آشنايي با انواع تايرها

تاير‌هايي كه خودشان را باد مي‌كنند

دنياي‌خودرو: شركت گودير نسل جديد تاير‌هاي خود را ويژه خودرو‌هاي تجاري معرفي كرده است كه مي‌توانند بدون نياز به منبع خارجي در زمان حركت باد شوند. بر اساس اعلام اين شركت، نسل جديد تاير‌هاي گودير به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه با تشخيص كاهش فشار هواي داخل تاير مي‌توانند بدون نياز به منبع فشار هوا از خارج و حتي بدون نياز به دخالت راننده، اقدام به وارد كردن هوا به درون تاير تا حد لازم كنند.

اين تكنولوژي بر مبناي يك سنسور و مجموعه‌اي از سوپاپ‌هاي كوچك نصب شده در داخل و خارج تاير استوار است. سنسور اين سيستم وظيفه اندازه‌گيري فشار هواي داخل تاير را بر عهده دارد. با رسيدن فشار هواي داخلي تاير به پايين‌تر از سطح مشخص شده، سنسور دستور باز كردن سوپاپ‌هاي ورودي هوا به تاير را مي‌دهد. اين سوپاپ‌ها در كناره تاير تعبيه شده‌اند و امكان ورود هوا را فراهم مي‌كنند. اين شير به يك تيوب داخلي متصل است و در سمت ديگر اين تيوب نيز شير ديگري قرار دارد كه هوا را به داخل تاير مي‌رساند و به اين ترتيب با چرخش تاير و تغيير فرم آن، تيوب داخلي تحت فشار قرار مي‌گيرد و تغيير شكل پيدا مي‌كند و در هر بار چرخش هوا را از خارج مكيده و به داخل تاير پمپ مي‌كند. اين عمل آن قدر ادامه پيدا خواهد كرد تا فشار هواي داخلي تاير به سطح دلخواه برسد و پس از آن سوپاپ ورودي تاير مسدود مي‌شود. تنظيم درست فشار هوا در تاير تأثير مستقيمي بر مصرف سوخت خودرو و جلوگيري از فرسايش بيش از حد تاير دارد

تايرهاي بدون هوا و بدون پنچري

پنچرگيري هيچگاه فرآيند جالب و خوشايندي نبوده است. حال تصور كنيد در منطقه جنگي خودرويي دچار پنچري شود. بي شك در چنين شرايطي پنچرگيري سخت تر از هر زمان ديگري خواهد بود.
در تايرهاي آينده ديگر اثري از هوا نخواهد بود تا بدين ترتيب مشكلي به نام "پنچري" براي هميشه به تاريخ سپرده شود!

پنچرگيري هيچگاه فرآيند جالب و خوشايندي نبوده است. حال تصور كنيد در منطقه جنگي خودرويي دچار پنچري شود. بي شك در چنين شرايطي پنچرگيري سخت تر از هر زمان ديگري خواهد بود در حالي كه سيستمهاي حمل و نقل نظامي بسياري از كشورهاي جهان توسعه قابل توجهي از جهات گوناگون به ويژه از بعد تكنولوژيكي يافته اند اما مشكل سنتي همچون پنچر شدن تايرها هنوز هم آزار دهنده است. هم اكنون تايرهايي كه در اين خودروها به كار گرفته مي شوند، نسبت به مواد منفجره محيطي حساسيت قابل توجهي دارند. اما به نظر مي رسد فناوري ابتكاري كه از سوي محققان شركتي در ويسكونسين ارائه شده است احتمالا كليد نهايي براي طراحي و ساخت تايرهاي بدون هوا خواهد بود. درصورتيكه اين فناوري نوين تحقق يابد، نسل آتي خودروهاي نظامي و در آينده خودروهاي عادي شهري با استفاده از تايرهايي حركت خواهند كرد كه ديگر با مشكل ناخوشايندي به نام "پنچرشدن" مواجه نخواهند شد.

ساختار تايرهاي بدون هوا با الهام از خانه زنبور عسل ارائه شده است

شركت Resilient Technologies هم اكنون در ميانه راه پروژه اي 4 ساله قرار دارد. طي قراردادي به ارزش 18 ميليون دلار كه با ارتش آمريكا به امضا رسيده است اين شركت تايرهاي بدون هوايي توليد مي كند كه حتي در صورت انفجار بمبهاي كنار جاده اي و خرد شدن بخشهايي از آنها، بدون هيچ مشكل خاصي بر روي زمين حركت كرده و مانعي در انجام مأموريتهاي نظامي محسوب نمي شوند.

باز هم طبيعت الهام بخش محققان مي شود!

در طراحي اين تايرها تلاش شده است تا از بهترين ساختارهاي ممكن استفاده شود. محققان اين شركت پس از بررسيهاي فراوان دريافتند كه استفاده از ساختارهاي شش گوش در ارائه شبكه هاي سلولي و توليد تايرهاي بدون نياز به هوا با استفاده از آن بهترين راهكار ممكن خواهد بود.

اين ساختار دقيقا همان ساختار شبكه اي است كه زنبورهاي عسل در ساخت خانه ها و نگهداري عسل در آنها استفاده مي كنند." اد هال" معاون رئيس امور تجاري اين شركت مي گويد: الگوهاي موجود در طبيعت و از جمله الگوي ساختار شش گوشه همواره ياري رسان بشر بوده اند.

جداي از قدرت ساختاري بالايي كه اين ساختار از آن برخوردار است اين تايرها از امتياز بسيار مهمي نيز برخودارند و آن "گذشتن گلوله از داخل آنهاست" در حالي كه گلوله كه از درون اين ساختارها عبور مي كند تنها آسيب بسيار محدود و مختصري بر ساختار آن وارد مي شود.

اين تايرها به گونه اي طراحي و ساخته مي شوند كه در صورت اصابت گلوله به آنها، مسافت 50 مايلي را با سرعت 50 مايل بر ساعت طي خواهد كرد و اين شايد بزرگترين امتياز آنها باشد

فناوري نانو در لاستيك سازي

تاكنون در دنيا در صنايع پليمري تحقيقات بسيار زيادي انجام شده است. از جمله آنها تحقيقات در زمينه فناوري نانو در صنعت لاستيك است. موارد استفاده از فناوري نانو اعم از نانوفيلرها و نانوكامپوزيت است كه به لاستيكها خواص ويژه اي مي دهد. بازار نانوكامپوزيت در 2005 به ميزان 200 ميليون يورو و در سال 2015 بر اساس آمارBSF به ميزان 1200 ميليون يورو پيش بيني شده است. در سال 2002 كشوري مثل ژاپن 1500 ميليون يورو در تحقيقات در زمينه فناوري نانو صرف كرده است. تحقيقات در زمينه فناوري نانو را بدون شك نمي توانيم رها كنيم. اكثر كشورهاي دنيا تحقيقات و فعاليت در زمينه نانو را شروع كرده است، به عنوان مثال كشور هند توليد نانوكامپوزيت SBR را شروع كرده است. همچنين صنايع خودرو در دنيا به سمت استفاده از نانو( PP نانوپلي پروپيلن) سوق پيدا كرده است و علت اصلي آن خواص مناسب از جمله سبكي، مقاومت حرارتي و مقاومت ضربه اينگونه مواد است. بنابراين رسيدن به خواص مطلوب ضرورت توجه به آن را بيش از هرچيز ديگر براي ما نمايان مي سازد.

مقدمه (كاربردهاي فناوري نانو در صنعت لاستيك): با توجه به تحقيقات به عمل آمده چهار ماده نانومتري هستند كه كاربرد فراواني در صنعت لاستيك سازي پيدا كرده اند. چهار ماده موردنظر عبارتنداز : اكسيدروي نانومتري(NanoZnO)، نانوكربنات كلسيم، الماس نانومتري، ذرات نانومتري خاك رس با اضافه كردن اين مواد به تركيبات لاستيك، به دليل پيوندهايي كه در مقياس اتمي بين اين مواد و تركيبات لاستيك صورت مي گيرد، علاوه بر اين كه خواص فيزيكي آنها بهبود مي يابد، مي توان به افزايش مقاومت سايش، افزايش استحكام، بهبود خاصيت مكانيكي، افزايش حد پارگي و حد شكستگي اشاره كرد.در زيبايي ظاهري لاستيك نيز تاثير گذاشته و باعث طافت، همواري، صافي و ظرافت شكل ظاهري لاستيك مي گردد. همه اينها به نوبه خود باعث مي شود كه محصولات نهايي، مرغوبتر، با كيفيت بالا، زيبايي و در نهايت بازارپسند باشند و توانايي رقابت در بازارهاي داخلي و جهاني را داشته باشند.

كاربرد اكسيدروي نانومتري (NanoZnO) درلاستيك: اكسيدروي نانومتري مادهاي غيرآلي و فعال است كه كاربرد گسترده اي در صنعت لاستيك سازي دارد.كوچكي كريستالها و خاصيت غيرچسبندگي آنها باعث شده كه اكسيدروي نانومتري به صورت پودرهاي زردرنگ كروي و متخلخل باشد. از خصوصيات استفاده از اين تكنولوژي در صنعت لاستيك، مي توان به پايين آمدن هزينه ها، بازدهي بالا، ولكانيزاسيون(Volcanization) خيلي سريع و هوشمند و دامنه دمايي گسترده اشاره كرد. اثرات سطحي و فعاليت بالاي اكسيدروي نانومتري ناشي از اندازة بسيار كوچك، سطح موثر خيلي زياد وكشساني خوب آن است. استفاده از اكسيد روي نانومتري در لاستيك باعث بهبود خواص آن ميشود از جمله ميتوان به زيبايي و ظرافت بخشيدن به آن، صافي و همواري شكل ظاهري، افزايش استحكام مكانيكي لاستيك، افزايش مقاومت سايشي (خاصيت ضد اصطكاكي و سايش)، پايداري دمايي بالا، طول عمر زياد و همچنين افزايش حد پارگي تركيبات لاستيك اشاره كرد كه همگي اينها بصورت تجربي ثابت شده است. براساس نتايج بدست آمده ميتوان نتيجه گرفت بهبود يافتن خواص فيزيكي لاستيك در اثر اضافه شدن ZnO ناشي از پيوند ساختار نانومتري اكسيد روي با مولكولهاي لاستيك است كه در مقياس اتمي صورت مي گيرد. اكسيد روي نانومتري در مقايسه با اكسيد روي معمولي داراي اندازة بسيار كوچك ولي در عوض داراي سطح موثر بسيار زيادي مي باشد. از لحاظ شيميايي بسيار فعال و همچنين به دليل اينكه پيوندهاي بين اكسيدروي نانومتري و لاستيك در مقياس مولكولي انجام مي گيرد، استفاده از اكسيدروي نانومتري خواص فيزيكي و خواص مكانيكي از قبيل حد پارگي، مقاومت سايشي و ... تركيبات لاستيك را بهبود مي بخشد. كاربرد نانوكربنات كلسيم در لاستيك: نانوكربنات كلسيم به طور گسترده اي در صنايع لاسيتك به كار مي رود، زيرا اثرات خيلي خوبي نسبت به كربنات معمولي بر روي خواص و كيفيت لاستيك دارد. استفاده از نانوكربنات كلسيم در صنايع لاستيك باعث بهبود كيفيت و خواص تركيبات لاستيك مي شود. از جمله مزاياي استفاده از نانوكربنات كلسيم مي توان به توانايي توليد در مقياس زياد، افزايش استحكام لاستيك، بهبود بخشيدن خواص مكانيكي )افزايش استحكام مكانيكي) و انعطاف پذير شدن تركيبات لاستيك اشاره كرد. همچنين علاوه بر بهبود خواص فيزيكي، تركيبات لاستيك در شكل ظاهري آنها نيز تاثير مي گذارد و به آنها زيبايي و ظرافت مي بخشد كه اين خود در مرغوبيت كالا و بازارپسند بودن آن تاثير بسزايي دارد. نانوكربنات كلسيم سبك بيشتر در پلاستيك و پوشش دهي لاستيك به كار ميرود. براي به دست آوردن مزاياي ذكر شده، نانوكربنات كلسيم به لاستيكهاي طيعي و مصنوعي از قبيلNP، EPDM ،SBS ،BR ،SBR اضافه گردد. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه استحكام لاستيك بسيار بالا مي رود.آموزش مكانيك خودرو استحكام بخشي نانوكربنات كلسيم برخواسته از پيچيدگي فيزيكي ناشي از پيوستگي در پليمرهاي آن و واكنشهاي شيميايي ناشي از سطح تعميم يافته آن است. نانوكربنات كلسيم سختي لاستيك و حد گسيختگي پليمرهاي لاستيك را افزايش داده و حداكثر تواني كه لاستيك مي تواند تحمل كند تا پاره شود را بهبود مي بخشد. همچنين مقاومت لاستيك را در برابر سايش افزايش مي دهد. به كار بردن نانوكربنات كلسيم هزينه ها را پايين مي آورد و سود زيادي را به همراه دارد و همچنين باعث به روز شدن تكنولوژي و توانائي رقابت در عرصه جهاني مي گردد. به طور كلي نانوكربنات كلسيم در موارد زيادي به طور كلي يا جرئي به تركيبات لاستيك جهت افزايش استحكام آنها افزوده مي شود. كاربرد ساختارهاي نانومتري الماس در لاستيك: الماس نانومتري به طور گسترده اي در كامپوزيت ها و از جمله لاستيك در مواد ضد اصطكاك، مواد ليزكننده به كار مي رود. اين ساختارهاي نانومتري الماس از روش احتراق توليد مي شوند كه داراي خواص برجسته اي هستند از جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد: 1) ساختار كريستالي( بلوري) 2) سطح شيميايي كاملا ناپايدار 3) شكل كاملا كروي 4) ساختمان شيميايي بسيار محكم 5) فعاليت جذب سطحي بسيار بالا در روسيه، الماس نانومتري با درصدهاي مختلف به لاستيك طبيعي ، Poly Soprene Rubber و FluorineRubber براي ساخت لاستيك هايي كه در صنعت كاربرد دارند از قبيل كاربرد در تاير اتومبيل، لوله هاي انتقال آب و ... مورد استفاده قرار مي گيرد. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه با اضافه كردن ساختارهاي نانومتري الماس به لاستيك ها خواص آنها به شكل قابل توجهي بهبود مي يابد از جمله مي توان به : 1) 4 الي 5 برابر شدن خاصيت انعطاف پذيري لاستيك 2) افزيش 2 الي 5/2 برابري درجه استحكام 3) افزايش حد شكستگي تا حدود 2 Kg/cm700-620 4) 3 برابر شدن قدرت بريده شدن آنها و همچنين به اندازة خيلي زيادي خاصيت ضدپارگي آنها در دماي بالا و پايين بهبود مي يابد. كاربرد ذرات نانومتري خاك رس در لاستيك : يكي از مواد نانومتري كه كاربردهاي تجاري گسترده اي در صنعت لاستيك پيدا كرده است و اكنون شركت هاي بزرگ لاستيك سازي بطور گسترده اي از آن در محصولات خود استفاده مي كنند، ذرات نانومتري خاك رس است كه با افزودن آن به لاستيك خواص آن بطور قابل ملاحظه اي بهبود پيدا مي كند كه از جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد : 1) افزايش مقاومت لاستيك در برابر سايش 2) افزايش استحكام مكانيكي 3) افزايش مقاومت گرمايي 4) كاهش قابليت اشتعال 5) بهبود بخشيدن اعوجاج گرمايي ايده هاي مطرح شده: 1-7)افزايش دماي اشتعال لاستيك : تهيه نانوكامپوزيت الاستومرها از جملهSBR مقاوم، به عنوان مواد پايه در لاستيك سبب بهبود برخي خواص از جمله افزايش دماي اشتعال و استحكام مكانيكي بالامي شود و دليل اصلي آن حذف مقدار زيادي از دوده است. 2-7)كاهش وزن لاستيك : تهيه و بهينه سازي نانوكامپوزيت الاستومرها با وزن كم از طريق جايگزين كردن اين مواد با دوده در لاستيك، امكان حذف درصد قابل توجهي دوده توسط درصد بسيار كم از نانوفيلر وجود دارد. بطوريكه افزودن حدود 3 تا 5 درصد نانوفيلر مي تواند استحكام مكانيكي معادل 40 تا 45 درصد دوده را ايجاد كند. بنابراين با افزودن 3 تا 5 درصد نانوفيلر به لاستيك، وزن آن به مقدار قابل توجهي كاهش مي يابد. 3-7)افزايش مقاومت در مقابل نفوذپذيري گاز : نانوكامپوزيت الاستومرها بويژه EPDM بدليل دارا بودن ضريب عبوردهي كم نسبت به گازها بويژه هوا مي توانند در پوشش داخلي تاير و تيوب ها مورد استفاده قرار مي گيرد. زيرا يكي از ويژگيهاي نانوكامپوزيت EPDM مقاومت بسيار بالاي آن در برابر نفوذ و عبور گازها مي باشد. بنابراين اين نانوكامپوزيت ها مي تواند جايگزين مواد امروزي گردد. همچنين اين نانوكامپوزيت ها از جمله الاستومرهايي است كه مي تواند در آلياژهاي مختلف با ترموپلاستيكها كاربردهاي وسيعي را در صنعت خوردو داشته باشد. 4-7)قطعات لاستيكي خودرو : نانوكامپوزيت ترموپلاست الاستومرها مي تواند به عنوان يك ماده پرمصرف در صنايع ساخت و توليد قطعات خوردو بكار رود. از ويژگي هاي اين مواد، بالا بودن مدول بالا ، مقاومت حرارتي، پايداري ابعاد، وزن كم، مقاومت شعله مي باشد. لذا نانوكامپوزيت ترموپلاستيك الاستومرهاي پايهEPDM و PP مي توانند تحول چشمگيري را در ساخت قطعات خوردو ايجاد نمايد. 5-7)افزايش مقاومت سايشي لاستيك : استفاده از نانوسيليكا و نانواكسيدروي در تركيبات تاير سبب تحول عظيمي در صنعت لاستيك مي شود. بطوريكه با افزودن اين مواد به لاستيك علاوه بر خواصي ويژه اي كه اين مواد به لاستيك مي دهند، امكان افزايش مقاومت سايشي اين لاستيكها وجود دارد. 6-7)نسبت وزن تاير به عمر آن : با افزودن ميزان مصرف يكي از نانوفيلرها مي توان مصرف دوده را پايين آورد. به عبارت ديگر اگر وزن تاير كم شود، عمر لاستيك افزايش مي يابد. بنابراين جهت بالا بردن عمرلاستيك كافي است با افزودن يك سري مواد نانومتري به لاستيك عمر آن را افزايش داد