العلم وراء ضغط الإطارات وتأثيره على كفاءة الوقود
الفهرس
يمكن أن يؤدي الحفاظ على ضغط الإطارات القياسي إلى زيادة كفاءة الوقود وسلامة القيادة
لكل 1 psi انخفاض في ضغط الإطار، يزيد استهلاك الوقود بحوالي 0.2%
يوصى بفحص ضغط الإطارات شهريًا لضمان الأداء الأمثل
زيادة مقاومة التدحرج تعزز بشكل كبير من استهلاك الوقود
يمكن أن يؤدي ضغط الإطار الصحيح إلى إطالة عمر الإطار وتحسين المناولة
يمكن أن يقلل ضغط الإطار القياسي من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ويعزز التنمية المستدامة
تتطلب تغييرات درجة الحرارة فحوصات منتظمة لضبط ضغط الإطار
استخدام معدات اختبار احترافية يضمن دقة البيانات
يمكن أن تعزز عادات القيادة السلسة كفاءة الوقود بشكل أكبر
يمكن أن توفر الصيانة على المدى الطويل التكاليف وتحسن راحة القيادة
كيف يؤثر ضغط الإطارات على كفاءة الوقود
التوازن الديناميكي لضغط الإطارات القياسي
عادةً ما تحدد شركات تصنيع السيارات قيم ضغط الإطارات الموصى بها على إطار باب السائق أو في الدليل. وجدت أبحاث وزارة الطاقة الأمريكية أنه مع كل انخفاض قدره 1 psi في متوسط ضغط الإطارات عبر جميع الإطارات الأربعة، تزداد استهلاك الوقود بنسبة 0.2%. على سبيل المثال، إذا كان ضغط الإطارات القياسي لطراز معين من السيارات هو 35 psi وانخفض إلى 30 psi، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الاستهلاك السنوي من الوقود بنحو مئة لتر. يُنصح بتطوير عادة فحص ضغط الإطارات البارد - القياس يكون الأكثر دقة عندما يكون السيارة ثابتة لمدة 3 ساعات أو سافرت أقل من 1.6 كيلومتر.
من أجل كل تغيير بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة، يمكن أن يتقلب ضغط الإطارات بمقدار 1-2 psi. غالبًا ما تؤدي درجات الحرارة المنخفضة في الشتاء إلى تنبيهات ضغط الإطارات، بينما قد يرتفع ضغط الإطارات بنسبة 15% بعد الرحلات الطويلة في الصيف. على الرغم من أن نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) يمكن أن يوفر تحذيرات مبكرة، فلا تزال الفحوصات اليدوية باستخدام مقياس ميكانيكي كل شهر ضرورية.
الدقة في التحكم في هوامش الأمان
تشير البيانات من الإدارة الوطنية الأمريكية لسلامة المرور على الطرق السريعة إلى أن حوالي 11,000 حادث مرور سنويًا مرتبط مباشرةً بضغط الإطارات غير الطبيعي. عندما يكون ضغط الإطارات غير كافٍ، تنحني جوانب الإطار بشكل مفرط، مما يؤدي إلى توليد حرارة، وقد يتسبب القيادة لفترات طويلة في حدوث أضرار هيكلية. تشير الاختبارات من علامة تجارية معينة إلى أنه عندما يكون الضغط أقل بنسبة 20% من القياسي، يمكن أن يمتد مسافة التوقف على الطرق المبللة بمقدار 4.6 متر.
يزيد التضخم المفرط من مساحة الاتصال للإطارات بمقدار 15%-20%، وهو ما يمثل خطرًا خاصًا على الطرق المغطاة بالثلوج. يُوصى بالرجوع إلى صيغة الحمولة الديناميكية: في ظروف عدم التحميل، استخدم القيمة القياسية، وعند التحميل الكامل، زِدها بشكل مناسب بمقدار 2-4 psi. يجب إيلاء اهتمام خاص عند تعديل الإطارات إلى أوسع، حيث أن التغييرات في شكل الاتصال قد تؤثر على توزيع الضغط.
تحليل علمي لمقاومة التدحرج
وجهة نظر مجهرية لفقدان الطاقة
عندما تتدحرج الإطارات، تخضع جزيئات المطاط باستمرار لتشوه لزج مرن مع سطح الطريق. يمكن أن يؤدي انخفاض بمقدار 0.01 في معامل مقاومة التدحرج (RRC) إلى تحسين استهلاك الوقود بنسبة 1.5%. وجدت مختبرات ميشلان أن تحسينات في صياغة مطاط مداس الإطار قد خفضت من مقاومة التدحرج للجيل الجديد من الإطارات بنسبة 28%، بينما عززت أيضًا مقاومة التآكل بنسبة 15%.
العلاقة غير الخطية بين الضغط والمقاومة
عندما ينخفض ضغط الإطار من 32 psi إلى 28 psi، يمكن أن ترتفع مقاومة التدحرج بنسبة 12%-15%. ويرجع ذلك إلى زيادة منطقة التشوه للإطار وتعزيز الاحتكاك بين طبقات الحزام الفولاذي الداخلية. تشير بيانات اختبارات جوديير إلى أنه عند سرعة 60 ميل في الساعة، يمكن أن يؤدي مثل هذا التغيير في الضغط إلى زيادة استهلاك الوقود بمقدار 0.5 لتر لكل 100 كيلومتر. يُنصح باستخدام مقياس ضغط إطارات إلكتروني مع تعويض حراري للقضاء على أخطاء القياس.
إنجازات في تكنولوجيا المواد
طورت بريدجستون مواد حشو سيليكا بحجم النانو تحافظ على معامل مرونة مستقر لمطاط مداس الإطار ضمن مدى -30°C إلى 50°C. يسمح هذا التطبيق لـ المواد الذكية بتقليل مقاومة التدحرج للإطارات الشتوية بنسبة 19% بينما يحسن من القبضة على الأسطح المتجمدة بنسبة 23%. تصميم مداس إطارات كونتينينتال البيوميمتيكي يعزز من أداء التصريف بينما يقلل المقاومة بنسبة 8% من خلال تقليد بنية وسادات أرجل ضفدع الشجرة.
الفوائد البيئية لإدارة ضغط الإطارات
القوة الدافعة غير المرئية وراء بصمة الكربون
تشير دراسة وكالة حماية البيئة إلى أن الولايات المتحدة تطلق 5.7 مليون طن إضافية من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بسبب ضغط الإطارات غير الكافي، وهو ما يعادل انبعاثات 1.2 مليون سيارة سنويًا. إذا حافظ السائقون في جميع أنحاء العالم على ضغط الإطارات القياسي، فإن ذلك سيعادل تقليل استهلاك 24 مليون طن من النفط الخام كل عام. سيكون لهذا التغيير تأثير أكبر من الترويج للسيارات الكهربائية ولن يتطلب استثمارًا في البنية التحتية.
التأثيرات الكلية للتغييرات الصغيرة
تولّد واحدة من الإطارات التي تعاني من عجز في الضغط قدره 10 psi 38 كيلوغرامًا إضافيًا من ثاني أكسيد الكربون كل عام. بينما يبدو أن هذا الأمر بسيط، فإن التأثير التراكمي لـ 300 مليون مركبة مسجلة في الولايات المتحدة مذهل. تظهر الحالات التي تستخدم أنظمة التضخم الذكي أن أساطيل الخدمات اللوجستية خفضت استهلاكها من الوقود بمعدل 4.7% سنويًا من خلال مراقبة ضغط الإطارات في الوقت الفعلي، بفترة استرداد لا تتجاوز 11 شهرًا.
نصائح عملية لصيانة ضغط الإطارات
فن اختيار الوقت المناسب للاختبار
أفضل وقت للفحص هو في الصباح الباكر بعد أن يكون المركبة ثابتة لمدة 3 ساعات. تجنب القياس تحت أشعة الشمس المباشرة أو مباشرة بعد القيادة، حيث قد يتجاوز درجة حرارة الإطارات درجة الحرارة المحيطة بأكثر من 20 درجة مئوية. من المستحسن ضبط تذكيرات شهرية على هاتفك والتحقق بشكل خاص في أوقات الموجات الباردة/الموجات الحارة بناءً على توقعات الطقس.
أسرار اختيار المعدات المناسبة
- لديها أنواع قياس ميكانيكية على شكل قلم خطأ بنسبة ±3% وتناسب الفحوصات السريعة
- أجهزة قياس ضغط الإطارات الرقمية لديها دقة بنسبة ±1%، يوصى بها للقياسات الدقيقة
- مضخات التضخيم المزودة بصمام تحرير الضغط يمكنها ضبط الضغط بدقة
ملاحظة: آلات التضخيم المجانية في محطات الوقود غالباً ما يكون لديها انحراف في المعايرة بنسبة 8-10%، لذا يُستحسن أن يكون لديك أداة القياس الخاصة بك لتأكيد مزدوج.
استراتيجيات التعديل الموسمي
لكل انخفاض بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة خلال الخريف والشتاء، يجب زيادة ضغط الإطارات بمقدار 1-2 رطل لكل بوصة مربعة. يجب رفع الضغط بنسبة 20% للمركبات المتوقفة لفترات طويلة لمنع تشوه الإطارات. بالنسبة للقيادة على الثلج، من المستحسن تقليل ضغط الإطارات بنسبة 5%-8% لزيادة مساحة الاتصال، ولكن يجب إعادته إلى الضغط القياسي خلال 2 كيلومتر من القيادة.
Read more about العلم وراء ضغط الإطارات وتأثيره على كفاءة الوقود
