タイヤのセットを作ることには、あなたが考えるよりもはるかに多くのことがある

タイヤの設計方法 BFGoodrich

「ほとんどの人は当然のことながら自分の車にタイヤを装着しています」とジェイ・ジャクプカは言いました。「あなたはそれらを購入し、あなたはそれらを使います、あなたはそれらを好きか、好きではありません。何らかの理由で、彼らは音を立てるか、または鳴らしません。スチールベルトがいくつかあり、上部にゴムがあることと、トレッドパターンがあることを知っています。しかし、それを除けば、私たちは本当にそれについて多くを知ったり、それに飛び込んだりする傾向はありません。」

Jakupcaはそれ以上のことを知っています。彼はBFGoodrichのオフロードタイヤデザイナーです。デジタルトレンドチームがタイヤについてほとんど十分な知識がないことに気付いたとき、私たちはジャクカと彼のBFGoodrichのオンロードの担当者に電話をかけて、手掛かりを見つけることができるかどうかを確認しました。

タイヤを作るのはちょっと難しい

考えてみると、普通のタイヤは素晴らしい作品です。指の爪で跡をつけることができるほど柔らかですが、車の走行距離は20,000〜50,000マイルです。平均的なタイヤの耐用年数の過程で、吹雪の氷点下または暑い夏の日の150度を超える温度で動作する必要がある場合があります。それは岩、縁石、くぼみ、さらに悪いことに転がり、それは続きます。生き残るためには、タイヤは、ヒットを打つのに十分な強さと、何百万回も跳ね返るのに十分な柔軟性が必要です。

タイヤの設計方法  2020年のジープJTスクランブラーのコンセプト 2020年のジープJTスクランブラーコンセプトスポーツBFGoodrichタイヤジープ

タイヤを作るときにそのタフネスが組み込まれています。それは、タイヤをホイールにシールするツインリングから始まります。すべてのタイヤは、これら2つの硬いワイヤーリングの周りに構築されます。ナイロン、ポリエステル、ケブラー、その他の材料で補強されたゴムの層が最初に続き、タイヤメーカーがカーカスと呼ぶものを作成します。次に、ゴムでコーティングされた柔軟な鋼線の層が外側に重ねられます。各層は接着剤で取り付けられています。最後に、トレッド表面とサイドウォールを形成する柔らかいゴムを貼り付けて接着します。

「グリーン」タイヤが作られると、それは金型に入れられて硬化します。金型の内面にはトレッドパターンがあり、タイヤは金型内で加熱および加圧されます。このアクションは、サイドウォールにある浮き上がった文字とともに、トレッドを形成します。金型からタイヤが出たら、テストして出荷する準備ができています。

「…あなたがそこに最高の泥の牽引力を持ちたいと言うなら、まあ、ある程度の妥協があるでしょう」

もちろん、それだけではありません。ゴムコンパウンドは、冬用タイヤ、高性能タイヤ、トラックおよび重機用タイヤ、エネルギー効率を向上させるために多くのハイブリッドおよびEVで使用される低転がり抵抗タイヤとの間で劇的に異なります。タイヤメーカーが使用するゴムコンパウンドは、厳重に守られた秘密です。彼らは成分を話し合うことすらしません。

「それは非常に手の込んだ長いプロセスです」とジャクプカは言いました。「さまざまなコンパウンドでウェットトラクションが数パーセント、またはハンドリングが2%向上するため、多くのコンパウンドを使用しています。それは多くのようには思えないかもしれませんが、化合物は非常に重要です。ウィンタータイヤにサマーコンパウンドを使用する必要はありません。」

タイヤの設計は非常に複雑です

実際にタイヤを製造する段階になったら、ハードワークはすでに完了しています。設計プロセスを詳しく調べるために、BF Goodrich On-Road Productsのグローバル製品カテゴリマネージャーであるKevin Reimに連絡しました。

「コンパウンド、トレッドデザイン、アーキテクチャーはすべて、レースにおける私たちの経験を通じて証明され、開発における私たちを導くのに役立ちます」とReimは宣言しました。「しかし、私たちは従来の開発プロセスも行っています。そこでは、コンセプトを作成し、コンピューターシステム内でモデル化してからテストし、コンピューターシステム内で実際にシミュレーションしています。」

コンピュータシミュレーションにより、JakupcaやReimのようなエンジニアは、プロトタイプを作成する前に、必要なだけの潜在的な設計に取り組むことができます。新しいタイヤを設計する最初のステップは、質問することです。

「それは本当に、私たちがやりたいことをシミュレートした後で、可能な限り多くのアイデアを試すことです。その後、そのタイヤはテストに行きます。」

「特に何を目指しているのですか?」ジャクプカは尋ねました。「たとえば、あなたが最高の泥の牽引力を持ちたいと言うなら、それがあります。まあ、いくつかの妥協があるでしょう。多くの場合、ノイズを犠牲にしたり、摩耗を犠牲にする必要があります。たとえば、BFGoodrich KM3オフロードタイヤは、登るために構築され、征服するために構築されています。したがって、泥の牽引力、岩の牽引力が必要であり、この非常に頑丈なサイドウォールも必要です。」

「私たちは市場から消費者への多くの調査を行っています」とReim氏は言います。私たちは、消費者のニーズと市場のニーズ、およびすべての規制要件を、パフォーマンスやその他の仕様の主要な目標とともに、非常に具体的な製品仕様にまとめました。」

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必要なものがわかったら、エンジニアは高度な仮想テストモデルを使用します。

「トラクションとウェット舗装などのさまざまな要素のシミュレーションがあります」とReimはDigital Trendsに語った。「私たちが実行するいくつかのハイドロプレーニングシミュレーションがあります。これらすべてのことは、私たちのコンセプトの開発と証明に役立ちます。理想的な組み合わせになったら、プロトタイプのバリエーションを作成します。それは本当に、私たちがやりたいことをシミュレートした後、可能な限り多くのアイデアを試すことです。その後、そのタイヤはテストに行きます。」

実際のテスト

新しいタイヤ設計のテストは、体系的で再現性があり、データ駆動型です。

私たちはこのすべてのデータを収集し、製品開発サイクルの次の動きを決定するためにそのデータを絞り込みます。

「テストに行く時点で、プロトタイプのタイヤのバリエーションがいくつかあります」とReimは説明しました。「その後、サウスカロライナのテスト施設に行きます。そこにはたくさんのトラックと乗り物があります。重要なのは、これらのタイヤが使用される条件、およびさらに極端な条件をシミュレーションまたは再現しようとしているということです。」

ドライビングマニアにとって、タイヤテストドライバーになることが究極のキャリアになる可能性があります。

「私たちのテストドライバーは、これらの製品間のニュアンスを検出し、私たちが要求したさまざまなテストへのフィードバックを提供することにおいて非常によく訓練され、経験を積んでいます」とReimは言いました。「テストには通常、通常の湿式および乾式ブレーキ、騒音、快適さが含まれます。しかし、ウェットとドライでオートクロスをたくさんします。」したがって、テスターはオートクロスに報酬を支払われます。サインアップ!

人間によるテストに加えて、自動化された機械テストがあります。

「それは非常に客観的です」とReimは述べました。「機械テストは、耐久性と耐久性のためのものです。私たちはこのすべてのデータを収集し、製品開発サイクルの次の動きを決定するためにそのデータを絞り込みます。私たちは通常、市場に最適な製品であると確信できるものに到達する前に、プロトタイピングとテストに数ラウンドのコンセプト生成を通過します。したがって、すべての新製品に多くのことが当てはまります。」

究極のテストは実生活です

Jakupcaの仕事は、Baja 1000のように、世界で最も過酷なレースを征服するオフロードタイヤを作ることです。BFGoodrichタイヤを走らせているドライバーは、Bajaを全体で30回獲得しています。2018年、Baja 1000のトップ10ドライバーのうち8人がBFGoodrichタイヤでレースを行いました。そのレースは究極のテストと見られています。

「2016年のバハからいくつかのデータを入手しました」とJakupca氏は語った。「その情報は、調整する必要があるものを調べるために私たちにとって重要でした。オフロードの観点から見ると、バハはKM3に必要な自信を与えてくれました。」

「私たちはパフォーマンスブランドです」とReimは主張しました。「私たちはパフォーマンスを求める人に本当に応える製品を出します。彼らが車から出ることができるパフォーマンスともちろんそれらの車に合うコンポーネントを本当に評価する人々。そのため、私たちはオンロード開発のためにモータースポーツの会場に参加しています。カーカス構造であっても、トレッドまたはトレッドデザインのコンパウンドであっても、より多くのマスマーケット製品を生産するために必要なノウハウが得られます。」

次の挑戦

車、トラック、SUVは、ますますトルクと馬力を上げ続けており、これにより、JakupcaやReimなどのタイヤメーカーにますます需要が高まっています。さらに、生のトルクと速度があるというだけではありません。それはいつ、どのようにそのトルクが適用されるかです。

「電気システムによって、トルクは屋根を通り抜け始め、私たちはそれがそのように続き続けると期待しています」とReimはDigital Trendsに語った。「そこで、私たちは製品をどこに移動する必要があるかを理解しています。そのトルクを処理できるように、より剛性の高いトレッド設計を考え出す必要があります。」

タイヤにかかる作業を理解すると、当然のことと考えるのは困難です。次回、岩やポットホールにぶつかるときは、そのことを覚えておいてください。

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