Producenci samochodów inwestują miliardy w aerodynamikę, lekkie materiały i zaawansowane zarządzanie silnikiem, aby wycisnąć z naszych samochodów jak największą wydajność. Jednak jeden z najważniejszych czynników wpływających na zużycie paliwa i zasięg pojazdów elektrycznych często pozostaje niezauważony przez konsumentów: opony.
Zwykle myślimy o oponach jak o prostych gumowych pierścieniach, podczas gdy w rzeczywistości są to złożone elementy konstrukcyjne, które decydują o tym, ile energii marnuje Twój samochód podczas toczenia się po drodze.
Fizyka oporu toczenia
Źródłem problemu jest opór toczenia. Jest to energia tracona w postaci ciepła, gdy opona odkształca się pod wpływem nawierzchni drogi. Według szacunków producentów opór toczenia odpowiada za 20–30% całkowitego zużycia paliwa przez pojazd. Według Michelin wzrost oporu toczenia zaledwie o 30% może poprawić zużycie paliwa o 3-5%.
Dla właścicieli pojazdów elektrycznych wskaźnik ten jest jeszcze bardziej krytyczny. Ponieważ energia w akumulatorze jest ograniczona, duży opór toczenia bezpośrednio skutkuje zmniejszeniem zasięgu. Niezależnie od tego, czy samochód napędzany jest paliwem płynnym, czy energią elektryczną, fizyka pozostaje taka sama: energia wydatkowana na pokonanie oporu opon to energia, która nie jest wykorzystywana do napędzania samochodu do przodu.
Równowaga inżynieryjna
Zmniejszenie oporów toczenia nie jest tak proste, jak wyprodukowanie twardszych lub lżejszych opon. Inżynieria opon to balansowanie pomiędzy sprzecznymi wymaganiami dotyczącymi wydajności.
- Przyczepność a osiągi: Miękkie mieszanki gumy zazwyczaj zapewniają lepszą przyczepność (przyczepność i hamowanie), ale powodują większy opór toczenia ze względu na większą elastyczność. Sztywniejsze mieszanki zmniejszają opór, ale mogą zagrażać bezpieczeństwu, zwłaszcza na mokrych drogach.
- Rozwiązanie dotyczące poziomu materiału: Aby rozwiązać ten problem, producenci sięgnęli po chemię. W latach 90-tych przemysł zaczął zastępować tradycyjne wypełniacze sadzowe w mieszankach z krzemionką. Zmiana ta zmniejszyła histerezę – utratę energii w postaci ciepła podczas zginania opony – w niektórych przypadkach o 50%, znacznie poprawiając drogę hamowania przy jednoczesnym zachowaniu wydajności.
Continental opisuje wyzwanie polegające na zmniejszeniu oporów toczenia bez utraty przyczepności jako „jedno z największych wyzwań w inżynierii opon”. Rozwiązaniem są zaawansowane materiały, innowacyjne mieszanki gumy i zoptymalizowane wzory bieżnika, które minimalizują straty energii.
Dlaczego jest to ważne dla kierowców?
Zrozumienie oporów toczenia ma kluczowe znaczenie z dwóch głównych powodów:
- Koszty operacyjne: Nawet niewielka poprawa wydajności opon może skutkować znacznymi oszczędnościami na pompie lub zwiększeniem zasięgu EV.
- Wpływ na środowisko: Niższy opór toczenia oznacza niższą emisję CO2 w przypadku pojazdów ICE i mniejsze obciążenie sieci w przypadku pojazdów elektrycznych.
Chociaż przepisy UE wymagają, aby opony wyświetlały ocenę wydajności na podstawie oporu toczenia, wielu kierowców nadal przedkłada cenę lub markę nad osiągi. Jednakże wraz z postępem technologii przepaść pomiędzy oponami o wysokich osiągach a oponami standardowymi powiększa się.
Najważniejsze wnioski: Opony to coś więcej niż tylko punkt styku z drogą; są one głównym wyznacznikiem osiągów pojazdu. Wybór odpowiednich opon może być równie ważny, jak modernizacja silnika lub technologii akumulatorów.
Ścieżki rozwoju
Branża nieustannie wprowadza innowacje, koncentrując się na ograniczaniu „strat pasożytniczych” spowodowanych deformacją opon. Przyszłe postępy w zakresie elastyczności kordu i konstrukcji bieżnika obiecują dalszą redukcję emisji i kosztów operacyjnych. Na razie konsumenci powinni zwracać szczególną uwagę na oznakowanie opon, mając świadomość, że niewielkie zmiany w składzie chemicznym gumy mogą mieć duży wpływ na portfel i środowisko.
Krótko mówiąc, choć podziwiamy zaawansowane technologicznie funkcje naszych samochodów, nie powinniśmy ignorować podstawowej technologii znajdującej się pod nimi. Twoje opony pracują ciężej, niż myślisz.
