Valivý odpor

Valivý odpor je energie, již pneumatika rozptyluje při valení po vozovce, a síla, kterou musí vůz při jízdě nepřetržitě překonávat. Ačkoli se může zdát, že kolo se valí volně, styková plocha mezi pryží a vozovkou je neustále stlačována a opět uvolňována. Pryž ani vnitřní konstrukce nevracejí veškerou energii vynaloženou na svou deformaci zpět; část se ztrácí jako teplo. Tato ztráta, opakovaná tisíckrát za minutu při dálničních rychlostech, se projevuje jako brzdná síla, proti které musí motor či elektrický pohon trvale pracovat.

Hlavní příčinou je vlastnost pryže zvaná hystereze — zpoždění mezi deformací materiálu a energií, kterou tento materiál vrací. Jakmile úsek běhounu a bočnice vstoupí do stykové plochy, je stlačen, a při jejím opouštění se zase vzpříží, ale s o něco menší energií, než s jakou byl stlačen. Konstruktéři pneumatik proto navrhují směsi běhounu a stavbu kostry tak, aby toto vnitřní tření minimalizovali. Druhotně se uplatňuje malý prokluz a tření uvnitř stykové plochy, ohyb kola a drobný aerodynamický odpor okolo rotující pneumatiky.

Valivý odpor je důležitý proto, že spolu s aerodynamickým odporem patří mezi dvě hlavní síly, jež vůz musí překonávat při ustálené jízdě, a při nižších rychlostech, kdy je odpor vzduchu nevýrazný, dokonce převažuje. Každá jednotka energie, která mu padne za oběť, je energie, již musí dodat palivo nebo baterie, takže přímo ovlivňuje spotřebu paliva u spalovacích vozů a dojezd u elektromobilů. I mírné snížení může přinést měřitelné zlepšení hospodárnosti, a proto se z něj stal pečlivě sledovaný parametr. Z téhož důvodu jsou energetické třídy pneumatik uvedeny na standardním štítku EU pro pneumatiky.

Jedinou největší proměnnou v každodenním provozu je tlak v pneumatikách. Podhuštěná pneumatika se při každé otáčce více ohýbá, čímž rostou ztráty hysterezí, zvyšuje se valivý odpor, generuje se přebytečné teplo a zrychluje se opotřebení — a vše tiše zhoršuje spotřebu. Udržování tlaků v hodnotách doporučených výrobcem je nejjednodušší způsob, jak držet valivý odpor na uzdě. Svou roli sehrává také hmotnost vozu, druh vozovky a teplota: vyšší zatížení nebo studený, hrubý povrch vyžaduje větší sílu.

Pneumatiky s nízkým valivým odporem jsou cíleně navrženy tak, aby tyto ztráty snížily pomocí optimalizovaných směsí, často s použitím křemíku, a lehčí, tužší konstrukce; hojně se montují na hybridy a elektromobily, kde má účinnost zásadní význam. Kompromisem je, že tytéž vlastnosti, které snižují hysterezi, mohou při příliš důsledném uplatnění mírně zhoršit přilnavost za mokra či životnost, takže výrobci vyvažují valivý odpor proti brzdným vlastnostem a trvanlivosti. Pochopení této veličiny vysvětluje, proč mají správné tlaky, volba pneumatik i styl jízdy tak přímý dopad na provozní náklady i dojezd.