자동차 타이어 기술은 재료 과학, 전자 제품에서 실행됩니다.

초기 타이어는 단단한 고무 스트립으로 다소 원시적이었습니다. 그런 다음 Charles Goodyear의 가황 고무 발명으로 Robert Thomson은 자동차가 출현하기 40년 전인 1846년에 가황 고무 공기 타이어에 대한 특허를 낼 수 있었고 John Dunlop과의 특허 분쟁에서 패했습니다. Michelin 형제 덕분에 탈착식 타이어가 빠르게 뒤따랐고 1970년대에는 트레드가 있는 공기압 래디얼 타이어(오늘날 대부분의 자동차에 여전히 사용됨)가 표준이 되었습니다.

그 과정에서 일부 특이한 타이어 혁신 외에도 오늘날의 자동차 제조업체는 안전, 내구성 및 성능뿐만 아니라 지속 가능성도 고려합니다. 타이어 기술의 획기적인 발전을 위한 발판을 마련합니다.

오늘날의 타이어 기술

타이어 소음을 예로 들어 보겠습니다. 타이어 소음의 원인은 크게 두 가지입니다. 그 중 하나는 트레드에 갇힌 기포가 지속적으로 방출되어 발생하는 불편할 정도로 사람의 말에 필적하는 고주파음인 패턴 노이즈입니다. 다른 하나는 공기가 타이어 내부에서 '튀어' 휠에 압축되어 발생하는 캐비티 소음입니다. 자연스럽게 더 미묘한 전기 모터의 발명으로 더 조용한 타이어에 대한 수요도 증가했습니다.

2019년 3월에 출시된 Bridgestone의 QuietTrack 타이어에는 타이어 어깨로 이어지는 여러 개의 짧은 대각선 홈이 있어 타이어가 회전할 때 공기가 압축되지 않고 빠져나갈 수 있습니다(그림 1). 그루브는 서로의 소음을 방해하기 위해 세 가지 너비로 절단되어 사람의 음성 주파수에서 소음을 줄입니다. 또한 QuietTrack 타이어에는 밀리미터 높이의 톱니 모양이 홈에 있는 얇은 세로 채널이 있어 고주파음을 분해합니다. 눈과 젖은 노면에서 견인력을 향상시키는 것으로 밝혀졌습니다.

그림 1. QuietTrack 타이어는 전기 자동차(EV)의 핵심 기능인 성가신 소음을 줄여줍니다. 전기 자동차(EV)의 핵심 기능은 회전 엔진이 없어 고무 소리가 더 두드러집니다. (출처:브리지스톤)

이 타이어에는 트레드 내부에 도포된 점성 실런트 층인 Contiseal이 포함되어 있어 펑크의 최대 80%를 밀봉하기 위해 누출될 수 있습니다. 최대 5mm 직경의 펑크에 적합한 이 기술은 타이어 펑크 및 도로변 타이어 교체의 위험을 줄입니다.

미래의 타이어 기술

2017년 출시된 Goodyear's Eagle 350 Urban은 차량이 어떤 방향으로든 움직일 수 있는 구면 컨셉 타이어입니다. 내장된 인공 지능(AI)이 타이어 외부의 센서에 연결되어 다양한 노면과 주행 조건을 감지하여 액추에이터를 사용하여 타이어 모양과 트레드를 조정합니다. 제동, 핸들링 및 효율성을 개선하기 위해 데이터를 전송하는 것 외에도 Eagle 350 Urban은 펑크 시 수리 프로세스를 용이하게 합니다.

독특한 개방형 구조로 공기압이 지원되지 않는 비공압 Oxygene 타이어는 재활용된 타이어 먼지로 3D 인쇄되며 측벽에 살아있는 이끼가 있습니다. 도로의 물과 CO₂를 흡수합니다. 공기에서 이끼를 먹이기 위해 광합성과 산소 생산을 자극합니다. 또한 빛을 기반으로 하는 모바일 무선 기술인 Li-Fi를 사용하여 차량 대 차량(V2V) 및 차량 대 인프라(V2I) 데이터 교환을 위한 사물 인터넷(IoT) 인프라에 연결합니다.

이제 2020년에 비공압 재충전 타이어는 트레드 재생에 사용되는 생분해성 액체 화합물을 담는 캡슐을 구현합니다. AI를 통해 화합물을 운전자 프로필에 맞춤화하고 타이어가 도로 조건에 적응할 수 있습니다.

Pirelli의 사이버 타이어는 5G 네트워크를 통해 정보를 명백하게 전송하여 차량, 운전자 및 더 넓은 도로 인프라와의 통신을 촉진하는 최초의 지능형 타이어입니다(그림 2).

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그림 2. Pirelli는 5G 네트워크와 상호작용한 최초의 타이어 회사라고 주장합니다. (출처:피렐리)

다음으로 미쉐린의 업티스 타이어는 빠르면 2024년에 출시될 수 있습니다. '조립된 에어리스 휠 구조 기술'은 펑크, 파열 및 타이어 펑크의 위험을 제거합니다. 업티스 타이어는 원자재 사용과 타이어 폐품, 스페어 타이어의 필요성을 줄여 자원 사용과 낭비를 최소화할 것입니다.

보다 구체적인 예에 ​​관심이 있는 사람들을 위해 Tesla용 Goodyear 타이어에는 소음 감소 특수 폼이 장착되어 있는 반면 시트로엥의 자율주행 19_19 컨셉 EV용 타이어는 건조한 조건에서는 딱딱해지고 습기에 노출되면 부드러워지도록 설계되었습니다.

앞으로 연결된 도로

5G와 IoT가 타이어에서 정보를 전송하는 데 사용되어 ADAS(첨단 운전자 지원 시스템)와 자율 주행 차량 분야 모두에서 안전성과 성능을 향상시키면서 연결성이 엄청날 것입니다. 좋은 예:Goodyear의 AndGo 플랫폼은 예측 소프트웨어를 사용하여 차량을 서비스 네트워크와 연결합니다.

타이어의 3D 프린팅, 재활용 및 친환경 소재 사용, 타이어 마모 및 폐품 감소는 모두 타이어 제조업체의 지속 가능성 노력의 핵심 구성 요소가 될 것입니다. 내구성이 더욱 강화된 비공압 타이어와 2-in-1 타이어 및 휠 기술은 특히 무인 자동차에 필수적인 안전성을 높이고 유지 보수를 줄여줍니다.

수십 년간의 타이어 현상 유지 후 모든 것이 바뀔 것 같습니다.

>> 이 기사는 원래 다음 날짜에 게시되었습니다. 자매 사이트인 EDN.