infolinia: 0801 11 43 43

Infolinia

0801 11 43 43

Doradzimy w wyborze opon i felg!

Infolinia czynna jest w godzinach:
Poniedziałek - Piątek 7.00 - 22.00
Sobota - Niedziela 8.00 - 18.00

Opory toczenia opony

Dowiedz się czym są opory toczenia. Jaki mają wpływ na Twój samochód? Jakie korzyści przyniesie korzystanie z opon z niskimi oporami toczenia? Przeczytaj.

Opory toczenia opony

Czym jest opór toczenia?

Opór toczenia jest stratą energii w czasie ruchu. Wynika on z cech opony, która jako ciało lepko-sprężyste w czasie ruchu odkształca się wielokrotnie, tracąc w ten sposób energię w postaci ciepła.

Opór toczenie jest jedną z najważniejszych sił działających na samochód. Jednak nie jedyną. Pozostałe główne siły to:

  • siła oporu aerodynamicznego (zależna od współczynnika opory aerodynamicznego Cx danego pojazdu, prędkości ruchu i powierzchni czołowej pojazdu),
  • siła bezwładności (zależna od masy pojazdu i zmiany prędkości, występująca w czasie przyśpieszania),
  • siła grawitacji (związane z nachyleniem terenu i masą pojazdu),
  • siła tarcia wewnętrznego (tarcia występujące w układzie przeniesienia napędu, czyli na mechanizmie różnicowym, skrzyni biegów, łożyskach kół itp.).

Praktyczne znaczenie oporów toczenia opony

Finalnym efektem oporów toczenia jest wydatek energetyczny, w przypadku pojazdów spalinowych będący zużyciem paliwa. Występowanie oporów toczenia jest nie do uniknięcia, gdyż wynika bezpośrednio z istoty opony pneumatycznej.

Opona poruszającego się pojazdu poddawana jest powtarzającym się odkształceniom, które sprawiają, że w czasie obrotu opony odkształca się każdy jej punkt. Ta zdolność do odkształceń pozwala na pochłanianie nierówności nawierzchni, zapewnia komfort i przyczepność. Powtarzające się odkształcenia sprawiają jednak, że ma miejsce rozpraszanie energii, które jest właśnie przyczyną występowania oporów toczenia. Wywołane odkształceniami rozproszenie energii stanowi około 90 % udziału w oporach toczenia.

Odkształcenia dotyczą całej opony i możemy je podzielić na trzy grupy:

  • ściskanie bieżnika,
  • zginanie czoła (bieżnika), boków opony i stopki,
  • ścinanie bieżnika i boków.  

Około 70% rozproszonej energii przypada na czoło opony.
Innymi zjawiskami składającymi się na opory toczenia są:

  • mikropoślizg,
  • opór aerodynamiczny toczącej się opony.

Zjawisko mikropoślizgu między oponą a nawierzchnia drogi ma miejsce w czasie ruchu.  Jest bezpośrednio związane ze zjawiskiem przyczepności. Dodatkowo, mamy do czynienie z mikropoślizgiem między obręczą felgi, a oponą. W efekcie dochodzi do rozpraszania energii. Udział tych zjawisk w wartości oporów toczenia w czasie ruchu jednostajnego na wprost jest mniejsza niż 5%. Natomiast w czasie przyspieszania, hamowania lub zmiany kierunku jazdy może być wyższy.

Opona zamontowana w pojeździe napotyka opór aerodynamiczny. Wartość tego oporu rośnie proporcjonalnie do kwadratu prędkości obrotowej i może stanowić od 0 do 15% całkowitej wartości oporów toczenia.

Opory toczenia opony
Składowe elementy oporów toczenia.

Czy warto wybierać opony o niskich oporach toczenia?

Korzyścią wynikającą z użytkowania opon o niskich oporach toczenia jest oszczędność paliwa. Od momentu wynalezienia opony, wartość oporów toczenia została zmniejszona 3-krotnie. Współczesne opony wykonane w technologii tradycyjnej charakteryzują się współczynnikiem oporów toczenia wynoszącym 12 kg/tonę. W przypadku opon o niskich oporach toczenia, wartość spada do 8kg/tonę.  

Na początku artykułu mówiliśmy o pięciu głównych siłach oporu, które przeciwstawiają się ruchowi pojazdu. Dla konkretnego samochodu ich wpływ możemy w zasadzie ograniczyć poprzez delikatny styl jazdy. Przeprowadzone badania wykazują jednak, że stosując opony o niskich oponach możemy ograniczyć zużycie paliwa  zarówno przy niskich, jak i wyższych prędkościach. Co ciekawe, w wartościach bezwzględnych oszczędność ta zarówno w trybie miejskim, jak i pozamiejskim będzie do siebie bardzo zbliżona i może wynosić ok. 0,25 l/100 km, co jeśli chodzi o udział procentowy przekłada się na ok. 3% w cyklu miejskim i ok. 5% w cyklu pozamiejskim przy większych prędkościach. Widzimy więc, że opony o niskich oporach toczenia mogą być opłacalną inwestycja zwłaszcza dla kierowców, którzy sporo podróżują poza miastem.

Czy opony o niskich oporach toczenia mają gorszą przyczepność?

Przez wiele lat tak było, gdyż zarówno przyczepność, jak i opory toczenia są związane ze zjawiskiem histerezy. Dostępna wiedza i technologie pozwalały na produkcję opon o wysokiej histerezie, charakteryzujących się dobrą przyczepnością albo opon o niskiej histerezie i niskich oporach toczenia. Konflikt ten został rozwiązany dopiero w latach 90. XX wieku przez firmę Michelin. We wprowadzonej w roku 1992 gamie Energy pierwszej generacji zastosowano innowacyjną mieszankę gumy bieżnika, w której krzemionka zastąpiła sadzę. Taki typ mieszanek wymaga również stosowanie specyficznego procesu wytwórczego zapewniającego odpowiednie, jednolite rozmieszczenie wypełniacza w mieszance. Pozwoliło to na zmodyfikowanie typowych dotychczas właściwości lepko-sprężystych gumy, wykorzystując obserwację, że za opory toczenia i przyczepność odpowiadają inne zakresy częstotliwości. Takie „zielone mieszanki” cechują się niskimi oporami toczenia, przy jednoczesnym zachowaniu dobrej przyczepności i odporności na zużycie.

Opory toczenia
Wykres zależności między przyczepnością a oporami toczenia w różnych rodzajach mieszanek.

Jeśli obniżenie oporów toczenia odbywa się przez stosowanie odpowiedniej konstrukcji wewnętrznej i elementów o właściwościach ograniczających rozpraszanie energii nie ma to zasadniczego wpływu na przyczepność. Może się to odbywać przez nowoczesne kordy tekstylne i stalowe, podgumowane specjalnie dobranymi mieszankami o małej skłonności do rozpraszania energii jak też inne niż bieżnik składowe elementy opony wykonane z właściwych mieszanek.

Zdarza się też, że producenci stosują w budowie wewnętrznej opony pewne dodatkowe elementy oddziałujące pozytywnie na wartości oporów toczenia. Istotne jest też zoptymalizowanie grubości poszczególnych części opony, czyli bieżnika, barku i boku. Bardzo ważnym czynnikiem jest też masa opony. Opona osobowa potrzebuje około 30 minut jazdy, aby ustabilizowała się jej temperatura i wartość oporów toczenia, które w przypadku zimnych opon mogą być nawet o 40% większe. Właściwa masa i grubości oraz odpowiednie właściwości mieszanek i kordów pozwalają na szybsze osiągniecie optymalnej temperaturę i stabilniejsze jej utrzymanie.

Tanie opony azjatyckich producentów stosunkowo często cechują się niższymi oporami toczenia. Niestety nie ma to zwykle nic wspólnego ze stosowaniem  wymienionych wyżej innowacyjnych i zaawansowanych rozwiązań, a jedynie tańszych mieszanek charakteryzujących się niską histerezą.

Jak wybrać opony o niskich oporach toczenia?

W tej chwili kierowcy ciężko dokonać wyboru pod względem wartością oporów toczenia kierując się tylko informacjami zawartymi w reklamach i informacjach handlowych części producentów. Duża część producentów nie mówi o wielkość tego parametru mimo, że ich produkty można uznać za całkiem przyzwoite w tym zakresie, przy bardzo dobrym poziomie innych osiągów.  Z momentem wprowadzenia w życie obowiązkowych etykiet dotyczących wielkości oporów toczenia, przyczepności i hałasu sytuacja się zmieni i kierowcy będą mieli zdecydowanie łatwiejsze zadani. W tej chwili jedynym rozwiązaniem jest zapoznanie się z opisami handlowymi dostępnymi na stronach producentów, czy też sklepów internetowych. Ceną wskazówką mogą być też wyniki testów przeprowadzanych przez ADAC, czy przez pisma motoryzacyjne.

Komentarze

brak komentarzy

Dodaj komentarz



Sklep

Wyszukiwarka

Opony do pojazdu