Шини втрачають енергію під час руху, оскільки постійно стискаються об дорожню поверхню. Це відбувається через явище, яке називається гістерезис, і означає, що гума не відновлюється миттєво після стиснення. Близько двадцяти відсотків енергії, що виробляється двигуном, перетворюється на тепло замість того, щоб рухати автомобіль вперед. Існує три основні причини, чому це відбувається так сильно. По-перше, гума затримується при спробі повернутися до початкової форми. По-друге, протектори створюють додаткове тертя, коли зміщуються на покритті дороги. І по-третє, усе це тепло пришвидшує руйнування гуми з часом. Якщо шини недостатньо накачані, ситуація ще більше погіршується. Лише десятипроцентне зниження тиску в шинах може збільшити опір коченню на один-два відсотки. Усі ці втрати значно накопичуються, змушуючи транспортні засоби витрачати більше палива, незалежно від того, чи це маленькі автомобілі, чи великі вантажівки.
Радіальні шини мають сталеві корди, які перетинаються під протектором, та боковини, що легко згинаються. Ця конструкція відрізняється від старих шин спірального типу, у яких шари нейлону перехрещуються, наче тканина, через що вся шина згинається під час повороту. Радіальні шини працюють інакше, оскільки основна деформація відбувається лише в частині, що стикається з дорогою. Дослідження матеріалів показують, що це зменшує рух боковин приблизно на половину. У такої конструкції є кілька переваг. По-перше, менше виділяється тепла від тертя, що знижує опір коченню на 20–30%. По-друге, шина залишається плоскішою на поверхні дороги, тому тиск розподіляється рівномірніше. По-третє, загалом температура нижча, що призводить до повільнішого зносу протектора. Усі ці фактори означають, що радіальні шини, як правило, дозволяють економити близько 8–12% палива порівняно зі шинами спірального типу, а також служать у важких умовах експлуатації від двох до чотирьох разів довше.
Радіальні шини мають сталевий пояс під протектором, а шари корду розташовані під прямим кутом до напрямку руху шини. Це створює окремі робочі частини: боковини можуть гнучко реагувати на нерівності дороги, тоді як верхня частина залишається міцною й стійкою. Діагональні шини працюють інакше. Вони мають шари нейлонової тканини, розташовані під кутом приблизно 30–45 градусів, що утворює єдиний суцільний блок всередині шини. Така конструкція призводить до значного нагрівання через внутрішнє тертя. Дослідження показують, що радіальні шини працюють приблизно на 15–20 градусів холодніше, ніж діагональні, при однаковому навантаженні. Менше тертя означає менше витрат енергії на подолання внутрішніх опорів, тому такі шини служать довше й у цілому демонструють кращу продуктивність для більшості водіїв.
Радіальні шини мають ці сталеві пояса, які практично утримують ділянку протектора стабільною, створюючи при цьому гарну прямокутну форму під час контакту з дорогою. Шини зі спіральним кордом відрізняються тим, що залишають незвичайний овальний слід, оскільки їхні боки дуже жорсткі. Коли автомобіль стоїть на радіальних шинах, вага рівномірно розподіляється по всій ширині протектора. Це означає менший знос у конкретних місцях і запобігає надмірній деформації шини на ранніх етапах. Оскільки тиск розподіляється так рівномірно, забезпечується краще зчеплення без необхідності додаткової потужності від двигуна, що пояснює, чому ці шини, порівняно зі старішими конструкціями, допомагають економити паливо.
Дослідження постійно показують, що радіальні шини дійсно економлять паливо. Згідно з дослідженням, проведеним у 2009 році Міністерством транспорту США, ці шини зменшують опір коченню приблизно на 18–24 відсотки порівняно зі старими діагональними шинами. Це означає, що водії фактично витрачали на 8–12 відсотків менше палива за стандартних умов тестування. Розглядаючи європейську програму маркування шин, яка класифікує продукти від A (найкращі за ефективністю) до G згідно з регламентом ЄС 2020/740, ми бачимо, що більшість найвищих оцінок отримують саме радіальні шини. Чому? Тому що вони мають спеціальне внутрішнє паскове розташування, яке практично зменшує втрати енергії під час деформації шини під час руху.
Дані реальних автопарків підтверджують те, що ми бачимо в лабораторних тестах. Дослідження 2022 року аналізувало 47 великих вантажівок, які проїжджали однакові маршрути. Ті з радіальними шинами показали витрати палива близько 6,8 миль на галон, тоді як ті, що все ще використовували старі шини діагональної конструкції, досягли лише 6,1 миль на галон. Це приблизно на 10% краща економія палива. Цікаво, що таке поліпшення залишалося стабільним незалежно від того, чи були вантажівки завантажені слабко чи сильно, або рухалися по різних дорожніх умовах. Ще одна важлива перевага — знижений опір кочення. Радіальні шини працюють приблизно на 11 градусів холодніше, що означає їх довший термін служби до заміни. Усі ці показники узгоджуються з прогнозами Європейської мітки шин. Отже, коли компанії переходять на радіальні шини, вони економлять не лише на паливі, але й зменшують витрати на технічне обслуговування з часом.
Конструкція радіальних шин природним чином зменшує опір коченню, що означає значно менше виділення тепла під час роботи порівняно зі старішими типами шин. І це має велике значення, бо коли шини працюють у холоднішому режимі, гума руйнується повільніше, а неприємні ефекти гістерезису, які руйнують протектор, виявляються не такими сильними. За даними менеджерів автопарків, які відстежують свої автомобілі за допомогою телематичних систем, радіальні шини зношуються приблизно на 25 відсотків повільніше, ніж звичайні моделі. Що це означає на практиці? Довше службове життя шин означає менше замін з часом, тому компанії витрачають менше коштів на нову гуму. Крім того, оскільки ці шини менше нагріваються, значно знижується ймовірність раптових проривів на дорозі. Механіки також повідомляють про меншу кількість проблем із розвалом-сходженням у радіальних шин. Для автоперевізників, які щомісяця долають сотні тисяч кілометрів, економія на шинах може суттєво вплинути на їхню рентабельність, адже витрати на шини часто посідають одне з перших місць серед найбільших поточних витрат поряд із паливом.
Опір коченню — це втрата енергії під час руху шини по поверхні, головним чином через деформацію та гістерезис. Високий опір коченню збільшує витрату енергії, що вимагає більше палива для підтримання швидкості.
Конструкція радіальних шин мінімізує деформацію боковин та утворення тепла, зменшуючи опір коченню. Їхні сталеві пояса та шари, розташовані під прямим кутом, забезпечують рівномірний розподіл тиску та менше нагрівання.
Так, радіальні шини, як правило, служать у два-чотири рази довше, ніж діагональні, завдяки зменшенню зносу через нижчий опір коченню та кращий розподіл навантаження.
Радіальні шини знижують опір коченню за рахунок мінімізації утворення тепла та деформації, економлячи до 8-12% витрат на паливо.
Так, радіальні шини особливо корисні для важковантажних транспортних засобів, оскільки вони підвищують паливну ефективність і подовжують термін служби шин.
Гарячі новини
EN
