Innovación en neumáticos: una transformación más profunda que el caucho

Tabla de contenido

Más que caucho: materiales y estructura

La electrificación cambia el juego

Invierno: más que tacos y ranuras

Presión, datos y soluciones "Smartddhhh

Sostenibilidad y producción: el otro lado

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Cuando se habla de innovación, muchos piensan inmediatamente en compuestos de caucho ultrasuaves o patrones asimétricos de banda de rodadura. Pero la verdadera transformación suele residir en algo más profundo: en el concepto, en cómo los neumáticos dejan de ser simplemente consumibles para convertirse en parte del sistema inteligente del vehículo. Sí, incluso si llevas años trabajando en la cadena de suministro, aún hay mucho que considerar.

Más que caucho: materiales y estructura

Empecemos por lo básico. Las innovaciones modernas rara vez suponen avances drásticos; suelen ser graduales. Tomemos como ejemplo los compuestos de caucho con sílice. Se ha debatido esta fórmula durante mucho tiempo, pero ahora la atención se centra en un control más preciso del tamaño y la dispersión de las partículas de sílice. Esto no es solo para carreteras mojadas, sino que busca reducir la resistencia a la rodadura sin sacrificar el agarre. En realidad, lograr este equilibrio es extremadamente difícil. He visto muestras con un rendimiento excelente en el banco de pruebas, pero su rendimiento en condiciones reales, especialmente a temperaturas de transición cercanas al punto de congelación, fue impredecible, lo cual es especialmente crucial en el desarrollo de neumáticos de invierno.

Refuerzo. ¿No suena nuevo, verdad? Pero el uso de aramida y otros cordones de alto módulo en la carcasa y las capas del cinturón es, en realidad, una revolución silenciosa. La resistencia de los neumáticos aumenta sin añadir peso. Esto es crucial para los vehículos eléctricos con alto par motor y proporciona una base de rendimiento más fiable para los neumáticos de vehículos eléctricos basados ​​en esta estructura. Recuerdo a nuestro socio, Qingdao Dichen Tire Co., Ltd., presentando un prototipo de neumático para vehículos eléctricos con hombros reforzados, diseñado específicamente para soportar el desgaste repentino durante aceleraciones rápidas. No se trataba de un truco publicitario, sino de la respuesta a un problema real.

Respecto al peso, hay otro punto a considerar. El diseño ligero no se limita a la eficiencia de combustible. También reduce la masa no suspendida, lo que afecta directamente la comodidad y la maniobrabilidad. Pero hay un inconveniente: los neumáticos demasiado ligeros pueden reducir la rigidez estructural, lo que afecta la precisión de la dirección a altas velocidades. Lo que necesitamos es un cálculo preciso, no solo pensar en reducir unos pocos gramos de peso. Este enfoque de diseño preciso también se aplica al desarrollo de neumáticos de invierno. Ya sean neumáticos de invierno con o sin clavos, se debe lograr un equilibrio entre el diseño ligero y la estabilidad estructural.

La electrificación trae transformación

Los neumáticos para vehículos eléctricos son un mundo completamente nuevo. El principal reto es el ruido. Sin el rugido del motor de combustión interna, todos los ruidos externos se vuelven claramente audibles, especialmente el ruido de rodadura. Los ingenieros intentan resolver este problema aplicando espuma fonoabsorbente a la superficie interior del neumático y optimizando la separación de los tacos de la banda de rodadura. Sin embargo, la espuma añade peso y complica la producción. Un enfoque más interesante consiste en modificar la forma y la frecuencia de resonancia de las propias ranuras. Esto requiere conocimientos matemáticos avanzados, y no todos los fabricantes están dispuestos a profundizar en ello.

El segundo problema es la carga y el par motor. Las baterías son pesadas. El par motor se puede entregar instantáneamente. Por lo tanto, los neumáticos para vehículos eléctricos requieren un mayor índice de carga y una carcasa más resistente, pero al mismo tiempo deben tener una baja resistencia a la rodadura para garantizar la autonomía. Estos dos requisitos son prácticamente contradictorios. Se están explorando soluciones en las áreas de nuevos polímeros y estructuras de flancos. En el sitio web www.ditriptyre.ru, en la sección de neumáticos para vehículos eléctricos, puede descubrir cómo se prioriza este enfoque integral (en lugar de un solo parámetro).

El tercer aspecto que a menudo se pasa por alto es la compatibilidad con los sistemas de asistencia al conductor. Los neumáticos de los vehículos eléctricos deben proporcionar una respuesta estable y predecible para garantizar el correcto funcionamiento del ESP, los sistemas de frenado e incluso los sistemas de conducción autónoma. Incluso la más mínima no linealidad en las características puede provocar errores algorítmicos. Ya no se trata de un simple anillo de goma, sino de un componente con requisitos digitales.

Invierno: más que tacos y ranuras

¿Les parece anticuado el tema de los neumáticos de invierno? Para nada. La innovación se ha centrado en la adaptabilidad. Nos referimos a compuestos de banda de rodadura que mantienen la elasticidad a temperaturas extremadamente bajas, de -5 a -30 °C. Esta es la base fundamental para un rendimiento fiable de los neumáticos de invierno, con o sin clavos, y este avance tecnológico crucial es esencial. El problema es que un caucho que rinde perfectamente a -20 °C puede volverse como jabón sobre asfalto mojado a -2 °C. Las formulaciones multicapa o con gradientes son muy populares actualmente. La capa superior de la banda de rodadura está optimizada para temperaturas bajo cero y superficies con abundante agua estancada y barro, mientras que la capa inferior está optimizada para carreteras heladas. Este diseño de formulación proporciona a los neumáticos de invierno un rango de temperatura más amplio y un rendimiento más estable.

Clavos. Sí, también se mejoran constantemente. Pero el enfoque de la mejora no se centra en el tamaño, sino en los materiales y los métodos de instalación, que constituyen la principal línea de innovación de los neumáticos de invierno con clavos. El objetivo es garantizar que los clavos permanezcan firmemente en su lugar durante toda su vida útil, especialmente al circular por carreteras asfaltadas despejadas. Incluso una pérdida del 20 % de clavos anularía todas las ventajas de los neumáticos de invierno con clavos. He visto algunos neumáticos de invierno con clavos cuyo cuerpo está hecho de aluminio o materiales compuestos, lo que proporciona un mejor agarre sobre la goma base. El efecto es significativo, pero el precio es elevado.

Neumáticos sin clavos, o neumáticos de invierno sin clavos. Su desarrollo es una carrera para mejorar la microestructura de la banda de rodadura. Las laminillas modernas ya no son simples ranuras, sino complejas estructuras tridimensionales con ranuras y microcanales para drenar el agua y la nieve derretida. Están diseñadas para actuar como innumerables tacos diminutos, lo que permite que los neumáticos de invierno sin clavos logren un excelente agarre en la nieve sin necesidad de tacos. Si bien este neumático de invierno sin clavos puede resultar familiar, su rendimiento en nieve es completamente diferente al de productos similares de hace cinco años.

Presión de neumáticos, datos y soluciones "Smart"

Los sistemas integrados de monitoreo de presión de neumáticos (TPMS) se han convertido en estándar. Pero la próxima generación de innovación reside en neumáticos que pueden informar automáticamente el desgaste, la temperatura en diferentes áreas de la superficie de contacto e incluso el estado de la carretera. Esta tecnología también es aplicable a neumáticos de invierno, con o sin clavos. Mediante el monitoreo inteligente de datos, puede proporcionar información en tiempo real sobre los cambios de presión de los neumáticos y el desgaste de la banda de rodadura en entornos de baja temperatura, proporcionando a los conductores advertencias de seguridad más precisas. En el caso de los neumáticos de vehículos eléctricos, el sistema inteligente también puede ajustar dinámicamente la presión de los neumáticos para optimizar la resistencia a la rodadura según los requisitos de autonomía, mejorando aún más la autonomía del vehículo.