Πώς λειτουργούν τα ελαστικά με καμπύλες

Anonim

Όπως ο μύθος πηγαίνει, ο Έλληνας φιλόσοφος Αρχιμήδης ανακάλυψε την αρχή της εκτόπισης του νερού ενώ εισήλθε στην μπανιέρα του. Πήγε γυμνός στους δρόμους των Συρακουσών φωνάζοντας "Eureka!"

Η οποία, φυσικά, ακούγεται πολύ τρελή μέχρι να συνειδητοποιήσετε ότι το "Eureka!" Είναι στην πραγματικότητα Αρχαία Ελληνική για "Βοήθεια! Το λουτρό μου είναι πολύ ζεστό!"

Ο John Scott, ο εφευρέτης των Cambertires, είχε μία από αυτές τις πεντανόστιμες στιγμές του Eureka μια μέρα. αυτό το φλας της λαμπρότητας που ξαφνικά κοιτάζει τον κόσμο προς τα πλάγια και δημιουργεί μια ιδέα τόσο απλή και όμως τόσο βαθιά που κανείς δεν το είχε σκεφτεί ποτέ πριν. "Τι γίνεται αν τα ελαστικά είχαν ενσωματωθεί;" Το όραμά του μπορεί να αλλάξει τον κόσμο των ελαστικών με έναν βαθύτατα θεμελιώδη τρόπο.

Είναι εύκολο να γράψω κάτι τέτοιο, αλλά ίσως δεν είναι τόσο εύκολο να το εξηγήσω:

Όπως πολλοί αναγνώστες μπορεί να γνωρίζουν και όλοι πολλοί δεν μπορεί, η καμπύλη είναι μια ρύθμιση ευθυγράμμισης που καθορίζει τον τρόπο που τα ελαστικά κάθονται σε σχέση με τον άξονα άνω / κάτω τους. Αν το ελαστικό είναι ευθεία προς τα πάνω και προς τα κάτω σε σχέση με το αυτοκίνητο, έχει μηδενική κλίση. Εάν ρυθμίσετε την ευθυγράμμιση έτσι ώστε η κορυφή του ελαστικού να προσανατολίζεται προς το αυτοκίνητο, αυτό ονομάζεται αρνητική καμπή. Αν η κορυφή του ελαστικού κλίνει μακριά από το αυτοκίνητο, αυτό είναι θετικό καμπύρισμα.

Το Camber χρησιμοποιείται σχεδόν για όλες τις εφαρμογές οχημάτων, αλλά η μεγαλύτερη αρνητική κάμψη χρησιμοποιείται συχνότερα για εφαρμογές επιδόσεων, όπου μπορεί να έχει θετικές επιδράσεις σε πράγματα όπως η μεταφορά βάρους, ο κύλινδρος σώματος και η τοποθέτηση ετικέτας επαφής κατά την παραμόρφωση του ελαστικού. Οι οδηγοί αυτοκινήτων φυλής χρησιμοποιούν καμπύλες σε οβάλ κομμάτια, όπου μπορούν να ρυθμίσουν την κάμψη της μίας πλευράς ως θετική και η άλλη πλευρά να είναι αρνητική ώστε να κάνει το αυτοκίνητο πιο γρήγορο σε μια κατεύθυνση, παίρνοντας το μέγιστο έμπλαστρο επαφής όταν είναι φορτωμένο. Η ρύθμιση της αρνητικής καμπύλης και στις δύο πλευρές είναι αποτελεσματική για τα οδοστρώματα στα οποία το αυτοκίνητο στρέφεται αριστερά και δεξιά. Το πρόβλημα με τη χρήση καμπύλης είναι ενσωματωμένο στα ελαστικά. Εάν ορίσετε κάποια κάμψη, τα ελαστικά σας είναι τώρα κεκλιμένα και η επιφάνεια του πέλματος δεν είναι επίπεδη στο έδαφος πια όταν το αυτοκίνητο είναι ίσιο. Αυτό θα οδηγήσει σε μεγάλες ποσότητες ακανόνιστης φθοράς στο εσωτερικό του ελαστικού και κάποια απώλεια επαφής επαφής κάτω από επιτάχυνση και πέδηση. Εδώ μπαίνει ο John Scott.

Ο κ. Scott καλεί τα τρέχοντα ελαστικά "τετράγωνο", αναφερόμενο στο προφίλ περιβλήματος του ελαστικού, μια αποτελεσματική γωνία 90 μοιρών ανάμεσα στο πλευρικό τοίχωμα και το πέλμα. Τοποθετήστε ένα "τετράγωνο" ελαστικό στο πέλμα του και στέκεται ευθεία προς τα πάνω και επίπεδο στο έδαφος. Οι Cambertires του κ. Scott, από την άλλη πλευρά, έχουν διαρκώς μεταβλητή διάμετρο από το εσωτερικό στο εξωτερικό πλευρικό τοίχωμα. Αυτό λέει το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του. Η διάμετρος του ελαστικού είναι μεγαλύτερη στην εξωτερική ακμή από το εσωτερικό, έτσι ώστε η επιφάνεια του πέλματος να βρίσκεται σε διαγώνιο. Βάλτε αυτά τα ελαστικά στο έδαφος και κάθονται κεκλιμένα από το κέντρο. Αυτά είναι ελαστικά με καμπύλη "ενσωματωμένο". Έτσι, εάν δημιουργήσετε ένα Cambertire 4 βαθμών σε ένα αυτοκίνητο με μηδενική κάμψη, κατ 'ευθείαν προς τα πάνω και προς τα κάτω, το ελαστικό θα οδηγούσε στην εξωτερική του άκρη, με ένα κενό ανάμεσα στο υπόλοιπο του το ελαστικό και το έδαφος. Αλλά επιλέξτε σε 4 μοίρες αρνητικής κάμψης και το ελαστικό είναι ελαφρώς κεκλιμένο προς το αυτοκίνητο, αλλά στηριζόμενο επίπεδο στο έδαφος.

Σύμφωνα με τον Scott, το Cambertire παρέχει αυξημένη πλευρική πρόσφυση, βελτιωμένη πέδηση, καλύτερη αίσθηση διεύθυνσης, πιο ομοιόμορφη φθορά, καλύτερη ποιότητα οδήγησης και υψηλότερη απόδοση καυσίμου. Ακούγεται τρελός, ξέρω. Είχα κάποιες δυσκολίες να περιτυλίξω το κεφάλι μου γύρω από όλα. Αλλά σίγουρα φαίνεται να λειτουργεί.

Το περιοδικό Automobile κοίταξε πολύ προσεκτικά την ιδέα πριν από αρκετά χρόνια και αναδείχθηκε έτοιμος να βάλει το όνομα του κ. Scott σε επίπεδο με τους πρωτοπόρους καουτσούκ Charles Goodyear και John Dunlop. Το άρθρο σημείωσε: "Οι μηχανικοί των ελαστικών θα σκοτώσουν για κέρδος ενός τοις εκατό. Η περικοπή της απόστασης φρεναρίσματος κατά έξι τοις εκατό ενώ αυξάνεται η λαβή στρέψης κατά τέσσερα τοις εκατό αποτελεί σημαντική πρόοδο ".

Ο Matt Farah του The Smoking Tobacco εξέφρασε επίσης κάποια έκπληξη κατά τη δοκιμή του: "Δεν ήθελα να πιστέψω αυτόν τον τύπο … Από την άλλη πλευρά, αυτά τα ελαστικά είναι πολύ, πολύ καλά".

Τι είναι λοιπόν που τα κάμπινα ελαστικά λειτουργούν καλύτερα; Βάλτε το με αυτόν τον τρόπο: Αν βάλετε ένα τετράγωνο λάστιχο στο έδαφος και τον σπρώξετε, θέλει να κυλήσει σε μια ευθεία γραμμή. Για να το κάνετε, χρειάζεται κάποια δύναμη. Για να το μετατρέψει σε ταχύτητα απαιτεί αρκετή δύναμη για να ξεπεράσει τη δική του τάση να κυλάει ευθεία συν την ευθεία αδράνεια του αυτοκινήτου. Αλλά βάλτε ένα ελαστικό με καμπύλες στο έδαφος και σπρώξτε το και θέλει να κυλήσει σε κύκλο προς την άκρη με τη χαμηλότερη διάμετρο.

Τώρα μεταφράστε αυτό όταν τα ελαστικά είναι σε ένα αυτοκίνητο που στρέφεται σκληρά προς τα δεξιά. Τα ελαστικά της δεξιάς πλευράς κάμπτονται ελαφρά αριστερά και αντιστρόφως, ενώ και τα τέσσερα ελαστικά είναι επίπεδα στο έδαφος. Κατά τη διάρκεια της στροφής το βάρος μεταφέρεται στην αριστερή πλευρά και το αριστερό εμπρός ελαστικό κάνει το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας. Αυτό το ελαστικό δεν παίρνει μόνο όλα τα εφέ ανάρτησης του κάμπιου, όχι μόνο επίπεδη στο έδαφος με ολόκληρο το έμπλαστρο επαφής που συγκρατεί το πεζοδρόμιο, αλλά θέλει να γυρίσει προς τα δεξιά. Όσο μεγαλύτερη είναι η συμπίεση, τόσο περισσότερο θέλει να γυρίσει.

Το ελαστικό της δεξιάς πλευράς, από την άλλη πλευρά, έχει πολύ μικρότερο βάρος και πίεση πάνω του και είναι στραμμένο προς την εξωτερική άκρη της μεγαλύτερης διαμέτρου. Το πολύ στενότερο έμπλαστρο επαφής το κάνει να δρα σαν ελαστικό ποδηλάτου ή μοτοσυκλέτας, προσφέροντας πολύ λιγότερη αντίσταση στη στροφή από ό, τι ένα τετράγωνο ελαστικό που δεν θα φορτωθεί. Η εταιρεία Scott τώρα επίσης πωλεί ορισμένα από τα ελαστικά της με "ροκ" που επεκτείνουν το εξωτερικό πλευρικό τοίχωμα και δρουν κάτι σαν τα άγκιστρα σε ένα ιστιοφόρο για ακόμα μεγαλύτερη σταθερότητα σε αυτή την κατάσταση.

Τώρα, αν φανταστείτε ένα σωστό τρίγωνο, μια μικρή Ευκλείδεια γεωμετρία θα αποδείξει ότι η γωνιακή πλευρά είναι πάντα μεγαλύτερη από τη μακρύτερη ευθύγραμμη πλευρά. Λόγω όλων αυτών των στοιχείων γεωμετρίας, το γωνιακό έμπλαστρο επαφής σε ένα ελαστικό με καμπύλες θα είναι επίσης μια ευρύτερη επιφάνεια από ότι θα ήταν σε ένα "τετράγωνο" ελαστικό του ιδίου μεγέθους.

Όταν τα ελαστικά έρχονται κατ 'ευθείαν, τα φαινόμενα καμπύλης φαίνεται να αντισταθμίζουν το ένα το άλλο, σχεδόν σαν μια φυσική μορφή "toe-in" όπου τα ελαστικά σε κάθε πλευρά ευθυγραμμίζονται για να κυλήσουν ελαφρά ο ένας προς τον άλλο. Με τα τετράγωνα ελαστικά είναι απαραίτητο ένα ορισμένο ποσό toe-in. Αλλά Cambertires, ο κ. Scott μου ενημερώνει, δεν χρειάζονται "toe-in" καθόλου. Αυτή η έλλειψη toe-in καθιστά λιγότερο καθαρισμό ελαστικών, ψυχρότερες θερμοκρασίες λειτουργίας, λιγότερη αντίσταση κύλισης και καλύτερη διάρκεια ζωής.

Το ενδιαφέρον σπειροειδές σχέδιο πέλματος που κόβεται στα ελαστικά μπορεί επίσης να συμβάλλει στη σταθερότητα ευθείας γραμμής και στην αντοχή σε υδροπλάνηση. Το μοναδικό κενό που περιστρέφεται γύρω από το πηλό πέλμα είναι ευρύτερο στο εσωτερικό για εκκένωση νερού και στενότερο προς τα έξω για σταθερότητα πέλματος. Ο Scott καλεί την τεχνολογία Ασύμμετρο ελικοειδές πέλμα και κενό σχεδιασμό.

Αυτό μπορεί επίσης να έχει κάτι να κάνει με μια άλλη επίδειξη σιαγόνας που ο κ. Scott ισχυρίζεται για τα ελαστικά του με καμπύλες. Ακόμα και με σχεδόν κανένα σχέδιο πέλματος και χωρίς κανάλια συστολής, υποστηρίζει ότι έχουν εκπληκτικά καλή πρόσφυση στο χιόνι. Αυτός είναι ένας τολμηρός και εντελώς ανεκδοτικός ισχυρισμός, και αυτός που αρχικά ακούγεται παράφορος. Από οποιονδήποτε άλλον θα μπορούσα να το θεωρήσω ως απόλυτο booster. Αλλά … αρκετοί από τους ισχυρισμούς του κ. Σκοτ ​​ακούγονται λίγο ξεκαρδισμένοι στην αρχή και οι περισσότεροι από αυτούς έρχονται αντιμέτωποι με την εξέταση πολλών ειδικών σκεπτικιστών που στη συνέχεια έγιναν πιστοί. Σίγουρα θα ήθελα να δω τι θα μπορούσε να συμβεί με ένα χειμερινό σύνθετο και πέλμα μοτίβο στα ελαστικά με καμπύλες.

Έτσι, από τη μία πλευρά, αυτή είναι μια ιδέα τόσο απλή που είναι ένα θαύμα που κανείς δεν το έχει σκεφτεί ποτέ πριν, και από την άλλη είναι μια ιδέα τόσο απροκάλυπτη που είναι ένα θαύμα που κάποιος θα το σκεφτεί, πολύ λιγότερο να το δοκιμάσει σε πραγματικά ελαστικά. Και όμως, κινείται ακόμα. Εύρηκα!

Πώς λειτουργούν τα ελαστικά με καμπύλες