汽車科技日新月異,不斷投入大量技術以提升能源效率,這幾乎令人難以置信。然而,一個對經濟效益和效率至關重要,卻可能仍在消費者層級被忽略的因素,是任何道路車輛都不可或缺的:那就是輪胎。
滾動阻力是輪胎性能的一個重要面向,製造商正投入大量資源於此。固特異(Continental)表示,滾動阻力佔車輛燃油消耗的20-30%,而米其林(Michelin)則指出,滾動阻力增加30%,燃油消耗將增加3-5%。
對於電動車(EV)而言,如同燃油車(ICE)和油電混合車一樣,滾動阻力的影響直接關聯到續航里程和能源消耗量。能量就是能量,無論是以液體或電力形式儲存。
根據歐盟法規,滾動阻力已納入輪胎標籤系統,並反映在每款輪胎的效率評級中。然而,使解決這個耗能問題更加複雜的是,它並不一定獨立發生。例如,改變膠料配方是改善滾動阻力的一種方法,但輪胎的其他性能方面,如抓地力,也會受到影響。
在輪胎結構的其他方面也是如此,例如胎紋設計,它同時影響抓地力和滾動阻力。固特異曾表示:「在不犧牲抓地力的情況下降低滾動阻力,是輪胎工程最大的挑戰之一。」為達成此目標,該公司正致力於先進材料、創新膠料配方和優化胎紋設計——而整個產業也正在朝著相同的方向努力。
滾動阻力是一種「寄生損耗」,因為它會消耗汽車的動力和能量,卻對車輛移動本身沒有任何貢獻。輪胎充氣不足是其中一個原因,但滾動阻力也根植於輪胎的設計和化學成分。
填充劑、炭黑和二氧化矽(silicas)佔輪胎膠料配方近三分之一。根據固特異的說法,1990年代引入二氧化矽對煞車距離產生了深遠影響(減少了50%)。
滯後現象(Hysteresis),即輪胎在接觸路面時彎曲後,在恢復形狀時消耗並以熱能形式散失的能量,佔總滾動阻力的85-90%。用二氧化矽取代炭黑可以減少膠料中的熱量積聚,進而降低能耗。
輪胎的結構、胎體彈性以及胎紋設計也扮演著重要角色,而對這個複雜主題的持續研究,未來應能進一步降低滾動阻力、排放和運行成本。