Bánh xe thép được sử dụng rộng rãi trong nhiều phương tiện giao thông khác nhau, chẳng hạn như tàu hỏa và xe điện. Công nghệ này mang lại nhiều lợi thế: bánh xe kim loại cho phép di chuyển tốc độ cao, chịu được tải trọng nặng với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu và loại bỏ việc phát thải các hạt có hại cho môi trường do mài mòn lốp xe. Các kỹ sư tại Unitsky String Technologies Inc. đã cải tiến hơn nữa công nghệ này trong việc thiết kế bánh xe thép dành riêng cho vận tải uST, tạo ra một mô hình vừa độc đáo vừa hiệu quả.
Không còn hao mòn quá mức
Trong hệ thống “bánh xe ray-đường ray” thông thường, sự hao mòn quá mức là một vấn đề đáng kể. Chi phí sửa chữa tăng lên và lịch trình tàu hỏa bị gián đoạn do các toa tàu bị lỗi bị loại khỏi dịch vụ.
Hình dạng hình nón của bánh xe tàu hỏa truyền thống góp phần gây ra vấn đề này vì nó dẫn đến phân phối tải không đều trên bề mặt đường ray, gây ra hiện tượng trượt ở vùng tiếp xúc. Ngoài ra, vùng tiếp xúc này tương đối nhỏ, dẫn đến ứng suất tiếp xúc cao—lên đến 1000 MPa.
Sự mài mòn của bánh xe còn trầm trọng hơn do cơ chế phanh. Ví dụ, trong xe điện, phanh trượt làm hỏng bánh xe bằng cách làm mòn một phần kim loại nhỏ, cần khoảng một tuần để sửa chữa.
Giải pháp uST: một bánh xe thép hình trụ và một đầu ray thép
Trong Giải pháp uST, một bánh xe thép hình trụ lăn trên đầu ray thép phẳng, loại bỏ hiện tượng trượt và phân bổ tải đều. Diện tích tiếp xúc được tăng lên, giảm ứng suất tiếp xúc xuống 200 MPa—thấp hơn năm lần so với hệ thống “bánh xe ray-ray” thông thường. Hơn nữa, phương tiện vận chuyển uST, hay uPods, được trang bị phanh đĩa và hệ thống chống bó cứng phanh để giảm thiểu tình trạng mòn bánh xe thêm trong quá trình phanh.
Hiệu suất cao và tiêu thụ năng lượng thấp
Trong phương tiện giao thông thông thường, một lượng năng lượng đáng kể được tiêu thụ để khắc phục lực cản lăn của bánh xe và duy trì chuyển động về phía trước. Ví dụ, một chiếc ô tô thường sử dụng 5–30% nhiên liệu để khắc phục lực cản này. Bánh xe thép, như được sử dụng trong tàu hỏa, tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với lốp cao su, nhưng Giải pháp uST thực sự giảm thiểu được năng lượng. Bằng cách sử dụng bộ “bánh xe thép hình trụ – đầu ray thép phẳng”, uST uPod đạt được lực cản lăn thấp hơn nhiều, với hiệu suất 99,8% cho mỗi bộ như vậy. Về lực cản lăn, uPod đạt hiệu suất gấp đôi so với tàu hỏa thông thường, tương ứng giảm một nửa mức tiêu thụ năng lượng.
Phát triển cho vận tải siêu tốc độ và im lặng
Tàu hỏa và xe điện tạo ra tiếng ồn đáng kể, chủ yếu do sự tương tác giữa bánh xe và đường ray, đặc biệt là do đường ray bị mòn và mối nối. Đường sắt truyền thống sử dụng bộ bánh xe cứng, dễ bị dao động tự động, làm tăng thêm tiếng ồn khi di chuyển.
UPod trên bánh xe thép di chuyển nhanh và gần như không gây tiếng động
Bánh xe thép của uPod lăn cực kỳ êm ái và nhẹ nhàng nhờ một số yếu tố chính. Đầu tiên, cấu trúc đường ray liên tục, không có mối nối giãn nở hoặc các điểm không đều do biến động nhiệt độ. Thứ hai, uPod có các giá đỡ giảm chấn giúp ngăn ngừa rung động có hại, trong khi các miếng chèn polymer bên trong bánh xe giúp làm giảm chấn động và va chạm. Cuối cùng, đệm độc lập nhiều giai đoạn giúp giảm rung động và tiếng kêu của bánh xe. Các giải pháp này giúp vận chuyển uST gần như im lặng, ngay cả ở tốc độ cao.
Các bánh xe thép được sử dụng trong uPods cho phép Khu phức hợp cơ sở hạ tầng và giao thông uST thực hiện mục đích cung cấp dịch vụ vận chuyển đáng tin cậy và tốc độ cao.
