آیا در مورد لاستیک های با مقاومت غلتشی کم چیزی می دانید؟

Jul 29, 2023

لاستیک با مقاومت غلتشی کم: راهی ساده تر برای صرفه جویی در سوخت.

1(1)

یونسو پارک، مدیر مهندسی، در "گزارش اطمینان تایر با مقاومت غلتشی کم" که در آوریل 2020 توسط شورای آمریکایی برای بهره وری حمل و نقل منتشر شد، اشاره کرد که "مقاومت غلتشی 30 تا 33 درصد هزینه سوخت کامیون ها را تشکیل می دهد. تایرهای با مقاومت غلتشی کم راه ساده ای برای ناوگان برای کاهش مصرف سوخت هستند و مهمتر از همه این که هزینه ها را به سختی افزایش می دهند.

با نگاهی به جهان به عنوان یک کل، اولین مورد کامیون های سنگین مسافت طولانی با استفاده از تایرهای با مقاومت غلتشی پایین در دهه 1990 در ایالات متحده رخ داد. یک شرکت حمل و نقل به نام اشنایدر ناسیونال در سال 1998 تایرهای ناوگان خود را با لاستیک هایی با مقاومت غلتشی کم جایگزین کرد و طبق گزارش های آزمایشی، راندمان سوخت آن 3.5 درصد بهبود یافت.

اگر چه بهبود 3 درصدی در راندمان سوخت ممکن است اندک به نظر برسد، اما می تواند به صرفه جویی قابل توجهی در مصرف سوخت و کاهش هزینه های عملیاتی برای کامیون های سنگینی که برای مدت طولانی کار می کنند، تبدیل شود.

چرا تایرهای با مقاومت غلتشی پایین باعث صرفه جویی در مصرف سوخت می شوند؟

"چه چیزی باعث می شود استفاده از تایرهای با مقاومت غلتشی کم مصرف سوخت را بهینه کند" و چه چیزی در مورد آنها شگفت انگیز است؟ در واقع، آنها از نظر الگوی آج، کاربرد مواد و ساختار تایر و غیره با لاستیک های معمولی تفاوت اساسی دارند. این ویژگی ها باعث می شود تایرهای با مقاومت غلتشی کم گرما و اصطکاک کمتری در حین رانندگی ایجاد کنند و در نتیجه مصرف سوخت را تا حد زیادی کاهش دهند.

با تکیه بر الگوهای خاص آج لاستیک

"اول، از نظر الگوی آج لاستیک، تیم تحقیقاتی تیم میلر از شرکت گودیر تایر توضیح داد که برای لاستیک‌هایی با مقاومت غلتشی غیرکم یا کشش بالا (گیرنده بالا)، الگوهای آج عریض‌تر و عمیق‌تر می‌شوند. وقتی تایر می‌پیچد، تغییر شکل و فشردگی بلوک های آج بیشتر است که منجر به مصرف انرژی بیشتر می شود.اما برای لاستیک های با مقاومت غلتشی کم ویژگی آنها این است که آج نازک تر و سفت تر است و ترکیب سخت تر است. درجه تغییر شکل آج کمتر است و در نتیجه مصرف انرژی کمتری دارد.

یعنی لاستیکی که کمترین انرژی را در هنگام غلتیدن در جاده هدر می دهد، لاستیک کارآمدتر است. یک مثال افراطی از راندمان نورد، چرخ‌های قطار فولادی روی ریل‌های فولادی است. هم چرخ ها و هم ریل ها دارای سطوح فلزی صیقلی هستند که تغییر شکل بسیار کمی دارند. اما به دلیل پایین بودن ضریب اصطکاک بین فولاد و فولاد، کشش ضعیف است.

در حال حاضر، تولید کنندگان لاستیک هایی با طرح های آج نزدیک به هم تولید می کنند. هنگامی که آج لاستیک رول می شود، این الگوهای آج را می توان محکم به هم فشرده کرد و از یکدیگر حمایت کرد. این امر منجر به تغییر شکل کمتر آج می شود و نه تنها مقاومت غلتشی را کاهش می دهد بلکه کاهش کشش را نیز به حداقل می رساند.

متکی بر مواد مقاوم در برابر سایش است

در تاریخچه توسعه لاستیک‌های با مقاومت غلتشی پایین، در اوایل دهه 1980، لاستیک‌های کم مصرف با مقاومت غلتشی کم با نسبت ابعاد پایین‌تر و طرح‌های آج کم عمق در بازار ایالات متحده ظاهر شدند که می‌توانست بازده سوخت را تا 3 درصد بهبود بخشد {{3} } درصد با این حال، به دلیل محدودیت‌های تکنولوژی مواد در آن زمان، قیمت آنها 15 درصد بیشتر از تایرهای معمولی بود و عمر آج تا 30 درصد کاهش یافت.

در آن زمان، قیمت گازوئیل در سراسر جهان پایین بود، بنابراین مزیت صرفه‌جویی در مصرف سوخت برای جبران معایب «هزینه بیشتر» و «عمر کوتاه‌تر» دشوار بود و در آن زمان بازار آن را تشخیص نمی‌داد.

با گذشت زمان، با شروع بحران نفت، قیمت های بالای سوخت توجه صنعت را به "لاستیک های کم مصرف" جلب کرده است و شرکت های بیشتری در تحقیق و توسعه لاستیک های با مقاومت غلتشی پایین شرکت کرده اند. سه عامل اصلی در طراحی تایر وجود دارد: مقاومت غلتشی، کشش و عمر مفید، و همچنین سه عامل ثانویه: قابلیت بازیابی، کیفیت سواری و هزینه.

هنگامی که یکی از این سه عامل اصلی به طور قابل توجهی بهبود یابد، منجر به کاهش دو عامل دیگر می شود. به عنوان مثال، "اگر عملکرد مقاومت غلتشی تایر به میزان زیادی بهبود یابد تا مقاومت غلتشی پایین نهایی را دنبال کند، کشش و عمر مفید آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

با توجه به "گزارش اطمینان تایر با مقاومت غلتشی کم" در سال 2020، "صرفه جویی در هزینه عمر طولانی تر آج از صرفه جویی در سوخت حاصل از کاهش مقاومت غلتشی تا 10 درصد بیشتر است." با این حال، با پیشرفت مداوم فناوری مواد مدرن، "کاهش مقاومت غلتشی" و "عمر بیشتر تایر" دیگر یک رابطه مبادله ای ساده نیست.

هنگامی که مواد مصنوعی بیشتری بر روی تایرهای با مقاومت غلتشی پایین اعمال می شود، می تواند تاثیر بر کشش و عمر لاستیک را به حداقل برساند و در عین حال ضریب مقاومت غلتشی را تا حد ممکن کاهش دهد. این باعث می شود که دیگر مشکلی برای دوام بیشتر لاستیک های با مقاومت غلتشی کم نباشد.

با تکیه بر ساختار منطقی لاستیک

علاوه بر ایجاد تغییرات در سطح لاستیک، پتانسیل بهینه سازی فضای داخلی لاستیک نیز وجود دارد. طبق گفته میشلن، از نظر مقاومت غلتشی، آج معمولاً حدود 40 درصد در مقاومت غلتشی لاستیک، دیواره جانبی و لایه تسمه 40 درصد دیگر و سطح مهره حدود 20 درصد سهم دارند.

برای کاهش مقاومت لاستیک، ساده ترین روش این است که از دیواره جانبی تایر شروع کنید و سختی آن را افزایش دهید. این به این دلیل است که هرچه دیواره جانبی کمتر خم شود، انرژی کمتری مصرف می شود. با این حال، افزایش بیش از حد سختی دیواره جانبی نیز می تواند منجر به کاهش مقاومت در برابر ضربه لاستیک شود، بنابراین باید بین سختی و مقاومت در برابر ضربه تعادل برقرار شود.

به لاستیک سفارشی منحصر به فرد تکیه کنید

هر سازنده لاستیک های هر مدل را با فرمول ترکیب مواد منحصر به فرد خود تولید می کند. مهندسان همچنین ترکیبات لاستیکی مختلفی را برای کاربردهای مختلف طراحی می کنند. برای لاستیک هایی با مقاومت غلتشی کم، کاهش کشش کلی لاستیک (از جمله آج، دیواره کناری، مهره و قسمت داخلی لاستیک) بسیار مهم است، زیرا این امر می تواند روند بازگشت به شکل اولیه را در زمانی که لاستیک به حالت اولیه در می آید، کوتاه کند. تغییر شکل داده و در نتیجه انرژی کمتری مصرف می شود.

البته تایرهای با مقاومت غلتشی کم همه چیز نیستند.

راندمان سوخت و صرفه جویی در مصرف انرژی چیزهای خوبی هستند، اما باید توجه داشته باشیم که در بسیاری از سناریوهای عملیاتی و شرایط استفاده، استفاده از لاستیک با مقاومت غلتشی پایین توصیه نمی شود. دلایل و سناریوهای اصلی عبارتند از:

حمل و نقل سنگین و اضافه بار: لاستیک های با مقاومت غلتشی پایین اغلب با کاهش وزن و آج نازک تر، مقاومت غلتشی را کاهش می دهند. در سناریوهای حمل و نقل سنگین و اضافه بار، این لاستیک ها ممکن است قادر به تحمل بارهای بیش از حد نباشند، که به راحتی می تواند منجر به آسیب یا باد شدن لاستیک شود.

شرایط جاده نامناسب: در شرایط سخت جاده مانند ماسه، گل یا برف، عمق آج و طراحی الگوی لاستیک‌های مقاومت غلتشی پایین اغلب به خوبی لاستیک‌های مخصوص خارج از جاده نیست، که ممکن است بر چسبندگی و ثبات هندلینگ تأثیر بگذارد و رانندگی را کاهش دهد. ایمنی