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Tweel 에어리스 타이어의 작동 원리


미쉐린 트윌 TM 에어리스 타이어.

100년 이상 동안 차량은 고무로 덮인 공기 쿠션 위에서 굴러다녔습니다. 공기압 타이어는 도로에서나 오프에서나 운전자와 승객에게 좋은 서비스를 제공했지만 미쉐린의 새로운 디자인은 이 모든 것을 바꿀 수 있습니다. Tweel Airless Tire .

이 기사에서는 Tweel Airless Tire가 무엇인지, 왜 기존 타이어 대신 사용하는지, Tweel Airless Tire에서 발생할 수 있는 몇 가지 문제, 미래.

Michelin은 2005년에 Tweel을 처음 발표했습니다. Tweel은 전통적인 휠 허브 어셈블리를 사용하지 않기 때문에 이름은 타이어와 휠의 조합입니다. 견고한 내부 허브 액슬에 장착됩니다. 폴리우레탄 스포크로 둘러싸여 있습니다. 쐐기 모양으로 배열되어 있습니다. 전단 밴드가 스포크를 가로질러 뻗어 타이어의 바깥쪽 가장자리(노면과 접촉하는 부분)를 형성합니다. 스포크의 전단 밴드의 장력과 스포크 자체의 강도는 기존 타이어의 공기압을 대체합니다. 트레드 그런 다음 전단 밴드에 부착됩니다. Tweel은 매우 크고 미래 지향적인 자전거 바퀴처럼 보입니다.


Tweel Airless Tire의 부품입니다.

Tweel을 도로에 장착하면 스포크가 공기압 타이어에서와 같은 방식으로 도로 충격을 흡수합니다. 스포크가 구부러지면 트레드와 전단 밴드가 일시적으로 변형되었다가 빠르게 제자리로 돌아옵니다. Tweel은 다양한 스포크 장력으로 만들 수 있으므로 다양한 핸들링 특성이 가능합니다.

더 유연한 스포크는 향상된 핸들링으로 더 편안한 승차감을 제공합니다. Tweel의 측면 강성도 조정 가능합니다. 그러나 Tweel은 일단 제작되면 조정할 수 없습니다. 다른 Tweel을 선택해야 합니다. 테스트를 위해 Michelin은 공압 타이어보다 5배 더 많은 측면 강성으로 제작된 Tweels를 Audi A4에 장착하여 "매우 반응성이 뛰어난 핸들링"을 제공했습니다[출처:Michelin].

미쉐린은 "Tweel 프로토타입은… 현재 공기압 타이어의 회전 저항과 질량 수준의 5% 이내"라고 보고합니다. 이는 자동차 타이어의 연비가 1% 이내라는 의미입니다. Tweel은 개발 초기 단계이기 때문에 미쉐린은 이러한 수치를 개선할 것으로 기대할 수 있습니다.

>공압 타이어


사진 제공:로스 알라모스

공압식 , 또는 공기 충전 , 타이어는 압축 공기로 채워진 밀폐 된 내부 코어로 만들어집니다. 일반적으로 강철 벨트 또는 기타 재료로 강화된 트레드가 이 내부 코어를 덮고 도로와의 접촉 영역을 제공합니다. 타이어 내부의 공기압은 대기압보다 높기 때문에 차량의 무게가 실려도 타이어는 팽창된 상태를 유지합니다. 타이어의 공기압은 타이어를 변형시키려는 힘에 대한 저항력을 제공하지만 타이어가 도로의 요철에 부딪힐 때 어느 정도 완충 효과를 줍니다. 나무 바퀴가 달린 구식 마차를 타본 적이 있다면 공기압 타이어가 어떤 차이를 만드는지 알 것입니다.

공압 타이어는 특히 고성능 또는 매우 위험한 응용 분야에서 단점이 있습니다. 물론 가장 큰 문제는 타이어에 펑크가 나면 전체 고장이 발생한다는 것입니다. 폭발 고속에서는 위험한 자동차 사고로 이어질 수 있습니다. 군사 계획가는 총격이나 폭발 파편에 타이어가 날아가는 것을 우려합니다. 차량 승무원의 최악의 악몽은 타이어가 모두 펑크나서 화재 지역에 갇히는 것입니다. 분명히 에어리스 타이어는 한 번의 펑크로 비활성화될 수 없습니다.


플랫 공기압 타이어

공압 타이어의 또 다른 문제는 공기압의 변화입니다. 및 타이어 성능 . 타이어 공기압을 낮추면 타이어가 약간 "평평해져서" 노면에 더 많은 트레드가 닿기 때문에 접지력이 향상되고 편안함이 향상됩니다. 그러나 타이어 내부의 압력은 "위아래" 강성을 유지할 뿐만 아니라 타이어의 측면 강성을 유지합니다. 공기압이 감소하면 타이어 측벽이 구부러져 불행히도 핸들링이 좋지 않습니다. 에어리스 타이어에서 이 두 가지 차원의 타이어 강성은 독립적입니다.

기압은 다른 문제도 일으킵니다. 소비자는 타이어 공기압을 적절하게 설정하는 것과 관련하여 신뢰할 수 없는 것으로 악명이 높으며, 이는 종종 위험한 상황을 초래합니다. 공기압 타이어도 온도 변화에 민감하여 타이어 내부 압력을 변경할 수 있습니다.

>에어리스 타이어의 미래


길에서 에어리스 타이어를 비틀어 보세요.

Tweel에는 몇 가지 결함이 있습니다(이름 제외). 최악은 진동입니다. 50mph 이상에서는 Tweel이 상당히 진동합니다. 그 자체로는 문제가 되지 않을 수 있지만 소음과 열이라는 두 가지 다른 원인이 있습니다. 빠르게 움직이는 Tweel은 불쾌할 정도로 시끄럽습니다[출처:CBS 뉴스]. 고속으로 장거리 운전하면 미쉐린 엔지니어가 생각하는 것보다 더 많은 열이 발생합니다.

또 다른 문제는 타이어 산업과 관련이 있습니다. Tweels를 만드는 것은 공압 타이어를 만드는 것과는 상당히 다른 과정입니다. 수천 개의 자동차 수리점에서 타이어 밸런싱 및 장착 장비는 말할 것도 없고 수많은 공장에서 수행해야 하는 변경의 규모는 에어리스 타이어의 광범위한 채택에 상당한(극복 불가능한 것은 아니지만) 장애물을 제시합니다.

이러한 결함 때문에 Michelin은 Tweel을 곧 소비자에게 출시할 계획이 없습니다. 미쉐린은 보도자료에서 트윌 개발을 선전하며 “래디얼 타이어 기술은 앞으로도 오랫동안 표준으로 자리 잡을 것”이라고 말했다. 그들은 처음에 건설 차량과 같은 저속 애플리케이션에서 Tweel 사용에 대해 작업하고 있습니다. Tweel은 고속 진동 문제가 발생하지 않고 에어리스 설계의 견고성이 건설 현장에서 큰 이점이 될 것이기 때문에 이러한 용도에 적합합니다. 미쉐린은 또한 Tweel의 군사적 사용을 모색하고 있습니다.


Tweel Airless Tire를 사용한 건설 차량

Tweel의 공개 시연에서 Michelin은 iBOT에 프로토타입을 배치했습니다. , 신체 장애가 있는 사람들을 위한 개인 이동 장치 및 Segway 켄타우로스 , 세그웨이의 자체 균형 기술을 적용한 4륜 ATV형 차량입니다.


iBOT 및 Segway Centaur

에어리스 타이어 디자인을 연구하는 회사는 미쉐린만이 아닙니다. Resilient Technologies는 NPT(비공압 타이어)로 알려진 자체 에어리스 타이어를 개발하고 있습니다. . 그 회사는 군사적 사용을 목표로 하는 보다 공격적인 개발 및 마케팅 전략을 사용하고 있습니다. NPT는 스포크의 다른 구성을 기반으로 하지만 일반적인 아이디어는 Tweel과 동일합니다[출처:Fox News].

Tweel Airless Tire 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하세요.

>Tweel Airless 타이어:더 많은 정보

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>출처

  • CBS 뉴스. “에어리스 타이어? Tweel을 고려하십시오.” http://www.cbsnews.com/stories/2005/01/27/eveningnews/main669888.shtml
  • 빠르고 멋진 자동차. “미쉐린의 새로운 에어리스 타이어.” http://www.fastcoolcars.com/airless-tires.htm
  • 폭스 뉴스. "군사 계약자들이 에어리스 타이어의 프로토타입을 개발합니다." http://www.foxnews.com/story/0,2933,240737,00.html?sPage=fnc.technology/innovation
  • 미쉐린. "미쉐린은 미래의 타이어 혁신에 공기를 불어넣습니다." http://www.michelinman.com/difference/releases/pressrelease01102005a.html