Чтобы автомобиль двигался по дороге, требуется энергия, и часть этой энергии превращается в усилие, которое преодолевает трение в трансмиссии и сопротивление качению автомобильных шин.
Тогда как водителю не очень много могут сделать с первыми двумя пунктами после того, как они уже купили машину, вопрос в том, могут ли экологические шины с низким сопротивлением качению оказать заметное влияние на потребление топлива, эксплуатационные расходы и окружающую среду? Ответ – да.
Порядка 80% массы шины приходится на каучук, который является вязкоупругим материалом, в силу своих природных свойств превращающим часть энергии в нагрев при сжатии или растягивании. Сопротивление качению вызвано в первую очередь тем, что боковины и протекторы постоянно сжимаются и растягиваются во время вращения колеса и перераспределения нагрузки (когда вес автомобиля заставляет боковины «надуваться» а протектор «плющится» о дорогу).
В прошлом сопротивление качению не было подвергнуто глубоким исследованиям или измерениям, так что информации для сравнения крайне недостаточно. Как бы то ни было, учитывая, что каждый сэкономленный галлон горючего снижает персональные расходы водителей и зависимость Америки от нефти, а также сокращает объемы выбросов углекислого газа в атмосферу, информация о сопротивлении качению и его влиянию на потребление топлива будет доступна в более приемлемом объеме в течение ближайших пары лет благодаря федеральным и калифорнийским законам.
Хотя в прошлом сопротивление качению очень часто снижали в ущерб сцеплению на мокрой поверхности и износоустойчивости протектора, новейшие высокотехнологичные топливосберегающие шины со сниженным сопротивлением качению не теряют своих других необходимых качеств благодаря новым составам резиновой смеси и производственным процессам, оптимизирующим вес шины.
В 2009 году очень многие производители выпустили свои шины с низким сопротивлением качению, и команда Tire Rack решила, что настало время оценить влияние, которое эти шины оказывают на расход топлива, а также убедиться, что ради этого не было принесено в жертву сцепление на мокрой дороге. Измерение расхода стало частью дорожного теста, во время которого также оценивалось сцепление на сухой и мокрой поверхности при поворотах и торможении.
Автомобили
К сожалению, не все последние шины с низким сопротивлением качению доступны в размерах, подходящих для обычных тестовых автомобилей Tire Rack, так что для этого теста пришлось создать небольшой автопарк из гибридных Toyota Prius 2 поколения 2009 модельного года. Все автомобили прошли одинаковое количество миль и использовались в идентичных условиях, что обеспечивает максимально точные результаты.
Во время подготовки к тесту шины были установлены на стандартные диски Prius размера 15x6.0", и была проведена регулировка всех четырех колес, чтобы избежать нежелательного трения шины о дорогу, что влияет на расход горючего.
Шины
В начале тестов было решено, что шины Goodyear Integrity (доступные в США для Prius 2004-2009 годов) станут ориентиром во время испытаний. Их результаты потом сравнивались с другим шинами, которые варьировались от совсем новых шин, которые предлагаются сейчас на вторичном рынке для компактных экономных автомобилей, до шин Goodyear Assurance ComforTread, выпущенных в 2004 году, ещё до того как эко-шины стали популярными. Отличаются уплотненной прослойкой резины (на 20%) между протектором и брекерами, что ставит комфортность хода и долговечность выше снижения потребления топлива.
Для тестов были отобраны только новые шины в размере 185/65R15 с полной глубиной протектора, принадлежащие к нескольким категориям:
- Bridgestone Ecopia EP100 (летние Grand Touring 185/65R15 88H)
- Goodyear Assurance Comfor Tred (пассажирские всесезонные 185/65R15 86T)
- Goodyear Assurance Fuel Max (пассажирские всесезонные 185/65R15 86T)
- Goodyear Integrity (пассажирские всесезонные 185/65R15 86S)
- Michelin Energy Saver A/S (пассажирские всесезонные 185/65R15 86T)
- Michelin HydroEdge with Green X (пассажирские всесезонные 185/65R15 86T)
- Yokohama DNA dB Super E-Spec (летние Grand Touring 185/65R15 88H)
Всесезонные шины являются предпочтительным выбором для водителей, живущих в географических регионах с умеренным климатом, где на дорогах может быть лишь небольшой слой снега. Летние шины предназначены для тех, кто живет в «солнечном поясе», где шинам нужно справляться только с сухими и мокрыми поверхностями, или для водителей «снежного пояса», которые каждый год меняют шины на зимние.
Давление в шинах
Можно было начать с более высокого по сравнению со стандартным уровня давления в ненагретых шинах, чтобы снизить расход топлива, но было решено придерживаться рекомендаций производителей. К тому же, по мнению экспертов Tire Rack, хотя низкий уровень давления повышает сопротивление качению, более высокий уровень не снижает его в такой же степени.
Давление в холодных шинах было установлено на рекомендованном уровне - 2.5 атмосферы спереди и 2.3 атмосферы сзади. Это было сделано ранним утром, после того как автомобили всю ночь простояли на улице. Давление также было проверено в полдень, когда команда закончила свои тесты, а температура воздуха и дороги поднялась до максимума. Как и ожидалось, давление в разогретых шинах выросло до порядка 2.7 атмосфер спереди и 2.5 атмосфер сзади (±0.03 атмосферы).
Дорожный тест в реальных условиях
В ходе дорожного теста каждая шина проходит 885 км, совершая множество кругов по10.6-километровой петле, состоящей из участков федерального шоссе (105 км/ч), внутриштатного шоссе (90 км/ч) и проселочных дорог (65 км/ч), плюс два знака «стоп» и один светофор на каждом круге. Во время теста пилоты вливались в трафик средней плотности при средней скорости 65 км/ч.
Чтобы максимально определить расход топлива, дорожные тесты проводились только на сухой поверхности. Поскольку протекторы шин испытывают большее сопротивление при прохождении через воду, чем через воздух, залитые дождем дороги означали бы, что глубина слоя воды будет варьироваться, что делает невозможным точные измерения.
Поскольку целью теста было сравнить результаты, которые были бы показаны обычным водителем, пилоты должны были придерживаться средней скорости потока, соблюдая все ограничения скоростного режима и поддерживая стабильную скорость автомобиля путем использования круиз-контроля там, где это было возможно. Они также останавливались на знаках «стоп» и ждали на светофорах столько, сколько требовалось.
Расход топлива
Вместо использования бортового компьютера Prius, который автоматически считает, что конфигурация всех колес идентична при подсчете расхода топлива, применялись регистраторы данных Race Technology DL1 GPS (для измерения скорости движения и пройденного расстояния), а также индикаторы Linear-Logic ScanGauge II для подсчета расхода топлива). Во время каждого заезда менялась головная машина, а каждые полдня шины переставлялись с одного автомобиля на другой для максимальной точности данных и устранения погрешностей, вызванных особенностями каждого автомобиля.
Согласно данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), расход горючего Prius 2009 в смешанном цикле составляет 5.1л/100км при использовании бензина стандартного качества. Гибриды, участвовавшие в этом тесте потребляли в среднем 4.5л/100км с включенными кондиционерами. Тестовые пилоты уверены, что более низкий расход вызван в первую очередь подготовкой автомобилей (тщательная регулировка и контроль за давлением в шинах), условиями движения (плотный поток без резких ускорений), а также самим маршрутом, на протяжении которого было ограниченное число остановок и который позволял ехать только в трафике средней плотности.
Потребление топлива | ||
|---|---|---|
Шины | Расход топлива (мили на галлон) | В % по отн. к ориентиру |
Michelin Energy Saver A/S | 53.8 | +4.74% |
Bridgestone Ecopia EP100 | 53.5 | +4.12% |
Yokohama dB Super E-Spec | 52.8 | +2.81% |
Goodyear Assurance Fuel Max | 51.6 | +0.37% |
Goodyear Integrity | 51.4 | --- |
Michelin HydroEdge with Green X | 51.1 | -0.59% |
Goodyear Assurance ComforTred | 50.0 | -2.64% |
Расход топлива определялся на основании данных GPS по пройденной дистанции и данных ScanGage II о потреблении топлива.
В случае с Prius – а это один из самых экономичных автомобилей в Америке – разница между самым высоким и самым низким расходом в этом тесте означает ежегодную разницу в 79.5 л бензина стандартного качества ценой в примерно 52.50 доллара для водителей, проезжающих 24,000 км в год. Умножьте эту разницу на несколько лет, и ценность шин с низким сопротивлением качению значительно вырастет. Кроме того, эко-шины снижают на столько же процентов и потребление горючего других автомобилей, так что объемы сэкономленного топлива при использовании шин с низким сопротивлением качению могут удвоиться или учетвериться, если взять обычную машину с расходом горючего 8-10л/100км или пикапы/кросоверы, потребляющие уже 16-20л/100км.
Результаты дорожного теста
Отрезки, имитирующие скоростную магистраль, дорогу местного значения и проселочную дорогу, так что шины тестировались в самых различных дорожных условиях – на гладком и неровном бетоне, а также на новом асфальте и покрытии с «заплатками». На этих отрезках пилоты могут оценить уровень шума, комфортность хода, управляемость в условиях повседневной жизни, как будто они проходят свой обычный маршрут на работу.
Сама природа Prius 2 поколения и особенности его конструкции означают высокий уровень проникновения внешнего шума в кабину, что, как было доказано во время тестов, маскирует шум от качения шин, особенно, на высоких скоростях. Пилоты также отметили мягкость подвески Prius, что приводит к дополнительному ходу подвески на неровных участках дороги. Таким образом, все пришли к единому мнению, что выбор шин может оказать значительное влияние на то, как машина управляется и ощущается.
Как и следовало ожидать, судя по названию, Goodyear Assurance ComforTred обеспечивают самый комфортный ход по сравнению с остальными шинами. Эти шины очень хорошо себя зарекомендовали, компенсируя тряску и качку ходовой части Prius на неровных участках и стыках асфальтовых покрытий. За ними следуют Bridgestone Ecopia EP100, которые также успешно минимизируют эффект неровностей дорожного покрытия. Совсем немного от них отстали Michelin Energy Saver A/S, которые все же позволяют находящимся в салоне ощутить «текстуру» асфальта. Далее идут еще одни шины от Michelin – HydroEdge с маркировкой Green X, а выпавшими из группы лидеров оказались шины Goodyear Assurance Fuel Max и Yokohama dB Super E-Spec, которые были довольно жесткими на участках с большими выбоинами и на стыках асфальтовых покрытий.
В плане бесшумности первыми опять стали Goodyear Assurance ComforTred, шум от качения которых был наименьшим по сравнению с остальными. Недалеко отстали Ecopia EP100, Energy Saver A/S и HydroEdge – у всех шин был одинаковый общий уровень шума, но на различных скоростях у этих шин он усиливался, в чем и состояла разница. После них идут шины Goodyear Assurance Fuel Max, которые производят различимый шум при езде на высокой скорости, а Yokohama dB Super E-Spec и Goodyear Integrity, несмотря на минимальный уровень шума, получили самые низкие оценки из-за повышенного шума при езде по крупным кочкам и стыкам асфальтовых покрытий.
Хотя Prius и не сфокусирован на управляемости, его характер и дорожные качества могут значительно измениться в зависимости от выбора шин. Жесткий ход Yokohama dB Super E-Spec компенсируется быстрой, спортивной реакцией на действия водителя. То же можно сказать и о Bridgestone Ecopia EP100, продемонстрировавших последовательную и линейную отзывчивость к управлению. Впрочем, это никого и не удивило, потому что только эти две шины обладали индексом скорости H и были единственными летними шинами класса Grand Touring в этом тесте, так что им был не нужен плотно ламелированный всесезонный рисунок протектора для сцепления на неглубоком снегу. Управляемость Michelin HydroEdge с маркировкой Green X также оказалась не намного хуже, чем у этих шин, благодаря высокой чувствительности к поворотам руля и стабильному ощущению контакта при езде по прямой. Michelin Energy Saver A/S немного медленнее реагируют на действия водителя, а также отмечалась некоторая вязкость реакции на повороты руля в начале маневра. Управляемость Goodyear Assurance Fuel Max может считаться достойной для этой категории, но в целом им не хватает чувствительности. Мягкость хода шин Goodyear Assurance ComforTred стала причиной немного замедленной реакции, что отбросило эти шины в конец рейтинга, а самыми медленно реагирующими на повороты руля стали Goodyear Integrity.
Тест на гоночном треке
Тестовый трек предназначен для определения стабильности сцепления каждой шины на прямой и в поворотах. Шины тестируются как на мокрой, так и на сухой поверхности. Трек оборудован системой разбрызгивателей, которые обеспечивают одинаковые условия во время тестов на мокром покрытии, которые проводятся в первый день испытаний, после чего следуют испытания на сухом треке.
Все шины по очереди тестировал один пилот на одном автомобиле, чтобы разница в умениях пилотов и характеристиках автомобилей не повлияли на результат. Goodyear Integrity тестировались в начале, середине и конце каждой тестовой сессии, чтобы позволить идентифицировать и учесть все изменения в условиях теста.
Торможение
Была измерена длина тормозного пути (с использованием ABS) с 80 до 0 км/ч, чтобы определить сцепление каждой шины при прямолинейном движении. Было проведено несколько тестов, результаты которыз фиксировались компьютером для проведения испытаний на торможение Vericom VC2000, после чего определялся средний результат, считающийся типичной длиной тормозного пути для каждой отдельной шины.
Во время тестов на мокром покрытии все шины, продающиеся на вторичном рынке, показали результат 32.06-34.29 м, и только Goodyear Integrity отделились от остальных, показав длину тормозного пути 40.17 м.
Торможение на мокрой поверхности | ||
|---|---|---|
Шина | Футы | В % по отн. к ориентиру |
Bridgestone Ecopia EP100 | 105.2 | +20.2% |
Goodyear Assurance ComforTred | 106.7 | +19.0% |
Michelin Energy Saver A/S | 107.2 | +18.7% |
Yokohama dB Super E-Spec | 107.6 | +18.4% |
Goodyear Assurance Fuel Max | 108.7 | +17.5% |
Michelin HydroEdge with Green X | 112.5 | +14.6% |
Goodyear Integrity | 131.8 | --- |
На сухом покрытии Goodyear Integrity немного опередили остальных, показав результат 29.5 м. Другие шины показали примерно одинаковую длину тормозного пути – 29.6-30.8 м.
Торможение на сухой поверхности | ||
|---|---|---|
Шины | Футы | В % по отн. к ориентиру |
Goodyear Integrity | 96.7 | --- |
Yokohama dB Super E-Spec | 97.2 | -0.5% |
Michelin HydroEdge with Green X | 97.3 | -0.6% |
Michelin Energy Saver A/S | 98.3 | -1.6% |
Goodyear Assurance Fuel Max | 99.1 | -2.5% |
Bridgestone Ecopia EP100 | 101.2 | -4.5% |
Goodyear Assurance ComforTred | 101.2 | -4.6% |
Прохождение поворотов
Чтобы определить сцепление каждой шины во время поворота использовался круглый 60-метровый трек, по которому Prius разгонялся, пока шины не начинали терять сцепление с дорогой. Были проведены заезды в обоих направлениях, после чего было определено среднее значение бокового ускорения (чем больше показатель, тем лучше сцепление).
В тестах на мокрой поверхности шины с вторичного рынка снова возглавили список со средним боковым ускорением 0.677-0.678 g. При этом, Goodyear Integrity снова отстали от всей группы с результатом всего 0.601 g. Шины Goodyear Integrity также требуют у водителя уйму терпения, потому что очень медленно восстанавливают контакт с дорогой при потере сцепления.
Прохождение поворотов на мокрой поверхности | ||
|---|---|---|
Шины | Среднее боковое ускорение(g) | В % по отн. к ориентиру |
Michelin HydroEdge with Green X | 0.677 | +12.6% |
Yokohama dB Super E-Spec | 0.670 | +11.5% |
Bridgestone Ecopia EP100 | 0.661 | +10.0% |
Goodyear Assurance Fuel Max | 0.653 | +8.7% |
Goodyear Assurance ComforTred | 0.641 | +6.7% |
Michelin Energy Saver A/S | 0.638 | +6.2% |
Goodyear Integrity | 0.601 | --- |
На сухой поверхности, как и в тестах на торможение, Goodyear Integrity снова оказались впереди с небольшим преимуществом. Их результат составил 0.804 g, тогда как показатели всех остальных шин были немного меньше – 0.743-0.798 g.
Прохождение поворотов на сухой поверхности | ||
|---|---|---|
Шины | Среднее боковое ускорение(g) | В % по отн. к ориентиру |
Goodyear Integrity | 0.804 | --- |
Yokohama dB Super E-Spec | 0.798 | -0.7% |
Michelin Energy Saver A/S | 0.795 | -1.1% |
Michelin HydroEdge with Green X | 0.795 | -1.1% |
Goodyear Assurance Fuel Max | 0.775 | -3.6% |
Bridgestone Ecopia EP100 | 0.769 | -4.4% |
Goodyear Assurance ComforTred | 0.743 | -7.6% |
Вывод
К выбору шин нужно относиться серьезно, это не просто резиновые прокладки между автомобилем и дорогой. Они вносят свой немаловажный вклад в управляемость и комфорт машины. И хотя многие сегодняшние шины с низким сопротивлением качению разрабатываются, чтобы снизить ущерб, наносимый экологии, многие из них доказали, что способны снизить расход топлива, при этом обеспечивая высокий уровень сцепления.
Кстати, как вы можете видеть из этого списка шин, ставших первыми в различных категориях, их названия часто сигнализируют об их сильных сторонах:
- Потребление топлива: Michelin Energy Saver A/S
- Комфортность хода: Goodyear Assurance ComforTred
- Бесшумность: Goodyear Assurance ComforTred
- Управляемость: Yokohama dB Super E-Spec
- Торможение на мокрой поверхности: Bridgestone Ecopia EP100
- Торможение на сухой поверхности: Goodyear Integrity
- Прохождение поворотов на мокрой поверхности: Michelin HydroEdge with Green X
- Прохождение поворотов на сухой поверхности: Goodyear Integrity
Хотя Goodyear Integrity были настоящим шедевром в плане сопротивления качению, потребления топлива и сцепления, когда они были выпущены, длительное использование в секторе первичной комплектации «заморозило» их спецификации. Они не были усовершенствованы с помощью новых рисунков протектора, добавок к резиновой смеси и инновационных технологий, которые были разработаны за последние несколько лет, чтобы создать следующее поколение экологичных шин для вторичного рынка, представленных в этом тесте.
Tire Rack рекомендует водителям выбирать шины, основываясь на своих личных потребностях. Вот самые главные факторы:
Автомобиль – выбирайте шины, чей размер и грузоподъемность подходят для вашего легкового автомобиля, фургона или грузовика, и которые смогут выдержать нагрузку с учетом веса пассажиров и багажа
Географический регион – выбирайте всесезонные, летние, зимние или дорожные/внедорожные шины, пригодные для использования в погодных условиях вашего региона (учитывайте и дорожные условия). Вероятно, будет неважно, сколько топлива могут сэкономить шины, когда не сможешь заехать на склон по заледенелой дороге на летних шинах.
Стиль вождения – в зависимости от своей манеры вождения выбирайте пассажирские, туристические, коммерческие шины или шины класса Performance. Основные категории шин позволяют определить их соотношение комфортности, сцепления и управляемости.
Как вы хотите сэкономить – выбирайте шины с высокой износостойкостью и/или низким сопротивлением качению, которые позволят вам сэкономить на замене шин и/или более низком расходе топлива. Однако помните, характеристики вашего автомобиля и ваш стиль вождения оказывают намного более заметный эффект на потребление горючего, чем выбор шин.
Итак, не все сегодняшние шины одинаковы, и некоторые из них более легко катятся по дороге и потребляют меньше энергии, следовательно, автомобили, на которых установлены шины с низким сопротивлением качению потребляют меньше топлива.
Разница между шинами, показавшими самый высокий и низкий расход топлива, в этом тесте может показаться незначительной, но она может стать по-настоящему ощутимой при длительном использовании шин. И хотя в процентном отношении это относительно небольшое преимущество, можно серьезно снизить потребление топлива, если все 250 миллионов автомобилей Америки будут оснащены такими шинами.
Шины всегда были важной деталью для всех без исключения водителей, а теперь у производителей получилось сделать еще чуть более экологичными и экономичными.
Комментарии: (2)