Какие шины нужны электромобилям? Особенности, нюансы и характеристики резины

По мере того, как все больше водителей знакомятся с электромобилями, возникают вопросы, которые не задавались при покупке машин с двигателем внутреннего сгорания: придется ли мне менять аккумулятор? Сколько километров я смогу проехать до следующей зарядки? Уменьшится ли запас хода в холодную погоду?

Один вопрос, который они, возможно, не задают, — будут ли шины изнашиваться быстрее, чем на их старой машине. В конце концов, какая связь может быть между электродвигателями, аккумуляторами и автошинами?

Оказывается, связь сильна. Проблемы веса, крутящего момента и отсутствия возможности движения накатом означают, что шины на электромобилях подвергаются большей нагрузке, чем на бензиновых авто, и изнашиваются быстрее.

В ответ на это производители колес, поставщики полимеров и других ингредиентов разрабатывают новые эластомеры и внедряют материалы, чтобы износ резины не стал недостатком для владельцев электромобилей.

Одной из причин износа является гравитация. Из-за громоздких батарей электрокары тяжелее стандартных авто. Например, бензиновая Toyota Camry весит 1500 кг; Tesla Model 3 весит 1800 кг.

Другой — крутящий момент. Как знает любой, кто видел видео, где Tesla побеждают Lamborghini в гонках на скорость, электродвигатели прикладывают больше силы к колесам, чем обычные автомобили.

И наконец, электромобили не катятся по инерции, или свободно, как обычные машины с ДВС. К колесам почти всегда прикладывается сила, либо через электродвигатели, либо через его рекуперативную тормозную систему.

Из-за веса, крутящего момента и отсутствия наката, летние автошины на электрокаре изнашиваются на 20–30% быстрее, чем на машинах с ДВС.

Многие ведущие производители уже выпускают колеса, специально разработанные для электрокаров. Автошины обеспечивают улучшенную износостойкость без ущерба для низкого сопротивления качению, что важно для максимального увеличения дальности поездки.

Резина не должна идти на компромисс в сцепленіх показателях, что имеет решающее значение для безопасности, особенно в зимний период. Производители шин также снизили уровень шума, что становится важным фактором для владельцев электромобилей.

Современные зимние модели автошины создаются из натурального и синтетического каучука, стального ремня, тканевого корда и армирующих добавок, включая кремний и технический углерод. Каждый компонент вносит свой вклад в создание продукта, и отвечает за те или иные характеристики резины.

Взаимоисключающие характеристики

Тем не менее, инженеры постоянно совершенствуют шины. И когда они это делают, они пытаются раздвинуть рамки принципа, который они называют магическим треугольником . Он представляет собой три ключевых свойства — сопротивление качению, износостойкость и сцепление на мокрой дороге, — которые имеют решающее значение для производительности шин.

Эти три свойства взаимосвязаны, и инженерам часто приходится искать компромиссы между взаимоисключающими характеристиками. То есть, явное улучшение одной характеристики, ухудшает две другие.

Современные колеса — это высокотехнологичная конструкция: множество слоев изготовлены из специализированных материалов и выполняют важные функции.

Сопротивление качению определяется склонностью резины рассеивать энергию при ее деформации в процессе эксплуатации. Когда автомобиль катится по дороге, водитель хочет, чтобы это рассеивание было как можно меньше, чтобы экономить топливо или запас батареи. Но когда водитель нажимает на тормоза, рассеивание должно быть высоким, особенно когда дорога холодная и мокрая. Резина должна работать в обоих режимах.

Низкое сопротивление качению и высокая износостойкость, как правило, идут рука об руку. Можно провести аналогию со стальным колесом в поезде: износ и сопротивление качению практически отсутствуют, потому что, в отличие от резины, сталь не деформируется. Но во время торможения стальное колесо склонно скользить, что скажется на длине тормозного пути и время. Все изменения, которые вы можете сделать, чтобы улучшить сопротивление качению, также улучшают износ шин, но в то же время идут вразрез со сцеплением с мокрой дорогой и тормозным путем.

Добавление осажденного кремнезема снижает сопротивление качению, но его влияние на износостойкость может быть недостаточным для электромобилей и других высокопроизводительных шин. Это одна из проблем, которую производители автошины стремятся решить.

Помимо электромобилей, износ становится фокусом для шинной промышленности в целом. Европейский союз стремится регулировать выбросы микрочастиц из резины, одного из основных источников микропластика в окружающей среде.

Помимо магического треугольника, еще одним важным атрибутом шин для электрокаров является контроль шума. Все автошины подвержены резонансу воздушной полости, который распространяется через структуру транспортного средства и в салон. Водители обычных транспортных средств едва ли замечают его из-за шума двигателя. Но двигатели электромобилей почти бесшумны, и вибрации, которые поднимаются от дороги, более заметны.

Более экономичные шины, долговечные и работают с меньшим шумом. Автомобили меняются кардинально, тогда как автошины развиваются более постепенно. Но в отличие от бензинового двигателя, круглые колеса определенно останутся. И с помощью химиков они будут постоянно совершенствоваться.