Bạn có biết gì về lốp xe có lực cản lăn thấp không?

Jul 29, 2023

Lốp xe có lực cản lăn thấp: một cách tiết kiệm nhiên liệu đơn giản hơn.

1(1)

Trong "Báo cáo về độ tin cậy của lốp xe có lực cản lăn thấp" do Hội đồng Vận tải hàng hóa Hoa Kỳ công bố vào tháng 4 năm 2020, Yunsu Park, Giám đốc Kỹ thuật, đã chỉ ra rằng "lực cản lăn chiếm từ 30% đến 33% chi phí nhiên liệu của xe tải. Lốp có lực cản lăn thấp là một cách đơn giản để các đội xe giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và quan trọng nhất là chúng hầu như không làm tăng chi phí.

Nhìn toàn thế giới, trường hợp đầu tiên xe tải hạng nặng đường dài sử dụng lốp có lực cản lăn thấp xảy ra ở Hoa Kỳ vào những năm 1990. Một công ty vận tải có tên là Schneider National đã thay thế lốp xe của họ bằng lốp có lực cản lăn thấp vào năm 1998, và theo các báo cáo thử nghiệm, hiệu suất nhiên liệu của nó đã được cải thiện 3,5 phần trăm.

Mặc dù mức cải thiện 3 phần trăm về hiệu quả sử dụng nhiên liệu có vẻ nhỏ, nhưng nó có thể chuyển thành tiết kiệm nhiên liệu đáng kể và giảm chi phí vận hành đối với xe tải hạng nặng hoạt động trong thời gian dài.

Vì sao lốp xe có lực cản lăn thấp giúp tiết kiệm nhiên liệu?

"Điều gì làm cho việc sử dụng lốp xe có lực cản lăn thấp tiết kiệm nhiên liệu" và điều gì tuyệt vời về chúng? Trên thực tế, về cơ bản, chúng khác với lốp xe thông thường về kiểu gai lốp, ứng dụng vật liệu và cấu trúc lốp, v.v. Những đặc điểm này giúp lốp xe có lực cản lăn thấp tạo ra ít nhiệt và ma sát hơn trong quá trình lái xe, do đó giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu.

Dựa vào các mẫu gai lốp đặc biệt

“Thứ nhất, về kiểu gai lốp, nhóm nghiên cứu của Tim Miller từ Công ty Lốp xe Goodyear giải thích rằng đối với lốp có lực cản lăn không thấp hoặc lực kéo cao (độ bám cao) thì kiểu vân gai rộng và sâu hơn. Khi lốp lăn bánh, sự biến dạng sẽ xảy ra. và lực nén của khối gai lốp lớn hơn dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng hơn.Tuy nhiên, đối với lốp có lực cản lăn thấp thì đặc điểm của chúng là gai lốp mỏng hơn và cứng hơn, hợp chất cũng cứng hơn.Khi lốp lăn trên đường, mức độ biến dạng của gai lốp nhỏ hơn dẫn đến tiêu hao ít năng lượng hơn.

Điều đó có nghĩa là, loại lốp nào tiêu tốn ít năng lượng nhất khi lăn bánh trên đường là loại lốp hiệu quả hơn. Một ví dụ điển hình về hiệu suất lăn là bánh xe lửa bằng thép trên đường ray thép. Cả bánh xe và đường ray đều có bề mặt kim loại được đánh bóng nhẵn và rất ít bị biến dạng. Tuy nhiên, do hệ số ma sát giữa thép và thép thấp nên lực kéo kém.

Hiện nay, các nhà sản xuất đang sản xuất lốp xe có hoa văn cách đều nhau. Khi gai lốp lăn, các vân gai này có thể ép chặt vào nhau và hỗ trợ lẫn nhau. Điều này dẫn đến ít biến dạng của gai lốp hơn và không chỉ làm giảm lực cản lăn mà còn giảm thiểu việc giảm lực kéo.

Dựa vào các vật liệu chịu mài mòn hơn

Trong lịch sử phát triển của lốp xe có lực cản lăn thấp, ngay từ đầu những năm 1980, lốp xe tiết kiệm năng lượng có lực cản lăn thấp với tỷ lệ khung hình thấp hơn và kiểu gai lốp nông hơn đã xuất hiện trên thị trường Hoa Kỳ, loại lốp này có thể cải thiện hiệu suất nhiên liệu thêm 3% {{3} } phần trăm . Tuy nhiên, do những hạn chế của công nghệ vật liệu vào thời điểm đó, giá của chúng cao hơn 15% so với lốp thông thường và tuổi thọ của gai lốp giảm 30%.

Vào thời điểm đó, giá dầu diesel thấp trên toàn thế giới nên lợi thế tiết kiệm nhiên liệu mà chúng có được khó bù đắp được nhược điểm “giá thành cao hơn” và “tuổi thọ ngắn hơn” và chúng không được thị trường ghi nhận vào thời điểm đó.

Thời gian trôi qua, với sự bùng nổ của cuộc khủng hoảng dầu mỏ, giá nhiên liệu cao đã khiến ngành công nghiệp chú ý đến "lốp xe tiết kiệm năng lượng" và nhiều công ty đã tham gia nghiên cứu và phát triển lốp xe có lực cản lăn thấp. Có ba yếu tố chính cần xem xét trong thiết kế lốp xe: lực cản lăn, lực kéo và tuổi thọ, cũng như ba yếu tố phụ: khả năng đọc lại, chất lượng xe và chi phí.

Khi một trong ba yếu tố chính này được cải thiện rõ rệt sẽ kéo theo sự sụt giảm của hai yếu tố còn lại. Ví dụ: "nếu hiệu suất cản lăn của lốp được cải thiện đáng kể để đạt được lực cản lăn thấp nhất, thì lực kéo và tuổi thọ của lốp sẽ giảm đáng kể.

Theo "Báo cáo về độ tin cậy của lốp xe có lực cản lăn thấp" của Hoa Kỳ vào năm 2020, "mức tiết kiệm chi phí khi tuổi thọ của gai lốp dài hơn vượt quá mức tiết kiệm nhiên liệu đạt được bằng cách giảm 10% lực cản lăn." Tuy nhiên, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ vật liệu hiện đại, "giảm lực cản lăn" và "tuổi thọ lốp xe cao hơn" không còn là mối quan hệ đánh đổi đơn giản.

Khi sử dụng nhiều vật liệu tổng hợp hơn cho lốp có lực cản lăn thấp, nó có thể giảm thiểu tác động đến lực kéo và tuổi thọ của lốp đồng thời giảm hệ số cản lăn nhiều nhất có thể. Điều này làm cho lốp có lực cản lăn thấp trở nên bền hơn không còn là vấn đề nữa.

Dựa vào cấu trúc lốp hợp lý hơn

Ngoài việc thay đổi bề mặt của lốp xe, còn có khả năng tối ưu hóa phần bên trong của lốp xe. Theo Michelin, về lực cản lăn, gai lốp thường đóng góp khoảng 40% vào lực cản lăn của lốp, lớp hông và lớp đai đóng góp thêm 40% và diện tích gai đóng góp khoảng 20%.

Để giảm lực cản của lốp, phương pháp đơn giản nhất là bắt đầu với thành lốp và tăng độ cứng của nó. Điều này là do thành bên càng ít uốn cong thì năng lượng tiêu thụ càng ít. Tuy nhiên, việc tăng quá mức độ cứng của thành lốp cũng có thể dẫn đến giảm khả năng chống va đập của lốp, do đó cần phải cân bằng giữa độ cứng và khả năng chống va đập.

Dựa vào cao su tùy chỉnh độc đáo

Mỗi nhà sản xuất lốp xe của mỗi mô hình với công thức pha trộn vật liệu độc đáo của riêng mình. Các kỹ sư cũng thiết kế các hợp chất cao su khác nhau cho các ứng dụng khác nhau. Đối với lốp có lực cản lăn thấp, điều quan trọng nhất là giảm độ đàn hồi tổng thể của lốp (bao gồm cả gai lốp, thành lốp, gai lốp và phần bên trong lốp), vì điều này có thể rút ngắn quá trình trở lại hình dạng ban đầu khi lốp bị lão hóa. biến dạng, do đó tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Tất nhiên, lốp xe có lực cản lăn thấp không phải là tất cả.

Hiệu quả nhiên liệu và tiết kiệm năng lượng là điều tốt, nhưng chúng ta nên lưu ý rằng trong nhiều tình huống vận hành và điều kiện sử dụng, không nên sử dụng lốp có lực cản lăn thấp. Các lý do và kịch bản chính bao gồm:

Vận chuyển nặng và quá tải: Lốp có lực cản lăn thấp thường làm giảm lực cản lăn bằng cách giảm trọng lượng và gai lốp mỏng hơn. Trong các tình huống vận chuyển nặng và quá tải, những chiếc lốp này có thể không chịu được tải trọng quá mức, dễ dẫn đến hư hỏng hoặc nổ lốp.

Điều kiện đường xấu: Trong điều kiện đường khắc nghiệt như cát, bùn hoặc tuyết, độ sâu gai lốp và thiết kế hoa văn của lốp có lực cản lăn thấp thường không tốt bằng lốp địa hình chuyên dụng, có thể ảnh hưởng đến độ bám và độ ổn định khi xử lý, giảm khả năng lái sự an toàn.