Знаете ли вы что-нибудь о шинах с низким сопротивлением качению?

Шины с низким сопротивлением качению: простой способ экономии топлива.

В «Отчете о надежности шин с низким сопротивлением качению», опубликованном в апреле 2020 года Американским советом по эффективности грузовых перевозок, Юнсу Пак, технический директор, отметил, что «на сопротивление качению приходится от 30 до 33 процентов топливных затрат грузовиков. Шины с низким сопротивлением качению — это простой способ для автопарков снизить расход топлива, и, что наиболее важно, они почти не увеличивают затраты.

Если смотреть на мир в целом, то самый ранний случай использования шин с низким сопротивлением качению для дальнемагистральных большегрузных автомобилей произошел в Соединенных Штатах в 1990-х годах. Транспортная компания Schneider National заменила шины своего автопарка на шины с низким сопротивлением качению в 1998 году, и, согласно отчетам об испытаниях, ее топливная экономичность улучшилась на 3,5 процента.

Хотя повышение эффективности использования топлива на 3 процента может показаться незначительным, оно может привести к значительной экономии топлива и снижению эксплуатационных расходов для большегрузных автомобилей, эксплуатируемых в течение длительного периода времени.

Почему шины с низким сопротивлением качению экономят топливо? 

«Что делает использование шин с низким сопротивлением качению экономичным?» и что в них такого удивительного? На самом деле, они принципиально отличаются от обычных шин с точки зрения рисунка протектора, применения материала, конструкции шины и т. д. Эти особенности позволяют шинам с низким сопротивлением качению выделять меньше тепла и трения во время движения, что значительно снижает расход топлива.

Опираясь на специальные рисунки протектора шин

«Во-первых, что касается рисунка протектора шины, исследовательская группа Тима Миллера из компании Goodyear Tire Company объяснила, что для шин с ненизким сопротивлением качению или высоким сцеплением (с высоким сцеплением) рисунок протектора шире и глубже. Когда шина катится, деформация и сжатие блоков протектора больше, что приводит к большему расходу энергии.Однако для шин с низким сопротивлением качению характерно то, что протектор тоньше и жестче, а компаунд тверже.Когда шина катится по дороге, степень деформации протектора меньше, что приводит к меньшему потреблению энергии.

Другими словами, шина, которая тратит наименьшее количество энергии при движении по дороге, является более эффективной шиной. Крайним примером эффективности качения являются стальные колеса поезда на стальных рельсах. И колеса, и рельсы имеют гладкие полированные металлические поверхности, которые очень мало деформируются. Однако из-за низкого коэффициента трения между сталью и сталью сцепление плохое.

В настоящее время производители выпускают шины с близко расположенными рисунками протектора. Когда протектор шины катится, эти рисунки протектора могут быть плотно сжаты вместе и поддерживать друг друга. Это приводит к меньшей деформации протектора и не только снижает сопротивление качению, но и сводит к минимуму снижение сцепления с дорогой.

Использование более износостойких материалов

В истории развития шин с низким сопротивлением качению уже в начале 1980-х годов на рынке США появились энергосберегающие шины с низким сопротивлением качению с меньшим соотношением сторон и более мелким рисунком протектора, которые могли повысить эффективность использования топлива на 3 процента {{3} } процент . Однако из-за ограничений технологии материалов в то время их цена была на 15 процентов выше, чем у обычных шин, а срок службы протектора сократился на 30 процентов.

В то время цены на дизельное топливо были низкими во всем мире, поэтому их преимущество в экономии топлива было трудно компенсировать недостатками «более высокой стоимости» и «более короткого срока службы», и в то время они не были признаны рынком.

С течением времени, с началом нефтяного кризиса, высокие цены на топливо вновь привлекли внимание отрасли к «энергосберегающим шинам», и все больше компаний присоединились к исследованиям и разработкам шин с низким сопротивлением качению. При проектировании шин необходимо учитывать три основных фактора: сопротивление качению, сцепление с дорогой и срок службы, а также три второстепенных фактора: восстанавливаемость, ходовые качества и стоимость.

Когда один из этих трех основных факторов значительно улучшается, это приводит к снижению двух других факторов. Например, «если характеристики сопротивления качению шины значительно улучшаются, чтобы обеспечить предельно низкое сопротивление качению, ее сцепление с дорогой и срок службы будут значительно снижены.

Согласно «Отчету об уверенности в шинах с низким сопротивлением качению» США за 2020 год, «экономия средств за счет увеличения срока службы протектора превышает экономию топлива, достигнутую за счет снижения сопротивления качению на 10 процентов». Однако с непрерывным развитием современных технологий материалов «уменьшение сопротивления качению» и «увеличение срока службы шин» больше не являются простым компромиссом.

Когда в шинах с низким сопротивлением качению применяется больше синтетических материалов, это может свести к минимуму влияние на сцепление с дорогой и срок службы шины при максимальном снижении коэффициента сопротивления качению. Это делает более долговечными шины с низким сопротивлением качению.

Опираясь на более рациональную конструкцию шины

Помимо внесения изменений в поверхность шины, существует также возможность оптимизации внутренней части шины. По данным Michelin, с точки зрения сопротивления качению протектор обычно составляет около 40 процентов сопротивления качению шины, боковина и брекерный слой — еще 40 процентов, а площадь борта — около 20 процентов.

Помимо внесения изменений в поверхность шины, существует также возможность оптимизации внутренней части шины. По данным Michelin, с точки зрения сопротивления качению протектор обычно составляет около 40 процентов сопротивления качению шины, боковина и брекерный слой — еще 40 процентов, а площадь борта — около 20 процентов.

Чтобы уменьшить сопротивление шины, самый простой способ — начать с боковины шины и увеличить ее твердость. Это связано с тем, что чем меньше изгибается боковина, тем меньше энергии расходуется. Однако чрезмерное увеличение твердости боковины также может привести к снижению ударопрочности шины, поэтому необходимо соблюдать баланс между твердостью и ударопрочностью.

Положитесь на уникальную индивидуальную резину

Каждый производитель выпускает шины каждой модели со своей уникальной формулой смешивания материалов. Инженеры также разрабатывают различные резиновые смеси для различных областей применения. Для шин с низким сопротивлением качению наиболее важно снизить общую эластичность шины (включая протектор, боковину, борт и внутреннюю часть шины), поскольку это может сократить процесс возврата к исходной форме, когда шина деформируется, поэтому потребляет меньше энергии.

Конечно, шины с низким сопротивлением качению — это еще не все.

Топливная экономичность и энергосбережение — это хорошо, но мы должны знать, что во многих сценариях эксплуатации и условиях использования не рекомендуется использовать шины с низким сопротивлением качению. К основным причинам и сценариям относятся:

Тяжелая и перегруженная транспортировка: шины с низким сопротивлением качению часто снижают сопротивление качению за счет уменьшения веса и уменьшения толщины протектора. В тяжелых и перегруженных транспортных сценариях эти шины могут не выдержать чрезмерных нагрузок, что может легко привести к повреждению или разрыву шины.

Плохие дорожные условия: в суровых дорожных условиях, таких как песок, грязь или снег, глубина протектора и рисунок рисунка шин с низким сопротивлением качению часто не так хороши, как у специализированных внедорожных шин, что может повлиять на сцепление с дорогой и управляемость и снизить управляемость. безопасность.