Как загрузка автомобиля влияет на сопротивление качению: Как загрузка автомобиля влияет на сопротивление качению

Как загрузка автомобиля влияет на сопротивление качению

Автомобилю, чтобы совершать движение,
приходится преодолевать 5 сил, одна из
которых называется сопротивлением качению.

Сопротивление — это действие,
препятствующее проявлению и развитию иного действия. По правилам механики действие
= противодействию.

Так вот, с любым кругооборотом колеса
покрышка (шина) искажается под влиянием полотна дороги. Все возможные усилия,
которые во время тормоза или прохождения поворота требуют ускорения, включены в
опорной плоскости шины. Из-за деформации, верхняя основа покрышки нагревается и
тратит какую-то часть энергии, посылаемую двигателем, вот это действие и
называется сопротивлением качению.

Процент сопротивления качения
довольно-таки зависит от стремительности машины и при обычной скорости тратится
от 25% до 30% энергии горючего. Но при более интенсивном движении автомобиля,
процент достаточно низок.

Данное сопротивление зависит от некоторых

факторов:

1. Структуры механизма машины.
2. Силы действия (давление) воздуха в
   покрышке.
3. Температурных показателей.
4. Производительности (нагрузки).
5. Стремительности движения машины.
6. Техсостояния поверхности дороги.

Наиболее важные причины, от которых
зависит сопротивление качению:

Конструктивность размера и объема шин:

• число слоев;
• конфигурация нитей корда;
• толщина;
• состояние протектора.

Факторы, влияющие на снижение данного
сопротивления:

1. Меньшее число слоев оболочки корда.
2. Корпуленция протектора.
3. Использование материалов из синтетических основ —
   ПЛАСТИФИКАТОРЫ.
4. Увеличение диаметра покрышки.

Эксплуатационные моменты сильно влияют на
причину противодействия качению. Дело в
том, что с повышением силы действия воздуха (давления) в шине, а также ее

температурных параметров, противодействие качению убавляется. Наименьшее противодействие (сопротивление) качению имеет
участок при нагрузке, сходной с номинальной, который при увеличении степени
деформации шины уменьшается.

Сопротивление качению на магистралях с
достаточно плотным покрытием, зависит во многом от характера и параметров
ухабистости дорог, что определяет деформацию покрышки и, конечно же, подвески,
а, следовательно, лишнюю затрату энергии. Лишняя работа или дополнительные
затраты на неровный грунт и выдавливание влаги и слякоти, которые пребывают в
участке соприкосновения колеса с дорогой, обычно связанно с движением по
достаточно деликатным опорным плоскостям.

Если скорость автомобиля равна до 50
км/час, то сопротивление качения является постоянным.

При скорости больше 100 км/час проявляется сильное увеличение

противодействие качения. Это обусловлено
тратой энергии на колебания и удары, происходящие в резине во время высокой
скорости движения.

Помимо сопротивления, машине приходится
преодолевать еще четыре силы, к которым относятся:

1. Аэродинамика — зависит от скорости
   машины.
2. Инерция — от ускорения автомобиля.
3. Сила тяжести.
4. Сила внутреннего трения агрегата.

Дополнительно автомобилю еще нужна
энергия, которую требуют такие механизмы
как: устройства мультимедийных систем;
кондиционер; управление рулевого усилителя и многие другие.

На одну долю резины в легковом транспортном средстве приходится
потребляемой энергии — 20% или один
полный бак горючего. В большегрузном автомобиле доля больше 30% от общей потребляемой энергии.

Низкое противодействие качения, как некая задача в технологии, состоит в том, что

положено сохранять основные характеристики покрышки, которые напрямую зависят
от безопасности и движения.

Коэффициент данного сопротивления обусловлено
— в кг/т. Например, коэффициент в
12 кг/т говорит о том, что если на покрышку давит вес с тяжестью в тонну, значит потребуется на покрышку включать
силу — в 120 Н, для того чтобы она не потеряла скорость под влиянием
сопротивления качению.

Комплектация покрышки (шины) и ее влияние
на сопротивление качению

Субстанция, из которой изготовлена шина и
ее конструкция, влияют одинаково на сопротивление качению. Даже если брать один
автомобиль, порой эта разница показателя
у покрышек может достигать до 50%.

Комплектация шины:

1. Индекс стремительности шины:

• выполняет требования конструкции;
• усиливает и обеспечивает устойчивость
  курса на высокой скорости;
• повышает сопротивление качения.

2. Параметры шины:

• чем внешний диаметр покрышки больше,
  тем ниже противодействие. Дополнительный любой 1 см уменьшает сопротивление на
  1%.

3. Рисунки на протекторе:

• глубина изображения на протекторе,
  увеличенная на 50% — значит больше сопротивление качения уже на 12%.
• в конце эксплуатации покрышки ее
  сопротивление понижается на 25%, если сравнивать сопротивление с новой
  покрышкой.

4. Сила действия воздуха:

• шина, которая плохо накачена, неравномерно рассредоточивает
  давление на плоскость дороги, что приводит к трансформации формы пятна
  соприкосновения (контакта).

Характеристики дорожной поверхности

1. Температурные показатели окружающей
   среды: увеличение градусных показателей на каждые 10°С — сопротивление, как факт меньше
   на 6%.
2. Разновидности дорожного покрытия: шероховатая поверхность дороги больше
   — сопротивление качению выше, расхождение достигает 40%.

Сопротивление качению — это совокупность сил, которые воздействуют на шину и препятствуют её свободному движению вперёд. На его преодоление необходима дополнительная энергия, поэтому 5-15% топлива автомобиль расходует лишь на то, чтобы просто катиться вперёд.

Чтобы понять как это работает на практике, представьте: вы разгоняете автомобиль, затем отпускаете педаль газа и просто катитесь вперёд. Спустя какое-то время машина останавливается. На одних шинах это произойдет через 15 метров, на других через 18м, на третьих через 20м. Шины, которые проедут дальше всех, обладают самым низким сопротивлением качению и лучшей топливной экономичностью. Класс экономичности обычно указан на этикетке шины и обозначается латинскими буквами от A до G, где A — лучшая экономичность, G — худшая.

Разберём, что влияет на экономичность шины и производители работают над её улучшением.

От чего зависит сопротивление качению шины

Есть два основных фактора, которые влияют на сопротивление качению покрышки:

• Во время движения боковины и блоки протектора постоянно деформируются и возвращаются в исходное положение. На такие короткие, но регулярные циклы приходится до 90% потери энергии.
• Также на шину также воздействует аэродинамическое сопротивление, которое отнимает ещё от 0 до 15% энергии.

Как производители снижают сопротивление качению

Изменение практически каждого элемента шины имеет потенциал к повышению её топливной экономичности. Вот что делают производители:

• Облегчают массу шины, без ущерба для её прочности.
• Уменьшают высоту протектора, чтобы снизить деформации блоков во время движения. Но при этом важно сохранить устойчивость шины к аквапланированию и её ресурс.
• Оптимизируют боковину, расположение и форму блоков протектора таким образом, чтобы они меньше деформировались при езде.
• Улучшают состав резиновой смеси за счет специальных добавок и соединений, которые снижают нагрев покрышки и её силу трения.
• Оптимизируют рисунок протектора, чтобы ему оказывалось меньшее аэродинамическое сопротивление.

У топливоэкономичных шин худшее сцепление с дорогой?

Есть мнение, что высокая топливная экономичность шины вредит её тормозным качества. Ведь с одной стороны покрышка должна испытывать меньшую силу трения, чтобы легко катиться и потреблять меньше топлива. С другой стороны, сила трения должна быть большой, чтобы у шины было надежное сцепление с асфальтом. Это подтверждают и многие тесты, в которых «зелёные» шины занимают первые места по расходу топлива, но слабо тормозят на асфальте.

Это справедливо лишь в отношении дешевых шин или старых моделей. Ежегодно компании вроде Michelin, Continental, Goodyear и другие премиум-производители вкладывают огромные деньги в разработку новых шин. Современные материалы и технологии моделирования позволяют выпускать максимально сбалансированные покрышки, которые обладают высокой топливной экономичностью и отличными сцепными качествам. Но и являются такие шины самыми дорогими в своём классе.

Коэффициент сопротивления качению существенно влияет на потери энергии при движении автомобиля. Он зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов и определяется экспериментально. Его средние значения для различных дорог при нормальном давлении воздуха в шине составляют 0,01 . 0,1.

Рис 3.15. Зависимости коэффициента сопротивления качению от

скорости движения (а), давления воздуха в шине (б) и момента,

передаваемого через колесо (в)

Рассмотрим влияние различных факторов на коэффициент со­противления качению.

Скорость движения. При изменении скорости движения в ин­тервале 0. 50 км/ч коэффициент сопротивления качению изме­няется незначительно и его можно считать постоянным в указан­ном диапазоне скоростей.

При повышении скорости движения за пределами указанного интервала коэффициент сопротивления качению существенно уве­личивается (рис. 3.15, а) вследствие возрастания потерь энергии в шине на трение.

Коэффициент сопротивления качению в зависимости от ско­рости движения можно приближенно рассчитать по формуле

где v — скорость автомобиля, км/ч.

Тип и состояние покрытия дороги. На дорогах с твердым по­крытием сопротивление качению обусловлено главным образом деформациями шины.

При увеличении числа дорожных неровностей коэффициент сопротивления качению возрастает.

На деформируемых дорогах коэффициент сопротивления ка­чению определяется деформациями шины и дороги. В этом случае он зависит не только от типа шины, но и от глубины образую­щейся колеи и состояния грунта.

Значения коэффициента сопротивления качению при рекомен­дуемых уровнях давления воздуха и нагрузки на шину и средней скорости движения на различных дорогах приведены ниже:

Асфальто- и цементобетонное шоссе:

в хорошем состоянии 0,007. 0,015

в удовлетворительном состоянии 0,015. 0,02

Гравийная дорога в хорошем состоянии 0,02. 0,025

Булыжная дорога в хорошем состоянии 0,025. 0,03

Грунтовая дорога сухая, укатанная 0,025. 0,03

Обледенелая дорога, лед 0,015. 0,03

Укатанная снежная дорога 0,03. 0,05

Тип шины. Коэффициент сопротивления качению во многом зависит от рисунка протектора, его износа, конструкции каркаса и качества материала шины. Изношенность протектора, уменьше­ние числа слоев корда и улучшение качества материала приводят к падению коэффициента сопротивления качению вследствие снижения потерь энергии в шине.

Давление воздуха в шине. На дорогах с твердым покрытием при уменьшении давления воздуха в шине коэффициент сопро­тивления качению повышается (рис. 3.15, б). На деформируемых дорогах при снижении давления воздуха в шине уменьшается глу­бина колеи, но возрастают потери на внутреннее трение в шине. Поэтому для каждого типа дороги рекомендуется определенное давление воздуха в шине, при котором коэффициент сопротивле­ния качению имеет минимальное значение.

Нагрузка на колесо. При увеличении вертикальной нагрузки на колесо коэффициент сопротивления качению существенно возрастает на деформируемых дорогах и незначительно — на до­рогах с твердым покрытием.

Момент, передаваемый через колесо. При передаче момента через колесо коэффициент сопротивления качению возрастает (рис. 3.15, в) вследствие потерь на проскальзывание шины в месте ее контакта с дорогой. Для ведущих колес значение коэффициента сопротивления качению на 10. 15 % больше, чем для ведомых.

Коэффициент сопротивления качению оказывает существен­ное влияние на расход топлива и, следовательно, на топливную экономичность автомобиля. Исследования показали, что даже не­большое уменьшение этого коэффициента обеспечивает ощути­мую экономию топлива. Поэтому неслучайно стремление конст­рукторов и исследователей создать такие шины, при использова­нии которых коэффициент сопротивления качению будет незна­чительным, но это весьма сложная проблема.

что это такое, как уменьшить трение колеса

Чтобы колесо автомобиля катилось, ему надо преодолевать четыре силы: силу тяжести, трение о дорожное полотно, сопротивление воздуху и качению. На преодоление этих сил может приходиться до 30% мощности двигателя грузового автомобиля. У легковых авто такие потери меньше, но даже относительно небольшое снижение этого показателя приводит к уменьшению расхода топлива и увеличению пробега на одном баке.

Содержание

• Что такое сопротивление шин качению
• От чего зависит сопротивление качению
• Расчет коэффициента сопротивления качению
• Особенности шин с пониженным сопротивлением качению
• Заключение
• Полезное видео

Что такое сопротивление шин качению

При вращении шина деформируется в пятне контакта с дорожным покрытием, а это приводит к следующим последствиям:

• деформируясь материалы нагреваются, и часть энергии качения рассеивается в виде тепла;
• на восстановление деформации боковин и блоков протектора также расходуется энергия, которая могла бы идти на полезную работу — движение автомобиля;
• увеличивается площадь контакта с покрытием — растет сила трения.

С 2012 г. все шины, продаваемые на территории Евросоюза, обязаны были иметь стикер, на котором цветовой шкалой и буквенной символикой от A (зеленый цвет) до G (красный цвет) указывалась маркировка топливной экономичности. А топливная экономичность каждого класса измерялась коэффициентом сопротивления качению: у шин с маркировкой A он минимальный (RR6.5), у шин с маркировкой G – максимальный (RR12.1).

С мая 2021 года стикер немного изменился, и теперь он содержит не 7, а 5 классов от A до E. И расход топлива между соседними классами по сравнению с предыдущей версией увеличился приблизительно на 0.1 л/100 км.

Справка. Разница расхода топлива легковым автомобилем с шинами первого и последнего класса может составлять до 0.5л/100 км (или 7.5% от общего объема).

Может быть интересно: Слежка за давлением в шинах

От чего зависит сопротивление качению

На качение влияют разные факторы. Значительная часть относится к особенностям самой шины и ее состоянию:

1. Конструкция и материалы. Влияют на степень деформации в пятне контакта и трение с дорожным покрытием.
2. Индекс скорости. Некоторые решения, направленные на повышение курсовой устойчивости, негативно сказываются на экономичности.
3. Сезонность. Зимние шины («липучки») должны обеспечивать максимальное сцепление с мокрой и скользкой дорогой, и они априори не могут быть более экономичными чем летние.
4. Посадочный диаметр и высота профиля. Чем больше общий диаметр колеса, тем ниже сопротивление качению.
5. Рисунок протектора. Мелкий и глубокий рисунок увеличивает аэродинамическое сопротивление покрышки. «Лысые» старые шины катятся лучше, чем новые.
6. Давление. Чем ниже давление в шине, тем выше сопротивление качению.

На качение влияют и внешние факторы. К ним относятся:

1. Тип дорожного покрытия. У бетонки и брусчатки сопротивление больше, чем у асфальта. Мягкая грунтовка немного продавливается и «пылит» под тяжестью автомобиля, что увеличивает расход топлива. На щебенке без битумной пропитки колеса пробуксовывают.
2. Качество дорожного покрытия. Шероховатая структура, ухабы, ямы, колея — все это мешает движению.
3. Температура покрытия. От 10°C до 40°C сопротивление качению снижается, а затем — растет.

Расчет коэффициента сопротивления качению

Сопротивление качению зависит от массы транспортного средства и коэффициента трения с дорожным покрытием. Силу сопротивления в общем виде рассчитывают по простой формуле:
P = Q*f,
где f – коэффициент трения.

Естественно, что коэффициент трения зависит от типа дорожного покрытия и вида движителя. И у машин с эластичными шинами он ниже, чем у тракторов и вездеходов на гусеничном ходу, но выше, чем у рельсового транспорта.

Внимание! Коэффициент сопротивления качению шин можно назвать комплексной условной характеристикой. Он определяется по результатам испытаний в определенных условиях, и его значение указывает какое усилие надо приложить к автомобилю определенной массы, чтобы он продолжал прямолинейное равномерное движение.

Размерность этого коэффициента выражается как enkg/t (кг/т). И если RR=12, то это означает, что на каждую тонну автомобиля надо приложить усилие в 12 кг (приблизительно 120 Н), чтобы преодолеть сопротивление качению.

Полезно почитать: Подбор шин по типоразмеру

Особенности шин с пониженным сопротивлением качению

Для повышения топливной эффективности производители применяют следующие решения:

• увеличивают жесткость конструкции шины, чтобы лучше противостоять деформации боковин;
• уменьшают высоту протектора для снижения сминаемости блоков;
• делают протектор более жестким;
• вводят в состав добавки, повышающие плотность и стабильность резинотехнической смеси;
• облегчают массу покрышки;
• оптимизируют рисунок протектора для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Но снижение сопротивления качению не является самоцелью — тестовые испытания «зеленых» шин показывают, что путь торможения у них, как правило, больше, чем у «красных» покрышек. Поэтому важна сбалансированность топливной эффективности и сцепных свойств, экономичности и функциональности.

Осторожно! У большегрузых автомобилей этот вопрос решается проще, чем у легковых авто. Для них, помимо универсальных (U), на каждую ось выпускают свой тип покрышек: рулевые (S —steer), ведущие (D — drive), свободного качения (T —trailer).

Рулевые шины имеют четкие реакции при проведении маневра, ведущие — отвечают за сцепление с дорогой и тормозной путь, свободного качения — имеют минимальный коэффициент сопротивления качению и отвечают за экономию топлива.

Таблица сопротивления качению разных видов шин:

Заключение

Шины с низким коэффициентом сопротивления качению не только экономят для владельца топливо, они имеют больший пробег и уменьшают выброс выхлопных газов. А это в итоге снижает вредное влияние на экологию.

Полезное видео

Сопротивление качению автомобильных шин

Сопротивление автомобильных шин качению поглощает от 20% до 50% энергии, потребляемой автомобилем. Таким образом, если бы автомобильные и шинные инженеры смогли снизить сопротивление качению в шинах легковых автомобилей на 10 %, расход топлива увеличился бы на 3 %.

Но что влияет на сопротивление качению? Эксперты говорят, что от 1% до 5% этого связано с аэродинамическим сопротивлением. Еще от 9% до 10% приходится на сцепление с дорогой. А остальные 85–95 % связаны с внутренним трением или гистерезисом материалов. Инженеры мало что могут сделать с аэродинамическими потерями, и необходима некоторая степень сцепления с дорогой, чтобы автомобили и грузовики оставались на дороге и не соскальзывали с них. Вот почему они концентрируются на гистерезисных потерях, вызванных в основном изгибом или материалами шин при движении автомобиля, чтобы снизить сопротивление качению.

Вот несколько наиболее важных факторов, влияющих на гистерезисные потери, и способы их уменьшения вместе с сопротивлением качению.

Давление в шинах: Наиболее важным фактором, влияющим на сопротивление качению, является давление в шинах. При большем давлении шина становится более круглой, приближаясь к идеальному кругу, и это снижает сопротивление. Шина также становится более жесткой, поэтому меньше изгибается. Однако более высокое давление в шинах также влияет на управляемость и плавность хода, поэтому не следует просто перекачивать шины.

Нагрузка: Сопротивление дороге увеличивается непосредственно с нагрузкой. Коэффициент равен 0,01. Это означает, что увеличение нагрузки автомобиля на 1000 фунтов увеличит сопротивление качению на 10 фунтов. Уменьшение этого компонента сопротивления больше зависит от веса автомобиля, чем от шин.

Угол скольжения: Угол между плоскостью шины и направлением движения автомобиля называется углом скольжения или углом скольжения. Она может увеличиваться, когда автомобиль входит в поворот. Чем больше угол скольжения, тем выше сопротивление качению. Схождение, то есть угол наклона плоскости передних колес к центральной линии автомобиля, улучшает устойчивость при движении, но увеличивает сопротивление качению. Мало что можно сделать, чтобы снизить сопротивление, вызванное углом увода, кроме как обеспечить правильное выравнивание колес автомобиля.

Скорость: На скорости от 5 до 55 миль в час сопротивление качению увеличивается примерно на 1 фунт. Но на более высоких скоростях шины вносят больший вклад в сопротивление качению. Таким образом, более низкие ограничения скорости могут помочь.

Время достижения равновесия: Шины имеют самое низкое сопротивление качению для данного набора условий эксплуатации, когда шина находится в тепловом равновесии. Это означает, что тепло, выделяемое внутренним трением, компенсируется охлаждающим эффектом шины, движущейся по воздуху. Для установления равновесия требуется некоторое время, но когда это происходит, сопротивление качению падает на 30%. К сожалению, большинство автомобильных поездок длятся менее 20 минут, что слишком мало для того, чтобы шины достигли равновесия.

Изменение конструкции шин для скорейшего установления равновесия может быть практичным подходом. Или может быть практичным сделать шины, предназначенные для коротких поездок по городу, и разные шины для езды по автостраде.

Глубина протектора: Сопротивление качению уменьшается по мере износа шины. Это связано с тем, что количество материала шины, который изгибается, а затем отскакивает, уменьшается, что приводит к гистерезисным потерям. К сожалению, на износ влияет множество неблагоприятных факторов, и инженеры не могут воспользоваться ими для снижения сопротивления качению.

Крутящий момент: Сопротивление качению шины уменьшается при незначительном крутящем моменте. Поэтому шины имеют меньшее сопротивление качению при ускорении или торможении. Инженеры мало что могут сделать для использования этого фактора в легковых автомобилях, но его можно использовать в грузовиках. Например, двухосный грузовик будет иметь меньшее сопротивление качению, если обе оси будут ведущими. Но преимущества меньшего сопротивления качению должны компенсировать потери на трение в более сложной трансмиссии.

А вот и сама дорога: Серьезной причиной сопротивления качению, которую еще предстоит полностью устранить, является прогиб дороги. Все транспортные средства давят на дороги, по которым они движутся, отклоняя или толкая их вниз. Это означает, что шины всегда поднимаются на небольшой, но непрерывный холм. Для бетонных дорог прогиб составляет около 0,03 дюйма. Для холодного асфальта он увеличивается до 0,06 дюйма. А для горячего асфальта он может достигать 1 дюйма.0001 Рисунок 1

Вы много лет слышали о преимуществах шин с низким сопротивлением качению. Теперь давайте посмотрим, как это работает и почему.

Определение встроено в его имя. Сопротивление качению — это усилие, необходимое для поддержания качения податливой шины. Мы все это заметили! Помните, как вы ездили на велосипеде с недостаточно накачанными шинами? Тяжело было двигаться вперед. Когда вы накачиваете шины до исходного давления, вам легче крутить педали. Это сопротивление качению.

С научной точки зрения, сопротивление качению — это механическая энергия качения шины, которая преобразуется в тепло на пройденном расстоянии. Сопротивление качению является результатом вращения и деформации шины.

Гистерезис шины — или количество энергии, теряемое при изгибе шины при контакте с дорогой — является наиболее важным фактором, влияющим на сопротивление качению. Другие факторы включают сопротивление воздуха, деформацию и трение шины о дорогу, что может составлять до 10% общего сопротивления качению шины. Рисунок 1 (выше) иллюстрирует основные причины сопротивления качению в процентах.

Компоненты шины  

Каждый компонент шины влияет на сопротивление качению. Как вы можете себе представить, протектор шины вносит наибольший вклад в общее сопротивление качению из-за его связи автомобиля с дорогой. Шина теряет 44% своей энергии на протекторе, а затем 26% на бортовой площади. Остальные части шины (брекер, боковина, внутренний слой и слой) составляют 30% от общей потери энергии.

Рисунок 2

В то время как процентное соотношение компонентов шины отличается от размера к размеру, конструкции, индекса нагрузки и давления в шине, Рисунок 2 показывает компоненты шины и оценивает их вклад в общее сопротивление качению шины.

Внешние эффекты

Существуют также внешние факторы, влияющие на сопротивление качению шины. К числу факторов относятся давление в шинах, нагрузка на шины, температура воздуха и конфигурация автомобиля. Ниже мы рассмотрим эти силы более подробно.

Давление в шине 

По мере увеличения давления в шине увеличивается и жесткость шины. Более жесткие шины с меньшей деформацией создают меньшие потери энергии, что приводит к меньшему сопротивлению. По мере увеличения давления шины достигают уровня насыщения, а повышение давления в шинах существенно не изменит сопротивление качению шин. Вот почему всегда рекомендуется эксплуатировать автомобиль при рекомендуемом давлении накачки, указанном производителями транспортных средств. По оценкам, повышенное давление накачки на 0,5 бар может улучшить сопротивление качению шины примерно на 7–10%.

Рисунок 3

Рисунок 3 показывает направление улучшения сопротивления качению при изменении внутреннего давления. Процент улучшения зависит от того, от какого давления повышается шина, типа шины и конкретных конструктивных критериев, использованных при разработке.

Температура воздуха

Внутренняя температура шины легкового автомобиля составляет от 20 до 90° C (от 68 до 194° F) в зависимости от типа шины, стиля вождения автомобиля и температуры окружающей среды. В пределах этого нормального температурного диапазона количество энергии, рассеиваемой резиновыми компонентами шины при повторной деформации, уменьшается по мере повышения температуры. В дополнение к этому материальному эффекту повышенная температура вызывает повышение внутреннего давления из-за теплового расширения воздуха в шине. Усиленное давление увеличивает жесткость шины, а деформации уменьшаются, что приводит к уменьшению сопротивления качению.

При температуре окружающей среды от 10 до 40°C (от 50 до 104°F) повышение сопротивления качению на 1°C (33,8°F) соответствует снижению сопротивления качению примерно на 0,6% при нормальных условиях эксплуатации на дороге.

Нагрузка на шины и скорость автомобиля

Сопротивление качению увеличивается почти пропорционально приложенной нагрузке из-за более высоких уровней изгиба и сдвига. При расчетах коэффициент сопротивления качению не зависит от нагрузки на шину и не изменится при увеличении нагрузки на шину.

Однако сопротивление качению увеличивается в результате действия центробежных сил и образования стоячих волн. Если скорость автомобиля превышает некоторую «критическую скорость», то из задней кромки пятна контакта выходят интенсивные волны, бегущие по окружности шины. Наблюдателю эти волны кажутся стационарными, поэтому их часто называют стоячими волнами.

Увеличение скорости приводит к увеличению частоты деформации шины, что увеличивает способность поглощать энергию каучуковым полимером. Это приводит к увеличению сопротивления качению, согласно отчету Агентства по охране окружающей среды США (EPA).

Совместное влияние этих эффектов, как правило, заключается в увеличении сопротивления качению со скоростью, но в некоторых случаях сопротивление качению может уменьшаться в результате зависимости от температуры из-за того, как полимер поглощает и рассеивает энергию, также известного как сопротивление качению. тангенс дельты. Сопротивление качению также может изменяться из-за конструкции шины.

Как правило, сопротивление качению в низкоскоростных шинах (S и T) увеличивается больше, чем в высокоскоростных шинах (H и V), по мере увеличения скорости автомобиля.

Ширина обода

Как правило, увеличение ширины обода может улучшить сопротивление качению за счет создания более жесткой шины, что приводит к меньшему сдуванию воздуха.