen etsiminen jatkuu. Suunnittelijat kokeilevat erilaisia materiaaleja, joustavia kokoonpanoja jne. Onnistumisia on kuitenkin ollut vain rajoitetusti.
Hyödyt ja haitat
Ilmaton rengas, jossa on integroidut joustavat elementit, on useita tärkeitä etuja perinteiseen ilmarenkaaseen verrattuna. Juuri ne määräävät lisääntynyt kiinnostus tällaisia malleja kohtaan, mikä on havaittu tähän mennessä.
Tärkein plussa on parempi selviytymiskyky. Ilmaton rengas ei sisällä ilmakammiota ja on lävistämätön. Hän ei myöskään pelkää sivuvaikutuksia. Arkkitehtuurista riippuen suorituskyky säilyy, vaikka tukirakenne vaurioituisi vakavasti. Pumppausta ja paineen valvontaa ei tarvita, mikä yksinkertaistaa käyttöä. On mahdollista luopua suuresta ja suhteellisen raskaasta vanteesta. Tämän seurauksena pyöräkokoonpano on kevyempi, mikä vähentää jousittamatonta massaa.
On kuitenkin olemassa useita ongelmia, joiden vuoksi tällaiset renkaat eivät saa suosiota. Ensinnäkin tämä on lisääntynyt materiaalien kysyntä. Vaatii kumia tai polymeeriä, jolla on riittävä joustavuus, korkea jäykkyys ja lujuus eri kuormille. Myös mekaanisen energian imeytymiselle ja sen muuntamiselle lämpöenergiaksi on myöhemmin korkeita vaatimuksia.
Kaikki tämä monimutkaistaa ja nostaa tuotantokustannuksia. Lisäksi useimmissa renkaissa on nopeusrajoitus - yleensä enintään 70-80 km / h. Jatkuva kiihtyvyys lisää mekaanista rasitusta ja johtaa myös liialliseen ylikuumenemiseen.
Toisin kuin ilmarenkaat, ilmattomilla renkailla on jatkuva jäykkyys, ja sinun on vaihdettava pyörät sen vaihtamiseksi. Samaan aikaan lian pääsy rakenteeseen avoimien sivuseinien kautta voi vaikuttaa negatiivisesti jäykkyyteen ja muihin ominaisuuksiin. Näistä syistä pneumaattiset rakenteet ovat paljon kannattavampia.
Tämän seurauksena ilmattomia renkaita käytetään edelleen pääasiassa kevyiden ajoneuvojen alalla, joilla on rajoitettu nopeus ja kuormitus. Ne asetetaan golfkärryt, jotkut rattaat, kompakti rakennuskoneet jne. Myös polkupyörien, skoottereiden ja muiden kevyiden tuotteiden renkaiden tuotanto on aloitettu. Suurempien näytteiden tarjoaminen on edelleen kyseenalaista.
Lupaava uteliaisuus
Teknisten, toiminnallisten ja taloudellisten ominaisuuksien erityinen yhdistelmä sekä monet merkittävät rajoitukset eivät vielä salli ilmattomien renkaiden pääsyä laajoille markkinoille ja kilpailla vakavasti perinteisten mallien kanssa. Tämän seurauksena rengasmarkkinat eivät muutu - vaikka eri yritykset esittävät säännöllisesti erilaisia "lupaavia" tuotteita.
On kuitenkin huomattava, että yksittäiset alkuperäisen muotoilun tuotteet tulivat kuitenkin markkinoille ja jopa löysivät asiakkaitaan. Menestystä on havaittu useilla melko kapeilla markkinarakoilla, kun taas markkinoiden tärkeimpien alojen valloittaminen osoittautuu mahdottomaksi. Tilanteen muuttamiselle ei ole objektiivisia edellytyksiä.
Täten erilaiset vaihtoehtoja ilmattomille renkaille, joissa on integroidut joustavat elementit, säilyttävät yleensä uteliaan ratkaisun tärkeään tekniseen ongelmaan - ilman erityisiä näkymiä todellisessa käytössä.
Toisaalta tällaisilla hankkeilla voi olla myönteisiä tuloksia, jotka eivät liity suoraan valmiiden tuotteiden käyttöön. Tunnetut alan johtajat, joilla on hyvä tieteellinen ja tekninen perusta, ovat nyt mukana kehittämässä tällaisia renkaita. Ilmatonta rengasta kehitettäessä voidaan luoda uusia materiaaleja, tekniikoita ja malleja. Ja he voivat löytää sovelluksen perinteisten renkaiden kehittämisessä ja parantamisessa, joilla on todellisia käytännön ja kaupallisia näkymiä.
