Cómo funciona el neumático sin aire Tweel

Michelin Tweel ^TM Neumático sin aire.

Durante más de 100 años, los vehículos han estado rodando sobre cojines de aire revestidos de caucho. El neumático ha servido bien a conductores y pasajeros en la carretera y fuera de ella, pero un nuevo diseño de Michelin podría cambiar todo eso: Neumático sin aire Tweel.

-En este artículo, veremos qué es el neumático sin aire Tweel, por qué lo usaría en lugar de los neumáticos tradicionales, algunos de los problemas que pueden ocurrir con un neumático sin aire Tweel y dónde puede ver el neumático sin aire Tweel en el futuro.

Michelin anunció por primera vez el Tweel en 2005. El nombre es una combinación de las palabras neumático y rueda porque el Tweel no utiliza un conjunto de cubo de rueda tradicional. Un interior sólido cubo se monta en el eje. Que está rodeado de radios de poliuretano dispuestos en un patrón de cuñas. Una banda de corte se extiende a través de los radios, formando el borde exterior del neumático (la parte que entra en contacto con la carretera). La tensión de la banda de corte en los radios y la fuerza de los mismos radios reemplazan la presión de aire de un neumático tradicional. los huella luego se une a la banda de corte. El Tweel se parece a una rueda de bicicleta futurista muy grande.

Las partes de un neumático sin aire Tweel.

Cuando el Tweel se pone en la carretera, los radios absorben los impactos de la carretera de la misma manera que lo hace la presión de aire en los neumáticos. La banda de rodadura y las bandas de cizallamiento se deforman temporalmente a medida que los radios se doblan y luego vuelven rápidamente a su forma. Los tweels se pueden fabricar con diferentes tensiones de radios, lo que permite diferentes características de manejo.

Los radios más flexibles dan como resultado una conducción más cómoda con un manejo mejorado. La rigidez lateral del Tweel también es ajustable. Sin embargo, no puede ajustar un Tweel una vez fabricado. Tendrás que seleccionar un Tweel diferente. Para las pruebas, Michelin equipó un Audi A4 con Tweels fabricados con cinco veces más rigidez lateral que un neumático, lo que resultó en un "manejo muy sensible" [Fuente: Michelin].

Michelin informa que “el prototipo Tweel ... está dentro del cinco por ciento de la resistencia a la rodadura y los niveles de masa de los neumáticos actuales. Eso se traduce en un uno por ciento de la economía de combustible ”de los neumáticos de su propio automóvil. Dado que el Tweel se encuentra muy temprano en su desarrollo, se podría esperar que Michelin mejore esos números..

Foto cortesía de Los Alamos

UNA neumático, o lleno de aire, El neumático está hecho de un núcleo interior hermético lleno de aire presurizado. Una banda de rodadura, generalmente reforzada con correas de acero u otros materiales, cubre este núcleo interno y proporciona el área de contacto con la carretera. La presión del aire dentro del neumático es mayor que la presión atmosférica, por lo que el neumático permanece inflado incluso con el peso de un vehículo apoyado sobre él. La presión de aire de la llanta proporciona resistencia contra las fuerzas que intentan deformar la llanta, pero da hasta cierto punto un efecto de amortiguación cuando la llanta golpea los baches del camino. Si alguna vez ha dado un paseo en un carruaje antiguo con ruedas de madera, sabe la diferencia que hace un neumático.

Los neumáticos tienen inconvenientes, especialmente en aplicaciones de alto rendimiento o muy peligrosas. El principal problema, por supuesto, es que un pinchazo del neumático resulta en una falla total. UNA Reventar a altas velocidades puede provocar un peligroso accidente automovilístico. A los planificadores militares les preocupa que los neumáticos salgan despedidos por disparos o metralla de explosión. La peor pesadilla de la tripulación de un vehículo es quedar atrapado en una zona de incendio porque sus neumáticos están todos desinflados. Obviamente, un neumático sin aire no se puede desactivar con un solo pinchazo..

Un neumático desinflado

Otro problema con los neumáticos implica variaciones en presión del aire y rendimiento de los neumáticos. Una menor presión de las llantas puede crear una mejor tracción (y una mayor comodidad), porque las llantas se “aplanan” levemente, poniendo más banda de rodadura en contacto con la carretera. Sin embargo, la presión dentro del neumático no solo mantiene la rigidez "hacia arriba y hacia abajo", sino que también mantiene la rigidez lateral del neumático. La presión de aire reducida permite que las paredes laterales del neumático se flexionen, lo que desafortunadamente resulta en un mal manejo. En un neumático sin aire, la rigidez del neumático en esas dos dimensiones es independiente.

La presión del aire también causa otros problemas. Los consumidores son notoriamente poco confiables cuando se trata de ajustar la presión de los neumáticos correctamente, lo que a menudo resulta en situaciones inseguras. Los neumáticos también son susceptibles a los cambios de temperatura, lo que puede cambiar la presión interna del neumático..

Neumáticos Tweel Airless en la carretera.

El Tweel tiene varios defectos (además del nombre). Lo peor es la vibración. Por encima de 50 mph, el Tweel vibra considerablemente. Eso en sí mismo podría no ser un problema, pero causa otras dos cosas: ruido y calor. Un Tweel que se mueve rápidamente es desagradablemente ruidoso [Fuente: CBS News]. Conducir largas distancias a altas velocidades genera más calor del que les gustaría a los ingenieros de Michelin.

Otro problema involucra a la industria de los neumáticos. Hacer Tweels es un proceso bastante diferente a hacer un neumático. La magnitud de los cambios que deberían realizarse en numerosas fábricas, sin mencionar el equilibrio de neumáticos y el equipo de montaje en miles de talleres de reparación de automóviles, presenta un obstáculo significativo (aunque no insuperable) para la amplia adopción de neumáticos sin aire..

Debido a estos defectos, Michelin no planea lanzar Tweel a los consumidores en el corto plazo. “La tecnología de neumáticos radiales seguirá siendo el estándar durante mucho tiempo”, dijo el comunicado de prensa de Michelin promocionando el desarrollo de Tweel. Inicialmente están trabajando en el uso de Tweel en aplicaciones de baja velocidad, como en vehículos de construcción. El Tweel es perfecto para tal uso porque los problemas de vibración de alta velocidad no entrarán en juego, y la robustez del diseño sin aire será una gran ventaja en un sitio de construcción. Michelin también está explorando el uso militar del Tweel.

Vehículo de construcción con neumático sin aire Tweel.

En una demostración pública del Tweel, Michelin colocó prototipos en el iBOT, un dispositivo de movilidad personal para personas con discapacidad física, y Segway Centauro, un vehículo tipo ATV de cuatro ruedas que utiliza la tecnología de autoequilibrio de Segway.

El iBOT y Segway Centaur

Michelin no es la única empresa que trabaja en el diseño de neumáticos sin aire. Resilient Technologies está desarrollando su propio neumático sin aire, conocido como NPT (neumático no neumático). Esa empresa está utilizando una estrategia de marketing y desarrollo más agresiva dirigida al uso militar. El NPT se basa en una configuración diferente de radios, pero la idea general es la misma que la del Tweel [Fuente: Fox News].

Para obtener más información sobre Tweel Airless Tire y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente..

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Fuentes

• CBS News. “¿Neumáticos sin aire? Considere el Tweel ". http://www.cbsnews.com/stories/2005/01/27/eveningnews/main669888.shtml
• Coches rápidos y geniales. "Neumáticos sin aire, nuevos de Michelin". http://www.fastcoolcars.com/airless-tires.htm
• Fox News. "Los contratistas militares desarrollan un prototipo de neumático sin aire". http://www.foxnews.com/story/0,2933,240737,00.html?sPage=fnc.technology/innovation
• Michelin. "Michelin saca el aire de la innovación futura en neumáticos". http://www.michelinman.com/difference/releases/pressrelease01102005a.html