Sind Luftreifen überholt?

Adaptive Aufhängungen mit Anpassungsraten in der Größenordnung von Millisekunden sind in Verbraucherfahrzeugen weit verbreitet. Luftfederungen sind bei Nutzfahrzeugen und einigen SUV seit einiger Zeit üblich.

Warum sind Luftreifen bei Fahrzeugen mit solchen Aufhängungen notwendig oder hilfreich?

Ich verstehe, warum ein tragbarer Reifen notwendig ist: Der Reibbelag auf den Rädern muss ersetzt werden. In den letzten Jahren gab es immer mehr Reifen mit sehr niedrigem Profil für Straßenfahrzeuge, aber meines Wissens sind sie immer noch pneumatisch. Warum? Die Nachteile aufblasbarer Reifen bestehen darin, dass sie bei falschem Aufpumpen eine schlechte Leistung erbringen und einem Versagen, einschließlich einer katastrophalen Dekompression, unterliegen. Was sind ihre Vorteile? Bieten sie beispielsweise Dämpfungsreaktionen, die mit einer Luft- oder adaptiven Federung nicht reproduzierbar sind?

Ein Luftreifen sorgt für die mechanische "Entkopplung" der kleinsten Schwankungen einer Fahrbahnoberfläche (die höchsten Frequenzen), wobei eine kleine "ungefederte Masse" (der Gummi der Lauffläche) und eine Feder (der Luftdruck) gegen die "gefederte Masse" wirken Masse "des Rades und der Achse.

Die Federung des Fahrzeugs (Federn, Stoßdämpfer usw.), die zwischen der Achse und dem Rahmen des Fahrzeugs wirkt, entkoppelt die größeren, langsameren (niederfrequenten) Schwankungen der Fahrbahnoberfläche. In diesem Fall wird die gesamte Baugruppe Reifen + Rad + Achse als "ungefederte Masse" betrachtet.

Während es andere Reifendesigns gibt , die ähnliche Qualitäten aufweisen, sind sie im Allgemeinen schwerer und viel komplexer in der Herstellung. Zumindest für den Moment bleibt der Luftreifen der kostengünstigste Weg, um die gewünschte Gesamtleistung zu erzielen. (Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass die gesamte Fahrzeug-Service-Infrastruktur derzeit für Luftreifen eingerichtet ist.)

Ich sehe zwar nicht, dass sie in Kürze veraltet sein werden, aber Sie machen einige großartige Punkte, die mich wirklich zum Nachdenken gebracht haben. Ich dachte an einige Vorteile von Luftreifen, die einige Randprobleme überwinden, aber eigentlich läuft alles auf dasselbe hinaus:

Jeder Vorsprung verursacht einen Brennpunkt für das Gewicht, der normalerweise über die gesamte Kontaktfläche des Reifens verteilt ist.

Ein Luftreifen verzieht sich um solche Vorsprünge bis zu einem gewissen Punkt. Wenn das gesamte Gewicht, das normalerweise vom Reifen getragen wird, auf einen kleinen Bereich konzentriert wird, kann dies zu einer Beschädigung der Straßenoberfläche oder des Reifens führen. Hier sind einige Beispiele:

• Kleiner Stein auf der Straße: Der Stein kann sicher zerbrechen. oder es ertönt mit hoher Geschwindigkeit; oder es könnte sich in den Reifen einbetten und den Reifen und die Straßenoberfläche an mehreren Stellen weiter unten beschädigen. oder es könnte die Fahrbahnoberfläche beschädigen und sich dort einbetten, wo Wasser eindringen und gefrieren und weiteren Schaden verursachen könnte.
• Freiliegende Metallteile: Die Federung kann sicherstellen, dass der dynamische Aufprall nicht zu stark ist. Das Gewicht, das auf eine einzelne scharfe Ecke konzentriert ist, kann jedoch den harten Reifen erheblich einschneiden oder einbeulen.
• Bordstein rauffahren: Wiederholtes Fahren auf einer Bordsteinkante würde die Ecke der Bordsteinkante viel schneller abtragen als ein Luftreifen, der sich verzieht und anfängt, den oberen Teil der Bordsteinkante zu belasten, bevor das Gewicht vollständig vom unteren Teil entfernt wurde Seite.
• Unfälle: Ein menschliches Bein (zum Beispiel), das buchstäblich von einem Luftreifen überfahren wird, ist zwar überhaupt nicht angenehm, würde aber viel weniger Schaden erleiden als ein harter Reifen. Der harte Reifen würde wahrscheinlich Knochen in sehr kleine Stücke zerquetschen / zersplittern und Muskel- und Blutgefäße vollständig zerstören, indem er sie in die Knochenfragmente platt drückt.

Es gibt noch einen weiteren Vorteil, den ich mir vorstellen kann und der nicht in die obige Kategorie passt:

• Luftreifen sind einstellbar: Sie können den Luftdruck senken, um bei rutschigen Bedingungen mehr Kontaktfläche (und damit mehr Grip) zu erhalten, und den Druck erhöhen, um weniger Reibung zu erzielen, wenn der Grip kein Problem darstellt.

Ein Teil der Antwort ist, dass die Dynamik von Luftreifen gut verstanden wird. Bei der Grundauslegung der Aufhängungsgeometrie tragen Ihre Nachlauf- und Achsschenkelwinkel zur Erzeugung einer Luftfederspur bei, die bei Kurvenfahrten eine Rückkehr zur Zentralkraft ermöglicht.

Die gleiche Verformung der Reifenkontaktfläche bei aggressiver Lenkeingabe oder Beschleunigung oder Bremseingabe ermöglicht, dass der Reifen stärker haftet als bei fester Fahrbahn und die Reaktionszeit des gesamten Fahrzeugs auf eine bestimmte Eingabe verlängert wird. Dort gibt es einen Sweet Spot, da ein platter Reifen nicht reagiert, aber ein starrer Reifen die Traktion zu leicht bricht.

Dies bedeutet nicht, dass diese Dinge durch eine aktive Aufhängung nicht überwunden werden könnten, aber die Aufhängung müsste sich aktiv in Richtungen verformen, die derzeit nicht berücksichtigt werden. Computergesteuerte Aufhängungen nach dem Stand der Technik ändern das Reaktionsprofil des Stoßdämpfers sehr schnell, passen jedoch die Lenk- oder Sturzwinkel des Rads nicht aktiv an.

jhabbott listet einige hervorragende Gründe für die weitere Verwendung von Luftreifen auf. Hier einige zusätzliche Gründe:

1. Luftreifen sind billig in der Herstellung
2. Luftreifen erledigen ihre Arbeit mit geringem Wartungsaufwand.
3. Ausfälle von Luftreifen können vor Ort leicht behoben werden.
4. Ähnliche Reifen können für eine Vielzahl von Fahrzeugen und sogar Fahrzeugtypen verwendet werden.

Im Gegensatz dazu sind aktive Aufhängungen, wenn sie ausfallen, teuer, nicht vor Ort reparierbar und erfordern spezielle Teile.

Um weitere Antworten zu erhalten, absorbiert der Luftreifen die meisten geringfügigen Stöße und gleicht so die Lastschwankungen an Stollen, Querlenker und Lagern aus. Sobald die Aufhängung mit einem harten Reifen ausgestattet ist, müssen Sie sie neu gestalten, um die unmittelbare Belastung durch kleine Unebenheiten zu bewältigen.

Außerdem haben Luftreifen beim Befahren von Kies aufgrund der Absorption von hohen Stellen (Kies) die größte Kontaktfläche.