Чи застаріли пневматичні шини?

Адаптаційні підвіски із швидкістю регулювання на порядок мілісекунд стають основними у транспортних засобах споживачів. Повітряні підвіски були звичними для комерційних вантажних автомобілів та деяких позашляховиків протягом певного часу.

Чому пневматичні шини необхідні або корисні на транспортних засобах, оснащених такими підвісками?

Я розумію, для чого потрібна зношена шина: покриття на тертя на колесах потрібно замінити. Останніми роками спостерігається поширення дуже низьких шин для дорожніх транспортних засобів, але, наскільки мені відомо, вони все ще завжди пневматичні. Чому? Мінуси надувних шин полягають у тому, що вони погано спрацьовують при неналежному надуванні та зазнають збою, включаючи катастрофічну декомпресію. Які їх переваги? Наприклад, чи забезпечують вони демпфіруючі реакції, які неможливо повторити за допомогою повітряної або адаптивної суспензії?

Пневматична шина забезпечує механічну "розв'язку" найдрібніших варіацій дорожнього покриття (найвищі частоти), залучаючи невелику "неподібну масу" (гума протектора) і пружину (тиск повітря), що працює проти "сплеску" маса "колеса і осі.

Підвіска транспортного засобу (пружини, амортизатори тощо), що працює між віссю та рамою транспортного засобу, знімає більші, повільніші (нижчі за частотою) зміни в дорожньому покритті. У цьому випадку вся шина + колесо + вісь осі вважається "неспареною масою".

Хоча існують і інші конструкції шин, які мають подібні якості, вони, як правило, важчі і набагато складніші у виробництві. Принаймні поки що пневматична шина залишається найвигіднішим способом отримання бажаних загальних характеристик. (Не кажучи вже про той факт, що вся інфраструктура сервісного обслуговування автомобілів наразі створена для роботи з пневматичними шинами.)

Хоча я не бачу, як скоро вони застаріють, ти робиш чудові моменти, які насправді змусили мене задуматися. Я подумав про деякі переваги пневматичних шин, які долають деякі кромки, але насправді всі вони зводяться до одного і того ж:

Будь-яке виступ спричинить точку фокусування для ваги, яка зазвичай розподіляється по всій контактній поверхні шини.

Пневматична шина буде спотворювати навколо таких виступів до певної точки. Якщо вся вага, яка зазвичай підтримується шиною, була зосереджена на невеликій площі, це може призвести до пошкодження дорожнього покриття або шини. Ось кілька прикладів:

• Маленька скеля в дорозі: Скеля може благополучно руйнуватися; або він може пінгнути з великою швидкістю; або вона може вбудовуватися в шину, спричиняючи пошкодження шини та дорожнього покриття в декількох точках далі по дорозі; або вона може розламати дорожнє покриття і вбудувати себе там, де вода може потрапити і замерзнути, спричинивши більше шкоди.
• Викриті металоконструкції: підвіска може гарантувати, що динамічний удар не надто важкий, але вага, орієнтована на один гострий кут, може значно розрізати або вм'яти тверду шину.
• Підвищення бордюру: Повторне піднесення бордюру зносить кут бордюру набагато швидше, ніж пневматична шина, яка спотворить і почне набирати вагу на високій частині бордюру до того, як вага буде повністю знята з нижньої сторона.
• Нещасні випадки: людська нога (наприклад), яку буквально перебігає пневматична шина, хоча це зовсім не приємно, зазнає набагато меншої шкоди, ніж тверда шина. Тверда шина, ймовірно, розтрощить / розтрощить кістки на дуже маленькі шматочки і повністю знищить м’язи та судини, сплюнувши їх у кісткові фрагменти.

Є ще один перевернутий погляд, який, на мою думку, не входить у вищевказану категорію:

• Пневматичні шини регулюються: Ви можете знизити тиск повітря, щоб отримати більше контактної поверхні (і, отже, зчеплення) в слизьких умовах, і підвищити тиск, щоб знизити тертя, якщо зчеплення не є проблемою.

Частина відповіді полягає в тому, що динаміка пневматичних шин добре зрозуміла. У базовій конструкції геометрії підвіски ваші куточки та опори сприяють створенню пневматичної доріжки, яка забезпечує повернення до центральної сили при повороті.

Та ж деформація пластиру контакту шини, коли вона представлена ​​агресивним рульовим входом, або прискоренням або гальмуванням, дозволяє шині стискати більше, ніж якби вона була твердою, і збільшує час відгуку всього автомобіля на конкретний вхід. Там є солодке місце, оскільки плоска шина не дає відповіді, але жорстка шина занадто легко зламає тягу.

Це не означає, що ці речі не вдалося подолати активною суспензією, але суспензія повинна активно деформуватися в напрямках, які наразі не розглядаються. Сучасні комп’ютерні підвіски, що керуються комп'ютером, дуже швидко змінюють профіль реагування амортизатора, але вони не активно регулюють кути повороту рульового колеса або кулачки колеса.

jhabbott перераховує деякі приголомшливі причини продовження використання пневматичних шин, ось деякі додаткові причини:

1. Пневматичні шини дешеві у виробництві
2. Пневматичні шини виконують роботу з невеликим обслуговуванням.
3. Поломки пневматичних шин легко виправляються на місцях.
4. Подібні шини можна використовувати для широкого спектру транспортних засобів та навіть типів транспортних засобів.

На відміну від цього, якщо активні підвіски не спрацьовують, вони дорогі, не підлягають ремонту на місцях і вимагають спеціалізованих деталей.

На додаток до інших відповідей, пневматична шина поглинає більшість незначних ударів, згладжуючи зміни навантаження на шпильки, рукоятку управління та підшипники. Після встановлення жорсткої шини вам доведеться переробити підвіску, щоб впоратися зі значно більшим миттєвим навантаженням від невеликих ударів.

Також під час подорожі по гравію пневматичні шини мають найбільш контактний пластир через поглинання високих плям (гравій).