Valivý odpor

Valivý odpor je energia, ktorú pneumatika rozptyľuje pri valení po vozovke, a sila, ktorú musí vozidlo v dôsledku toho nepretržite prekonávať. Hoci sa koleso môže zdať, že sa valí voľne, styčná plocha, kde sa guma stretáva s vozovkou, sa pri otáčaní pneumatiky neustále sploští a opäť uvoľní. Guma a vnútorná štruktúra nevrátia všetku energiu vynaloženú na ich deformáciu; časť sa stráca ako teplo. Táto strata, opakovaná tisíckrát za minútu pri diaľničných rýchlostiach, sa prejavuje ako spomaľujúca sila, proti ktorej musí motor alebo elektromotor neustále pracovať.

Hlavnou príčinou je vlastnosť gumy zvaná hysteréza, oneskorenie medzi deformáciou vloženou do materiálu a energiou, ktorú vráti. Ako každá časť behúňa a bočnice vstupuje do styčnej plochy, je stlačená, a keď ju opúšťa, vráti sa späť, ale o čosi menej energicky, než bola stlačená. Inžinieri preto navrhujú zmesi behúňa a konštrukcie kostry tak, aby toto vnútorné trenie minimalizovali. Druhotné príspevky pochádzajú z malého preklzu a šúchania v styčnej ploche, z prehýbania kolesa a z drobného aerodynamického odporu okolo rotujúcej pneumatiky.

Valivý odpor je dôležitý, pretože spolu s aerodynamickým odporom je jednou z dvoch hlavných síl, ktoré musí vozidlo prekonávať pri ustálenej jazde, a prevažuje pri nižších rýchlostiach, kde je odpor vzduchu mierny. Každá jednotka energie stratená kvôli nemu je energia, ktorú musí dodať palivo alebo batéria, takže priamo ovplyvňuje spotrebu paliva pri spaľovacích autách a dojazd pri elektromobiloch. Mierne zníženie môže priniesť merateľné zlepšenie úspornosti, a preto sa stal pevne vyladeným parametrom a prečo sa energetické hodnotenia pneumatík objavujú na štandardnom štítku pneumatík EÚ.

Najväčšou premennou v bežnom používaní je tlak hustenia. Podhustená pneumatika sa s každou otáčkou prehýba viac, čím zvyšuje straty hysterézou, dvíha valivý odpor, vytvára nadbytočné teplo a urýchľuje opotrebenie, a to všetko popri tichom zhoršovaní úspornosti. Udržiavanie pneumatík na výrobcom odporúčaných tlakoch je najjednoduchším spôsobom, ako udržať valivý odpor na uzde. Svoju úlohu zohrávajú aj hmotnosť vozidla, povrch vozovky a teplota, keďže ťažší náklad alebo studený, drsný povrch zvyšujú potrebnú silu.

Pneumatiky s nízkym valivým odporom sú navrhnuté práve na to, aby tieto straty znížili optimalizovanými zmesami, často s použitím oxidu kremičitého, a ľahšími, tuhšími konštrukciami, a vo veľkom sa montujú na hybridy a elektromobily, kde je úspornosť prvoradá. Kompromisom je, že tie isté vlastnosti, ktoré znižujú hysterézu, môžu mierne znížiť priľnavosť za mokra alebo životnosť, ak sa presadzujú priagresívne, takže výrobcovia vyvažujú valivý odpor s brzdným výkonom a trvácnosťou. Pochopenie valivého odporu pomáha vysvetliť, prečo majú správne tlaky, voľba pneumatík a dokonca štýl jazdy taký priamy dosah na prevádzkové náklady a dojazd.