Znate li nešto o gumama s malim otporom kotrljanja?

Gume s malim otporom kotrljanja: jednostavniji način uštede goriva.

U "Izvješću o pouzdanosti guma s niskim otporom kotrljanja" koje je u travnju 2020. objavilo Američko vijeće za učinkovitost tereta, Yunsu Park, direktor inženjeringa, istaknuo je da "otpor kotrljanja čini 30 posto do 33 posto troškova goriva kamiona. Gume s niskim otporom kotrljanja jednostavan su način da vozni parkovi smanje potrošnju goriva, a što je najvažnije, gotovo ne povećavaju troškove.

Gledajući svijet u cjelini, najraniji slučaj teških kamiona za duge relacije koji su koristili gume s niskim otporom kotrljanja dogodio se u Sjedinjenim Državama 1990-ih. Prijevozna tvrtka Schneider National zamijenila je svoje gume gumama s niskim otporom kotrljanja 1998. godine, a prema izvješćima o ispitivanju, učinkovitost goriva poboljšana je za 3,5 posto.

Iako se poboljšanje učinkovitosti goriva od 3 posto može činiti malim, ono se može pretvoriti u značajne uštede goriva i smanjene operativne troškove za teške kamione koji rade dulje vrijeme.

Zašto gume s malim otporom kotrljanja štede gorivo? 

"Što čini upotrebu guma s niskim otporom kotrljanja učinkovitom u potrošnji goriva" i što je tako nevjerojatno u njima? Zapravo, bitno se razlikuju od običnih guma u pogledu uzorka gaznog sloja, primjene materijala i strukture gume, itd. Zbog ovih značajki gume s niskim otporom kotrljanja stvaraju manje topline i trenja tijekom vožnje, čime se znatno smanjuje potrošnja goriva.

Oslanjajući se na posebne uzorke gaznog sloja gume

"Prvo, što se tiče dezena gaznog sloja gume, istraživački tim Tima Millera iz Goodyear Tire Company objasnio je da su za gume koje nemaju niski otpor kotrljanja ili imaju visoku trakciju (dobro prianjanje), dezen gaznog sloja širi i dublji. Kada se guma kotrlja, deformacija i kompresije blokova gaznog sloja su veće, što za posljedicu ima veću potrošnju energije.Međutim, za gume s malim otporom kotrljanja karakteristika je da je gazni sloj tanji i krući, a smjesa tvrđa.Kada se guma kotrlja po cesti, stupanj deformacije gaznoga sloja je manji, što rezultira manjom potrošnjom energije.

Odnosno, guma koja gubi najmanje energije pri kotrljanju po cesti je učinkovitija guma. Ekstremni primjer učinkovitosti kotrljanja su čelični kotači vlakova na čeličnim tračnicama. I kotači i tračnice imaju glatke polirane metalne površine koje se vrlo malo deformiraju. Međutim, zbog niskog koeficijenta trenja između čelika i čelika, vučna sila je loša.

Trenutno proizvođači proizvode gume s usko raspoređenim uzorcima gaznog sloja. Kada se gazni sloj gume kotrlja, ovi uzorci gaznog sloja mogu se čvrsto stisnuti zajedno i poduprijeti jedan drugog. To dovodi do manje deformacije gaznog sloja i ne samo da smanjuje otpor kotrljanja, već također smanjuje smanjenje trakcije.

Oslanja se na materijale otpornije na habanje

U povijesti razvoja guma s niskim otporom kotrljanja, već početkom 1980-ih, na američkom su se tržištu pojavile gume s niskim otporom kotrljanja koje štede energiju s nižim omjerom širine i širine i plićim šarama gaznog sloja, koje su mogle poboljšati učinkovitost goriva za 3 posto {{3} } posto. No, zbog ograničenja tadašnje tehnologije materijala njihova je cijena bila 15 posto viša od običnih guma, a životni vijek gaznog sloja smanjen je za 30 posto.

U to su vrijeme cijene dizela bile niske u cijelom svijetu, pa je prednost u uštedi goriva koju su imali bila teško nadoknaditi nedostatke "više cijene" i "kraćeg vijeka trajanja", a tržište ih u to vrijeme nije prepoznalo.

Kako vrijeme odmiče, s izbijanjem naftne krize, visoke cijene goriva ponovno su pobudile pozornost industrije na "gume koje štede energiju", a sve više tvrtki pridružilo se istraživanju i razvoju guma s niskim otporom kotrljanja. Tri su glavna čimbenika koja treba uzeti u obzir pri dizajnu gume: otpor kotrljanja, trakcija i radni vijek, kao i tri sekundarna čimbenika: mogućnost obnavljanja, kvaliteta vožnje i cijena.

Kada se jedan od ova tri glavna faktora značajno poboljša, to će dovesti do smanjenja druga dva faktora. Na primjer, "ako se performanse otpora kotrljanja gume uvelike poboljšaju kako bi se postigla konačna niska otpornost kotrljanja, njezino prianjanje i životni vijek značajno će se smanjiti.

Prema "Izvješću o povjerenju guma s niskim otporom kotrljanja" Sjedinjenih Država za 2020., "ušteda troškova duljeg vijeka gaznoga sloja premašuje uštedu goriva postignutu smanjenjem otpora kotrljanja za 10 posto." Međutim, sa stalnim napretkom moderne tehnologije materijala, "smanjenje otpora kotrljanja" i "dulji životni vijek gume" više nisu jednostavan odnos kompromisa.

Kada se na gume s niskim otporom kotrljanja primijeni više sintetičkih materijala, može se minimizirati utjecaj na prianjanje i vijek trajanja gume dok se koeficijent otpora kotrljanja smanjuje koliko god je to moguće. Zbog toga više nije problem učiniti gume s malim otporom kotrljanja izdržljivijima.

Oslanjajući se na racionalniju strukturu gume

Osim promjena na površini gume, također postoji mogućnost optimizacije unutrašnjosti gume. Prema Michelinu, u smislu otpora kotrljanja, gazni sloj obično doprinosi oko 40 posto otporu kotrljanja gume, bočna stijenka i sloj pojasa doprinose još 40 posto, a rubni rub doprinosi oko 20 posto.

Osim promjena na površini gume, također postoji mogućnost optimizacije unutrašnjosti gume. Prema Michelinu, u smislu otpora kotrljanja, gazni sloj obično doprinosi oko 40 posto otporu kotrljanja gume, bočna stijenka i sloj pojasa doprinose još 40 posto, a rubni rub doprinosi oko 20 posto.

Da biste smanjili otpor gume, najjednostavniji način je započeti s bočnom stijenkom gume i povećati njezinu tvrdoću. To je zato što se bočna stijenka manje savija, manje se energije troši. Međutim, pretjerano povećanje tvrdoće bočne stijenke također može dovesti do smanjenja otpornosti gume na udar, stoga treba pronaći ravnotežu između tvrdoće i otpornosti na udar.

Oslonite se na jedinstveno prilagođenu gumu

Svaki proizvođač proizvodi gume za svaki model s vlastitom jedinstvenom formulom miješanja materijala. Inženjeri također dizajniraju različite gumene smjese za različite primjene. Za gume s niskim otporom kotrljanja, najvažnije je smanjiti ukupnu elastičnost gume (uključujući gazni sloj, bočnu stijenku, rub i unutrašnjost gume), jer to može skratiti proces vraćanja u izvorni oblik kada se guma otkoči. deformiraju, pa troše manje energije.

Naravno, gume s malim otporom kotrljanja nisu sve.

Učinkovitost goriva i ušteda energije su dobre stvari, ali trebamo biti svjesni da se u mnogim radnim scenarijima i uvjetima uporabe ne preporučuje korištenje guma s malim otporom kotrljanja. Glavni razlozi i scenariji uključuju:

Teški i preopterećeni prijevoz: Gume s niskim otporom kotrljanja često smanjuju otpor kotrljanja žrtvovanjem težine i tanjim gaznim slojem. U scenarijima teškog i preopterećenog transporta, ove gume možda neće moći izdržati prekomjerna opterećenja, što može lako dovesti do oštećenja gume ili eksplozije.

Loši uvjeti na cesti: U teškim uvjetima na cesti kao što su pijesak, blato ili snijeg, dubina gaznog sloja i dizajn dezena guma s niskim otporom kotrljanja često nisu tako dobri kao specijalizirane terenske gume, što može utjecati na prianjanje i stabilnost pri upravljanju i smanjiti vožnju sigurnost.