W erze elektromobilności i rosnących standardów efektywności, technologia testowania opon musi nadążać za zwiększonymi oczekiwaniami wobec bezpieczeństwa, zasięgu i precyzji w projektowaniu podzespołów pojazdu. Kluczową innowacją wspierającą rozwój opon nowej generacji jest High-Speed TireScan™ – system firmy Tekscan umożliwiający dynamiczne i powtarzalne pomiary ciśnienia i nacisku opony w ruchu, nawet przy prędkościach do 265 km/h.
Przełamywanie ograniczeń tradycyjnych metod
Dotychczasowe metody, takie jak testy drogowe, odciski tuszu, analiza na szklanych płytach czy testy bębnowe, mają liczne wady: są niepowtarzalne, nie oddają warunków dynamicznych, a wykresy styku bywają zniekształcone przez elementy toru badawczego (np. zakrzywioną powierzchnię bębna). Co więcej, nie uwzględniają dynamicznych sił odśrodkowych, kąta poślizgu ani przyspieszenia/hamowania.
High-Speed TireScan™ opracowano, aby te bariery wyeliminować. Opiera się na badaniach prowadzonych w warunkach w pełni kontrolowanych – na torze płaskim, gdzie każda zmienna (obciążenie, pochylenie, temperatura) może być dokładnie ustawiona i zmieniana w sposób powtarzalny.
Komponenty systemu: precyzyjna technologia w praktyce
Cienki czujnik piezorezystancyjny
O grubości jedynie 0,2 mm, wykonany z elastycznych materiałów odpornych na zginanie i ścieranie. Może być montowany nawet pod papierem ściernym, dzięki czemu zachowany zostaje rzeczywisty współczynnik tarcia. Pomiar ciśnienia przekrojowego o zakresie od 10 do 600 psi (69–4137 kPa) nadaje mu uniwersalność – od motocykli, przez auta osobowe, po opony ciężarówek.
Jeden czujnik wytrzymuje tysiące testów oraz siły ścinające do 15 kN, np. podczas ostrych zakrętów z dużymi przeciążeniami.
Bezprzewodowa elektronika TekDAQ 210
Kompaktowe urządzenie rejestrujące dane z matrycy 128 czujników z częstotliwością do 20 kHz, zapewnia przechwytywanie każdego milimetra zmieniającej się powierzchni styku opony w ruchu. System działa niezależnie, umożliwia przesył danych bezprzewodowo lub za pomocą karty SD, a jego akumulator umożliwia 3 godziny ciągłej pracy — idealne dla intensywnych kampanii testowych.
Zintegrowane oprogramowanie Tekscan
Użytkownik może wprowadzić plan testowy, obserwować zmiany w rozkładzie nacisku już w trakcie testu, porównywać wiele wyników czy generować uśredniony profil dla danego bieżnika. System automatycznie dostosowuje odwzorowanie powierzchni w zależności od prędkości, tworząc wiarygodny „footprint” — dynamiczny obraz styku.
Kluczowy atut: dynamiczne zrozumienie zachowania opony
Dzięki technologii TireScan™, inżynierowie mogą w czasie rzeczywistym analizować, jak zachowuje się opona w odpowiedzi na:
- Obciążenie pionowe: Ujawnia, jak poszerza się powierzchnia styku oraz kiedy opona w pełni przylega do nawierzchni – co pozwala identyfikować nadmierne obciążenie.
- Prędkość i kąt poślizgu: Pokazuje, jak zmienia się kształt opony – np. przy prędkościach znacznie powyżej 100 km/h długość barku może wzrosnąć o ponad 20%. Rejestrowana jest też zmiana ciśnienia, szczególnie w środkowej części czoła opony.
- Ekstremalne manewry: Podczas testów zakrętów wysokich przeciążeń, zarejestrowano unikalne zjawisko tzw. luki ciśnieniowej, potwierdzone również obrazowaniem termowizyjnym. Siły boczne powodowały wyboczenie pakietu pasów, prowadząc chwilowo do braku styku części bieżnika z drogą. Zjawisko to zweryfikowało teoretyczne modele zachowania opony.
Zastosowania: od testów po projektowanie z wyprzedzeniem
Optymalizacja konstrukcji opon
Dynamiczne dane pozwalają określić wpływ zmian konstrukcyjnych na styk z drogą w czasie rzeczywistym. Projektanci zyskują nieoceniony wgląd w mikro reakcje opony, co skraca czas i liczbę iteracji prototypowych.
Walidacja modeli MES (FEA)
Dotychczasowe modele numeryczne bazowały głównie na danych statycznych. Dzięki High-Speed TireScan™, możliwe jest modelowanie zachowania rzeczywistego, uwzględniające działanie sił dynamicznych i odkształceń na zakrętach. To przekłada się na wyższą dokładność analiz.
Redukcja oporu toczenia i zużycia
Mapowanie nacisku w czasie pozwala zidentyfikować niekorzystne naprężenia, które mogą prowadzić do przyspieszonego zużycia. Dzięki temu poprawa konstrukcji bieżnika pod kątem trwałości i efektywności energetycznej staje się możliwa już na etapie testów przedprodukcyjnych.
Benchmarking i wybór opony
System sprawdza się w porównaniach między produktami konkurencyjnymi – przy zachowaniu identycznych warunków testowych, wyniki umożliwiają wybór optymalnego ogumienia do konkretnej platformy pojazdu.
Podsumowanie: Nowy standard w analizie opon
Dzięki High-Speed TireScan™, mapowanie kontaktu opony z nawierzchnią przestaje być statyczną obserwacją a staje się dynamicznym, wysokoczęstotliwościowym procesem, który dostarcza dane wcześniej niemożliwe do uzyskania. Umożliwia to:
- Skrócenie czasu rozwoju opony i pojazdu
- Poprawę przewidywalności osiągów
- Obniżenie zużycia i oporów toczenia
- Poprawę bezpieczeństwa użytkownika końcowego
Dowiedz się więcej o systemie TireScan™ i jego możliwościach:
Przejdź do produktu na stronie WObit
