Rullmotstånd

Rullmotstånd är den energi ett däck förbrukar när det rullar längs vägen, och den kraft fordonet följaktligen måste övervinna kontinuerligt. Även om ett hjul kan verka rulla fritt plattas kontaktytan där gummit möter vägbanan ständigt ut och släpps sedan igen i takt med att däcket roterar. Gummit och den inre strukturen återger inte all den energi som använts för att deformera dem; en del går förlorad som värme. Den förlusten, upprepad tusentals gånger i minuten i motorvägsfart, visar sig som en bromsande kraft som motorn eller elmotorn måste fortsätta arbeta mot.

Den främsta orsaken är en egenskap hos gummi som kallas hysteres, eftersläpningen mellan den töjning som läggs in i materialet och den energi det ger tillbaka. När varje del av slitbana och sidovägg når kontaktytan trycks den ihop, och när den lämnar fjädrar den tillbaka, men något mindre energiskt än den trycktes samman. Däckingenjörer utformar därför slitbanans gummiblandningar och stommens konstruktion för att minimera denna inre friktion. Mindre bidrag kommer från den lilla mängd glidning och skav som sker inom kontaktytan, hjulets flexning och ett mindre luftmotstånd kring det roterande däcket.

Rullmotstånd har betydelse eftersom det, tillsammans med luftmotståndet, är en av de två huvudkrafter ett fordon måste övervinna vid jämn marschfart, och det dominerar vid lägre hastigheter där luftmotståndet är blygsamt. Varje enhet energi som förloras till det är energi som måste tillföras av bränsle eller batteri, så det påverkar direkt bränsleförbrukningen i förbränningsbilar och räckvidden i elbilar. En måttlig minskning kan ge en mätbar förbättring av förbrukningen, vilket är skälet till att det har blivit en noggrant konstruerad parameter och varför däckens energiklass anges på den standardiserade EU-däckmärkningen.

Den enskilt största variabeln i vardaglig användning är lufttrycket. Ett underinflaterat däck flexar mer för varje varv, vilket ökar hysteresförlusterna, höjer rullmotståndet, alstrar extra värme och påskyndar slitaget, allt medan det i det tysta försämrar förbrukningen. Att hålla däcken vid tillverkarens rekommenderade tryck är det enklaste sättet att hålla rullmotståndet i schack. Även fordonets vikt, vägbanan och temperaturen spelar in, eftersom en tyngre last eller ett kallt, grovt underlag ökar den kraft som krävs.

Däck med lågt rullmotstånd är konstruerade specifikt för att skära ner dessa förluster genom optimerade gummiblandningar, ofta med kiseldioxid, samt lättare och styvare konstruktioner, och de monteras i stor utsträckning på hybrider och elbilar där effektivitet är avgörande. Avvägningen är att samma egenskaper som minskar hysteresen något kan försämra våtgreppet eller livslängden om de drivs för hårt, så tillverkarna balanserar rullmotståndet mot bromsprestanda och hållbarhet. Att förstå det hjälper till att förklara varför korrekt lufttryck, däckval och till och med körstil har en så direkt inverkan på driftskostnader och räckvidd.