هناك الكثير مما تعتقده في عملية صنع مجموعة الإطارات الخاصة بك

قال جاي جاكوبكا: "يعتبر معظم الناس إطارات سياراتهم أمرًا مفروغًا منه". "أنت تشتريها، وتستخدمها، إما أن تحبها أو لا تحبها. يصدرون أصواتًا أو لا يفعلون ذلك، لأي سبب كان. نحن نعلم أن هناك بعض الأحزمة الفولاذية هناك، ونعلم أن هناك بعض المطاط في الأعلى، ولها نمط مداس. لكن بصرف النظر عن ذلك، فإننا لا نميل إلى معرفة الكثير أو التعمق فيه”.

جاكوبكا يعرف أكثر من ذلك. إنه على الطرق الوعرة إطار العجلة مصمم لشركة BFGoodrich. عندما أدرك فريق Digital Trends أننا لا نعرف ما يكفي عن الإطارات، اتصلنا بـ Jakupca ونظيره على الطريق في BFGoodrich لمعرفة ما إذا كان بإمكاننا العثور على دليل.

صنع الإطارات أمر معقد نوعًا ما

عندما تفكر في الأمر، تجد أن الإطار العادي هو عمل مذهل. إنه ناعم بما فيه الكفاية بحيث يمكنك ترك علامة فيه بأظافرك، لكنه يدوم من 20.000 إلى 50.000 ميل على سيارتك. خلال متوسط ​​عمر خدمة الإطار، قد يتعين عليه العمل في درجات حرارة أقل من الصفر أثناء عاصفة ثلجية أو أعلى من 150 درجة في يوم صيفي حار. سوف يتدحرج فوق الصخور والأرصفة والحفر وما هو أسوأ من ذلك، وسيستمر في السير. لكي يبقى الإطار على قيد الحياة، يجب أن يكون قويًا بما يكفي ليتحمل الضربة، ومرنًا بما يكفي ليرتد ملايين المرات.

تم بناء هذه الصلابة عندما أ إطار العجلة مصنوع. يبدأ الأمر بالحلقات المزدوجة التي تربط الإطار بالعجلة. يتم بناء كل إطار حول هاتين الحلقتين السلكيتين الصلبتين. طبقات من المطاط، المعززة بالنايلون أو البوليستر أو الكيفلار أو غيرها من المواد، يتم وضعها أولاً لتكوين ما يسميه صانعو الإطارات بالذبيحة. ثم يتم وضع طبقات من الأسلاك الفولاذية المرنة المغلفة بالمطاط على السطح الخارجي. يتم إرفاق كل طبقة بمادة لاصقة. وأخيرًا، يتم تطبيق المطاط الناعم الذي يشكل سطح المداس والجدار الجانبي ولصقه في مكانه.

بمجرد تصنيع الإطار "الأخضر"، فإنه يدخل في قالب للمعالجة. يحتوي القالب على نمط المداس على وجهه الداخلي، ويتم تسخين الإطار وضغطه في القالب. يشكل هذا الإجراء المداس، جنبًا إلى جنب مع الكتابة المرتفعة التي تجدها على الجدران الجانبية. عندما يخرج الإطار من القالب، يكون جاهزًا للاختبار والشحن.

هناك ما هو أكثر من ذلك بالطبع. تختلف المركبات المطاطية بشكل كبير بين الإطارات الشتوية والإطارات عالية الأداء وإطارات الشاحنات والإطارات الثقيلة إطارات المعدات، والإطارات منخفضة المقاومة للدوران المستخدمة في العديد من السيارات الهجينة والمركبات الكهربائية لتحسين الطاقة كفاءة. إن المركب المطاطي الذي يستخدمه أي صانع إطارات هو سر يخضع لحراسة مشددة؛ لن يناقشوا حتى المكونات، ناهيك عن الصيغة.

وقال جاكوبكا: "إنها عملية معقدة للغاية وطويلة". "لقد مررنا بالعديد والعديد من المركبات لأن المركبات المختلفة ستمنحك بضعة بالمائة من الجر الرطب، أو يمكن أن تمنحك تحكمًا أفضل بنسبة 2 بالمائة. قد لا يبدو الأمر كثيرًا، لكن المركب مهم للغاية. لا ترغب في استخدام مركب صيفي على إطار شتوي."

تصميم الإطارات أمر معقد للغاية

بمجرد أن تكون على وشك صنع الإطارات فعليًا، يكون العمل الشاق قد تم بالفعل. لإلقاء نظرة فاحصة على عملية التصميم، اتصلنا بـ Kevin Reim، مدير فئة المنتجات العالمية لشركة B.F. Goodrich On-Road Products.

أعلن ريم: "المركب، وتصميم المداس، والهندسة المعمارية، كل ذلك تم إثباته من خلال خبرتنا في السباق ويساعد في توجيهنا في التطوير". "لكننا نقوم بعملية التطوير التقليدية أيضًا، حيث نقوم بإنشاء المفاهيم ونمذجتها داخل أنظمة الكمبيوتر لدينا ومن ثم اختبارها، ومحاكاتها فعليًا داخل جهاز الكمبيوتر الخاص بنا الأنظمة."

تتيح المحاكاة الحاسوبية للمهندسين مثل جاكوبكا وريم العمل من خلال العديد من التصميمات المحتملة حسب الحاجة قبل أن يضطروا إلى الالتزام بنموذج أولي. الخطوة الأولى لتصميم إطار جديد هي طرح الأسئلة.

"ما الذي نحاول أن نسعى إليه على وجه الخصوص؟" - سأل جاكوبكا. "على سبيل المثال، إذا قلت أنك تريد الحصول على أفضل قدرة على سحب الطين. حسنًا، سيكون هناك بعض التسوية. في كثير من الأحيان قد تضطر إلى التضحية بالضوضاء، أو قد تضطر إلى التضحية بالتآكل. على سبيل المثال، تم تصميم إطار BFGoodrich KM3 للطرق الوعرة من أجل التسلق والغزو. لذلك نحن بحاجة إلى أن نكون قادرين على الجر الطيني، والجر الصخري، ونحتاج أيضًا إلى هذا الجدار الجانبي القوي للغاية.

قال ريم: "إننا نجري الكثير من الدراسات التي تتعلق بالسوق إلى المستهلك، ونتلقى الكثير من التعليقات من المستهلكين. نضع احتياجات المستهلك وكذلك احتياجات السوق وجميع المتطلبات التنظيمية معًا في مواصفات منتج محددة جدًا، جنبًا إلى جنب مع الأهداف الرئيسية للأداء وغيرها المواصفات."

وبمجرد أن يعرفوا ما يريدون، يستخدم المهندسون نموذج اختبار افتراضيًا متطورًا.

"لدينا عمليات محاكاة للجر وعناصر مختلفة مثل الرصيف الرطب" ، قال ريم لـ Digital Trends. "لدينا بعض عمليات محاكاة الطيران المائي التي نجريها. كل هذه الأشياء تساعد في تطوير وإثبات مفاهيمنا. بمجرد أن نعتقد أننا حصلنا على التركيبة المثالية، سنقوم ببناء نسخنا الأولية من النماذج الأولية. يتعلق الأمر حقًا بتجربة أكبر عدد ممكن من الأفكار، في حدود المعقول، بعد محاكاة ما نريده. ثم يذهب هذا الإطار للاختبار."

اختبار العالم الحقيقي

يعد اختبار تصميم إطار جديد أمرًا منهجيًا وقابلًا للتكرار ومعتمدًا على البيانات.

وأوضح ريم: "في المرحلة التي ذهبنا فيها للاختبار، حصلنا على عدد من النماذج الأولية للإطارات". "ثم نذهب إلى منشأة الاختبار الخاصة بنا في ولاية كارولينا الجنوبية. لدينا عدد من المسارات وعدد من المركبات هناك. بيت القصيد هو أننا نحاول محاكاة أو تكرار الظروف التي سيتم استخدام هذه الإطارات فيها، وحتى الظروف الأكثر قسوة.

بالنسبة لعشاق القيادة، قد يكون العمل كسائق اختبار الإطارات هو المهنة المثالية.

قال ريم: "إن سائقي الاختبار لدينا مدربون جيدًا ولديهم خبرة في اكتشاف الفروق الدقيقة بين هذه المنتجات وتزويدنا بالتعليقات على الاختبارات المختلفة التي طلبناها". "يتطلب الاختبار عادةً استخدام المكابح المعتادة على الطرق الرطبة والجافة والضوضاء والراحة. ولكننا نقوم بالكثير من عمليات الأوتوكروس على الأراضي الرطبة والجافة." لذلك يتم الدفع للمختبرين مقابل autocross. قم بالتسجيل معنا!

بالإضافة إلى الاختبار البشري، هناك اختبار آلي آلي.

قالت ريم: "إنه موضوعي للغاية". "إن اختبار الآلة يهدف إلى تحقيق المتانة والقدرة على التحمل. نقوم بجمع كل هذه البيانات ونقوم بتحليلها لاتخاذ قرارات بشأن خطوتنا التالية في دورة تطوير المنتج. نمر عادةً بعدة جولات من توليد المفاهيم إلى النماذج الأولية والاختبار قبل أن نصل إلى ما نعتقد أنه أفضل منتج للسوق. لذلك يذهب الكثير إلى كل منتج جديد."

الاختبار النهائي هو الحياة الحقيقية

مهمة جاكوبكا هي صنع على الطرق الوعرة الإطارات التي ستتغلب على أصعب السباقات في العالم، مثل باجا 1000. فاز السائقون الذين يستخدمون إطارات BFGoodrich بسباق باجا 30 مرة. في عام 2018، تسابق ثمانية من أفضل عشرة سائقين في سباق Baja 1000 بإطارات BFGoodrich. ويُنظر إلى هذا السباق على أنه الاختبار النهائي.

قال جاكوبكا: "لقد حصلنا على بعض البيانات من باجا 2016". "كانت هذه المعلومات بالغة الأهمية بالنسبة لنا للنظر في ما يجب ضبطه. ومن منظور الطرق الوعرة، منحتنا باجا الثقة التي كنا نحتاجها في KM3.

أصر ريم قائلاً: "نحن علامة تجارية ذات أداء عالي". "لقد طرحنا منتجات تلبي احتياجات الباحثين عن الأداء حقًا. الأشخاص الذين يقدرون حقًا الأداء الذي يمكنهم الحصول عليه من المركبات وبالطبع المكونات التي تناسب تلك المركبات. لذلك نحن نشارك في عدد من أماكن رياضة السيارات من أجل التطوير على الطريق. سواء كان الأمر يتعلق ببناء الهيكل أو مركب المداس أو حتى تصميم المداس، فإن ذلك يمنحنا المعرفة اللازمة لإنتاج المزيد من المنتجات في السوق على نطاق واسع.

التحدي القادم

السيارات والشاحنات وسيارات الدفع الرباعي تأتي باستمرار مع المزيد من عزم الدوران والمزيد من القوة الحصانية، وهذا يضع طلبًا متزايدًا على صانعي الإطارات مثل Jakupca وReim. علاوة على ذلك، لا يقتصر الأمر على أن هناك المزيد من عزم الدوران والسرعة الخام؛ إنه متى وكيف يتم تطبيق عزم الدوران هذا.

وقال ريم لـ Digital Trends: "مع الأنظمة الكهربائية، بدأ عزم الدوران بالمرور عبر السقف ونتوقع أن يستمر على هذا النحو". "وهكذا، نحن نفهم إلى أين يجب أن نصل بمنتجنا. سيتعين علينا التوصل إلى تصميمات مداس أكثر صلابة حتى نتمكن من التعامل مع عزم الدوران هذا.

بمجرد أن تفهم العمل الذي يتم على إطارات سيارتك، فمن الصعب أن تأخذها كأمر مسلم به. ضع ذلك في الاعتبار في المرة القادمة التي تكون فيها على وشك دهس صخرة أو حفرة.