Inteligentne opony – technologie, które potrafią zaskoczyć

Opony inteligentne czyli opony z czujnikami

Nasze samochody są wyposażone w setki czujników. Od pewnego czasu opony w wielu autach też są wyposażone w czujniki. To czujniki ciśnienia powietrza w oponach TPMS. Są pomocne, ale bywają kłopotliwe. Jeden czujnik w maszynce opony (wentylu) to jednak nic. Najsłynniejsi producenci ogumienia samochodowego pracują nad oponami, które będą naszpikowane wieloma czujnikami. Pirelli pracuje nad Cyber Tyre, Yokohama nad SensorTire a Continental nad ContiAdapt.

Po co czujniki wewnątrz opony? Mają one za zadanie sprawdzanie parametrów, takich jak ciśnienie, temperatura opony, stopień zużycia bieżnika, obciążenie opony i warunki drogowe. Dane zebrane przez czujniki są przesyłane do chmury. Mają z nich korzystać systemy ADAS.

Jaki to ma cel? Zgodnie z założeniami technicznymi, system sterujący pracą opony może sterować ciśnieniem i głębokością rowków bieżnika. W praktyce inteligentna opona może zwiększyć przyczepność przed zakrętem. A skąd jej sterownik będzie „wiedzieć”, że przed samochodem jest zakręt? Ze wskazań nawigacji GPS. Jak to działa w praktyce?

W przypadku opon ContiAdapt w koło lub felgę będą wbudowane mikro sprężarki powietrza. Ich zadaniem będzie regulacja ciśnienia powietrza w czasie rzeczywistym. Dane z czujników ADAS i GPS oraz między innymi z danych o pogodzie (pobrane z internetu) będą „przewidywać pogodę” i warunki na drodze. Główny sterownik auta będzie obliczać odpowiednie ciśnienie opon, a następnie będzie sterować pracą sprężarek.

W trakcie jazdy na autostradzie mikro-sprężarki będą mieć za zadanie zapewnienie jak najwyższego ciśnienia wewnątrz opony, aby zmniejszyć opory toczenia. Podczas jazdy po drogach ze śliską nawierzchnią lub na drogach niskiej jakości mikro-sprężarki zmniejszą ciśnienie, aby zwiększyć przyczepność opony. System ma mieć również możliwość zmieniania głębokości rowków bieżnika. Technologia jest dopracowywana od 2017 roku i niebawem wejdzie do produkcji.

Brzmi ciekawie. Niestety, nikt na razie nie odpowiada na trudne pytania.

Pierwsze – ile będzie kosztować opona z mikro-sprężarkami w środku?

Drugie – czy taką oponę będzie trzeba wymieniać co sezon?

Trzecie – ile będzie kosztować wymiana takiej opony?

Czwarte – co ile będzie trzeba kalibrować czujniki i ile to będzie kosztować?

Piąte – ile będzie kosztować sprzęt do warsztatu wulkanizacyjnego i kto zdecyduje się taki kupić? Może okazać się, że będzie jeden warsztat w Polsce, obsługujący opony z mikro-sprężarkami i kierowca ze Szczecina będzie jechać na wymianę opon do Warszawy.

Szóste – jaka jest żywotność opony i mikrosprężarek?

W przypadku opon Yokohama Sensor Tire sprawa jest nieco mniej skomplikowana i szczerze mówiąc, można sobie wyobrazić jej wdrożenie do masowej produkcji.

Jak działają opony Yokohama Sensor Tire? W wewnętrznej części opony umieszczone są czujniki. Ich zadaniem jest monitorowanie zmian kształtu opony, wynikających z nacisku, obciążenia, zużycia bieżnika albo warunków na drodze. Ponadto czujniki mają mierzyć temperaturę wewnątrz opony, ciśnienie powietrza i stan nawierzchni drogowej (np. rozpoznawać, czy jest ona mokra, sucha czy też śliska). Dane zebrane przez czujniki są przetwarzane i (niestety, nie wiemy w jaki sposób, bo producent strzeże tej tajemnicy) analizowane przez sterownik. Są też przesyłane do chmury danych.

Na bazie informacji można zdalnie monitorować stan opony, stan bieżnika i ciśnienie wewnątrz, co jest idealnym rozwiązaniem dla osób zarządzających flotami aut. System może też wykrywać nierównomierne zużycie opon (co może świadczyć o uszkodzeniach zawieszenia, przeładowaniu, problemach z ustawieniem geometrii zawieszenia), jak również na bieżąco wykryć to, że nawierzchnia jest śliska, „przestawiając” działanie systemów ADAS i systemów bezpieczeństwa aktywnego na priorytet ochrony przed poślizgiem.

Teoretycznie wszystko brzmi fajnie. Menedżer może łatwiej zarządzać flotą. Jest ostrzegany o uszkodzeniach, konieczności wymiany czy rotacji opony. Niestety, trzeba pamiętać o tym, że najważniejszy w tym przypadku będzie koszt opon tego typu. Bo co z tego, że nowoczesne technologie pozwolą przedłużyć ich żywotność o 30 procent, gdy np. cena futurystycznej opony będzie wyższa o 500 procent, w stosunku do standardowych, nieinteligentnych (ale nie głupich).

Zamontowane czujniki i system przetwarzania danych muszą znacząco zwiększyć koszt ogumienia. To oczywiste.

Opona produkująca prąd

Coraz większa pojemność baterii, rekuperacja energii, oszczędność energii, panele solarne na dachu - wszystko po to, żeby stworzyć auto elektryczne z zasięgiem 600, 900, 1000, 1200 km na jednym ładowaniu! Wart odnotowania jest fakt, że na rynku mogą pojawić się opony produkujące prąd - GoodYear BH03. Pod tym symbolem kryje się mała elektrownia, która pracuje podczas jazdy i na postoju.

Opona GoodYear BH03 zawiera też warstwę z włókiem termoelektrycznych. Ich zadaniem jest przekształcenie ciepła na energię elektryczną. Ciepło powstaje podczas jazdy (na skutek tarcia) i podczas postoju, na skutek nagrzewania opon przez promienie słońca. Energia ma być przesyłana do akumulatora trakcyjnego: plus po piaście, minus po wahaczu.

Opona, której wyrasta nowy bieżnik

GoodYear Re-charge to opona bezpowietrzna. Teoretycznie ma być wieczna, bo bieżnik na niej będzie się odbudowywał. Czyli jeden komplet opon powinien wystarczyć na całe życie samochodu.

Wewnątrz opony ma zostać zamontowany cylindryczny zbiornik, wypełniony płynnym związkiem gumy z dodatkami (składników mieszanki gumowej). Zbiornik ma być połączony siecią kanalików z powierzchnią opony. Jeśli dojdzie do zużycia bieżnika, różnica ciśnienia pomiędzy zbiornikiem a powierzchnią opony powinna wypchnąć mieszankę gumową na zewnątrz opony. A ta powinna stwardnieć, tworząc nową warstwę bieżnika.

Niestety, nie ma róży bez ognia. Może i komplet opon wystarczy na całe życie samochodu. Ale… Trzeba dokupować kapsuły z płynem. Teoretycznie, wymiana ma być tak prosta, jak wymiana katridży w drukarce.

I tutaj zapala się od razu wielka, czerwona lampka. Sama drukarka w zakupie jest tania. Ale katridże… już nie. W dodatku producent zazdrośnie strzeże technologii i drukarka nie chce współpracować z katridżami od innych dostawców. W przypadku opon też tak może być.

A może być i tak, że na rynku pojawi się tani zamiennik oryginalnego katridża, bezmarkowy, z Dalekiego Wschodu, a nowy bieżnik będzie mieć konsystencję ciasta drożdżowego…

Przewiduje się, że maksymalna żywotność takiej opony to 480 tys. km, a minimalna 160 tys. km. Nawet ta minimalna wartość jest dobra. Tylko wszystko rozbija się o koszty.

Technologia opon z samorosnącym bieżnikiem ma zwiększyć bezpieczeństwo. Każdy będzie mieć samorosnący bieżnik, zatem nikt nie będzie jeździć na łysych oponach. Taka technologia pozwoli znacząco zmniejszyć liczbę zużytych opon, trafiających na śmietniki. Tylko z czego będą powstawać łabędzie, ograniczniki dróg i kwietniki?

Michał Lisiak