Tiedätkö mitään alhaisen vierintävastuksen renkaista?

Matala vierintävastuksen renkaat: yksinkertaisempi tapa säästää polttoainetta.

American Council for Freight Efficiency -järjestön huhtikuussa 2020 julkaisemassa "Low Rolling Resistance Tire Confidence -raportissa" suunnittelujohtaja Yunsu Park huomautti, että "vierintävastus muodostaa 30–33 prosenttia kuorma-autojen polttoainekustannuksista. Pienen vierintävastuksen renkaat ovat helppo tapa vähentää polttoaineen kulutusta, ja mikä tärkeintä, ne tuskin lisäävät kustannuksia.

Kun tarkastellaan maailmaa kokonaisuutena, varhaisin tapaus pitkän matkan raskaiden kuorma-autojen käyttämisestä alhaisen vierintävastuksen renkaita tapahtui Yhdysvalloissa 1990-luvulla. Schneider National -niminen kuljetusyritys vaihtoi laivastonsa renkaat alhaisen vierintävastuksen renkaisiin vuonna 1998, ja testiraporttien mukaan sen polttoainetehokkuus parani 3,5 prosenttia.

Vaikka 3 prosentin parannus polttoainetehokkuudessa saattaa tuntua pieneltä, se voi johtaa merkittäviin polttoainesäästöihin ja pienentää käyttökustannuksia raskaissa kuorma-autoissa, jotka toimivat pitkiä aikoja.

Miksi alhaisen vierintävastuksen renkaat säästävät polttoainetta? 

"Mikä tekee alhaisen vierintävastuksen renkaiden käytöstä polttoainetehokasta" ja mikä niissä on niin hämmästyttävää? Itse asiassa ne eroavat perustavanlaatuisesti tavallisista renkaista kulutuspinnan, materiaalin ja renkaan rakenteen jne. suhteen. Näiden ominaisuuksien ansiosta alhaisen vierintävastuksen renkaat tuottavat vähemmän lämpöä ja kitkaa ajon aikana, mikä vähentää huomattavasti polttoaineen kulutusta.

Luotetaan erityisiin renkaiden kulutuspinnan kuvioihin

"Ensinnäkin renkaiden kulutuspinnan kuvioiden osalta Tim Millerin tutkimusryhmä Goodyear Tire Companysta selitti, että ei-matala vierintävastuksen tai korkean pidon (korkea pito) renkaiden kulutuspinnat ovat leveämpiä ja syvempiä. Kun rengas rullaa, muodonmuutos muuttuu ja kulutuspintapalojen puristus ovat suuremmat, mikä johtaa enemmän energiankulutukseen. Kuitenkin alhaisen vierintävastuksen renkaille niiden ominaisuus on, että kulutuspinta on ohuempi ja jäykempi ja seos on kovempaa. Kun rengas rullaa tietä pitkin, kulutuspinnan muodonmuutosaste on pienempi, mikä vähentää energiankulutusta.

Toisin sanoen se rengas, joka kuluttaa vähiten energiaa tiellä vieriessään, on tehokkaampi rengas. Äärimmäinen esimerkki vierintätehokkuudesta on teräsjunan pyörät teräskisoilla. Sekä pyörissä että kiskoissa on sileät kiillotetut metallipinnat, jotka muotoutuvat hyvin vähän. Teräksen ja teräksen välisen alhaisen kitkakertoimen vuoksi pito on kuitenkin huono.

Tällä hetkellä valmistajat tuottavat renkaita, joissa on tiiviit kulutuspinnat. Kun renkaan kulutuspinta rullaa, nämä kulutuspinnan kuviot voidaan puristaa tiukasti yhteen ja tukea toisiaan. Tämä vähentää kulutuspinnan muodonmuutoksia ja ei ainoastaan ​​vähennä vierintävastusta, vaan myös minimoi pidon heikkenemisen.

Luottaa kulutusta kestäviin materiaaleihin

Alhaisen vierintävastuksen renkaiden kehityshistoriassa jo 1980-luvun alussa Yhdysvaltojen markkinoille ilmestyi matalan vierintävastuksen energiaa säästäviä renkaita, joissa on pienempi kuvasuhde ja matalammat kulutuspinnat, mikä voisi parantaa polttoainetehokkuutta 3 prosenttia {{3} } prosenttia . Sillon materiaalitekniikan rajoitusten vuoksi niiden hinta oli kuitenkin 15 prosenttia korkeampi kuin tavallisten renkaiden ja kulutuspinnan käyttöikä lyheni 30 prosenttia.

Dieselin hinnat olivat tuolloin alhaiset maailmanlaajuisesti, joten niiden polttoaineensäästöetua oli vaikea kompensoida "korkeiden kustannusten" ja "lyhyen käyttöiän" haittoja, eivätkä markkinat tuolloin tunteneet niitä.

Ajan kuluessa öljykriisin puhkeamisen myötä korkeat polttoaineiden hinnat ovat herättäneet alan huomion "energiaa säästäviin renkaisiin", ja yhä useammat yritykset ovat liittyneet alhaisen vierintävastuksen renkaiden tutkimukseen ja kehittämiseen. Renkaiden suunnittelussa on otettava huomioon kolme päätekijää: vierintävastus, pito ja käyttöikä, sekä kolme toissijaista tekijää: pinnoitettavuus, ajon laatu ja hinta.

Kun yksi näistä kolmesta päätekijästä paranee merkittävästi, se johtaa kahden muun tekijän vähenemiseen. Esimerkiksi "jos renkaan vierintävastuksen suorituskykyä parannetaan huomattavasti äärimmäisen alhaisen vierintävastuksen saavuttamiseksi, renkaan pito ja käyttöikä lyhenevät merkittävästi.

Yhdysvaltojen vuonna 2020 julkaiseman "Low Rolling Resistance Tire Confidence Report" -raportin mukaan "pidemmän kulutuspinnan käyttöiän aiheuttamat kustannussäästöt ylittävät polttoainesäästöt, jotka saavutetaan vähentämällä vierintävastusta 10 prosentilla." Nykyaikaisen materiaalitekniikan jatkuvan kehityksen myötä "vierintävastuksen pienentäminen" ja "renkaiden käyttöiän pidentäminen" eivät kuitenkaan ole enää pelkkä kompromissisuhde.

Kun alhaisen vierintävastuksen renkaisiin käytetään enemmän synteettisiä materiaaleja, se voi minimoida vaikutuksen pitoon ja renkaiden käyttöikään ja samalla vähentää vierintävastuskerrointa niin paljon kuin mahdollista. Tämän ansiosta alhaisen vierintävastuksen renkaiden tekeminen kestävämmiksi ei ole enää ongelma.

Luotetaan järkevämpään rengasrakenteeseen

Renkaan pinnan muutosten lisäksi on mahdollista myös optimoida renkaan sisäpuoli. Michelinin mukaan kulutuspinnan osuus renkaan vierintävastuksessa on yleensä noin 40 prosenttia, sivuseinämän ja hihnakerroksen osuus vielä 40 prosenttia ja jalkapinnan osuus noin 20 prosenttia.

Renkaan pinnan muutosten lisäksi on mahdollista myös optimoida renkaan sisäpuoli. Michelinin mukaan kulutuspinnan osuus renkaan vierintävastuksessa on yleensä noin 40 prosenttia, sivuseinämän ja hihnakerroksen osuus vielä 40 prosenttia ja jalkapinnan osuus noin 20 prosenttia.

Renkaan vastuksen vähentämiseksi yksinkertaisin tapa on aloittaa renkaan sivupinnasta ja lisätä sen kovuutta. Tämä johtuu siitä, että mitä vähemmän sivuseinä taipuu, sitä vähemmän energiaa kuluu. Liiallinen sivuseinän kovuuden lisääminen voi kuitenkin johtaa myös renkaan iskunkestävyyden heikkenemiseen, joten kovuuden ja iskunkestävyyden välillä on löydettävä tasapaino.

Luota yksilöllisesti räätälöityyn kumiin

Jokainen valmistaja valmistaa kunkin mallin renkaita omalla ainutlaatuisella materiaalien sekoituskaavalla. Insinöörit suunnittelevat myös erilaisia ​​kumiyhdisteitä eri käyttötarkoituksiin. Alhaisen vierintävastuksen renkaissa on tärkeintä vähentää renkaan kokonaisjoustavuutta (mukaan lukien kulutuspinta, sivuseinä, jalka ja renkaan sisäpuoli), koska tämä voi lyhentää prosessia palautua alkuperäiseen muotoon, kun rengas on epämuodostunut, mikä kuluttaa vähemmän energiaa.

Matala vierintävastuksen omaavat renkaat eivät tietenkään ole kaikki kaikessa.

Polttoainetehokkuus ja energiansäästö ovat hyviä asioita, mutta meidän tulee huomioida, että monissa käyttöskenaarioissa ja käyttöolosuhteissa alhaisen vierintävastuksen renkaiden käyttöä ei suositella. Tärkeimmät syyt ja skenaariot ovat:

Raskas ja ylikuormitettu kuljetus: Alhaisen vierintävastuksen renkaat vähentävät usein vierintävastusta tinkimällä painosta ja ohuemmasta kulutuspinnasta. Raskaissa ja ylikuormitetuissa kuljetustilanteissa nämä renkaat eivät välttämättä kestä liiallista kuormitusta, mikä voi helposti johtaa renkaan vaurioitumiseen tai räjähtämiseen.

Huonot tieolosuhteet: Vaikeissa tie-olosuhteissa, kuten hiekalla, mudalla tai lumella, alhaisen vierintävastuksen renkaiden kulutuspinnan syvyys ja kuviointi eivät usein ole yhtä hyviä kuin erikoistuneet maastorenkaat, mikä voi vaikuttaa pito- ja ajettavuusvakauteen ja heikentää ajoa. turvallisuutta.