低転がり抵抗タイヤについてご存知ですか？

Jul 29, 2023

低転がり抵抗タイヤ:燃料を節約する簡単な方法。

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米国貨物効率評議会が2020年4月に発表した「低転がり抵抗タイヤ信頼性報告書」の中で、エンジニアリング部長のユンス・パーク氏は「転がり抵抗はトラックの燃料費の30～33％を占めている」と指摘した。転がり抵抗の低いタイヤは、車両が燃料消費量を削減する簡単な方法であり、最も重要なことに、コストがほとんど増加しません。

世界全体で見ると、長距離大型トラックに低転がり抵抗タイヤが採用された最初の事例は 1990 年代に米国で発生しました。シュナイダーナショナルと呼ばれる運送会社は、1998 年に自社車両のタイヤを転がり抵抗の低いタイヤに交換し、テスト報告書によると、燃費が 3.5% 向上しました。

燃料効率の 3% の向上は小さいように思えるかもしれませんが、長時間稼働する大型トラックの大幅な燃料節約と運用コストの削減につながります。

転がり抵抗の低いタイヤはなぜ燃料を節約できるのですか?

「低転がり抵抗タイヤの燃費の良さ」とそのスゴさは何ですか？実は、低転がり抵抗タイヤは、トレッドパターンや材質、タイヤの構造などが一般的なタイヤとは根本的に異なります。これらの特徴により、低転がり抵抗タイヤは走行時の発熱や摩擦が少なく、燃費が大幅に低減されます。

特殊なタイヤのトレッドパターンを採用

「まず、タイヤのトレッドパターンに関して、グッドイヤータイヤカンパニーのティムミラーの研究チームは、転がり抵抗が低くない、またはトラクションが高い (グリップ力が高い) タイヤでは、トレッドパターンがより広く、より深くなると説明しました。タイヤが転がるとき、変形はトレッドブロックの圧縮が大きくなり、エネルギー消費が大きくなりますが、低転がり抵抗タイヤは、トレッドが薄く剛性が高く、コンパウンドが硬いという特性があり、タイヤが路面を転がる際に、トレッドの変形度が小さくなり、エネルギー消費が少なくなります。

つまり、道路を転がるときに無駄なエネルギーが最も少ないタイヤがより効率的なタイヤです。回転効率の極端な例は、鋼鉄レール上の鋼鉄列車の車輪です。ホイールとレールは両方とも、変形がほとんどない滑らかに磨かれた金属表面を備えています。ただし、スチールとスチールの摩擦係数が低いため、トラクションは劣ります。

現在、メーカーは密集したトレッドパターンを備えたタイヤを製造しています。タイヤのトレッドが回転すると、これらのトレッドパターンがしっかりと押し込まれ、互いに支え合うことができます。これにより、トレッドの変形が少なくなり、転がり抵抗が低減されるだけでなく、トラクションの低下も最小限に抑えられます。

より耐摩耗性の高い素材を使用

低転がり抵抗タイヤの開発の歴史では、1980 年代初頭には、偏平率が低くトレッドパターンが浅い低転がり抵抗省エネタイヤが米国市場に登場し、燃費を 3% 向上させることができました。{{3} }パーセント。しかし、当時の材料技術の限界により、価格は通常のタイヤより 15% 高く、トレッドの寿命は 30% 短くなりました。

当時の軽油は世界的に価格が安かったため、省燃費のメリットがあったものの「コスト高」「寿命の短さ」というデメリットを補うことが難しく、当時は市場に認知されていませんでした。

時が経ち、オイルショックが勃発し、燃料価格の高騰により業界では「省エネタイヤ」への注目が再燃し、低転がり抵抗タイヤの研究開発に参入する企業が増えている。タイヤの設計では、転がり抵抗、トラクション、耐用年数という 3 つの主な要素と、リトレッダビリティ、乗り心地、コストという 3 つの二次的要素を考慮する必要があります。

これら 3 つの主要な要因のうち 1 つが大幅に改善されると、他の 2 つの要因が低下します。例えば、『究極の低転がり抵抗を追求するためにタイヤの転がり抵抗性能を大幅に向上させると、トラクションや寿命が大幅に低下してしまいます。

2020 年の米国の「低転がり抵抗タイヤ信頼性レポート」によると、「トレッド寿命の延長によるコスト削減は、転がり抵抗の 10% 削減によって達成される燃料削減を上回ります。」しかし、現代の材料技術の進歩により、「転がり抵抗の低減」と「タイヤの長寿命化」は単純なトレードオフの関係ではなくなりました。

より多くの合成材料を転がり抵抗の低いタイヤに適用すると、転がり抵抗係数を可能な限り低減しながら、トラクションとタイヤ寿命への影響を最小限に抑えることができます。これにより、転がり抵抗の低いタイヤの耐久性を高めることはもはや問題ではなくなりました。

より合理的なタイヤ構造への依存

タイヤの表面に変更を加えるだけでなく、タイヤの内部を最適化する可能性もあります。ミシュランによると、転がり抵抗に関しては、通常、トレッドがタイヤの転がり抵抗の約 40 パーセントに寄与し、サイドウォールとベルト層がさらに 40 パーセントに寄与し、ビード領域が約 20 パーセントに寄与します。

タイヤの抵抗を減らす最も簡単な方法は、タイヤのサイドウォールから始めてその硬度を高めることです。これは、側壁の曲がりが少ないほど、消費されるエネルギーが少なくなるからです。ただし、サイドウォール硬度を上げすぎるとタイヤの耐衝撃性が低下する可能性があるため、硬度と耐衝撃性のバランスをとる必要があります。

独自にカスタマイズされたゴムを使用

各メーカーは、独自の材料配合処方で各モデルのタイヤを生産しています。エンジニアはまた、さまざまな用途に合わせてさまざまなゴム配合物を設計します。転がり抵抗の低いタイヤの場合、タイヤ全体 (トレッド、サイドウォール、ビード、タイヤ内部を含む) の弾性を下げることが最も重要です。これにより、タイヤが摩耗したときに元の形状に戻るプロセスが短縮される可能性があります。変形するため、エネルギー消費が少なくなります。

もちろん、転がり抵抗が低いタイヤがすべてではありません。

燃費やエネルギーの節約は良いことですが、多くの運転シナリオや使用状況では、転がり抵抗の低いタイヤの使用は推奨されないことに注意する必要があります。主な理由とシナリオは次のとおりです。

重量物や過積載の輸送: 転がり抵抗の低いタイヤは、多くの場合、重量とトレッドを薄くすることで転がり抵抗を低減します。重量物や過積載の輸送シナリオでは、これらのタイヤが過剰な荷重に耐えられない可能性があり、タイヤの損傷やパンクにつながりやすいです。

劣悪な路面状況: 砂、泥、雪などの過酷な路面状況では、低転がり抵抗タイヤのトレッドの深さとパターン設計が特殊なオフロードタイヤほど優れていないことが多く、グリップや操縦安定性に影響を及ぼし、走行性が低下する可能性があります。安全性。