С самого начала существования автомобильного транспорта как такового, автомобильные колеса используются классические, надувные. Они выполняются резиновыми, раньше внутри также была надувная камера, сейчас для упрощения конструкции покрышки делают бескамерными. Пневматические шины такого рода отлично показали себя как на асфальтированных и грунтовых дорогах, так и там, где дороги отсутствуют как таковые. Еще один плюс – относительно низкая цена на такие изделия. Но вершины эволюции колеса достигли, когда впервые производители начали производить безвоздушные шины.

На данный момент две наибольшие компании производят безвоздушные колеса:


Сегодня мы рассмотрим безвоздушные шины, их преимущества и недостатки, сравним их с классическими пневматическими шинами.

Вариант от Michelin

Еще десять лет тому колеса такого типа решила начать производить компания Michelin. Называется детище фирмы Tweel, и происходит эта аббревиатура от двух слов: tire и wheel. Главная особенность такого колеса – для его крепления не используется классическая ступица. Такие колеса выполняются с использованием гибких штанг, закрепляющихся непосредственно на полуоси моста автомобиля. Поверх штанг закреплен специальный гибкий хомут, который и создает наружную часть покрышки, ту часть, что соприкасается с дорожным покрытием. Хомут выполняется максимально подвижным, чтобы огибать неровности дороги, иначе колеса не смогли бы быть настолько надежными. Подвижность и прочность позволяют не использовать воздух полностью. Безвоздушные шины такого типа внешне напоминают колеса на старых телегах, еще из прошлого столетия.

Спицы колеса изготавливаются максимально эластичными и по факту повторяют действие воздуха внутри резиновых покрышек. Помимо этого, существует и важное отличие от классических «воздушных» покрышек – поперечная жесткость является изменяемой и может регулироваться в зависимости от назначения колес. Компания выпускает колеса различной жесткости, Michelin первые свои прототипы установила на автомобиль Audi A4. В сравнении с заводскими воздушными покрышками машина стала гораздо легче управляться и увереннее стоять на дороге. Поэтому если задумываетесь о том, купить такие колеса или нет – попробовать однозначно стоит, хотя цена и кусается, в сравнении с классическими шинами.

Результат показал, что Tweel легче своего классического варианта на 10-15%. Это говорит о том, что машина будет потреблять ощутимо меньше топлива. К тому же, учитывая дальнейшие наработки, в плане увеличения коэффициента полезности колес следует ожидать, что эти показатели будут расти. Естественно цена также должна измениться со временем, если компания хочет добиться популярности своего продукта.

Устройство классических шин

Невозможно узнать преимущества безвоздушных колес не узнав, как устроена классическая автомобильная резина. Следует знать, что шины с воздухом выполняются полностью герметичными, внутри воздух накачивается со средним давлением в 2.2 атмосферы. За счет того, что давление внутри шины больше, чем в окружающей атмосфере, колеса поддерживают форму и не деформируются под весом автомобиля. Наибольший недостаток – вероятность прокола, вследствие чего колеса дальше нормально функционировать не могут.

Такое развитие событий крайне опасно при движении с большой скоростью и может спровоцировать опрокидывание автомобиля. При этом замедлить машину адекватно не получиться, так как контролировать пробитое колесо невозможно. Потеря контроля над машиной вследствие прокола колеса часто становиться причиной серьезных аварий и смертей.

Безвоздушные же шины лишены подобных недостатков, здесь наезд на гвоздь или острый предмет не спровоцирует никаких неприятностей для водителя.

Помимо того, что резкий разрыв шины может привести к аварии, такие колеса еще жестко зависят от давления внутри. При этом чем ниже давление, тем большим является сила сцепления с дорогой. Одновременно с этим обеспечивается плавность хода машины, шина больше соприкасается с дорогой. Следует помнить и о том, что воздух помимо регулирования жесткости поддерживает форму колеса, и если слишком долго ездить на спущенных колесах, то резина деформируется и становится непригодной для нормальной эксплуатации. При езде на внедорожных и обычных автомобилях следует знать такие особенности:

  1. Накаченная шина подходит для движения по асфальту и хорошим грунтовым дорогам.
  2. Для движения по грязи требуется заменять резину на специальную.
  3. Езда по песку и сыпучему грунту чревата проблемами.

С безвоздушными шинами все несколько проще, но цена на классическую резину значительно меньше. Поэтому в нынешней ситуации, когда более адаптивные безвоздушные шины все еще остаются дорогими, водителям предпочтительней купить обычную резину, которая более дешевая.

Безвоздушные колеса от Hankook

Еще один производитель резины из Кореи, Hankook, также проводит испытания безвоздушных шин – у них эта технология получила наименование IFlex. Конструкция здесь, помимо отсутствия воздуха, также обусловлена использованием исключительно экологических материалов, которые компания строго засекречивает.

Как заявляет компания – колеса последнего поколения ни одним из показателей не уступают своим классическим аналогам. Вместо спиц здесь было решено применять специальные микро сетчатые прослойки по всему периметру, которые равномерно распределяют нагрузку. Выполняются такие шины из износостойких материалов, поэтому продолжительность эксплуатации здесь несколько выше. При этом если в предыдущем варианте требовались серьезные изменения в конструкции автомобиля, то здесь шины можно надеть на стандартный диск.

Параметры испытательных образцов сравнивались с качественной автомобильной пневматической резиной на скорость 120-150 км/ч. Сравнив ряд параметров, разработчики заявили, что новые безвоздушные колеса в практическом применении ничем не уступают, а в чем-то даже превышают показатели обычных покрышек. Помимо этого, компания делает акцент и на экологичности – в производстве таких покрышек участвует значительно меньше ресурсов и вредных для окружающей среды предприятий. А по завершении срока эксплуатации такие колеса намного проще утилизировать и отправить на повторное производство.

Дальнейшая эволюция безвоздушной резины

Несмотря на рассмотренную массу преимуществ перед классической резиной, безвоздушные шины имеют и ряд характерных минусов, главный из которых – вибрация. При разгоне автомобиля выше 120 км/ч даже по идеальной дороге такие колеса начинают вибрировать, ухудшается управляемость автомобиля. Помимо этого, колеса начинают шуметь и нагреваться на такой скорости. Звук издается очень громкий, долгое движение сопряжено с трудностями для водителя, быстрой усталостью.

Поэтому будущее таких колес до сих пор кажется туманным, так как помимо этих минусов оба варианта от и Michelin и Нankook достаточно трудны в производстве, хоть и используются в производстве по большей части натуральные материалы. Сложности обстоят в том, что для массового производства придется перестраивать заводы, набирать новый персонал, переделывать конструкции автомобилей. Поэтому в ближайшее будущее развитие в технологиях может и будет, в опытных образцах, но до улучшения экономической составляющей технологии массового производства не предвидится.

Среди деталей, узлов и агрегатов автомобиля непросто найти что-то более консервативное, чем шины. Несмотря на то что ежегодно шинники представляют новые модели, что вроде бы свидетельствует о том, что шинная индустрия на месте не топчется, со времен перехода от диагональных покрышек на радиальные и отказа от камер никаких существенных изменений в конструкции шин не произошло.

Если шинные производители изредка и упоминают о неких новых разработках, впоследствии выясняется, что, например, за звучными названиями Michelin Acoustic, Goodyear Sound Comfort либо ContiSilent стоит лишь приклеивание к внутренней поверхности покрышек полос из вспененного полиуретана, благодаря чему уменьшается уровень шума от качения шины.

О том, что такое конструктивное новшество увеличивает вес шины и, разумеется, ее стоимость, как-то умалчивается.

В чем заключается реальная полезность шинной печати, позволяющей наносить на боковину покрышки цветные рисунки, и вовсе не поймешь, пока в аннотации производителя не прочитаешь, что такие шины помимо удовлетворения эстетических потребностей потребителей выделяют автомобиль в темное время суток, а значит, способствуют безопасности.

Однако в основном усилия разработчиков направлены, во-первых, на поиски новых материалов, призванных заменить применяемые при производстве покрышек натуральный каучук и продукты нефтепереработки, во-вторых, на усовершенствование рисунков протектора. Обе задачи, безусловно, важны, но не сулят существенных конструктивных изменений, а то, почему на их решение брошены все силы научно-исследовательских подразделений шинных компаний, объясняется, по всей видимости, перечнем функциональных обязанностей шин.

Создавать сцепление с дорогой, воспринимать и выдерживать продольные и поперечные нагрузки, возникающие во время движения и маневрирования, а также гасить удары от контакта колес с дорожными неровностями и этим вносить свой вклад в проходимость, устойчивость, управляемость, ездовой комфорт и обеспечение долговечной работы деталей ходовой части — большего от автомобильных шин не требуется.

Пневматические шины с этими обязанностями справляются вполне. И не было бы к шинным производителям никаких претензий, если бы ровно 20 лет назад они не продемонстрировали общественности безвоздушную шину, разительно отличающуюся от "пневматики" по конструкции и выгодам от применения, и не пообещали, что к 2007 году она пойдет в серийное производство. На дворе 2017-й — самое время спросить: где обещанное?

Обещано же было следующее: два соединенных гибкими полиуретановыми спицами кольца, из которых наружному отводится роль протектора, а внутреннее предназначено для фиксации шины на колесном диске. Надо ли объяснять, почему такая конструкция в отличие от "пневматики" не боится проколов, не нуждается в контроле давления воздуха внутри и не требует подкачки, если это давление по каким-то причинам стало ниже нормы? Однако, как заверяли разработчики, кроме самого очевидного для пользователей преимущества имелись у безвоздушных шин и другие достоинства.

Когда заварившая безвоздушную "кашу" компания Michelin объявила, что разработанные ею шины Tweel примерно в 20 раз легче обычных шин такого же типоразмера, это вызвало волну энтузиазма в рядах борцов за экономию топлива и уменьшение влияния его сгорания на окружающую среду.

Как известно, энергия, вырабатываемая двигателем, расходуется на преодоление сил, мешающих автомобилю ехать. В числе того, что приходится преодолевать, — инерция массы самой машины, когда при разгоне она ускоряется, и инерция массы раскручивающихся в момент разгона колес. Чем легче автомобиль и колеса, тем меньше отнимаемая мощность, а значит, меньше топлива требуется на ее получение.

Обратная сторона этой же медали — чем легче колеса, тем легче их затормозить при необходимости замедлить машину. А когда и сам автомобиль тоже стал легче, это не может не уменьшить величину тормозного пути.

К весу привязаны также нагрузки на рабочие механизмы тормозной системы и, разумеется, на двигатель, трансмиссию и ходовую часть. Они тоже становятся меньше, что должно благотворно сказаться на надежности и долговечности. Однако колеса не только вращающиеся, но и неподрессоренные массы. Если снизился их вес, значит, должна улучшиться плавность хода автомобиля.

Наконец, стоит упомянуть и о том, что анонсированная Michelin сопротивляемость спиц Tweel силам, действующим на машину в поперечном направлении, в пять раз превышала показатели каркаса боковин обычных пневматических шин. Как это должно улучшить сопротивление боковому уводу при маневрировании и повысить точность управления автомобилем, понятно без лишних слов.

Остается недоумевать, как при таком количестве достоинств безвоздушные шины до сих пор не выпускаются массово и если оказались для кого-то интересными, то только для производителей военной и карьерной техники, которым принципиально важно лишь то, что таким шинам не страшны огнестрельные пробоины и проколы, а все остальное не имеет никакого значения.

Версии на этот счет ходят разные, но факт и то, что безвоздушные шины, предназначенные для обычного автомобильного транспорта, шинники не предали забвению. Свидетельствуют об этом события последних лет, в течение которых подобные конструкции представили Bridgestone, Hankook, Kumho и Yokohama.

Впрочем, в Hankook Motiv и Kumho Maxplo рассматривается идея изменения беговой дорожки колеса в зависимости от состояния дорожного покрытия и условий движения. На изменение состояния дороги протекторные блоки в Motiv реагируют перемещением в вертикальной плоскости, в Maxplo — раздвижением в стороны.

Более того, для улучшения сцепления с дорогой в гололед из протектора Maxplo выдвигаются шипы, но, как бы там ни было, в обоих случаях реализация задуманного требует, чтобы шина имела безвоздушную конструкцию, что и вынудило разработчиков обратиться к ней. Особенности же Motiv и Maxplo указывают на то, что до серийного производства таким шинам еще очень далеко, если они вообще когда-нибудь до него доберутся.

Однако Bridgestone AirFree, Hankook iFlex и Yokohama Youmyaku — совсем другое дело. И не исключено, что признание Bridgestone в том, что максимальная скорость безопасного движения AirFree пока не превышает 60 км/ч, как раз и проливает свет на то, почему конструкция, производство которой не сулит никаких технологических трудностей, до сих пор не избавилась от концептуального статуса.

Но может быть, все упирается в стоимость? О ней упомянутые компании, представляя свои безвоздушные разработки, как сговорившись, умалчивают либо от конкретного ответа уклоняются, а это создает почву для предположений, что переход на производство безвоздушных шин невыгоден шинной промышленности с точки зрения получения прибыли и грозит экономическими потрясениями. Ситуация примерно как с альтернативными источниками энергии, за которые ратуют все, и добычей нефти, от цены которой зависит благополучие мировой экономики.

Опять же переход на безвоздушные шины не только затрагивает интересы, но и вовсе угрожает существованию отрасли, порожденной пневматическими шинами. Речь идет о шиномонтажных мастерских и предприятиях, выпускающих шиномонтажное оборудование, инструменты и материалы для обслуживания и ремонта шин. Занятые в этой отрасли люди и вовсе переводят проблему внедрения безвоздушных шин в массовое производство из технической в социальную область. И это еще не все причины, почему вопрос, когда все-таки автомобилисты смогут на деле, а не со слов разработчиков оценить, что дают безвоздушные шины, по-прежнему остается открытым.

О современных безвоздушных шинах слышали многие автолюбители. Новые шины без воздуха доказали, что ни в чём не уступают привычным покрышкам. В частности, автомобиль, обутый в перспективные шины размерности 125/80 R14, разогнался до 170 км/ч, хорошо показал себя на «змейке» и скоростных испытаниях, а также показал те же характеристики жёсткости, долговечности и устойчивости, что и пневматические шины.

Безвоздушные шины: испытание на внедорожнике

Актуальные Автоновости

Конструкция безвоздушных шин

По внешнему виду если новые шины выполнены закрытыми (с боковыми стенками), то отличить их от обыкновенных «воздушных» очень сложно. На сегодняшний день существует две основные конструкции таких шин:

  • одни наполнены специальным стекловолокном
  • вторые компенсируют недостаток воздуха наличием полиуретановых спиц-простенков

Первые чаще всего выполнены закрытыми, чтобы стекловолокно не потерялось по дороге, однако практика показала больше преимуществ как раз открытой системы: меньше материалов, проще изготовление, любые полученные в результате эксплуатации дефекты заметить значительно проще.

Конструкция в итоге кажется очень простой: край шины — растяжной хомут, середина — классическая ступица, к которой прикреплены спицы из полиуретана строго в определенной последовательности. Получившийся «рисунок» у каждого современного производителя свой, каждый из них продемонстрирует свои преимущества и недостатки.

Безвоздушные шины: самоочищение от грязи

Преимущества и недостатки шин без воздуха

Как уже было сказано, у новой конструкции, активно сейчас развиваемой, есть как неоспоримые достоинства, так и не исправленные пока недостатки. Для начала стоит указать на главные преимущества шин без воздуха:

  • Колесо способно менять форму в зависимости от проезжаемых неровностей — ямки и кочки буквально «проглатываются»
  • Колесо полностью работоспособно, пока хотя бы 70% её элементов на месте (большой камень в огород пневматической резины)
  • Совершенно нет необходимости в проверке давления, а где нет давления — возможности лопнуть тоже нет
  • Вес безвоздушной резины значительно меньше, чем у классического собрата. Полное отсутствие необходимости дисков (стальных, литых, кованых и пр.) снижает неподрессоренную массу, что также приводит к положительным эффектам вождения ТС
  • Как следствие пункта 3 — нет необходимости возить с собой дополнительный инструмент вроде домкрата, насоса, ключей… (впрочем, последние не повредят в любом случае)
  • Следствие пункта 3 и 5 — уменьшение перевозимого веса и, как итог, — снижение расхода топлива
  • Цены на безвоздушную резину (когда они полноценно появятся на прилавках) вряд ли будут превышать пневматические аналоги (не считая первого времени, когда пойдет главный БУМ)
  • В перспективе установка безвоздушных шин будет доступна на совершенно любой автомобиль — начиная от древней «копейки» до самых современных внедорожников.
  • Перспективная сейчас разработка безвоздушной резины — возможность быстро поменять изношенную (или неподходящую к текущей дорожной ситуации) верхний слой, непосредственно имеющий контакт с дорогой. Надо — установил «гоночный» профиль, закрепил специальными болтами — и вперед. Надо выехать в горы — на ту же полиуретановую основу прицепил высоко-профильную «кожу».

Как видим, преимуществ у новой технологии масса. Ложкой же дегтя стоит отметить следующие пункты:

  • В некоторых конструкциях проявляется излишний шум и нагрев при длительной скоростной эксплуатации
  • Грузоподъемность подобной резины… Технология еще несовершенна
  • Жесткость конструкции никак не регулируется. Возможности приспустить давление и поехать по песку не предусмотрено.

Конечно, последний пункт стоит рассмотреть отдельно, ведь если возникнет необходимость проехать в других условиях, то единственным выбором останется только полностью заменить весь комплект шин на другой с нужными параметрами. Ну и, конечно, менять их тоже придется комплектом (хотя изнашиваются они существенно меньше (в 2-3 раза).

Безвоздушные шины: самоочищение от снега

Цены шин без воздуха

Первыми «гражданские» безвоздушные шины запатентовали в 2005 году Michelin, назвав своё творение Tweel (шина (tyre) + колесо (wheel)). Используя их на всё той же спецтехнике, скутерах и инвалидных колясках, конструкция всё еще не доработана для высоких скоростей. Конструктивно Tweel представляет собой систему цельных внутренних ступиц, прикрепленных к полуоси. Вокруг них расположены полиуретановые спицы, соединенные в определенной последовательности. Через спицы проходит растяжной хомут, формируя внешний край шины (часть, которая соприкасается с дорогой).

Конкурентом для Michelin стала компания Polaris, продемонстрировав своё видение «шин будущего». Конструктивно они достаточно похожи, но в Polaris внесли одно улучшение: спицы заменили на систему сот наподобие пчелиного улья. Плюс применили собственной разработке другие композиционные материалы. Стали заметны преимущества новинки: получившиеся ячейки в зависимости от скорости движения проявляют разные параметры жесткости: то они жесткие, то они гибкие, а как следствие — лучше поддерживается форма колеса вкупе с хорошим поглощением неровностей.

Безвоздушные шины Bridgestone показали миру свой «рисунок»: теперь в профиле закручивающиеся в обе стороны спицы, благодаря которым шина становится более упругой. В Bridgestone к выбору исходных материалов подошли достаточно «зелено» и предложили создавать новые шины из переработки старой резины. Впрочем, практика показала возможность применения подобной конструкции лишь в гольф-карах: максимальная скорость ограничивается уже даже не 80, а 64 км/ч, а грузоподъемность одного колеса всего 150 кг.

Шины без воздуха I-Flex (Hankook) сделали неожиданный поворот этой отрасли. Корейская фирма создала шины, в которой собственно шина и обод — одно целое. 95% I-Flex — это переработанные материалы. Показали их в первый раз на Франкфурском автошоу 2013 года, выполнены I-Flex были в размере 14″ и имели довольно оригинальный дизайн, который приглянулся посетителям.

Компания Hankook в 2015 году успешно завершила серию испытаний безвоздушных покрышек iFlex, в ходе которых новые шины доказали, что ни в чём не уступают привычным покрышкам. В частности, автомобиль, обутый такие шины разогнался до 130 км/ч

Сейчас подобные безвоздушные шины устанавливают на малолитражные модели Volkswagen Up.