Vet du något om däck med lågt rullmotstånd?

Däck med lågt rullmotstånd: ett enklare sätt att spara bränsle.

I "Low Rolling Resistance Tire Confidence Report" som släpptes i april 2020 av American Council for Freight Efficiency, påpekade Yunsu Park, Engineering Director, att "rullmotståndet står för 30 procent till 33 procent av bränslekostnaderna för lastbilar. Däck med lågt rullmotstånd är ett enkelt sätt för flottor att minska bränsleförbrukningen, och viktigast av allt, de ökar knappast kostnaderna.

Om man tittar på världen som helhet inträffade det tidigaste fallet med tunga långdistanslastbilar som använde däck med lågt rullmotstånd i USA på 1990-talet. Ett transportföretag som heter Schneider National ersatte sin flottas däck med däck med lågt rullmotstånd 1998, och enligt testrapporter förbättrades dess bränsleeffektivitet med 3,5 procent.

Även om en förbättring av bränsleeffektiviteten med 3 procent kan verka liten, kan det leda till betydande bränslebesparingar och minskade driftskostnader för tunga lastbilar som körs under långa perioder.

Varför sparar däck med lågt rullmotstånd bränsle? 

"Vad gör användningen av däck med lågt rullmotstånd bränsleeffektiva" och vad är det som är så fantastiskt med dem? Faktum är att de skiljer sig fundamentalt från vanliga däck när det gäller slitbanemönster, materialtillämpning och däckstruktur etc. Dessa egenskaper gör att däck med lågt rullmotstånd genererar mindre värme och friktion under körning, vilket minskar bränsleförbrukningen avsevärt.

Förlitar sig på speciella däckmönster

"För det första, när det gäller däcksmönstermönster, förklarade Tim Millers forskargrupp från Goodyear Tire Company att för däck som inte har lågt rullmotstånd eller högt grepp (högt grepp), är slitbanemönstren bredare och djupare. När däcket rullar, deformationen och komprimeringen av slitbaneblocken är större, vilket resulterar i mer energiförbrukning. Men för däck med lågt rullmotstånd är deras kännetecken att slitbanan är tunnare och styvare, och blandningen är hårdare. När däcket rullar längs vägen, graden av deformation av slitbanan är mindre, vilket resulterar i mindre energiförbrukning.

Det vill säga, det däck som slösar minst energi när det rullar på vägen är det effektivare däcket. Ett extremt exempel på rullningseffektivitet är tåghjulen av stål på stålräls. Både hjulen och skenorna har släta polerade metallytor som deformeras väldigt lite. Men på grund av den låga friktionskoefficienten mellan stål och stål är dragkraften dålig.

För närvarande tillverkar tillverkare däck med tätt placerade slitbanemönster. När däckets slitbana rullar kan dessa slitbanemönster pressas ihop hårt och stödja varandra. Detta leder till mindre deformation av slitbanan och minskar inte bara rullmotståndet utan minimerar också minskningen av dragkraften.

Förlitar sig på mer slitstarka material

I utvecklingshistorien för däck med lågt rullmotstånd, så tidigt som i början av 1980-talet, dök energibesparande däck med lågt rullmotstånd med lägre sidförhållande och grundare slitbanemönster upp på den amerikanska marknaden, vilket kunde förbättra bränsleeffektiviteten med 3 procent {{3} } procent . Men på grund av materialteknologins begränsningar vid den tiden var deras pris 15 procent högre än för vanliga däck, och slitbanans livslängd minskade med 30 procent .

På den tiden var dieselpriserna låga över hela världen, så den bränslebesparande fördelen de hade var svår att kompensera för nackdelarna med "högre kostnad" och "kortare livslängd", och de kändes inte igen av marknaden vid den tiden.

Allt eftersom tiden rullar på, med utbrottet av oljekrisen, har de höga bränslepriserna återuppväckt branschens uppmärksamhet på "energibesparande däck", och fler företag har anslutit sig till forskning och utveckling av däck med lågt rullmotstånd. Det finns tre huvudfaktorer att ta hänsyn till vid däckdesign: rullmotstånd, dragkraft och livslängd, samt tre sekundära faktorer: regummerbarhet, åkkvalitet och kostnad.

När en av dessa tre huvudfaktorer förbättras avsevärt kommer det att leda till en minskning av de andra två faktorerna. Till exempel, "om däckets rullmotståndsprestanda förbättras avsevärt för att uppnå det ultimata låga rullmotståndet, kommer dess dragkraft och livslängd att minska avsevärt.

Enligt "Low Rolling Resistance Tire Confidence Report" från USA 2020, "överstiger kostnadsbesparingarna med längre slitbaneliv bränslebesparingarna som uppnås genom att minska rullmotståndet med 10 procent." Men med den ständiga utvecklingen av modern materialteknik är "minskande rullmotstånd" och "högre däcklivslängd" inte längre ett enkelt avvägningsförhållande.

När mer syntetiska material appliceras på däck med lågt rullmotstånd kan det minimera påverkan på dragkraft och däcklivslängd samtidigt som rullmotståndskoefficienten reduceras så mycket som möjligt. Detta gör att det inte längre är ett problem att göra däck med lågt rullmotstånd mer hållbara.

Förlitar sig på en mer rationell däckstruktur

Förutom att göra ändringar i däckets yta finns det också potential att optimera däckets insida. Enligt Michelin, när det gäller rullmotstånd, bidrar slitbanan vanligtvis med cirka 40 procent till däckets rullmotstånd, sidoväggen och bältesskiktet bidrar med ytterligare 40 procent, och vulstytan bidrar med cirka 20 procent.

Förutom att göra ändringar i däckets yta finns det också potential att optimera däckets insida. Enligt Michelin, när det gäller rullmotstånd, bidrar slitbanan vanligtvis med cirka 40 procent till däckets rullmotstånd, sidoväggen och bältesskiktet bidrar med ytterligare 40 procent, och vulstytan bidrar med cirka 20 procent.

För att minska däckmotståndet är den enklaste metoden att börja med däckets sidovägg och öka dess hårdhet. Detta beror på att ju mindre sidoväggen böjs, desto mindre energi förbrukas. Men en alltför ökning av sidoväggens hårdhet kan också leda till en minskning av däckets slaghållfasthet, så en balans måste göras mellan hårdhet och slaghållfasthet.

Lita på unikt anpassat gummi

Varje tillverkare producerar däck av varje modell med sin egen unika materialblandningsformel. Ingenjörer designar också olika gummiblandningar för olika applikationer. För däck med lågt rullmotstånd är det viktigast att minska däckets totala elasticitet (inklusive slitbanan, sidoväggen, vulsten och insidan av däcket), eftersom detta kan förkorta processen att återgå till den ursprungliga formen när däcket är deformeras, vilket förbrukar mindre energi.

Naturligtvis är däck med lågt rullmotstånd inte allt.

Bränsleeffektivitet och energibesparing är bra, men vi bör vara medvetna om att det i många driftscenarier och användningsförhållanden inte rekommenderas att använda däck med lågt rullmotstånd. De främsta orsakerna och scenarierna inkluderar:

Tung och överbelastad transport: Däck med lågt rullmotstånd minskar ofta rullmotståndet genom att offra vikt och tunnare slitbana. I tunga och överbelastade transportscenarier kanske dessa däck inte kan motstå överdriven belastning, vilket lätt kan leda till däckskador eller utblåsningar.

Dåliga vägförhållanden: Under tuffa vägförhållanden som sand, lera eller snö är mönsterdjupet och mönsterdesignen för däck med lågt rullmotstånd ofta inte lika bra som specialiserade terrängdäck, vilket kan påverka grepp och hanteringsstabilitet och minska körningen säkerhet.