فهرست مطالب
شرکت‌های هیوندای و کیا با ثبت اختراع رینگ های هوشمند مجهز به پره‌های متحرک، راهکاری برای کاهش مقاومت هوا و بهبود خنک‌کاری ترمز خودروها ارائه کردند.
به گزارش سرویس خودروی تکناک، این فناوری به رینگ‌های خودرو اجازه می‌دهد منافذ میان پره‌های خود را متناسب با شرایط رانندگی باز یا بسته کنند. هدف از این طراحی، کاهش مقاومت آیرودینامیکی در سرعت‌های بالا و حفظ جریان هوای مورد نیاز برای خنک کردن ترمزها است.
براساس گزارش‌ها Carscoops، اداره ثبت اختراعات آمریکا در تاریخ ۳ نوامبر ۲۰۲۶، گواهی ثبت اختراع شماره 12,779,902 B2 را برای این فناوری صادر کرده است. درخواست اولیه این اختراع در ژوئن ۲۰۲۵ منتشر شده بود. طراحی جدید می‌تواند بدون نیاز به استفاده دائمی از رینگ‌های بسته، مصرف انرژی خودرو را کاهش دهد.
رینگ‌های معمولی با یک محدودیت مهم روبه‌رو هستند. مدل‌های دارای پره‌های باز، جریان هوای بیشتری را به سیستم ترمز می‌رسانند و به کاهش دمای قطعات کمک می‌کنند. در مقابل، رینگ‌هایی با سطح بسته یا تقریبا بسته، مقاومت کمتری در برابر جریان هوا ایجاد می‌کنند، اما توان خنک‌کاری ترمزها را کاهش می‌دهند.
هیوندای و کیا با طراحی یک مکانیزم متحرک تلاش کرده‌اند مزایای هر دو ساختار را در یک رینگ ترکیب کنند. این سیستم می‌تواند هنگام رانندگی در بزرگراه، منافذ رینگ را ببندد و در شرایط نیاز به خنک‌کاری بیشتر، آنها را دوباره باز کند.
مکانیزم عملکرد رینگ های هوشمند هیوندای
ساختار این رینگ‌ها از دو بخش اصلی تشکیل شده است. بخش نخست شامل پره‌های ثابت و معمولی رینگ می‌شود که وظیفه حفظ ساختار آن را برعهده دارند. بخش دوم مجموعه‌ای متحرک در پشت پره‌ها است که یک حلقه مرکزی چرخان و چند تیغه متصل به آن را دربرمی‌گیرد.
هنگامی که حلقه مرکزی در یک جهت می‌چرخد، تیغه‌های متحرک به سمت منافذ میان پره‌های ثابت حرکت می‌کنند. این تیغه‌ها فضای خالی میان پره‌ها را می‌پوشانند و سطح بسته‌تری ایجاد می‌کنند. چنین تغییری جریان هوا را در اطراف رینگ بهبود می‌دهد و مقاومت آیرودینامیکی را کاهش می‌دهد.
در شرایطی که سیستم ترمز به خنک‌کاری بیشتری نیاز دارد، تیغه‌ها به موقعیت اولیه خود در پشت پره‌های ثابت بازمی‌گردند. با بازشدن منافذ، هوای بیشتری به قطعات داخلی چرخ و مجموعه ترمز می‌رسد.
نکته مهم این است که پره‌های اصلی رینگ حرکت نمی‌کنند. تمام تغییرات از طریق حلقه داخلی و تیغه‌های متحرک انجام می‌شود. بنابراین، مکانیزم جدید بدون تغییر موقعیت اجزای ساختاری رینگ، وضعیت عبور جریان هوا را کنترل می‌کند.
هیوندای چند روش مختلف را برای فعال‌سازی این مکانیزم پیشنهاد کرده است. استفاده از موتورهای الکتریکی، سیستم‌های هیدرولیکی و عملگرهای پنوماتیکی از گزینه‌های مطرح‌شده در اسناد ثبت اختراع هستند.
همچنین این شرکت استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار را بررسی کرده است. قطعات ساخته‌شده از این آلیاژها می‌توانند در واکنش به تحریک الکتریکی، طول خود را تغییر دهند. این تغییر طول، مجموعه متحرک را به وضعیت بسته منتقل می‌کند.
پس از غیرفعال شدن عملگر، یک فنر یا مکانیزم ارتجاعی مشابه، تیغه‌ها را به موقعیت اولیه بازمی‌گرداند. در طراحی پیشنهادی، یک برد کنترل کوچک نیز داخل رینگ قرار می‌گیرد تا عملکرد مجموعه را مدیریت کند.
البته استفاده از چنین قطعاتی، پیچیدگی مکانیکی و الکترونیکی رینگ را افزایش می‌دهد. این موضوع می‌تواند هزینه تولید، تعمیر و تعویض رینگ را در مقایسه با نمونه‌های معمولی بیشتر کند.
کاهش مقاومت هوا و افزایش بهره‌وری انرژی
هیوندای در توضیحات اختراع این رینگ های هوشمند اعلام کرده است که مجموعه رینگ‌ها و لاستیک‌ها در سرعت‌های بزرگراهی، تقریبا ۲۵ درصد از مقاومت آیرودینامیکی خودرو را ایجاد می‌کنند. این سهم قابل توجه، اهمیت طراحی چرخ‌ها را در کاهش مصرف انرژی نشان می‌دهد.
کاهش مقاومت هوا می‌تواند مصرف سوخت خودروهای بنزینی را پایین بیاورد و برد حرکتی خودروهای برقی را افزایش دهد. با وجود این، استفاده دائمی از رینگ‌های بسته، مشکلاتی برای مدیریت دمای ترمزها ایجاد می‌کند.
ترمزها هنگام کاهش سرعت خودرو، گرمای قابل توجهی تولید می‌کنند. محدود شدن جریان هوا در اطراف آنها می‌تواند دفع حرارت را دشوارتر کند و احتمال افزایش بیش‌ازحد دمای قطعات را بالا ببرد.
در رانندگی بزرگراهی، رانندگان معمولا کمتر از ترمز استفاده می‌کنند و سیستم ترمز به خنک‌کاری مداوم و شدید نیاز ندارد. در چنین شرایطی، بسته شدن منافذ رینگ می‌تواند بدون ایجاد محدودیت جدی برای خنک‌کاری، مقاومت هوا را کاهش دهد.
شرایط رانندگی شهری یا حرکت در سراشیبی‌های طولانی متفاوت است. استفاده مکرر از ترمز در این مسیرها، گرمای بیشتری تولید می‌کند. بازشدن منافذ رینگ در چنین وضعیتی می‌تواند جریان هوای مورد نیاز برای خنک کردن ترمزها را افزایش دهد.
فناوری جدید هیوندای با امکان تغییر وضعیت رینگ، تعادلی میان دو نیاز متفاوت ایجاد می‌کند. این سیستم در شرایط مناسب، بهره‌وری آیرودینامیکی را در اولویت قرار می‌دهد و هنگام نیاز، مسیر عبور هوا به سمت ترمزها را باز می‌کند.
زمان عرضه و چالش‌های تولید رینگ‌های جدید
هیوندای هنوز جزئیات دقیقی درباره نحوه کنترل خودکار این رینگ های هوشمند منتشر نکرده است. مشخص نیست که مکانیزم تغییر وضعیت در سرعت مشخصی فعال می‌شود یا عوامل دیگری نیز در عملکرد آن نقش خواهند داشت.
همچنین این شرکت میزان دقیق کاهش مقاومت هوا و تأثیر فناوری جدید بر مصرف سوخت یا برد حرکتی خودروها را اعلام نکرده است. بنابراین، هنوز نمی‌توان درباره صرفه‌جویی واقعی این سیستم در شرایط رانندگی اظهارنظر قطعی کرد.
ثبت اختراع نیز به معنای ورود قطعی فناوری به بازار نیست. بسیاری از طرح‌های ثبت‌شده خودروسازان هرگز به مرحله تولید تجاری نمی‌رسند.
با وجود این، ایده استفاده از رینگ‌هایی با منافذ متحرک می‌تواند مسیر تازه‌ای برای بهبود بهره‌وری خودروها ایجاد کند. موفقیت نهایی این فناوری به توانایی هیوندای و کیا در مدیریت پیچیدگی ساخت، هزینه قطعات و عملکرد قابل اعتماد مکانیزم متحرک بستگی خواهد داشت.
