Como funciona o pneu Tweel Airless

Michelin Tweel ^TM Pneu Airless.

Por mais de 100 anos, os veículos rodaram sobre almofadas de ar revestidas de borracha. O pneu pneumático tem servido bem aos motoristas e passageiros na estrada e fora dela, mas um novo design da Michelin pode mudar tudo isso - o Pneu Tweel Airless.

-Neste artigo, veremos o que é o pneu Tweel Airless, por que você o usaria no lugar dos pneus tradicionais, alguns dos problemas que podem ocorrer com um pneu Tweel Airless e onde você pode ver o pneu Tweel Airless no futuro.

A Michelin anunciou o Tweel pela primeira vez em 2005. O nome é uma combinação das palavras pneu e roda porque o Tweel não usa um conjunto de cubo de roda tradicional. Um interior sólido cubo é montado no eixo. Que é cercado por raios de poliuretano dispostos em um padrão de cunhas. Uma faixa de cisalhamento é esticada ao longo dos raios, formando a borda externa do pneu (a parte que entra em contato com a estrada). A tensão da faixa de cisalhamento nos raios e a força dos próprios raios substituem a pressão do ar de um pneu tradicional. o piso é então anexado à faixa de cisalhamento. O Tweel se parece com uma roda de bicicleta futurística muito grande.

As peças de um pneu Tweel Airless.

Quando o Tweel é colocado na estrada, os raios absorvem os impactos da estrada da mesma forma que a pressão do ar faz com os pneus pneumáticos. A banda de rodagem e as bandas de cisalhamento se deformam temporariamente à medida que os raios se dobram e, em seguida, voltam rapidamente à forma. Os tweels podem ser feitos com diferentes tensões dos raios, permitindo diferentes características de manuseio.

Raios mais flexíveis resultam em um passeio mais confortável com manuseio aprimorado. A rigidez lateral do Tweel também é ajustável. No entanto, você não pode ajustar um Tweel depois de fabricado. Você terá que selecionar um Tweel diferente. Para os testes, a Michelin equipou um Audi A4 com Tweels feito com cinco vezes mais rigidez lateral do que um pneu pneumático, resultando em "manuseio muito responsivo" [Fonte: Michelin].

A Michelin relata que “o protótipo Tweel… está dentro de cinco por cento da resistência ao rolamento e dos níveis de massa dos pneus pneumáticos atuais. Isso se traduz em cerca de um por cento da economia de combustível ”dos pneus do seu carro. Como o Tweel está no início de seu desenvolvimento, a Michelin pode esperar melhorar esses números.

Cortesia da foto de Los Alamos

UMA pneumático, ou cheio de ar, O pneu é feito de um núcleo interno hermético preenchido com ar pressurizado. Uma banda de rodagem, geralmente reforçada com correias de aço ou outros materiais, cobre esse núcleo interno e fornece a área de contato com a estrada. A pressão do ar dentro do pneu é maior do que a pressão atmosférica, então o pneu permanece cheio mesmo com o peso de um veículo apoiado nele. A pressão de ar do pneu oferece resistência contra as forças que tentam deformar o pneu, mas oferece até certo grau - um efeito de amortecimento à medida que o pneu bate nas lombadas da estrada. Se você já andou em uma carruagem antiquada com rodas de madeira, sabe a diferença que um pneu pneumático faz.

Os pneus pneumáticos têm desvantagens, especialmente em aplicações de alto desempenho ou altamente perigosas. O principal problema, claro, é que um furo no pneu resulta em falha total. UMA soprar em altas velocidades pode levar a um perigoso acidente de carro. Os planejadores militares estão preocupados com os pneus explodindo por tiros ou estilhaços de explosão. O pior pesadelo da tripulação de um veículo é ficar preso em uma zona de fogo porque seus pneus estão vazios. Obviamente, um pneu sem ar não pode ser desativado por um único furo.

Um pneu furado

Outro problema com pneus pneumáticos envolve variações em pressão do ar e desempenho do pneu. A pressão mais baixa dos pneus pode criar uma tração melhorada (e maior conforto), porque os pneus “achatam” ligeiramente, colocando mais piso em contato com a estrada. No entanto, a pressão dentro do pneu não mantém apenas a rigidez “para cima e para baixo” - também mantém a rigidez lateral do pneu. A redução da pressão do ar permite que as paredes laterais do pneu flexionem, o que infelizmente resulta em um manuseio inadequado. Em um pneu sem ar, a rigidez do pneu nessas duas dimensões é independente.

A pressão do ar também causa outros problemas. Os consumidores são notoriamente não confiáveis ​​quando se trata de ajustar a pressão dos pneus de maneira adequada, muitas vezes resultando em situações inseguras. Os pneus também são suscetíveis a mudanças de temperatura, que podem alterar a pressão interna do pneu.

Pneus Tweel Airless na estrada.

O Tweel tem várias falhas (além do nome). O pior é a vibração. Acima de 50 mph, o Tweel vibra consideravelmente. Isso por si só pode não ser um problema, mas causa duas outras coisas: ruído e calor. Um Tweel em movimento rápido é desagradavelmente alto [Fonte: CBS News]. A condução de longa distância em alta velocidade gera mais calor do que os engenheiros da Michelin gostariam.

Outro problema envolve a indústria de pneus. Fazer Tweels é um processo bem diferente de fazer um pneu pneumático. A simples escala das mudanças que precisariam ser feitas em várias fábricas, sem mencionar o equipamento de montagem e balanceamento de pneus em milhares de oficinas de automóveis, apresenta um obstáculo significativo (embora não intransponível) para a ampla adoção de pneus sem ar.

Por causa dessas falhas, a Michelin não planeja lançar o Tweel para os consumidores tão cedo. “A tecnologia de pneus radiais continuará sendo o padrão por muito tempo”, disse o comunicado de imprensa da Michelin, elogiando o desenvolvimento do Tweel. Eles estão trabalhando inicialmente no uso do Tweel em aplicações de baixa velocidade, como em veículos de construção. O Tweel é perfeito para esse tipo de uso porque os problemas de vibração de alta velocidade não entrarão em jogo e a robustez do design sem ar será uma grande vantagem em um canteiro de obras. A Michelin também está explorando o uso militar do Tweel.

Veículo de construção usando o pneu Tweel Airless.

Em uma demonstração pública do Tweel, a Michelin colocou protótipos no iBOT, um dispositivo de mobilidade pessoal para pessoas com deficiência física, e o Segway Centauro, um veículo do tipo ATV de quatro rodas que usa a tecnologia de equilíbrio automático da Segway.

O iBOT e o Segway Centaur

A Michelin não é a única empresa trabalhando em um projeto de pneus sem ar. A Resilient Technologies está desenvolvendo seu próprio pneu sem ar, conhecido como NPT (pneu não pneumático). Essa empresa está usando uma estratégia mais agressiva de desenvolvimento e marketing voltada para uso militar. O NPT é baseado em uma configuração diferente de raios, mas a ideia geral é a mesma do Tweel [Fonte: Fox News].

Para mais informações sobre o pneu Tweel Airless e assuntos relacionados, verifique os links na próxima página.

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Fontes

• CBS News. “Pneus sem ar? Considere o Tweel. ” http://www.cbsnews.com/stories/2005/01/27/eveningnews/main669888.shtml
• Fast Cool Cars. “Pneus sem ar, novos da Michelin.” http://www.fastcoolcars.com/airless-tires.htm
• Notícias da raposa. “Empreiteiros militares desenvolvem protótipo de pneu sem ar”. http://www.foxnews.com/story/0,2933,240737,00.html?sPage=fnc.technology/innovation
• Michelin. “A Michelin deixa o ar fora da futura inovação em pneus.” http://www.michelinman.com/difference/releases/pressrelease01102005a.html