球形车轮-固特异重新发明轮胎

不仅轮子可以向任何方向滚动，固特异的360概念轮胎还通过电磁悬浮来支撑车身。...



对于一个汽车行业写手来说，"重新发明车轮"绝对是所有题目中最差劲的题目之一。 然而这次这个题目却变成了现实：固特异360概念，一个球形的轮子和轮胎的结合体，不夸张的说就是重新发明了车轮。更夸张的是车轮和车身之间没有机械连接，而是由磁力悬浮装置支撑车身。

这是一个令人鼓舞的想法，是个天才的时刻还是说仅仅是个简单的疯言疯语呢？ 尽管这听起来非常遥远，但在这个概念中也存在非常严肃的元素。 就像很多刚刚浮现出来的技术那样，这个设想也是由无人驾驶汽车的快速兴起促成的。

“我们认为，在2030年的时候大多数汽车都会是无人驾驶的。”固特异邓禄普消费级轮胎技术主管Percy Lemaire说到：  “获取信息需要采用不同的方法。 我们相信轮胎将不仅仅起到链接地面和车辆的作用，同时也能为车辆提供信息。"

为什么设计成圆形？  “因为这样轮胎就可以向任何方向滚动，提供难以置信的操控性能，并且能够让车辆向任何方向移动。”Lemaire解释道。  这不仅适用于高速公路，也适用于停车的时候。这样一来一个自动驾驶的车辆就可以在必要的时候沿着与中心轴线呈90度的侧向移动了。

每个360概念车轮都包含一个球形的核心，这个核心构成了车轮以及外部包裹——也就是轮胎。这个核心包含由电动机、电池和传感器组成的动力总成。 内部包括马达和电池组在内的部件通过一套轮子内部的悬架系统支撑，马达则通过很多个小轮子驱动整个车轮转动。 当外面的球形车轮转动时，内部的核心通过陀螺仪保持稳定。 电池则通过车辆下面的无线充电板进行充电。

球形的轮胎可以向各个方向转动，可以使轮胎的磨损程度更均匀，甚至可以用轮胎不同的区域来适应不同的路面状况。当磨损后，外部的包裹可以移除和重新安装，或者更换另外一种胎面——就像我们从传统的夏季胎更换为冬季胎那样。通过从各个轮胎的传感器上收集的数据，计算机可以通过算法得出现在的路面状况，比如每个轮胎下面是湿的、干燥的还是结冰的路面，并且通过这些数据来调整车辆的速度和转弯速率。 这时候车辆还可以通过车联网传递路面的详细信息给其他的车辆。



由于轮胎的胎面需要适应不同的的方向，因此设计小组通过“仿生学”方式来寻找例子，换句话说，通过寻找自然界中的例子来探索能够帮助他们的方法。 他们发现脑珊瑚上的纹理是他们需要寻找的结构。  “这种表面可以在任何方向的水流中获利。”Lem aire解释到：“模仿这种结构可以让我们设计的胎面在任何滚动方向上都非常有效。”

另外一个从自然界中获得的提示由海绵提供。 轮胎的每条沟槽的基底都是通过向海绵一样的泡沫结构构成的，当遇到水的时候变软，这样可以使让更多的水通过沟槽，以此提高对水面的抗拒能力。这种泡沫也能够在轮胎接触地面时吸收水分，然后再通过离心力将它们排出。在干燥条件下，这种结构会变得坚固，进而提高抓地力。在表面内部，更深一层的泡沫能够使球形的表面更平坦，与地面的接触面积更大。 球形的另外一个优势是它可以降低滚动阻力，减少能量消耗。

传统的轮胎在路面滚动时，车辆的载荷使得轮胎的底部变平，因此轮胎在不停的变形 —— 同时也在不断的消耗能量。但是当轮胎重新弹起来的时候，一些暂时储存起来的能量以热量的形式散失出去了。这个称为滞后作用的过程构成了一大部分的轮胎滚动阻力。当轮胎设计为球形时，这种效应会减小，因此滚动阻力也会相应的减少。

电磁悬浮系统已经被一些火车所应用。并且根据Lemair的说法，只消耗很少的能量。“尽管目前阶段，我们还没有进行这个概念的细节设计中，”Lemaire说：“我们的先期计算显示我们在每个车轮上只需要50瓦的能量就可以支撑车辆。由于今天大部分的汽车能够产生80到200马力，因此支撑车辆的能量很容易取得。”

固特异的想法是天才的设想还是只是疯子的计划？只有时间才能证明这一点，但如果你在1900年告诉一个汽车工程师汽车轮胎可以充气，进而得到更平顺的驾驶，还能够跑出200英里每小时的速度，使用2万英里的里程，他大约也不会相信。

From：autocar

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