20 تیر 1404 ساعت 16:20
سوالی مهم برای هر راننده خودرو این است که مقاومت چرخشی تایر چیست؟ این نیروی پنهان چگونه بر مصرف سوخت خودروی شما تأثیر می‌گذارد و به عاملی برای بلعیدن بنزین شما تبدیل می‌شود؟
اگر بخواهیم یکی از مؤلفه‌هایی را که بیشترین تأثیر را بر ویژگی‌های هندلینگ هر وسیله نقلیه‌ای دارد نام ببریم، بدون شک تایرها در صدر قرار می‌گیرند. تایرها، در شرایط مطلوب، تنها اجزایی از خودرو هستند که با سطح زمین در تماس هستند و وزن کامل خودرو و تمامی نیروهای فیزیکی مرتبط با حرکت را تحمل می‌کنند. تایر باید بتواند به شکلی قابل پیش‌بینی و قابل اتکا شتاب بگیرد، متوقف شود و تغییر جهت دهد تا خودرو عملکردی یکنواخت داشته باشد، و بخش قابل توجهی از این موضوع به مقاومت چرخشی تایر بازمی‌گردد. اما مقاومت چرخشی دقیقاً چیست و چه نقشی در کیفیت هندلینگ خودرو ایفا می‌کند؟
مقاومت چرخشی تایر چیست؟
تعریفی خلاصه از مقاومت چرخشی آن است که این پارامتر نشان می‌دهد چرخ‌ها با چه میزان سهولت می‌توانند به حرکت دورانی خود ادامه دهند. خودرویی که تایرهایی با مقاومت چرخشی پایین دارد، برای حفظ سرعت یکنواخت به انرژی کمتری نیاز دارد و در نتیجه مصرف سوخت آن پایین‌تر خواهد بود. برای مثال، استفاده از تایرهایی که 30 درصد مقاومت چرخشی کمتری دارند می‌تواند مصرف سوخت را بین 3 تا 5 درصد کاهش دهد. روش‌های مختلفی برای کنترل این مقاومت وجود دارد که یکی از آنها انتخاب فشار باد مناسب برای شرایط کاربردی خاص است.
هر دو حالت مقاومت چرخشی بالا و پایین، مزایا و معایب ویژه‌ای به همراه دارند. به‌طور خاص، تایرهایی که مقاومت چرخشی بیشتری دارند، معمولاً سطح چسبندگی بالاتری نیز ارائه می‌دهند، چرا که نیروی چسبندگی بیشتری به سطح جاده وارد می‌شود. این ویژگی در کاربردهای تخصصی مانند مسابقات درگ که فشار باد تایرها به‌طور قابل توجهی کاهش داده می‌شود تا سطح تماس بیشتری حاصل شود، اهمیت زیادی دارد. حال نگاهی خواهیم داشت به دیگر عواملی که بر مقاومت چرخشی اثرگذار هستند و نکاتی که باید برای کاهش آن بدانید.
چه عواملی مقاومت چرخشی را ایجاد می‌کنند؟
نخستین عامل و شاید واضح‌ترین آن، خود تایر است. تایرهای معمولی خودروها برای چسبیدن به سطح جاده طراحی شده‌اند و عواملی مانند الگوی آج، فشار باد، ترکیب لاستیکی و پهنای تایر را برای تنظیم میزان چسبندگی به کار می‌گیرند. برای نمونه، تایری با ساختاری نرم‌تر و پهن‌تر، سطح تماس بیشتری دارد و چسبندگی بهتری نسبت به تایری سفت‌تر و باریک‌تر فراهم می‌کند؛ به همین دلیل تایرهای مسابقات فرمول 1 بسیار صاف و از لحاظ طراحی با تایرهای خودروهای سواری کاملاً متفاوت هستند.
با این حال، تمام تایرها فارغ از اینکه بر روی چه خودرویی نصب شده باشند، تابع قوانین فیزیکی هستند و این یعنی باید با اصطکاکی که از سطح جاده ایجاد می‌شود و تمایل به کاهش سرعت دارد مقابله کنند. بنابراین هرچه سطح تماس تایر با زمین بیشتر باشد، مقاومت چرخشی نیز بیشتر خواهد بود؛ به همین دلیل تایرهای عریض‌تر نسبت به تایرهای باریک‌تر مقاومت چرخشی بالاتری دارند. این موضوع دلیلی است برای اینکه دوچرخه‌های مسابقه‌ای از تایرهای بسیار باریکی استفاده می‌کنند تا پدال زدن آسان‌تر شود، چرا که اصطکاک کمتری در برابر حرکت ایجاد می‌شود.
عوامل دیگر نیز در این میان نقش مهمی ایفا می‌کنند، هرچند درک آنها آسان نیست، مانند اجزای داخلی توپی چرخ و سامانه انتقال حرکت. توپی چرخ، حلقه ارتباطی فیزیکی بین چرخ خودرو و محور آن است. این قطعه با بهره‌گیری از اجزای کم‌اصطکاک مانند بلبرینگ‌های غلتشی صاف، تلاش می‌کند مقاومت چرخشی را به حداقل برساند.
به همین ترتیب، شفت‌های محوری که نیرو را به دیفرانسیل یا ترانس‌اکسل خودرو منتقل می‌کنند، در صورتی که به‌درستی نگهداری نشوند، می‌توانند در برابر حرکت خودرو مقاومت ایجاد کنند. همچنین ممکن است اجزای دیگری مانند میل‌گاردان، جعبه انتقال نیرو و سایر بخش‌ها وجود داشته باشند که هر کدام به شکلی مکانیکی نوعی مقاومت ایجاد می‌کنند، به‌ویژه زمانی که نیرویی به چرخ‌ها وارد نمی‌شود. بنابراین، سالم بودن تمامی بلبرینگ‌ها کمک می‌کند تا مقاومت غلتشی خودرو کاهش یابد.
مزایا و معایب مقاومت چرخشی تایر
همان‌طور که پیش‌تر گفته شد، یکی از مزیت‌های اصلی کاهش مقاومت چرخشی، بهبود بهره‌وری سوخت است. دلیل این امر آن است که موتور برای چرخاندن تایرهایی که اصطکاک کمتری دارند، فشار کمتری متحمل می‌شود. به بیان دیگر، تصور کنید تایری که در هوا می‌چرخد با چه سهولتی حرکت می‌کند، در حالی که وقتی بر زمین فشرده می‌شود، چرخش آن دشوارتر می‌شود. این ویژگی معمولاً با دو روش اصلی حاصل می‌شود: استفاده از تایرهای باریک‌تر و افزایش فشار باد آنها.
زمانی که فشار باد بیشتر باشد، تایر در برابر نیروی فشاری وزن خودرو کمتر دچار تغییر شکل می‌شود و بنابراین سطح تماس کمتری با زمین خواهد داشت. با این حال، در برخی شرایط خاص مانند رانندگی در مسیرهای خارج جاده، فشار پایین‌تر ممکن است عملکرد بهتری داشته باشد و کاهش فشار باد گاهی توصیه می‌شود. یکی دیگر از مزایای مقاومت بالا در تایرها، بهبود عملکرد در ترمزگیری است، چرا که با افزایش سطح تماس، مقدار بیشتری از لاستیک درگیر توقف خودرو می‌شود.
چون کاهش یا افزایش مقاومت چرخشی همواره بین دو ویژگی چسبندگی و بهره‌وری سوخت در حال تعادل است، شرکت‌های بزرگ تولیدکننده تایر اقدام به طراحی تایرهای گوناگون متناسب با نوع خودرو می‌کنند. خودروهایی که مصرف سوخت پایینی دارند، معمولاً از تایرهایی با مقاومت چرخشی پایین‌تر بهره می‌برند تا بازدهی آنها افزایش یابد؛ در برخی موارد، تایرهای چهار فصل تا یک‌سوم مقاومت چرخشی کمتری نسبت به سایر انواع دارند.
با این حال، تمرکز صرف بر مقاومت چرخشی پایین ممکن است خطرناک باشد، چرا که این تایرها در شرایط نامساعد معمولاً چسبندگی کمتری دارند و واکنش‌پذیری ضعیف‌تری از خود نشان می‌دهند. در نهایت، مقدار مشخصی از مقاومت چرخشی برای هدایت خودرو ضروری است، زیرا در غیر این صورت خودرو نمی‌تواند تغییر جهت دهد و همواره در یک خط مستقیم به حرکت ادامه خواهد داد. بنابراین، کاهش بیش از حد مقاومت، منجر به افت واکنش‌پذیری در پیچ‌ها می‌شود. به همین دلیل انتخاب تایری متناسب با نوع خودرو، برای تضمین ویژگی‌های هندلینگ آن امری حیاتی محسوب می‌شود.
source