Пневматические шины устарели?

Адаптивные подвески с регулировкой скорости порядка миллисекунд становятся популярными в потребительских автомобилях. Пневмоподвески были распространены на коммерческих грузовиках и некоторых внедорожниках в течение некоторого времени.

Почему пневматические шины необходимы или полезны для автомобилей, оборудованных такими подвесками?

Я понимаю, почему износостойкая шина необходима: фрикционное покрытие на колесах необходимо заменить. В последние годы наблюдается распространение очень низкопрофильных шин для дорожных транспортных средств, но, насколько мне известно, они по-прежнему всегда пневматические. Почему? Недостатки надувных шин в том, что они плохо работают при неправильной накачке и подвержены поломкам, включая катастрофическую декомпрессию. Каковы их преимущества? Например, обеспечивают ли они отклики демпфирования, которые не могут быть воспроизведены с воздушной или адаптивной подвеской?

Пневматическая шина обеспечивает механическую «развязку» мельчайших колебаний дорожного покрытия (самые высокие частоты), включая небольшую «неподрессоренную массу» (резину протектора) и пружину (давление воздуха), действующую на «пружину» масса "колеса и оси.

Подвеска транспортного средства (пружины, амортизаторы и т. Д.), Работающая между осью и рамой автомобиля, разъединяет большие, более медленные (с более низкой частотой) колебания дорожного покрытия. В этом случае вся шина + колесо + мост считается «неподрессоренной массой».

Хотя существуют и другие конструкции шин с аналогичными характеристиками, они, как правило, тяжелее и намного сложнее в изготовлении. По крайней мере, на данный момент пневматическая шина остается наиболее экономически эффективным способом достижения желаемой общей производительности. (Не говоря уже о том, что вся инфраструктура обслуживания транспортных средств в настоящее время настроена на работу с пневматическими шинами.)

Хотя я не вижу, чтобы они устарели в ближайшее время, вы делаете несколько замечательных замечаний, которые действительно заставили меня задуматься. Я подумал о некоторых преимуществах пневматических шин, которые преодолевают некоторые крайние случаи, но на самом деле все они сводятся к одному и тому же:

Любой выступ вызовет точку фокусировки для веса, который обычно распределяется по всей поверхности контакта шины.

Пневматическая шина будет искажаться вокруг таких выступов до определенной точки. Если весь вес, обычно поддерживаемый шиной, фокусируется на небольшой площади, это может привести к повреждению дорожного покрытия или шины. Вот некоторые примеры:

• Небольшая скала на дороге: скала может безопасно раздавить; или это может издаться на высокой скорости; или он может застрять в шине, вызывая повреждение шины и дорожного покрытия в нескольких точках ниже по дороге; или он может взломать поверхность дороги и застрять там, где вода может замерзнуть и нанести еще больший ущерб.
• Обнаженные металлоконструкции: подвеска может гарантировать, что динамическое воздействие не будет слишком сильным, но вес, сфокусированный на одном остром повороте, может значительно порезать или придавить твердую шину.
• Вождение по бордюру: повторное движение по бордюру приведет к тому, что угол бордюра будет изнашиваться гораздо быстрее, чем пневматическая шина, которая будет искажать и начинать набирать вес на верхней части бордюра до того, как груз будет полностью снят с нижней. боковая сторона.
• Несчастные случаи: человеческая нога (например), буквально перебитая пневматической шиной, хотя и совсем не приятная, понесет гораздо меньше повреждений, чем жесткая шина. Твердая шина, вероятно, раздавит / расколоть кости на очень маленькие кусочки и полностью разрушит мышцы и кровеносные сосуды, сгладив их в фрагменты кости.

Есть еще один плюс, о котором я могу подумать, который не вписывается в вышеуказанную категорию:

• Пневматические шины регулируются: вы можете снизить давление воздуха, чтобы увеличить контактную поверхность (и, следовательно, сцепление) в скользких условиях, и повысить давление, чтобы снизить трение, если сцепление не является проблемой.

Часть ответа заключается в том, что динамика пневматических шин хорошо понятна. В базовом дизайне геометрии подвески ваши углы рицинуса и шкворня способствуют созданию пневматической тяги, которая обеспечивает возврат к центру силы при прохождении поворотов.

Та же самая деформация пятна контакта шины при наличии агрессивного рулевого управления, ускорения или торможения позволяет шине сцепляться с дорогой сильнее, чем если бы она была прочной, и увеличивает время реакции всего транспортного средства на конкретный вход. Здесь есть приятное место, так как спущенная шина не дает отклика, но жесткая шина слишком легко ломает тягу.

Это не означает, что эти вещи не могут быть преодолены активной подвеской, но подвеска должна будет активно деформироваться в направлениях, которые в настоящее время не рассматриваются. Современные подвески с компьютерным управлением очень быстро меняют профиль отклика амортизатора, но они активно не регулируют углы поворота рулевого колеса или развала колеса.

Jhabbott перечисляет несколько потрясающих причин для продолжения использования пневматических шин, вот несколько дополнительных причин:

1. Пневматические шины дешевы в производстве
2. Пневматические шины выполняют свою работу с минимальным техническим обслуживанием.
3. Отказы пневматических шин легко устраняются в полевых условиях.
4. Подобные шины могут использоваться на самых разных транспортных средствах и даже типах транспортных средств.

Напротив, когда активные подвески выходят из строя, они дороги, не подлежат ремонту в полевых условиях и требуют специальных деталей.

Чтобы добавить к другим ответам, пневматическая шина поглощает большинство незначительных ударов, сглаживая изменения нагрузки на шпильки, рычаг управления и подшипники. После установки жесткой шины вам придется переделать подвеску, чтобы справиться с гораздо большей мгновенной нагрузкой от небольших ударов.

Кроме того, при движении по гравию пневматические шины имеют наибольшее пятно контакта из-за поглощения высоких пятен (гравия).