28.12.2011 12:10
0

Wpływ krzemionki na osiągi opon

Autor: opony.com.pl

Do mieszanek gumowych opon dodaje się krzemionkę. Jak ten związek wpływa na opory toczenia i przyczepność?

Branża oponiarska rozwija się nieprzerwanie od ponad stu lat. Każdy producent dąży do ulepszania swoich opon stale wprowadzając nowe technologie. Jednym z przełomów okazało się wprowadzenie krzemionki do mieszanek gumowych opon.

W 1992 roku koncern Michelin zaprezentował oponę określaną mianem ekologicznej. Do mieszanki gumowej tego produktu dodano krzemionkę. Jest to związek chemiczny, który powszechnie występuje w naturze, między innymi jako składnik wszelkiego rodzaju skał, piasku i wielu minerałów. Obecnie bardzo duży odsetek opon dostępnych na rynku ma w swoim składzie krzemionkę. Jest to bardzo proste i skutecznie rozwiązanie pozwalające na zmniejszenie zużycia paliwa bez pogorszenia przyczepności. Na czym dokładnie ono polega?

Korzyści dla kierowcy

Opony z krzemionką występują pod różnymi nazwami: opona ekologiczna, oszczędzająca paliwa, eko-opona, o niskich oporach toczenia itp. Należy pamiętać, że opona z krzemionką niekoniecznie musi być ekologiczne – takie produkty oprócz tego mają jeszcze inne rozwiązania zmniejszające zużycie paliwa, np. specjalnie zaprojektowaną rzeźbę bieżnika.

Niski poziom spalania paliwa

Jednym ze skutków dodania krzemionki do mieszanki gumowej opon jest zmniejszenie oporów toczenia, co ma w następstwie wpływ na redukcję zużycia paliwa. Jednocześnie taka opona o małych oporach toczenia nie charakteryzuje się obniżoną przyczepnością na mokrej drodze. Każdy producent w swoich materiałach reklamowych podaje inne dane, ale ogólny wniosek jaki można z nich wyciągnąć jest następujący: mniejsze opory toczenia oznaczają redukcję zużycia paliwa i kilka procent rocznie. Oznacza to nawet kilkaset złotych oszczędności (w zależności od rodzaju samochodu, stylu jazdy itp.). Mniej spalonego paliwa to także mniej spalin wyemitowanych do atmosfery, a co za tym idzie troska o środowisko naturalne.

Przyczepność na odpowiednim poziomie

Zmniejszenie oporów toczenia przed wprowadzeniem krzemionkowych mieszanek oznaczało pogorszenie przyczepności na mokrej nawierzchni. Poszukiwanie kompromisu w tej dziedzinie przez wiele lat było jednym z największych wyzwań stojących przed inżynierami projektującymi opony. Opór toczenia to w skrócie ilość energii pochłanianej przez oponę podczas obrotu i odkształcania. Jeśli opory toczenia są małe, to samochód potrzebuje mniej paliwa do poruszania się z określoną prędkością. Przed wprowadzeniem krzemionki do składu mieszanek gumowych, zmniejszenie oporów toczenia oznaczało pogorszenie przyczepności na mokrej nawierzchni, co oczywiście jest niedopuszczalne.

Krzemionką zastąpioną pewną część sadzy dodawanej do gumy bieżnika. Dzięki temu udało się wyprodukować oponę o lepszej odporności na poślizgi, lepszych parametrach podczas jazdy zimą, przy jednoczesnym obniżeniu oporu toczenia. Pierwszy raz krzemionka pojawiła się w oponach Michelin Energy czy Continental ContiEcoContact CP i EP. Zostało to uznane za przełom w technologii produkcji opon.

Najpopularniejsze opony letnie zawierające krzemionkę:

dystrybutor paliwa
Krzemionka w oponach przekłada się na mniejsze spalanie paliwa przez samochód.

 

Krzemionka w liczbach

Dodanie krzemionki do mieszanki gumowej opony pozwala zmniejszyć jej opory toczenia o ponad 20%. Przy użytkowaniu takiej opony z odpowiednim ciśnieniem oraz przy uwzględnieniu różnic w prędkości i stylu jazdy, opory toczenia mniejsza o 20% przekładają się na 5% mniejsze spalanie paliwa.

Krzemionka poprawia również przyczepność na mokrej nawierzchni. Według obliczeń firmy Vredestein, krzemionka poprawia przyczepność na mokrej nawierzchni o 15% i jednocześnie skraca drogę hamowania. Związek ten równie dobrze wpływa na opony zimowe i całoroczne. Krzemionkowe mieszanki są bardziej elastyczne i miękkie w niskich temperaturach. Efektem jest dobra przyczepność i krótka droga hamowania w zimowych warunkach.

Krzemionkę możemy znaleźć między innymi w następujących modelach opon zimowych:

Krzemionka w oponach – kwestie techniczne

Przyczepność jest zależna od sposobu odkształcania się opony z wysoką częstotliwością. Innymi słowy, zależy to od sposobu reagowania na niewielkie kamienie i nierówności podłoża. Najlepszą przyczepność zapewniają mieszanki gumowe pochłaniające duże ilości energii (o wysokiej histerezie).

Na opory toczenia mają z kolei wpływ odkształcenia o niskiej częstotliwości, które występują podczas obrotów opony. Wymaga to mieszanki, która pochłania niewielkie ilości energii (o niskiej histerezie). Takie rozbieżności uniemożliwiały wyprodukowanie opony o jednocześnie niskich oporach toczenia i doskonałej przyczepności na mokrej nawierzchni.

Osiągnięcie takiego rezultatu było możliwe poprzez dodanie krzemionki i stworzenie mieszanki o wysokiej histerezie przy wyższych częstotliwościach i niższej histerezie przy niskich częstotliwościach. Jak to działa? Opony z krzemionką są lżejsze, składają się z mniejszej ilości elementów podatnych na odkształcenia, a więc wytwarzają mniej ciepła. Mniej ciepła oznacza mniej zużytego paliwa, a nie następuje przy tym pogorszenie przyczepności.



Komentarze