При выборе шин для своего автомобиля, как правило, мало кто задумывается о том, что сопротивление качению шин и колес вносит свой, пусть не самый большой вклад в увеличение расхода топлива.

Насколько увеличивается расход горючего в каждом конкретном случае оценить сложно, результатами исследований и оценок отдельных специалистов «General Motors Proving Grounds» заявлены величины потерь всего в десятые доли литров. Насколько подобные заявления соответствуют действительности проверить или оспорить невозможно, но практически все автомобилисты могут подтвердить реально ощутимое изменение величины выбега автомобиля на холостом пробеге при замене с одной марки авторезины на другую (даже замены летней на зимнюю и наоборот).

Более достоверными являются сведения о характеристиках и условиях работы автомобильных покрышек, опубликованных непосредственными производителями авторезины. Согласно данным таких грандов как «Данлоп» и «Пирелли» уменьшение потерь, вызванных сопротивлением качения колеса, на 10 процентов снижает расход горючего на 2 процента.

Сопротивление катящегося колеса автомобиля связано с постоянно возникающей деформацией участка покрышки в месте контакта колеса с дорожным покрытием, вследствие смещения точки давления на дорогу. При этом разные участки резиновой ленты покрышки растягиваются и сжимаются одновременно.

В течение постоянных процессов сжатия и растяжения резины происходят так называемые процессы диссипации или рассеивания внутренней энергии деформации. Резина плохо проводит тепло и при отсутствии внешнего охлаждения (водой луж, снегом, морозным воздухом), в условиях длительного движения, колесо нагревается до значительной температуры. В отдельных случаях, при значительной перегрузке, возможно даже возгорание.

Справедливости ради попробуйте прикоснуться рукой к покрышке колеса своего автомобиля после длительного пробега.

Экспериментально доказано, что наилучшими, с точки зрения экономичности, являются шины, изготовленные на основе природного каучука. Далее, с небольшим снижением показателей идут шины из полиизопрена и бутадиена, значительно хуже показали себя бутил-бутадиеновые материалы.

Длительные практические испытания всевозможных моделей и марок шин, с разными протекторами и скоростными характеристиками показали следующее:

1. Для увеличения экономичности предпочтительно выбирать колеса с максимальным наружным диаметром и наименьшей высотой профиля.

2. Широкопрофильная шина всегда имеет более низкий коэффициент сопротивления качению, чем обычная.

3. Даже небольшое снижение давления воздуха в шине может значительно увеличить сопротивление качению. Например, при уменьшении давления воздуха в колесе на 40% сопротивление качению возрастает на 60%. Рекомендовано, для улучшения экономичности, увеличить давление на 10 процентов выше рекомендованных фирмой - производителем автомобиля. Основной причиной увеличения сопротивления качению при низком давлении является значительное уменьшение жесткости боковин покрышек.

Очень часто водители намеренно уменьшают давление воздуха в колесах, стараясь уменьшить общую жесткость системы «колесо+подвеска», тем самым повысить комфортность и мягкость хода. Последствия таких новаций – значительное увеличение сопротивления качению.

4. Колеса и шины, изготовленные из низкокачественных материалов, или предназначенные для езды по бездорожью конструктивно не будут экономичными. Модели, изготовленные для зимних условий, покажут неплохие результаты только при отрицательных температурах или повышенном внутреннем давлении воздуха. Высота протектора до определенного значения не влияет на экономичность, но при значениях близких к критичным 2 мм, экономичность шин снижается.

Все вышеприведенные материалы и выводы справедливы для исправной и правильно отрегулированной подвески автомобиля.

При изменении угла развал-схождения колес на 1 градус по сравнению с расчетным, приводит к увеличению потерь на 12%. Износ боковин увеличивается на 15-18%, ресурсный пробег колеса падает практически на 20%.

При наличии хороших дорог наиболее экономичным вариантом для выбора шин является установка на диски большого диаметра низкопрофильных шин максимальной ширины с протектором, препятствующим возникновению эффекта аквапланирования. Неудобством такой резины может быть некоторое снижение комфорта езды для моделей с жесткой спортивной подвеской. Управляемость и экономичность на такой резине будет вне конкуренции.

Все приведенные рекомендации справедливы как для диагональных, так и радиальных вариантов шин. Но, в сравнении между собой, последние имеют характеристики более чем на 25% лучше конкурентов, независимо от фирмы изготовителя или модели. Поэтому нет необходимости рассматривать шины с заведомо более низкими параметрами, тем более, что в мировой практике фактически отказались от выпуска диагональных моделей авторезины.

Давайте поговорим о выборе новой "обувки" для своей машины. Если автомобиль более-менее новый, то главным критерием для покупки обычно становится марка и модель покрышки, которой он был укомплектован на конвейере.

Качество современных автомобильных шин определяют такие параметры, как коэффициент сопротивления качению, управляемость авто на мокром и сухом покрытии, тормозные свойства, показатели аквапланирования новой покрышки и ее стойкость к износу, шумность, пробег, цена, комфорт...

Однако проблема в том, что для разных участников авторынка — автопроизводителей, продавцов шин и водителей, покупающих шины на вторичном рынке — эти параметры имеют разные приоритеты.

Кому что нравится

Не секрет, что каждый автопроизводитель предъявляет к покрышкам, предназначенным для первоначальной комплектации авто свои требования. При этом они отнюдь не являются универсальными — у разных компаний они могут существенно отличаться.

Например, один автопроизводитель выдвигает очень жесткие требования к коэффициенту сопротивления качению, прямо влияющему на экономичность авто, у другого они будут существенно мягче. Одна компания чрезвычайно требовательна к параметрам аквапланирования изношенной шины, а для другой они не критичны. При этом требования, предъявляемые к покрышке для вторичного рынка, также будут другими.

Объясняется это просто: автомобиль, прежде всего, нужно продать, поэтому характеристики всех его компонентов подчинены единой цели. Потребителю нужен автомобиль с низким расходом топлива — вот вам новые экономичные двигатели и шины с пониженным коэффициентом сопротивления качению. Важен комфорт — вот удобный салон, энергоемкая подвеска и малошумные шины. Таким образом, каждый элемент формирует представление об автомобиле как о едином целом.

А на вторичном рынке потребитель руководствуется какими-то своими предпочтениями, часто совершенно отличающимися от представлений автопроизводителей. Например, согласно маркетинговым исследованиям, для конечного потребителя очень важны цена и дизайн покрышки...

Одна во многих лицах

Таким образом, чтобы соответствовать различным требованиям, шины не могут иметь одни и те же параметры, а, следовательно, будут разными. То есть размеры, дизайн и название будут одинаковыми, но конструктивно, хоть и незначительно, шины будут отличаться. Например, иметь разную радиальную или диагональную жесткость, другой наполнитель протектора и, возможно, несколько измененный рисунок протектора. Скажем, немного смещенные блоки, увеличенное количество ламелей...

Однако, по мнению производителей, на ощущениях конечного пользователя эти изменения никак не скажутся. Ведь в любом случае это будут хорошие, качественные покрышки, хотя и с акцентом на какие-то "свои" параметры.

Впрочем, при поставках на конвейер важно выдержать заданные параметры на всем массиве шин. При этом вполне удовлетворительным считается, если у 10% произведенных шин характеристики не будут соответствовать всем требованиям автопроизводителей. Вот эти 10%, (это не брак!) и попадают на вторичный рынок.

В то же время, если вторичный рынок требует большего, то производится дополнительное количество шин, чтобы удовлетворить спрос. Для вторичного рынка производится спецификация максимально приближенная к требованиям рынка.

Экономичные шины: можно ли снизить расход топлива за счет покрышек

В рекламных материалах производителей шин наряду со словами "долговечность", "хорошее сцепление", "быстрое торможение" обязательно присутствуют заверения об "экономичности", то есть заметном сокращении расхода топлива. Объясняется подобный эффект более низким сопротивлением качению.

Разумеется, на то, с какой скоростью указатель уровня горючего в баке стремится к нулю, влияет множество факторов: от стиля вождения до массы пассажиров. Также не приходится говорить о "бережливости" зимних шин, поскольку при их эксплуатации на первое место выходят совсем другие качества, несовместимые с легкостью качения. Поэтому сегодня мы познакомимся с наиболее распространенными на российском рынке летними экономичными (или энергоэффективными) покрышками и узнаем, стоит ли рассчитывать на серьезную экономию бюджета при их использовании.

Немного теории

У новичков-автолюбителей, впервые узнавших о шинах с низким сопротивлением качению, возникает закономерный вопрос: что чему сопротивляется и как это связано с расходом топлива? Дело в том, что наружная (она же беговая) часть шины, соприкасаясь с дорожным покрытием, несколько деформируется - из округлой становится уплощенной - и образует так называемое пятно контакта. Когда же автомобиль начинает двигаться, процесс деформации становится непрерывным, "пятно" перемещается по покрышке и обеспечивает сцепление с дорогой. Таким образом, чем меньше энергии требуется для того, чтобы преодолевать изменение формы шины, и чем легче пятно контакта выходит из зацепления с покрытием, тем ниже величина сопротивления качению.

Лучше всего деформацию и пятно контакта демонстрирует полуспущенная шина

Основными конструктивными характеристиками шины, влияющими на то, насколько легко она катится по дороге, являются упругость материалов беговой части и боковин, а также "прилипчивость" материала протектора к дороге.

Среди шин одного диаметра увеличенное сопротивление качению имеют более широкие покрышки, обладающие большим пятном контакта. Не отличаются экономичностью и спортивные шины, предназначенные для езды на больших скоростях, так как состав материала, из которого их делают, должен обеспечивать максимальное сцепление с покрытием дороги.

Кстати, самый простой способ снизить сопротивление качению - подкачать шины. Тут и деформация снижается, и пятно контакта становится меньше. Вот только перекачивать колеса выше рекомендованных значений не стоит, так как при этом заметно увеличивается тормозной путь, автомобиль легче срывается в занос, да и комфортность езды заметно страдает, особенно на неровных дорогах.

Поскольку в обычном легковом автомобиле на преодоление сопротивления покрышек приходится примерно 20% всего расхода топлива, то неудивительно, что производители шин стараются повысить привлекательность своей продукции за счет этого показателя. В среднем снижение сопротивления на 10% позволяет сэкономить около 1-2% горючего.

Что нам обещают производители

Посмотрим, за счет чего компании-изготовители стараются уменьшить этот "вредный" показатель, насколько эффективно нововведения проявляют себя в реальных условиях и, самое главное, как подобные изменения сказываются на таких важных свойствах шин, как устойчивость на дороге в различных условиях и скорость торможения.

В тестах летних шин, проводимых по заказу авторитетных отечественных и зарубежных автомобильных журналов, характеристику "низкое сопротивление качению" чаще всего имеет продукция компаний , и . Разумеется, подобную резину сегодня предлагают практически все производители, но мы ограничимся названными выше популярными в России марками.

Флагманом энергоэффективной продукции компании Nokian Tyres являются шины . Как заявлено на сайте концерна, сопротивление качению этих покрышек снижено на 15% по сравнению с предшествующей моделью - . Если же брать "обычные" шины, то снижение достигает 40%.

Попытки понять, за счет чего достигнуты столь впечатляющие результаты, заканчиваются дежурными фразами пресс-релизов о "специально спроектированном протекторе и уникальной композиции резиновой смеси". Единственная подробность, которую озвучили маркетологи Nokian, - в состав покрышек входит масло финской сосны.

Другой известный производитель шин также имеет в своем арсенале "бережливую" покрышку - . Впрочем, и здесь о технологии и конструкции говорят крайне скупо. Компания Michelin гордится тем, что первой стала добавлять кремний (или, как его еще называют, силику) в состав резиновой смеси. Впрочем, сегодня этот минерал стал неотъемлемой частью авторезины любого производителя. А по существу вопроса информации практически нет: "Сниженная масса, уникальный состав, инновационная конструкция..."» Покупателям шин обещана экономия восьмидесяти литров топлива за весь срок пробега комплекта покрышек, который, в свою очередь, будет дольше на десять тысяч километров. Все это, разумеется, в среднем и по сравнению все с теми же "обычными" шинами.

Впрочем, наивно было бы ожидать, что производители шин начнут щедро делиться разработками инженеров и технологическими секретами. Вот и сообщает компания Pirelli об "инновационных материалах" и "ELRR (Extra Low Rolling Resistance)" - системе сверхнизкого сопротивления качению, использованной в шинах .

Чуть более многословны представители GoodYear, рассказывающие, что шина EfficientGrip имеет "улучшенный каркас с использованием специальных материалов, облегчающих вес продукта; усовершенствованный процесс разработки и производства резиновой смеси с новым составом, который обеспечивает превосходные показатели пробега, торможения на мокрой поверхности и сопротивления качению". Также утверждается, что расход топлива будет ниже на 1,9% "по сравнению с четырьмя ведущими конкурентами". О том, что это за конкуренты, правда, не сообщается.

Преимуществами экономичной покрышки должны стать "новый кремниевый состав материала беговой дорожки, доработанный контур и асимметричная форма протектора". Сопротивление качению у этой шины на 12% ниже, чем у предшествующей модели ContiEcoContact EP.

Обобщив разрозненные сведения, можно сделать вывод, что в последние годы основные усилия конструкторов направлены на снижение массы шины за счет уменьшения количества слоев корда и толщины протектора, а также на использование в составе резиновой смеси синтетических материалов, обладающих минимальными потерями энергии при деформации.

Практика - критерий истины

Что ж, пора от красивых обещаний изготовителей автомобильной "обувки" перейти к практическим результатам и посмотреть, что получает и что теряет автовладелец, купивший экономичные покрышки.

Главный вопрос всех тестов: можно ли при значимом снижении сопротивления качению сохранить на высоком уровне такие качества шины, как управляемость и сцепные свойства на сухой и мокрой дороге, устойчивость к аквапланированию, хорошее торможение и т. п.? И тут протоколы испытаний неумолимы: идеального сочетания экономичности и безопасности ни одному производителю пока достичь не удалось.

Да, все принимавшие участие в тестах "экономные" покрышки демонстрируют достоверное снижение сопротивления качению и более низкий расход топлива, но это всегда приводит к пусть и не фатальному, но все же заметному ухудшению других характеристик. Так, "зеленая шина" Hokian демонстрирует посредственные сцепные свойства и управляемость на сухом покрытии. Автомобиль с шинами будет иметь не самую лучшую управляемость на мокром асфальте и при аквапланировании. Система сверхнизкого сопротивления качению в покрышках от Pirelli приводит к заметному увеличению тормозного пути, особенно на влажном покрытии. Владельцам Goodyear EfficientGrip стоит быть максимально собранными во время дождя, особенно если на пути глубокие лужи. Шины держат водителя в напряжении на мокром асфальте и дают заметное увеличение тормозного пути на сухом.

Справедливости ради отметим, что все перечисленные недостатки более-менее заметны в тестах, проводимых в экстремальных условиях специализированных полигонов. При обычной езде по городу и загородным трассам вероятность серьезного влияния "минусов" экономичных шин на безопасность и комфорт вождения крайне невелика.

Наиболее полно недостатки покрышек можно выявить только на полигоне

Таким образом, при прочих равных условиях энергоэффективные шины действительно оправдывают свое название и способны снизить потребление топлива. Другое дело, что даже максимальные результаты, достигаемые в идеальных условиях тестов, измеряются 100-200 граммами на 100 километров пробега или экономией нескольких десятков литров в год. Соответственно, при ежедневных (включая выходные) поездках на 100 километров затраты на бензин сократятся на 100-150 рублей в месяц. В реальности же снижение расходов будет еще меньше.

Вот и получается, что, выбирая обновку для своего «железного коня», обращать внимание прежде всего следует на условия, в которых она будет эксплуатироваться, управляемость и хорошее сцепление с дорогой. А если к этому еще и экономичность (пусть и небольшая) прилагается - замечательно, приятный бонус еще никому не помешал.

Fuel Saver, Eco Impact, Ecopia, Energy Saver, Efficient Grip: если вы покупали в этом году новые летние шины, то наверняка обратили внимание на то, как часто производители упоминают о минимальном сопротивлении качению и сниженном расходе топлива. Но на зимних шинах вы напрасно будете искать обозначения этих качеств. Что же, снижение выброса СО2 не актуально для зимних шин? Или хорошее сцепление на льду и снегу по своей природе несовместимо со сбережением энергии? Нет — говорят эксперты «TÜV SÜD» — немецкой компании, специализирующейся на контроле качества и сертификации в сфере услуг. Эксперты готовы не только рассказать о развитии производства зимних шин, но и дать несколько практических советов — на что обратить особое внимание покупателю: снег, дождь, сцепление или безопасность окружающей среды.

Прошлое и настоящее.

Вернемся лет на десять назад, когда переход на зимние шины сразу же давал о себе знать: дрожащий руль, громкий шум и ощутимое увеличение расхода топлива — все это было тогда в порядке вещей. «Зачастую переход на зимние шины повышал расход топлива на поллитра на каждые сто километров. Но сейчас все это в прошлом. В последние годы при разработке зимних шин производители заботятся и о ходовых характеристиках и о низком сопротивлении качению» — говорит Михаель Штауде, эксперт по шинам в «TÜV SÜD Automotive». Это доказывают и тесты зимних шин: в том, что касается сопротивления качению, зимняя резина не уступает летней. И чтобы еще сильнее улучшить эти показатели, с ноября 2012 года предельные значения для шинной продукции будут постепенно ужесточаться. Цель — снижение выброса СО2 даже в зимний период. На продукции будет ставиться клеймо, на котором сразу будут видны основные свойства шины. Параметры: сцепление на мокрой дороге, расход топлива, сопротивление качению и генерация шума.

Исследования и тесты.

Прежде чем покупать зимние шины, автолюбитель должен ясно представлять себе, как он собирается использовать машину в холодное время года. Если вы часто ездите за город, на первом месте для вас будут показатели шин при движении по снегу и льду. Много ездите по городу? Тогда для вас важнее износоустойчивость и ходовые характеристики на мокрой дороге. Если вы уже знаете, чего хотите от зимних шин — изучите результаты шинных тестов. А заслуживающие доверия тесты информируют, помимо прочего, и о сопротивлении качению.

Безопасность и экологичность.

Сбережение энергии не должно происходить в ущерб безопасности. «Продукция известных крупных производителей шин представляет собой компромисс таких показателей, как сцепление на снегу, долговечность, движение на мокрой и сухой дороге, а также низкого сопротивления качению» — говорит Штауде.

Давление и расход топлива.

Давление наполнения оказывает большое влияние на расход топлива. Снижение давления на несколько десятых долей бар повышает сопротивление качению до 20 процентов — и многократно понижает безопасность. Каждый год жители Евросоюза теряют свыше двух миллиардов евро из-за недостаточного давления в шинах! «Если давления в ваших шинах будет на 0,2-0,3 бар больше — это не повредит» — советует Штауде. Однако если вашим зимним шинам приходится выдерживать предельные нагрузки — например, в горах, — тогда лучше придерживаться предписанного давления. Штауде: «Тогда шина проявляет свои лучшие показатели».

Протектор и инструкции.

Хотя, согласно европейскому законодательству, минимально допустимая остаточная глубина рисунка протектора у зимних шин составляет, как и у летних, 1,6 миллиметра, но эксперты и производители шин придерживаются того мнения, что глубина протектора зимних шин должна быть не менее четырех миллиметров. Не в последнюю очередь это связано с конструкцией зимних шин, у которых резиновые смеси каркаса и протектора различаются гораздо сильнее, чем у летней резины. При вулканизации разные составы резины смешиваются в пограничной зоне. Вследствие этого, если шина сильно изношена, обнажается зона смешения различных составов, пропадает нужная консистенция и необходимые показатели. К тому же, эффективность снижается из-за того, что зимние шины состоят главным образом из ламелей. «Чем короче становятся ламели, тем они менее эластичны — что плохо сказывается на сцеплении» — поясняет специалист по шинам.

Ширина и ходовые характеристики.

Эмпирическая формула для шин на снегу: чем уже шина, тем лучше сцепление. И еще: у более узких шин более низкое сопротивление качению и следовательно, такие шины гораздо экологичнее широкопрофильных «шлепанцев». Почти все автомобили могут ездить с шинами различной ширины. Зимой лучше выбирать самые узкие шины, какие только возможно.

Европа и Азия.

Эксперты констатируют: за время экономического кризиса состояние автомобилей на дорогах Европы значительно ухудшилось. Автовладельцы экономят и на покупке шин. Шины дальневосточного производства могут оказаться выгодной альтернативой. Однако следует проявить осторожность и перед покупкой дешевых шин ознакомиться с результатами тестирований.

Копирование и публикация новости разрешается при ссылке на

Мечта каждого автолюбителя и производителя автомобилей, чтобы машина двигалась как можно легче и с наименьшим расходом топлива.

При перемещении предмета (автомобиля) из пункта А в пункт В необходимо затратить определённое количество энергии (топлива). Использование колеса значительно сокращает требуемые затраты энергии, но на колесо в этот момент действуют различные силы противодействия – это трение, сопротивление воздуха и другие силы. Вследствие этих процессов вырабатываемая двигателем энергия переходит из движущей в тепловую.

По законам физики для создания наименьшего коэффициента сопротивления необходимо изготовить идеально круглое колесо и катить его по идеально ровной поверхности. В реальной жизни изготовление идеально круглого колеса возможно, но создать идеально ровную дорогу нельзя, поэтому автопокрышка колеса изготавливается из резины и заполняется воздухом. Такой способ передвижения позволяет сглаживать неровности дороги.

Мягкая резина поглощает все незначительные препятствия на дорожном полотне и тем самым уменьшает силы противодействия, что снижает расход топлива. Неровности дорожного покрытия и неравномерность деформации покрышки при их преодолении приводят к нагреву шины, и, следовательно, увеличивается расход топлива.

Экспериментируя с разными составами ингредиентов, входящих в состав автопокрышки, количеством слоёв резины и корда при производстве автошин, был достигнут определённый положительный результат , уменьшающий коэффициент сопротивления. Но автомобиль должен не только легко (без сопротивления) двигаться, но и уверенно поворачивать (маневрировать) и тормозить при необходимости.

В результате существуют два противоречащих друг другу условия . При движении требуется минимальное сопротивление, а в момент торможения, наоборот, необходимо максимальное сопротивление качению, трение и сцепление с поверхностью дороги.

Конструкторские бюро и химические лаборатории мировых лидеров в производстве автопокрышек смогли создать шину, совмещающую в себе оптимально оба требования. В состав резиновой смеси были добавлены сложные полимеры (пластификаторы), которые привели к изменению в лучшую сторону механических свойств шины, что значительно помогло снизить количество слоёв протектора.

Корд покрышки (каркас, брекер, и боковина) стал сложносоставным. Брекер изготовлен из арамидного моноволокна, основа каркаса из сверхлёгкого полиэфирного волокна, а во внутренней структуре протектора и боковой поверхности размещены звукопоглощающие смеси. (В традиционной шине весь корд изготавливается из стальной проволоки и химический состав резины при производстве одинаков для всей структуры шины.)

Такая сложносоставная конструкция позволила уменьшить коэффициент сопротивления качению. Но при торможении, когда начинается большая в количественном выражении деформация и смещение частиц покрышки по отношению друг к другу, содержащиеся полимеры изменяют свои механические показатели , что приводит к увеличению коэффициента трения, сцепления с дорожным покрытием, и показатель сопротивления качению увеличивается.

За многие годы мировые лидеры по производству автопокрышек (Goodyear, Bridgestone, Michelin, Continental, Dunlop) накопили большой практический и теоретический опыт, позволяющий успешно проводить разработки конструктивно новых шин, в которых эксплуатационные характеристики отвечают самым последним требованиям автомобильных концернов и потребителей и сочетают в себе безопасность, надёжность и длительный срок эксплуатации.

По мнению экспертов и автолюбителей лучшие результаты достигнуты компаниями Bridgestone , Michelin .