تفقد الإطارات الطاقة أثناء الدوران لأنها تتعرض باستمرار للضغط ضد سطح الطريق. وتحدث هذه الظاهرة بسبب ما يُعرف بالهستيريا، أي أن المطاط لا يستعيد شكله الأصلي فورًا بعد الانضغاط. حوالي عشرين بالمئة من الطاقة الناتجة عن المحرك تتحول إلى حرارة بدلًا من دفع السيارة للأمام. هناك ثلاثة أسباب رئيسية تؤدي إلى حدوث هذا بشكل كبير. أولًا، يعلق المطاط عند محاولة العودة إلى شكله الأصلي. ثانيًا، تولد السطوح المزغبة احتكاكًا إضافيًا عندما تهتز على الرصيف. وثالثًا، تؤدي كل تلك الحرارة إلى تآكل المطاط بشكل أسرع مع مرور الوقت. وإذا لم تكن الإطارات منفوخة بشكل صحيح، تزداد الأمور سوءًا. إن انخفاض ضغط الإطارات بنسبة عشرة في المئة فقط يمكن أن يزيد مقاومة الدوران بنسبة تتراوح بين واحد إلى اثنين في المئة. وتتراكم كل هذه الفاقدات بشكل كبير، مما يجعل المركبات تستهلك المزيد من الوقود سواء كانت سيارات صغيرة أو شاحنات كبيرة.
تحتوي الإطارات الشعاعية على أسلاك فولاذية تمتد عبر بعضها البعض تحت منطقة السطح، إلى جانب جوانب جانبية يمكنها الانحناء بسهولة. تختلف هذه التركيبة عن الإطارات القديمة ذات الطبقات المائلة حيث تعبر طبقات النايلون فوق بعضها البعض مثل النسيج المنسوج، مما يجعل هيكل الإطار بأكمله ينثني عند الدوران. تعمل الإطارات الشعاعية بشكل مختلف لأن معظم الانحناء يحدث فقط في الجزء الذي يلامس الطريق. تُظهر الدراسات المتعلقة بالمواد أن هذا يقلل من حركة الجوانب الجانبية بنحو النصف. وهناك عدة مزايا لهذا الأسلوب. أولاً، يكون تراكم الحرارة الناتج عن الاحتكاك أقل، مما يقلل مقاومة الدحرجة بنسبة تتراوح بين 20% و30%. ثانيًا، يبقى الإطار أكثر استواءً على الأرض، وبالتالي يتوزع الضغط بشكل أكثر انتظامًا. ثالثًا، لا تسخن الأمور بشكل عام كثيرًا، ما يعني أن سطح الإطار يستهلك بوتيرة أبطأ. وكل هذه العوامل تعني أن الإطارات الشعاعية توفر عمومًا حوالي 8% إلى 12% من تكاليف الوقود مقارنة بنظيراتها ذات الطبقات المائلة، كما أنها تدوم عادة من مرتين إلى أربع مرات أطول في ظروف الاستخدام الشاقة.
تحتوي الإطارات الراديوية على أحزمة فولاذية أسفل منطقة السطح مع طبقات تمتد عبر الإطار بزوايا قائمة بالنسبة لاتجاه الدوران. وهذا يُنشئ أجزاءً عمل منفصلة: يمكن للأطراف الجانبية أن تنثني لتمتص الانتفاخات بسلاسة، في حين تظل الجزء العلوي ثابتًا وقويًا. أما الإطارات المتقاطعة فتعمل بشكل مختلف. فهي تتكون من طبقات متراكبة من نسيج النايلون بزاوية تتراوح بين 30 إلى 45 درجة، ما يشكل كتلة صلبة واحدة داخل الإطار. ويؤدي هذا التصميم إلى تولد حرارة أكبر بكثير نتيجة الاحتكاك الداخلي الشديد. تشير الأبحاث إلى أن الإطارات الراديوية تعمل بأقل بحوالي 15 إلى 20 درجة مئوية من نظيراتها المتقاطعة عند حمل نفس الوزن. ويعني الاحتكاك الأقل هدرًا أقل للطاقة في مقاومة الحركة الداخلية، وبالتالي فإن هذه الإطارات تدوم لفترة أطول وتقدم أداءً أفضل بشكل عام لمعظم السائقين.
تحتوي الإطارات الشعاعية على هذه الأحزمة الفولاذية التي تُثبت منطقة السطح بشكل أساسي، مما يُشكل شكلًا مستطيلًا مناسبًا عندما تلامس سطح الطريق. أما الإطارات المتقاطعة فهي مختلفة، إذ تترك أثرًا بيضويًا غريبًا بسبب صلابة جوانبها. وعندما يستقر автомобиль على إطارات شعاعية، فإن الوزن يتوزع بشكل جيد عبر عرض السطح بالكامل. وهذا يعني تقليل التآكل في مناطق محددة ويمنع تشوه الإطارات في وقت مبكر. وبما أن الضغط يتوزع بشكل متساوٍ جدًا، فإن ذلك يوفر قبضة أفضل دون الحاجة إلى قوة إضافية من المحرك، مما يفسر سبب توفير هذه الإطارات للوقود مقارنة بالتصاميم الأقدم.
تُظهر الدراسات باستمرار أن الإطارات الشعاعية توفر الوقود فعلاً. وفقًا لأبحاث أجريت في عام 2009 من قبل وزارة النقل الأمريكية، فإن هذه الإطارات تقلل مقاومة الدحرجة بنسبة تتراوح بين 18 و24 بالمئة مقارنة بالإطارات القديمة ذات الطبقات المائلة. وهذا يعني أن السائقين شهدوا فعليًا انخفاضًا في استهلاك الوقود بنسبة 8 إلى 12 بالمئة في ظروف الاختبار القياسية. وبالنظر إلى برنامج تصنيف الإطارات الأوروبي، الذي يصنف المنتجات من A (الأفضل من حيث الكفاءة) حتى G وفقًا للائحة الأوروبية 2020/740، نجد أن معظم الإطارات ذات التصنيف الأعلى هي من التصميم الشعاعي. لماذا؟ لأنها تحتوي على ترتيب خاص للسيور الداخلية التي تنقص بشكل أساسي من هدر الطاقة عند ثني الإطار أثناء القيادة.
تُؤكد بيانات من أسطول الشاحنات الفعلية ما نراه في اختبارات المختبر. دراسة أُجريت في عام 2022 فحصت 47 شاحنة كبيرة تعمل جميعها على نفس الطرق. حققت الشاحنات المزودة بإطارات رادiale حوالي 6.8 ميل في الغالون، في حين سجلت الشاحنات التي لا تزال تستخدم الإطارات القديمة من نوع bias-ply فقط 6.1 ميل في الغالون. وهذا يمثل فرقًا يقارب 10٪ في تحسن كفاءة استهلاك الوقود. والجدير بالذكر أن هذا التحسن ظل ثابتًا بغض النظر عما إذا كانت الشاحنات محملة بحمولة خفيفة أو ثقيلة، أو كانت تسير عبر ظروف طرق مختلفة. وثمة فائدة إضافية جديرة بالملاحظة تأتي من انخفاض مقاومة الدوران. تعمل الإطارات الرادiale بدرجة حرارة أقل بنحو 11 درجة مئوية أثناء التشغيل، ما يعني أنها تدوم لفترة أطول قبل الحاجة إلى الاستبدال. وتتماشى كل هذه الأرقام مع التنبؤات الواردة في تسمية الإطارات الأوروبية أيضًا. وبالتالي، عندما تتحول الشركات إلى استخدام الإطارات الرادiale، فإنها لا توفر المال فقط عند التزود بالوقود، بل تقلل أيضًا من تكاليف الصيانة على المدى الطويل.
تُقلل تصميمات الإطارات الشعاعية من مقاومة الدحرجة بشكل طبيعي، ما يعني أنها تولد حرارة أقل بكثير أثناء التشغيل مقارنةً بأنواع الإطارات الأقدم. ويُعد هذا أمراً مهمًا جدًا، لأنه عندما تعمل الإطارات بدرجة حرارة أقل، لا يتحلل المطاط بسرعة، كما أن تأثيرات التخميد المزعجة التي تتلف السطح الظاهري للإطار لا تكون بنفس السوء. ووفقاً لمديري الأساطيل الذين يتابعون مركباتهم باستخدام أنظمة الاستشعار عن بعد، فإن الإطارات الشعاعية عادةً ما تخسر سطحها الظاهري بنسبة 25 بالمئة أبطأ من النماذج التقليدية. ما الذي يعنيه ذلك عملياً؟ إن استمرارية عمر الإطارات لفترة أطول تعني الحاجة إلى استبدالها بشكل أقل مع مرور الوقت، وبالتالي تنفق الشركات مبلغاً أقل على شراء إطارات جديدة. بالإضافة إلى ذلك، وبما أن هذه الإطارات لا تسخن كثيراً، فإن احتمالية حدوث انفجارات مفاجئة على الطريق تصبح أقل. كما يُبلغ الميكانيكيون أيضاً عن حدوث مشكلات أقل في المحاذاة مع الإطارات الشعاعية. بالنسبة لشركات النقل التي تسجل مئات الآلاف من الأميال كل شهر، فإن التوفير في تكاليف الإطارات يمكن أن يحدث فرقاً كبيراً في صافي أرباحها، إذ غالباً ما تحتل تكاليف الإطارات المرتبة الثانية بعد الوقود كأحد أكبر النفقات المستمرة.
مقاومة الدحرجة هي الطاقة المفقودة عندما تتدحرج الإطارات على السطح، ويرجع ذلك أساسًا إلى التشوه والهسترة. وتؤدي مقاومة الدحرجة العالية إلى زيادة استهلاك الطاقة، مما يتطلب وقودًا أكثر للحفاظ على السرعة.
تمتاز الإطارات الشعاعية بتصميم يقلل من مرونة الجدار الجانبي وتولد الحرارة، ما يخفض مقاومة الدوران. وتضمن الأحزمة الفولاذية والطبقات الزاوية القائمة توزيعًا متساويًا للضغط وأقل تراكمًا للحرارة.
نعم، تدوم الإطارات الشعاعية عادةً من ضعفين إلى أربع مرات أطول من إطارات النسيج المتقاطع بسبب انخفاض البلى والتلف الناتج عن مقاومة دوران أقل وتوزيع أفضل للحمل.
تخفض الإطارات الشعاعية مقاومة الدوران من خلال تقليل تولد الحرارة والتشوه، مما يوفر ما يصل إلى 8-12% من تكاليف الوقود.
نعم، تعد الإطارات الشعاعية مفيدة بشكل خاص للمركبات الثقيلة لأنها تحسن كفاءة استهلاك الوقود وتمدد عمر الإطارات.
EN
أخبار ساخنة
