Как шины автомобиля влияют на расход топлива

Расход топлива во многом зависит от качества и характеристик шин, установленных в автомобиле. Соответственно, от правильного выбора покрышек зависят расходы на эксплуатацию машины, которые становятся особенно ощутимыми при больших пробегах. Кроме того, это влияет на уровень выбросов СО2: чем больше топлива сжигается на каждый километр пробега, тем больше продуктов сгорания выбрасывается в окружающую среду. Предлагаем подробнее рассмотреть основные факторы, которые влияют на топливную экономичность шин.

Сопротивление качению

Согласно европейской классификации, существует несколько классов топливной эффективности автошин: A, B, C, D, E, F и G. Как показывают исследования, которые проводятся производителями автошин, различными автожурналами и другими организациями, разница между наиболее и наименее экономичными покрышками для легковых автомобилей может достигать 0,3-0,6 л/100 км. В случае с грузовыми шинами разница может быть еще более существенной – до 1-2 л/100 км.

Класс топливной экономичности автомобильных шин определяется, в зависимости от коэффициента сопротивления качению. Эта характеристика рассчитывается с помощью специальных стендов. Чем выше сопротивляемость качению, тем сильнее шины препятствуют движению автомобиля. Данный показатель зависит от множества факторов: состава резины, массы покрышек и их аэродинамических свойств.

Состав резины

Компаунды, из которых производятся современные топливосберегающие покрышки, содержат специальные присадки – как правило, полимерные. Их основная функция заключается в том, чтобы уменьшить трение между протектором и дорожным полотном. Но при этом важно соблюдать баланс между сопротивляемостью качению и сцепными характеристиками шин. Если трение между шинами и асфальтом будет чересчур низким, они будут иметь «пластмассовую» консистенцию. Такие покрышки буквально скользят по асфальту, не обеспечивая эффективное торможение, разгон и боковую устойчивость. Поэтому производители качественных шин тщательно рассчитывают пропорции топливосберегающих добавок, чтобы экономичность резины не была в ущерб сцепным свойствам.

Вес шины

Очевидно, что чем тяжелее колесо, тем больше энергии необходимо затратить, чтобы раскрутить его до определенной скорости. По этой причине, например, велошины для скоростных шоссейных велосипедов делают максимально тонкими и легкими, поскольку с ними намного проще набирать скорость и поддерживать ее, чем с более тяжелыми велошинами для городских или горных велосипедов. Но с автомобильными шинами такой метод не сработает – они должны иметь определенную ширину и высоту профиля, согласно номенклатуре типоразмеров. Чтобы уменьшить массу покрышек, производители экспериментируют с разными материалами резиновых смесей, кордов, брекеров и др. Например, вместо металлокордов могут использоваться более легкие нейлоновые или текстильные каркасы. Кроме того, может уменьшаться толщина боковых стенок – при условии, что это не приведет к критическому снижению прочности и грузоподъемности шин.

Разница между двумя разными моделями шин, которые выполнены в одном и то же типоразмере, может быть довольно большой. Например, качественная премиальная покрышка 205/55 R16 с легкой конструкцией может весить 8 кг, тогда как другая шина того же размера может иметь массу до 9-9,5 кг. Разумеется, при одинаковом дизайне и идентичном составе резины более легкие покрышки будут обладать лучшими топливосберегающими свойствами, чем более тяжелые.

Аэродинамические характеристики

Дизайн протекторных блоков и дренажных канавок также влияет на топливосберегающие свойства шин. Это связано с тем, что протекторы с разными рисунками имеют разные аэродинамические характеристики. Когда автомобиль движется на высокой скорости, колеса встречают сопротивление встречных воздушных потоков, которые обдувают шины. Если дренажные желобки и блоки протектора имеют грамотно смоделированную форму, эти потоки воздуха будут эффективнее перенаправляться вдоль поверхностей покрышек. Соответственно, это позволит снизить потери кинетической энергии автомобиля и, как результат, уменьшить расход горючего.

Давление в шинах

Пониженное давление в покрышках – это одна из наиболее распространенных причин перерасхода топлива. Когда колеса автомобиля приспущены, движение машины становится затрудненным. Многие водители могли замечать это на собственном опыте. Например, когда в машине приспущено колесо, а вы не заметили это, сели за руль и начали движение, то может показаться, что автомобиль с трудом набирает скорость. Создается впечатление, будто двигатель потерял тягу или машина осталась на ручном тормозе. И это наблюдается даже тогда, когда приспущена только одна шина.

Если давление в шинах незначительно ниже нормы (например, 1,7-1,8 атм вместо 2,0 атм), то можно даже не заметить разницу в поведении автомобиля. Но это неизбежно приведет к увеличенному расходу топлива. Причем разница будет довольно ощутимой при больших пробегах. Так, если из-за недокачанных шин расход увеличился лишь на 0,2 л/100 км, то на протяжении 10000 км перерасход составит уже 20 литров. А это почти половина или треть бака легкового автомобиля.

Причина заключается в том, что при низком давлении шины становятся более гибкими и мягкими. Они больше деформируются при движении, из-за этого увеличиваются потери энергии на внутреннее трение и деформацию резины. При увеличении давления эти энергопотери уменьшаются. Но это не значит, что нужно вдаваться в крайности и перекачивать колеса выше нормы. Перекачанные шины будут неравномерно изнашиваться, и центральные части протекторов станут «лысыми» намного раньше, чем плечевые зоны. Поэтому экономия на топливе обернется преждевременной заменой покрышек.

Таким образом, давление в колесах нужно поддерживать на том уровне, который рекомендован автопроизводителем. Иногда его можно немного повышать – например, при большой загруженности автомобиля (условно +0,1 атм на каждые 100 кг дополнительной нагрузки). Но затем, когда машина снова эксплуатируется при обычной нагрузке без тяжелого багажа и нескольких пассажиров, давление нужно возвращать обратно к норме.

Углы развала/схождения

Оптимальный расход топлива достигается при условии, что углы развала и схождения колес соответствуют тем значениям, которые предусмотрены автопроизводителем. Если в машине неисправна подвеска или не отрегулирован сход-развал, колеса будут смещены относительно вертикали или горизонтали. Соответственно, это создаст дополнительное сопротивление качению и приведет к увеличению расхода топлива. Кроме того, при неправильных углах развала/схождения будет возникать неравномерный износ покрышек.

Чтобы избежать таких последствий, следует регулярно проводить диагностику и ремонт ходовой части. Эти процедуры можно совмещать с сезонной переобувкой автомобиля. Проверяя подвеску, по меньшей мере, дважды в год, можно избежать многих неисправностей, увеличить срок службы резины и предотвратить перерасход топлива.