مقاومة التدحرج

مقاومة التدحرج هي الطاقة التي يبدّدها الإطار أثناء تدحرجه على الطريق، والقوة التي يتعيّن على المركبة التغلب عليها باستمرار نتيجة لذلك. ومع أن العجلة قد تبدو متدحرجة بحرية، فإن رقعة التلامس حيث يلتقي المطاط بالطريق تتعرّض للتسطّح ثم التحرّر باستمرار مع دوران الإطار. والمطاط وبنيته الداخلية لا يردّان كل الطاقة المستخدمة في تشويههما، إذ يُفقد بعضها في صورة حرارة. وهذا الفقد، المتكرر آلاف المرات في الدقيقة عند سرعات الطرق السريعة، يظهر بوصفه قوة معيقة يجب على المحرّك أو الموتور مواصلة العمل ضدها.

السبب الرئيس خاصية في المطاط تُسمى التخلّف المرن (الهستيريسيس)، أي التأخّر بين الإجهاد المبذول في المادة والطاقة التي تردّها. فمع دخول كل جزء من المداس والجدار الجانبي إلى رقعة التلامس يُسحق، ومع خروجه يرتدّ، لكن بطاقة أقل قليلًا مما ضُغط بها. ولهذا يصمّم مهندسو الإطارات مركّبات المداس وبنى الهيكل لتقليل هذا الاحتكاك الداخلي. وتأتي إسهامات ثانوية من قدر يسير من الانزلاق والحكّ داخل رقعة التلامس، ومن انثناء العجلة، ومن مقاومة هوائية طفيفة حول الإطار الدوّار.

تكتسب مقاومة التدحرج أهميتها لأنها، إلى جانب المقاومة الهوائية، واحدة من القوتين الرئيستين اللتين يجب على المركبة التغلب عليهما عند السير المنتظم، وهي الغالبة عند السرعات الأدنى حيث تكون مقاومة الهواء متواضعة. وكل وحدة طاقة تُفقد فيها هي طاقة يجب أن يوفّرها الوقود أو البطارية، فتؤثر مباشرة في استهلاك الوقود في سيارات الاحتراق وفي مدى القيادة في السيارات الكهربائية. ويمكن لخفض متواضع أن يحقق تحسّنًا قابلًا للقياس في الاقتصاد، ولهذا غدت معطىً مهندَسًا بدقة، ولهذا تظهر تصنيفات كفاءة الطاقة على ملصق الإطارات الأوروبي القياسي.

المتغير الأكبر مفردًا في الاستعمال اليومي هو ضغط النفخ. فالإطار ناقص النفخ ينثني أكثر مع كل دورة، ما يزيد خسائر التخلّف المرن، ويرفع مقاومة التدحرج، ويولّد حرارة إضافية، ويسرّع التآكل، مع إضراره الصامت بالاقتصاد. والحفاظ على الإطارات عند الضغوط الموصى بها من الصانع أبسط طريقة لكبح مقاومة التدحرج. كما يؤدي وزن المركبة وسطح الطريق ودرجة الحرارة أدوارها، إذ يزيد الحِمل الأثقل أو السطح البارد الخشن القوة المطلوبة.

الإطارات منخفضة مقاومة التدحرج مصمَّمة خصوصًا لخفض هذه الخسائر عبر مركّبات محسَّنة، كثيرًا ما تستخدم السيليكا، وبنى أخف وأكثر صلابة، وتُركَّب على نطاق واسع في السيارات الهجينة والكهربائية حيث الكفاءة أولوية قصوى. والمقايضة أن الخصائص نفسها التي تقلّل التخلّف المرن قد تقلّل قليلًا التماسك في الرطوبة أو طول العمر إن بولغ فيها، فيوازن الصُّنّاع بين مقاومة التدحرج وأداء الفرملة والمتانة. وفهمها يساعد على تفسير سبب التأثير المباشر للضغوط الصحيحة واختيار الإطار بل وأسلوب القيادة في تكاليف التشغيل والمدى.