Airless bildäck har länge introducerats av Michelin 2005. Tweel (som härrör från däck och hjul) luftlösa radialdäckskoncept är en kombination av däck och hjul som kan ersätta det nuvarande däcket, hjulet och ventilen. Det var en verklig revolutionerande upptäckt för att göra sig av med problem med punkterade däck, ökade CO2-utsläpp och andra problem med konventionella däck.
Airless-däck uppfanns av Dr. Tim Rhyne, en senior forskare vid Michelin Americas Research and Development Corporation, som erkändes för sitt bidrag till denna revolutionerande däckutveckling.
Det var i slutet av 1990-talet, under lunch med sin kollega Michelin-ingenjör och meduppfinnare av det luftlösa radialdäcket, Steve Cron, som de kom på idén om en utmanande pneumatisk däckteknologi.
De började utforska nya och revolutionerande koncept för denna väsentliga komponent av rörligheten hos ett radialdäck som inte skulle kräva någon luft. Dr Rhyne beskrev det som ett eureka-ögonblick. Michelins luftlösa bildäck består av ett styvt nav som är anslutet till ett skjuvband med en flexibel och deformerbar polyuretanekrar och ett slitbaneband. De fungerar alla som en enhet. Michelin X-TWEEL SSL lanserades sedan kommersiellt för minilastare år 2012, oktober.
Michelin "Tweel" har stötdämpande, lastbärande och hanteringsförmåga som kan jämföras med de konventionella pneumatiska däcken men de hävdar att däcket kommer att ha mycket vibrationer när det körs över 80 km/h (50 mph). Så de högtrycksfria bildäcken är endast för ATV:er, golfbilar och sladdstyrda fordon. Michelin och GM meddelade dock att de siktar på att göra ett nytt högtrycksdäck för passagerarfordon tillgängligt 2024.
Riktigt nog utvecklar Clemson's Universitys fordonsingenjörsgrupp inom maskinteknikavdelningen, genom NIST ATP-projektet, för närvarande ett luftlöst däck med låg energiförlust med Michelin.
År 1938 uppfann J. V. Martin från New York ett säkerhetsdäck med bågar av hickory inkapslade i gummi och försedda med kors och tvärs ekrar av räfflat gummi med en förmåga att köra över 100 mm (4 tum) block när de testades i en fjäderlös testbil. Det sades ha genomgått framgångsrika tester men det såg aldrig någon framgång. Men ändå är det en tydlig föregångare till Tweelen. Deras utförande är nästan gjorda på samma sätt, men med olika materialteknik.
När du pratar om det första, var den allra första användningen av det icke-pneumatiska däcket faktiskt på 1970-talet för NASA med Apollo Lunar Roving Vehicle. Hjulen gjordes med ett spunnet aluminiumnav och revolutionerande högtrycksdäck bestod av vävda ståltrådar som är belagda med zink.
Men dragkraften som behövdes på månen var uppenbarligen större med tanke på atmosfären och terrängen, så kontaktytan var delvis belagd med titanchevrons. Den här typen av teknik är uppenbarligen onödig och för dyr (dyrare än hela fordonet) för jordbundna applikationer.
Crocodile Tyres, ett Queensland Australien-baserat företag, fokuserar på utveckling och kommersialisering av luftlösa Off The Road (OTR) däckteknologier som är designade speciellt för tunga industri-, jordbruks-, bygg- och gruvmaskiner.
Big Tyre, också i Australien, utvecklar också icke-pneumatiska och icke-solida hjul som syftar till att vara punkteringssäkra (luftfria) och är säkra hjul som lämpar sig för tuffa miljöer som den i militären och inom gruvdrift. Resilient Technologies med University of Wisconsin–Madisons Polymer Engineering Center skapar också runt polymera bikakelindade icke-pneumatiska däck med en tjock, svart slitbana. Deras högtrycksdäck har testats och används av den amerikanska armén.
Bridgestone tillkännagav också att de kommer att utveckla ett "luftlöst" eller icke-pneumatiskt däck för personbilsmarknaden och det väckte många förares intresse. Bridgestones högtrycksfria däckteknologi erbjuder en unik ekerstruktur som är gjord för att bära vikten på ett fordon, eftersom den effektivt eliminerar behovet av att periodvis luftfylla däcken.
Bridgestone avslöjade sitt andra generationens luftfria koncept för icke-pneumatiska däck 2013. Det har förbättrad körprestanda, lastbärande egenskaper och miljödesign. Det finns dock utvecklingar och förbättringar som måste göras innan de högtrycksfria däcken kan göras tillgängliga för konsumenterna.
De måste fortfarande hitta ett sätt att undvika att skräp fastnar i ekrarna, samt utveckla det bästa sättet att jämnt fördela vikten och konsekvent överföra belastningar.
En nackdel med luftlösa bildäck är kostnaden. En Tweel kostar från $239 för en noll-varvsklippare upp till $750 för en UTV. För $750 per tweel kommer däcken verkligen inte att vara billiga. Och såvida du inte tror att detta är ett tecken på vad som kommer att komma för ditt riktiga fordon, är dessa luftlösa bilhjul endast märkta till 58 km/h, och Michelin har inga planer på en modell i full storlek än.
Airless bildäck:Andra vanliga frågor
I teorin är ett luftlöst däck inte bara en bra idé utan också en bra. Airless bildäck är lika med inga punkterade däck, inget behov av reservdäck, besparingar för tunga fordonsindustrier, minskade CO2-utsläpp och användning av hållbara material.
Med luftfria bildäck behöver du inte oroa dig för läckande däck eftersom det inte kommer att finnas någon luft att läcka. När du råkar köra över ett vasst föremål på vägen behöver du inte oroa dig för att punktera dina däck och få dem punkterade eftersom solida däck utan behov av luft helt enkelt inte kan bli punkterade. Du kommer aldrig behöva byta däck, särskilt på motorvägen, vilket alltid är en olägenhet.
De luftlösa bildäcken kallas också för "Uptis" vilket betyder Unikt punkteringssäkert däcksystem, som Michelin testar på Chevrolet Bolt EVs. Som ett luftlöst däck kommer Uptis inte att kräva regelbundet underhåll och dessa typer av däck, som Michelin hävdade, kommer aldrig att behöva roteras.
Återigen, eftersom du inte behöver byta eller reparera ett punkterat däck, behöver du inte heller bära ett reservdäck. Det innebär också fler besparingar plus att du kan frigöra ditt bagageutrymme. Inget reservdäck att bära med dig överallt betyder också att du bär mindre vikt på ditt fordon och det betyder också bättre bränsleekonomi.
Cirka 12 procent av däcken rapporteras gå till spillo årligen på grund av blåsningsproblem, som Michelin rapporterade. Ytterligare 8 procent går också förlorade på grund av inflationsproblem som orsakar oregelbundet slitage. De luftlösa bildäcken eliminerar behovet av ett reservdäck och de väger ungefär lika mycket som ett vanligt däck.
Industrin för luftlösa bildäck arbetar med design som kommer att förbättra prestandan och så småningom minska CO2-utsläppen. Designförbättringarna syftar också till däck med lågt rullmotstånd som kommer att minska bränsleförbrukningen och utsläppen. Även bara en 10-procentig förbättring av rullningseffektiviteten kan redan minska konsumenternas bränslekostnader med 1 till 2 procent. Minskningen av utsläppen med den förbättringen motsvarar redan att ta 2 miljoner till 4 miljoner bilar av vägen per år, som rapporterats av Transportation Research Board, en del av National Academies' Division on Engineering and Physical Sciences.
Bara i USA går 250 miljoner däck till spillo varje år, och dessa däck går inte sönder på soptippar. Industrin för luftlösa bildäck arbetar nu med innovationer för att lösa dessa miljöförödande problem, samtidigt som den främjar en cirkulär ekonomi.
Detta kommer att göras genom att skapa ett hållbart naturgummi för att undanröja avskogning genom att utveckla teknologier som har öppnat fördelaktiga användningsområden för bortkastade däck. De bortkastade däcken kommer att användas för infrastruktur och för att tillverka nya däck. Materialen som ska användas i däcket är återvinningsbara, så det kommer också att bidra till en effektiv resursanvändning.
Dessutom kommer det inte att finnas någon del av ett icke-pneumatiskt däck som kommer att gå till spillo. Bridgestone strävar efter att skapa ett "vagga-till-vagga"-system där alla däck först återvinns och sedan fabriksomvandlas till nya däck. Airless bildäck kommer att vara bland de första som kommer att bearbetas på detta sätt. De högtrycksfria bildäcken, som är hundra procent hållbara, sitter på ett aluminiumhjul.
Airless bildäck kommer också att kunna erbjuda specifika fördelar för lastbilar inom jordbruk, gruvdrift och anläggningstillämpningar eftersom däckfel kan orsaka produktivitets- och effektivitetsförluster. Däck som aldrig läcker eller punkterar bör vara ett mycket välkommet framsteg.
Trots denna lista över fördelar har industrin för luftlösa bildäck fortfarande mycket att förbättra för att omsätta dessa fördelar till verklighet. Bridgestone har som tidigare nämnts fortfarande problem med att skräp fastnar i ekrarna. Eftersom lera, sand och snö kan täppa till ekrarna kan det slå ur balansen i däcket, och det är om ekern har lyckats inte skadas. Airless-däck kan också bli hetare än konventionella däck och utgör en fara eftersom det leder till utblåsningar.
Tidiga rapporter noterade också brus- och vibrationsproblem i Michelin-utvecklade Tweels vid höga hastigheter. Det är uppenbart i dess nuvarande begränsade användning på minilastare, golfbilar och åkgräsklippare.
Som nämnts är hjulen som Michelin säljer endast rankade till 38 mph, och de säljs ännu inte för en fullstorleksmodell. Tweelen är tillgänglig för olika fyrbultar centrala stålnav för UTV från flera tillverkare som Kawasaki, Polaris, Honda, Kubota, John Deere, etc.
Bridgestone har också introducerat sina egna luftlösa däckdesigner men siktar bara på att leverera det till mindre transportformer som cyklar. Så det kommer fortfarande att dröja ett tag innan luftfria bildäck är tillgängliga.
Men ett luftlöst personbilsdäck, känt som Uptis (för Unique Puncture-Proof Tire System), som tillverkades av Michelin har redan ställts ut på den 3:e China International Import Expo i Shanghai. De beräknas finnas till försäljning så snart som 2024 efter vägtestet.
De luftlösa bildäcken eller andra luftlösa däck förväntas hålla längre än konventionella däck. De behöver också lite underhåll och inte bara på grund av deras punkteringssäkra teknik, utan också på grund av dess motståndskraft mot slitage orsakat av under- eller överpumpning. Eftersom det inte finns någon luft inblandad i däcken har de alltid rätt tryck.
Dessa mer hållbara bildäck än de traditionella däcken kommer att avsevärt minska antalet däck som kommer att behöva skrotas innan deras beräknade livscykel är slut. Och eftersom det kommer att minska antalet råvaror, energi och utsläpp kopplade till däckproduktion är fördelarna med de långvariga däcken mer påtagliga.
Om luftlösa bildäck är en så bra idé, varför används de inte redan? Som nämnts står tillverkarna av luftlösa bildäck inför stora hinder när det gäller att uppfinna livskraftiga luftlösa bildäck. Om det finns fördelar med ett högtrycksdäck finns det också några negativa effekter och det inkluderar.
Eftersom däck med något i sig självklart kommer att väga mer än tomma däck med bara luft. De kommer också utan tvekan att ge mindre fjädring då det är luften i däcken som absorberar stötar i traditionella däck, frånvaron av det kommer säkert att ta bort den fjädringen. Dålig fjädring leder till en tuffare körning om inte olyckor.
Airless bildäck kommer också att fånga värme eftersom allt som skaver mot trottoaren när du kör i hög hastighet blir varmt. Det är luften i däcket som låter värmen försvinna för att hålla ditt däck igång säkert men utan luft blir däcket hett. Det finns helt enkelt inget sätt för värmen att skingras vilket leder till utblåsningar och olyckor.
Trots alla hinder som tillverkarna av högtrycksdäck står inför, bevisar själva det faktum att efterfrågan är hög på framsteg med luftlösa bildäck bara att luftlösa däck skulle vara ett välkommet steg framåt både för konsumenter och bilindustrin. Eftersom tekniken går snabbt framåt kan vi vara säkra på att högtrycksdäck för bildäck är lönsamma. Michelins löfte att få det till försäljning 2024 är en mycket spännande ny fas för bilindustrin och dess konsumenter.
