Шведы разрабатывают шины с активируемыми шипами
  05.03.2015

В Швеции представили новые проекты шин с выдвижными шипами, попутно заявив, что подобные прототипы Nokian были просто рекламным трюком

В конце февраля 2015 года три шведских специалиста, связанные с Volvo и Королевским технологическим институтом (KTH), заявили, что разработали шипы, которые – полностью автоматически, без электроники - активируются в холод и убираются в жару. И при этом они готовы поделиться своими разработками со всеми желающими.

«Поскольку мы не нашли подходящего способа использовать эту идею, и к тому же необходимы существенные дополнительные средства на защиту патента, мы хотим опубликовать результаты своей работы, - заявил Сигвард Сеттерстрем (Sigvard Zetterstrom), дизайнер Volvo, в 2007-2013 годах также работавший в KTH. – На наш взгляд, пусть лучше кто-то воспользуется нашей идеей, вместо того чтобы она была заблокирована патентной защитой».

Г-н Сеттерстрем, и два его ассистента, Матс Юханссон (Mats Johansson) и Юханнес Эдрен (Johannes Edren), оба доктора наук, обсудили с журналом NyTeknik несколько концепций выдвижных шипов, в том числе с использованием небольших электромагнитов.

Шведы разрабатывают шины с активируемыми шипамиМатс Юханссон и Юханнес Эдрен

Матс Юханссон и Юханнес Эдрен

«Мы считаем, что все идеи с передачей электрической энергии слишком сложны, - сказал г-н Сеттерстрем. – Наша идея основана на том, что вода расширяется при замерзании. Небольшое количество воды внутри шипа позволяет выталкивать сердечник, когда температура приближается к нулю – без какого-либо внешнего источника питания».

Шип предлагается сделать из внешнего корпуса, жесткого металлического сердечника и уплотнительного кольца. Когда вода замерзает, она выталкивает сердечник наружу, обеспечивая выступ примерно в 3 мм. По словам ученых, трение между шиной и обледенелой поверхностью не настолько высоко, чтобы лед в шипах растаял. При этом если автомобиль передвигается по асфальту, то рост трения и температуры уберет шипы внутрь, что снизит износ дорожного покрытия.

Шведы разрабатывают шины с активируемыми шипамиПринцип действия выдвижных шипов с помощью воды

Принцип действия выдвижных шипов с помощью воды

Когда температура внешней среды увеличивается, лед тает, и в емкости с водой образуется вакуум. Поскольку лед больше не удерживает наконечник, он вдавливается внутрь массой автомобиля. При этом трения и давления воздуха должно хватить, чтобы наконечник оставался внутри даже при быстром вращении колеса.

«Может показаться, что недостаток системы в том, что шипы не активируются до того момента, пока температура шин/дороги не опустится ниже точки замерзания. Но поскольку вода начинает расширяться уже при 4 градусах, активация происходит уже при температуре чуть выше нуля», - отметил г-н Сеттерстрем.

В Швеции существуют запреты на использование шипованных шин, но г-н Сеттерстрем говорит, что шины с выдвижными шипами можно классифицировать как «фрикционные, со средствами усиления сцепления в определенных условиях».

Г-н Сеттерстрем также отметил, что эта технология может быть использована и в производстве зимней обуви – можно сделать шипы короче и шире, и тогда они хорошо подойдут для обуви на толстой подошве.

Микаэль Фернхольм (Mikael Fernholm) из шведского Вестероса в феврале также представил шипы, которые активируются на обледенелой дороге и втягиваются назад на сухом асфальте. Говоря о своем изобретении, г-н Фернхольм отмечает: «Мое видение таково, что это будет “следующая подушка безопасности”. Что-то, что должно быть на всех автомобилях. И я думаю, что автомобиль должен определять, когда необходимо вытолкнуть шипы и втянуть их обратно. В этом случае было бы достаточно иметь один комплект шин для всех дорожных условий».

Идею выдвижных шипов г-н Фернхольм придумал семь лет назад и в свое свободное время работал над тем, чтобы воплотить ее в жизнь и сделать пригодной к производству. Летом 2013 года он подал заявку в патентное бюро в Стокгольме, и не так давно стало известно, что заявка одобрена, и патент будет выдан весной 2015 года.

У изобретателя возникло много сложностей с тем, чтобы убедить в жизнеспособности своей системы как потенциальных инвесторов, так и жюри на выставках, в которых он участвовал. «Моя идея была встречена с большим скепсисом, - признал он. – Сначала заинтересовались многие шинные производители, такие как Bridgestone и Nokian, и мы даже договорились о встрече, но на этом все и закончилось».

Шведы разрабатывают шины с активируемыми шипамиТЕКСТ

Микаэль Фернхольм

Дело в том, что по замыслу создателя, выдвижные шипы будут активироваться при помощи того же принципа, который используется для беспроводной зарядки электромобилей и сотовых телефонов, и многие эксперты не верят в реализуемость этого проекта. Кроме того, с целью автоматизации система должна быть подсоединена к различным датчикам, собирающим информацию о температуре воздуха, состоянии дорожной поверхности.

Шипы, созданные г-ном Фернхольмом, примерно в два раза больше обычных – 10x10 мм. Каждый шип состоит из тонкого стального корпуса, внешней обмотки из меди и защитной оболочки. Внутри находится сердечник, погруженный в жесткий парафин, который плавится при 70 градусах. Там же расположены нагревательные элементы из нихромовой проволоки, подсоединенные к небольшому конденсатору в нижней части шипа.

Активирующая катушка с пиковой мощностью 100 Ватт установлена в колесной нише перед шиной. Катушки в колесных нишах соединены с усилителем, который помогает создать магнитное поле, и он может быть установлен в моторном отсеке или вместе с другой электроникой. Катушки генерируют магнитное поле, которое улавливается медной проволокой и передается к нагревательным элементам в шипах. После этого парафин плавится, его объем увеличивается примерно на 15%, и сердечники выталкиваются наружу. По словам г-на Фернхольма, шипы активируются «за доли секунды».

Шведы разрабатывают шины с активируемыми шипамиМетод «активации» шипов, предложенный Микаэлем Фернхольмом

Метод «активации» шипов, предложенный Микаэлем Фернхольмом

«Система требует 100 Ватт, и только когда шипы выдвигаются, а не постоянно, - добавляет он. Когда шипы не используются, необходимо от 20 до 50 Ватт, а когда они активированы, требуется от 40 до 70 Ватт. Если же система полностью выключена, электроэнергия не требуется. Расход мощности также зависит от температуры и скорости вращения колес».

На вопрос о возможной стоимости системы он ответил: «Электроника будет стоить где-то 5 000 крон (530 евро), а цена одного шипа с установкой составит порядка 5 крон (0,53 евро). Думаю, это разумная стоимость, поскольку не нужно покупать два комплекта шин и тратиться на хранение покрышек. Кроме того, можно избежать штрафов за использование шипованных шин».

Шведы разрабатывают шины с активируемыми шипамиПрототип шипа от Микаэля Фернхольма

Прототип шипа от Микаэля Фернхольма

По его словам, на самом деле максимальной экономии можно достичь в случае с грузовыми шинами. «Система будет дешевле, чем покупка, замена и хранение шин для грузовиков, - сказал он. – Кроме того, шипы будут изнашиваться таким же образом, как и обычные, но поскольку они не будут все время контактировать с дорогой, износ будет медленнее, то есть увеличится эксплуатационный ресурс шин».

На свою работу г-н Фернхольм потратил порядка 200 000 крон (21 тысяча евро), но для того, чтобы разработать первый функционирующий прототип, необходимо где-то в десять раз больше. «У меня нет столько денег, - говорит он. – Мне нужно найти кого-то, кто готов купить патент или принять участие в разработках».

Как уверяет г-н Фернхольм, если он сможет найти инвесторов, первые результаты будут через два года.

В феврале прошлого года уже упомянутая Nokian представила видеоролик, в котором рассказывалось о шипованных шинах нового типа, которые позволяют убирать шипы в случае необходимости. В коротком ролике показано, как водитель нажимает на кнопку в салоне, а в следующем кадре видны выдвигающиеся шипы. Остальная часть видео представляет собой обычный коммерческий ролик, где машина быстро едет на льду и демонстрирует короткий тормозной путь.

В пресс-релизе Nokian не раскрыла никаких подробностей по поводу того, какие технологии позволяют выдвигать и убирать шипы. Матти Мори (Matti Mori), руководитель службы технической поддержки Nokian, заявил только, что «это сложная технология и комплексный производственный процесс». «Мы не можем рассказать, как это работает технически. Это промышленный секрет», - добавил он.

При этом Микаэль Фернхольм рассказал NyTeknik, что тот ролик Nokian был на самом деле всего лишь рекламным трюком, и компания не собирается выводить эту технологию на рынок. «Первый раз, когда я посмотрел то видео, я послал Nokian электронное письмо, где выразил беспокойство по поводу того, что они, возможно, использовали наши разработки, - отметил он. – Но потом директор по разработкам Nokian Микко Лиуккула (Mikko Liukkula) перезвонил мне и сказал, что мне нечего беспокоиться. Nokian никогда не будет продавать такие шины. По его словам, все это было снято исключительно в рекламных целях».

Он также отметил, что, насколько ему известно, главный недостаток прототипов Nokian в том, что они не позволяют выдвигать шипы достаточно быстро. «Главный недостаток их системы в том, что шипы выдвигаются через четыре секунды и в течение двух секунд, - сказал он. – Это означает, что в случае экстренной необходимости они будут неэффективны. Кроме того, такие шипованные шины стоят больше, чем весь Porsche, который они использовали в фильме».

В Nokian быстро отреагировали на заявления г-на Фернхольма, и директор по маркетингу и коммуникациям компании Антти-Юсси Тяхтинен (Antti-Jussi Tähtinen) заявил, что «это был никакой не рекламный трюк, а настоящие концепт-шины - одна из технологий, которая демонстрирует возможность совмещения шипованных и фрикционных шин».

Шведы разрабатывают шины с активируемыми шипамиВыдвижные шипы Nokian

Выдвижные шипы Nokian

Г-н Тяхтинен также добавил, что концепт-шины Nokan отличаются от изобретения г-на Фернхольма. «Какие технологии будут в конечном счете использованы в серийном производстве, еще предстоит увидеть, и мы пока что не хотим раскрывать подробности. Технологии совершенствуются очень быстро, - отметил он. – Мы еще очень далеки от завершения этого проекта. Работа продолжается, мы изучаем несколько вариантов, и “гибридные” шины, которые мы представили в феврале 2014 года, являются только одним из них».

Комментарии: (4)

  • Аноним
    в 17:03 05.03.2015

    я не понял, второй вариант шипов врезается в любую резину?

  • Аноним
    в 21:03 05.03.2015

    Ну вот, я еще говорят что только у нас изобретатели не могут пробить дорогу своим изделиям.

  • Аноним
    в 01:03 06.03.2015

    Great article.
    Regards,
    Mikael Fernholm

  • Аноним
    в 13:03 06.03.2015

    На счет воды, впрочем как и любых других хим. составов, очень сомнительно. Особенно если знать в каких условиях приходится работать шипам. Поэтому скепсис шинников очевиден. И в РФ и в других странах достаточно изобретателей, у которых идей полон гараж.

Добавить комментарий

ВойдитеЗарегистрируйтесь или Вы можете написать от анонимного гостя