ابتكار الإطارات: تحول أعمق يتجاوز مجرد المطاط

جدول المحتويات

أكثر من مجرد مطاط: المواد والبنية

الكهرباء تغير قواعد اللعبة

الشتاء: أكثر من مجرد مسامير وشقوق

الضغط والبيانات والحلول الذكية

الاستدامة والإنتاج: الجانب الآخر

·

عندما يتحدث الناس عن الابتكار، يتبادر إلى أذهان الكثيرين فورًا مركبات المطاط فائقة النعومة أو أنماط مداس الإطارات غير المتماثلة. لكن التحول الحقيقي غالبًا ما يكمن في جوهره، في المفهوم نفسه، في كيفية تحول الإطارات من مجرد سلع استهلاكية إلى جزء لا يتجزأ من النظام الذكي للمركبة. نعم، حتى لو كنت تعمل في سلسلة التوريد لسنوات، فلا يزال هناك الكثير مما يجب مراعاته.

أكثر من مجرد مطاط: المواد والبنية

لنبدأ بالأساسيات. نادرًا ما تكون الابتكارات الحديثة اختراقات جذرية، بل هي عادةً ما تكون تدريجية. خذ مركبات المطاط المحتوية على السيليكا كمثال. لقد ناقش الناس هذه التركيبة لفترة طويلة، لكن التركيز الآن ينصب على التحكم بدقة أكبر في حجم جزيئات السيليكا وتوزيعها. هذا ليس فقط لتحسين أداء الإطارات على الطرق المبللة، بل يهدف أيضًا إلى تقليل مقاومة التدحرج دون التضحية بالتماسك. في الواقع، تحقيق هذا التوازن صعب للغاية. لقد رأيت عينات أظهرت أداءً ممتازًا على منصة الاختبار، لكن أداءها في ظروف القيادة الواقعية، وخاصةً في درجات الحرارة الانتقالية القريبة من التجمد، كان غير متوقع، وهو أمر بالغ الأهمية في تطوير إطارات الشتاء.

التعزيز. قد لا يبدو الأمر جديدًا، أليس كذلك؟ لكن استخدام ألياف الأراميد وغيرها من الألياف عالية المتانة في هيكل الإطار وطبقاته يُمثل ثورة هادئة. إذ تزداد قوة الإطار دون زيادة وزنه. وهذا أمر بالغ الأهمية للمركبات الكهربائية ذات عزم الدوران العالي، كما أنه يوفر أساسًا أكثر موثوقية لأداء إطارات هذه المركبات. أتذكر أن شريكنا، شركة تشينغداو ديشن للإطارات المحدودة، عرض نموذجًا أوليًا لإطار مركبة كهربائية مزود بأكتاف مُعززة، مُصمم خصيصًا لتحمل التآكل المفاجئ أثناء التسارع السريع. لم يكن هذا مجرد حيلة تسويقية، بل استجابة لمشكلة واقعية.

فيما يتعلق بالوزن، هناك نقطة أخرى يجب مراعاتها. فالتصميم خفيف الوزن لا يقتصر على كفاءة استهلاك الوقود فحسب، بل يقلل أيضًا من الكتلة غير المعلقة، مما يؤثر بشكل مباشر على الراحة والتحكم. ولكن ثمة مشكلة: فالإطارات الخفيفة جدًا قد تؤدي إلى انخفاض صلابة الهيكل، مما يؤثر على دقة التوجيه عند السرعات العالية. ما نحتاجه هو حسابات دقيقة، وليس مجرد التفكير في تقليل بضعة غرامات من الوزن. وينطبق هذا النهج الدقيق في التصميم أيضًا على تطوير الإطارات الشتوية. سواء كانت الإطارات الشتوية مزودة بمسامير أو بدونها، يجب تحقيق توازن بين التصميم خفيف الوزن والاستقرار الهيكلي.

يُحدث التحول الكهربائي تغييراً جذرياً

تُمثل إطارات المركبات الكهربائية عالماً جديداً كلياً. يتمثل التحدي الرئيسي في الضوضاء. فبدون هدير محرك الاحتراق الداخلي، تصبح جميع الضوضاء الخارجية مسموعة بوضوح، وخاصةً ضوضاء التدحرج. يحاول المهندسون حل هذه المشكلة من خلال تطبيق رغوة ماصة للصوت على السطح الداخلي للإطار وتحسين تباعد كتل المداس. لكن الرغوة تزيد من الوزن وتُعقّد عملية الإنتاج. يتمثل أحد الحلول الأكثر إثارة للاهتمام في تغيير شكل وتردد الرنين للأخاديد نفسها. يتطلب هذا معرفة رياضية متقدمة، ولا يرغب جميع المصنّعين في الخوض فيها.

المشكلة الثانية هي الحمل وعزم الدوران. البطاريات ثقيلة، ويمكن توليد عزم الدوران بشكل فوري. لذلك، تتطلب إطارات المركبات الكهربائية مؤشر حمل أعلى وهيكلًا أقوى، ولكن في الوقت نفسه يجب أن تتمتع بمقاومة دوران منخفضة لضمان مدى القيادة. هذان المتطلبان يبدوان متناقضين. يجري البحث عن حلول في مجالات البوليمرات الجديدة وهياكل الجدران الجانبية. على موقع www.ديتريبتير.ru، في قسم إطارات المركبات الكهربائية، يمكنك معرفة كيف يتم التركيز على هذا النهج الشامل (بدلاً من معيار واحد).

الجانب الثالث الذي غالبًا ما يُغفل عنه هو التوافق مع أنظمة مساعدة السائق. يجب أن توفر إطارات المركبات الكهربائية استجابة ثابتة ويمكن التنبؤ بها لضمان الأداء السليم لأنظمة التحكم الإلكتروني بالثبات، وأنظمة الكبح، وحتى أنظمة القيادة الذاتية. حتى أدنى انحراف في الخصائص قد يؤدي إلى أخطاء في الخوارزميات. لم يعد الأمر مجرد حلقة مطاطية، بل أصبح مكونًا ذا متطلبات معقدة للغاية.

الشتاء: أكثر من مجرد مسامير وشقوق

هل يبدو موضوع الإطارات الشتوية قديمًا؟ على الإطلاق. فقد تحوّل الابتكار إلى مجال التكيف. ونقصد هنا مركبات المداس التي تحافظ على مرونتها في درجات حرارة منخفضة للغاية تتراوح بين -5 و-30 درجة مئوية. هذا هو الأساس الجوهري لأداء موثوق للإطارات الشتوية، سواء كانت مزودة بمسامير أو بدونها، وهذا الإنجاز التكنولوجي الحاسم ضروري. تكمن المشكلة في أن المطاط الذي يعمل بكفاءة تامة عند -20 درجة مئوية قد يصبح كالصابون على الأسفلت المبلل عند -2 درجة مئوية. تحظى التركيبات متعددة الطبقات أو المتدرجة بشعبية كبيرة حاليًا. الطبقة العلوية من المداس مُحسّنة لدرجات الحرارة تحت الصفر والأسطح التي تتراكم فيها المياه والطين، بينما الطبقة السفلية مُحسّنة للطرق الجليدية والمتجمدة. يمنح هذا التصميم الإطارات الشتوية نطاقًا أوسع لدرجات الحرارة وأداءً أكثر استقرارًا.

المسامير. نعم، يجري تطويرها باستمرار. لكن التركيز في هذا التطوير لا ينصب على الحجم، بل على المواد وطرق التركيب، وهو جوهر الابتكار في إطارات الشتاء المزودة بمسامير. الهدف هو ضمان بقاء المسامير ثابتة في مكانها طوال فترة استخدامها، خاصةً عند القيادة على الطرق الإسفلتية الممهدة. حتى فقدان 20% من المسامير يُلغي جميع مزايا إطارات الشتاء المزودة بمسامير. لقد رأيت بعض إطارات الشتاء المزودة بمسامير حيث يكون جسم المسمار مصنوعًا من الألومنيوم أو مواد مركبة، مما يوفر تماسكًا أفضل مع المطاط الأساسي. التأثير ملحوظ، لكن السعر مرتفع.

الإطارات بدون مسامير، أو الإطارات الشتوية غير المزودة بمسامير. يتنافس تطويرها لتحسين البنية المجهرية لسطح المداس. لم تعد الشقوق الحديثة مجرد أخاديد بسيطة، بل أصبحت هياكل ثلاثية الأبعاد معقدة ذات أخاديد وقنوات دقيقة لتصريف المياه والوحل. صُممت هذه الشقوق لتعمل كعدد لا يحصى من النتوءات الصغيرة، مما يسمح للإطارات الشتوية غير المزودة بمسامير بتحقيق تماسك ممتاز على الثلج دون الحاجة إلى مسامير. ورغم أن هذا الإطار الشتوي غير المزود بمسامير قد يبدو مألوفًا، إلا أن أداءه على الثلج يختلف تمامًا عن المنتجات المماثلة قبل خمس سنوات.

ضغط الإطارات، والبيانات، والحلول الذكية

أصبحت أنظمة مراقبة ضغط الإطارات المتكاملة (نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS)) معيارًا أساسيًا. لكنّ الجيل القادم من الابتكار يكمن في الإطارات القادرة على الإبلاغ تلقائيًا عن التآكل ودرجة الحرارة في مختلف مناطق تلامس الإطار مع الطريق، وحتى حالة الطريق. هذه التقنية قابلة للتطبيق أيضًا على الإطارات الشتوية، سواءً كانت مزودة بمسامير أو بدونها. من خلال مراقبة البيانات الذكية، يُمكنها توفير معلومات فورية حول تغيرات ضغط الإطارات وتآكل المداس في بيئات درجات الحرارة المنخفضة، مما يُتيح للسائقين الحصول على تحذيرات أمان أكثر دقة. بالنسبة لإطارات المركبات الكهربائية، يُمكن للنظام الذكي أيضًا ضبط ضغط الإطارات ديناميكيًا لتحسين مقاومة التدحرج بناءً على متطلبات المدى، مما يُحسّن أداء مدى المركبة.