Виготовлення набору шин набагато більше, ніж ви думаєте

"Більшість людей сприймають шини на своїх автомобілях як належне", - сказав Джей Якупка. “Ви купуєте їх, використовуєте, або вам подобаються, або ні. Вони видають шум чи ні, з якоїсь причини. Ми знаємо, що там є кілька сталевих ременів, і ми знаємо, що зверху є гума, і вона має малюнок протектора. Але крім цього, ми, як правило, не знаємо багато чого або заглиблюємось у це ".

Якупка знає більше цього; він дизайнер позашляхових шин для BFGoodrich. Коли команда Digital Trends зрозуміла, що ми насправді недостатньо знаємо про шини, ми зателефонували Якупці та його колезі з BFGoodrich, щоб дізнатись, чи зможемо ми зрозуміти.

Виготовлення шин - це досить складно

Якщо подумати, звичайна шина - це дивовижна робота. Він досить м’який, щоб на ньому можна було залишити слід нігтем, але він триває від 20 000 до 50 000 миль на вашому автомобілі. Протягом середнього терміну служби шини, можливо, доведеться працювати при мінусовій температурі в хуртовину або вище 150 градусів у спекотний літній день. Він буде котитися по скелях, бордюрах, вибоїнах і гірше, і буде продовжувати рухатися. Щоб вижити, шина повинна бути достатньо міцною, щоб прийняти удар, і досить гнучкою, щоб повернутися назад мільйони разів.

Ця міцність вбудовується при виготовленні шини. Починається з подвійних кілець, які герметизують шину до колеса. Кожна шина побудована навколо цих двох жорстких дротяних кілець. Шари гуми, армовані нейлоном, поліестером, кевларом або іншими матеріалами, спочатку продовжують створювати те, що виробники шин називають каркасом. Потім шари з гнучким сталевим дротом, покритими гумою, накладаються на зовнішню сторону. Кожен шар кріпиться клеєм. Нарешті, м’яка гума, яка робить поверхню протектора та боковину нанесеною та наклеєною на місце.

Після того, як «зелена» шина виготовлена, вона переходить у форму для затвердіння. Форма має малюнок протектора на внутрішній стороні, а шина нагрівається і надходить під тиск у форму. Ця дія формує протектор разом із піднятим написом, який ви знайдете на боковинах. Коли шина виходить із форми, вона готова до тестування та транспортування.

"... Якщо ви скажете, що хочете мати найкращу тягову грязь, що існує - ну, тут буде якийсь компроміс".

У цьому, звичайно, є щось більше. Гумові суміші різко відрізняються між зимовими шинами, високопродуктивними шинами, шинами для вантажних автомобілів та важкого обладнання, а також шинами з низьким опором коченню, що використовуються на багатьох гібридах та електромобілях для підвищення енергоефективності. Гумова суміш, яку використовує будь-який виробник шин, - це секрет, який ретельно охороняється; вони навіть не будуть обговорювати інгредієнти, а тим більше формулу.

"Це дуже складний і тривалий процес", - сказав Якупка. «Ми проходимо через багато-багато сполук, тому що різні сполуки дадуть вам пару відсотків при мокрій тязі, або це може забезпечити вам на два відсотки кращу керованість. Це може здатися не дуже, але сполука дуже важлива. Ви не хочете використовувати літній склад на зимовій шині ".

Розробка шин надзвичайно складна

Після того, як ви фактично зробите шини, важка робота вже виконана. Щоб детальніше ознайомитися з процесом проектування, ми зв’язалися з Кевіном Реймом, менеджером з глобальних категорій продуктів компанії B.F. Goodrich On-Road Products.

"Склад, дизайн протектора та архітектура - все це підтверджується нашим досвідом у перегонах та допомагає нам у розвитку", - заявив Рейм. "Але ми також робимо наш традиційний процес розробки, де ми створюємо концепції, моделюємо їх в наших комп'ютерних системах, а потім тестуємо, насправді імітуючи їх в наших комп'ютерних системах".

Комп’ютерне моделювання дозволяє таким інженерам, як Якупка та Рейм, проробити стільки потенційних конструкцій, скільки потрібно, перш ніж їм доведеться взяти участь у прототипі. Перший крок до проектування нової шини - це запитання.

"Це насправді полягає в тому, щоб випробувати якомога більше ідей у ​​межах розумного, після того, як ми змоделювали те, що хочемо. Потім ця шина відправляється на тестування ".

"До чого зокрема ми намагаємось прагнути?" - спитав Якупка. «Наприклад, якщо ви скажете, що хочете мати найкращу тягову грязь, яку є. Що ж, буде якийсь компроміс. Багато разів, можливо, доведеться пожертвувати шумом, або, можливо, доведеться пожертвувати зносом. Наприклад, наша позашляхова шина BFGoodrich KM3 створена для підйому, побудована для підкорення. Отже, ми повинні мати змогу мати тягову грязь, тягу гірських порід, а також ми повинні мати цю дуже міцну боковину ".

«Ми проводимо багато досліджень ринку та споживачів, - сказав Рейм, - і ми отримуємо багато відгуків від споживачів. Ми поєднуємо потреби споживача, а також потреби ринку та всі нормативні вимоги разом у дуже конкретну специфікацію товару, а також ключові показники ефективності та інші характеристики. "

Дізнавшись, чого вони хочуть, інженери використовують складну модель віртуального тестування.

"У нас є симуляції тяги та різних елементів, таких як мокрий дорожній покрив", - сказав Рейм Digital Trends. “Ми проводимо кілька моделювань гідропланування. Усі ці речі допомагають розвивати та підтверджувати наші концепції. Як тільки ми подумаємо, що отримали ідеальну комбінацію, ми створимо наші варіанти прототипів. Насправді йдеться про те, щоб якомога більше ідей випробувати в розумних межах після того, як ми змоделювали те, що хочемо. Потім ця шина відправляється на тестування ".

Тестування в реальному світі

Тестування нової конструкції шин є методичним, повторюваним та керованим даними.

Ми збираємо всі ці дані і обробляємо їх, щоб прийняти рішення про наступний крок у циклі розробки продукту.

"На етапі тестування ми отримали низку прототипів варіантів шин", - пояснив Рейм. «Тоді ми їдемо до нашого випробувального центру в Південній Кароліні. У нас є кілька доріжок і низка транспортних засобів. Вся справа в тому, що ми намагаємося імітувати або повторити умови, в яких будуть використовуватися ці шини, і навіть більш екстремальні умови ".

Для любителів водіння бути тестуючим шину може стати найвищою кар’єрою.

"Наші тест-водії дуже добре навчені та мають досвід виявлення нюансів між цими продуктами та надання нам зворотного зв'язку з різними тестуваннями, про які ми вимагали", - сказав Рейм. «Випробування зазвичай тягнуть за собою звичайне гальмування на мокрій та сухій ділянці, шум та комфорт. Але ми робимо багато автокросів і в мокрому, і в сухому ”. Тож тестери платять за автокрос. Підпишіть нас!

Окрім тестування на людях, існує автоматичне машинне тестування.

"Це дуже об'єктивно", - заявив Рейм. «Машинне тестування - це більше для довговічності та витривалості. Ми збираємо всі ці дані і обробляємо їх, щоб прийняти рішення про наступний крок у циклі розробки продукту. Зазвичай ми проходимо кілька етапів генерації концепцій для створення прототипів та тестування, перш ніж дійти до того, що, на нашу думку, є найкращим продуктом для ринку. Тому багато що входить у кожен новий продукт ".

Остаточний тест - це реальне життя

Завданням Jakupca є виготовлення позашляхових шин, які стануть переможцями найскладніших гонок у світі, таких як Baja 1000. Водії на шинах BFGoodrich загалом виграли Baja 30 разів. У 2018 році вісім з десятки найкращих водіїв на Baja 1000 мчали на шинах BFGoodrich. Ця гонка розглядається як остаточне випробування.

"Ми отримали деякі дані за 2016 рік" Baja "", - сказав Якупца. “Ця інформація була для нас критично важливою, щоб подивитися, що потрібно налаштувати. З точки зору бездоріжжя Baja додав нам необхідної впевненості в KM3 ».

"Ми - бренд продуктивності", - наполягав Рейм. «Ми випускаємо продукти, які дійсно задовольняють тих, хто шукає результати. Люди, які дійсно цінують продуктивність, яку вони можуть вивести з транспортних засобів, і звичайно компоненти, які підходять для цих транспортних засобів. Тож ми задіяні у багатьох місцях для автоспорту для розвитку дороги. Будь то конструкція каркаса, чи це суміш для протектора або навіть конструкція протектора, що забезпечує нам ноу-хау, необхідні для виробництва більш масової продукції на ринку ".

Наступний виклик

Автомобілі, вантажівки та позашляховики постійно отримують більше крутного моменту та більше кінських сил, і це постійно зростає попит на таких виробників шин, як Jakupca та Reim. Далі, справа не тільки в тому, що більше крутного моменту та швидкості; це коли і як застосовується цей крутний момент.

"З електричними системами крутний момент починає проходити через дах, і ми очікуємо, що він буде продовжувати рухатися таким шляхом", - сказав Рейм Digital Trends. “Отже, тут ми розуміємо, куди нам потрібно йти з нашим продуктом. Нам доведеться придумати конструкції протектора, які є більш жорсткими, щоб мати можливість справлятися з цим крутним моментом ".

Як тільки ви зрозумієте роботу, яка вкладається у ваші шини, важко сприймати їх як належне. Майте це на увазі, коли наступного разу, коли ви збираєтеся наїхати на камінь або вибоїну.