František Herzáň, Tomáš Krajčí
Principiálna odpoveď, aj laika, na tak sugestívne položenú otázku má jasnú odpoveď – áno, má! Veď kto by nechcel ušetriť na palive? Hlavne v období nestabilných a cien palív a v tomto období už aj elektrickej energie. Väčšina vodičov hľadá cestu k úsporám. Niektorí uveria mýtom, ktoré prinášajú viac trápenia než úžitku. My sa v tomto článku pozrieme podrobnejšie na otázku, ktorú deklarujeme už v nadpise. Aký vplyv má tlak pneumatík spotrebu?
Čo nám prezrádza fyzika!
Empirické a štatistické konštatovanie nám prezradí, že vplyv tlaku v pneumatikách na spotrebu vozidla môže byť až 20 %. Motor musí vyvinúť energiu potrebnú na rozjazd vozidla a to sa okrem iných jazdných odporov docieli až prekonaním valivého odporu pneumatík. Valivý odpor označuje energiu spotrebovanú deformáciami, aerodynamickým odporom, a trením o povrch vozovky. Čím vyšší valivý odpor, tým viac energie musí motor vyvinúť na jeho prekonanie. Keďže vozidlo spočíva práve na pneumatikách chceme, aby každá jedna pneumatika mala rovnomerne rozloženú hmotnosť vozidla. Docieli sa tým aj dobrý kontakt s vozovkou, komfort, zvýšená bezpečnosť, lepšie ovládanie a rovnomerné opotrebovanie pneumatík. Pre dosiahnutie vyššie spomínaných výhod a čo najmenší valivý odpor na pneumatikách je veľmi dôležitý.
Valivý odpor je vítaný, hovoríme tomu adhézne trenie
Trenie ako časť odporu medzi povrchom vozovky a pneumatikou vytvára adhézne trenie. Adhézne trenie je potrebné na generovanie pohybu – spôsobuje, že pneumatika sa po povrchu prevaľuje, namiesto toho, aby sa otáčala na mieste a prešmykovala…
Aký tlak v pneumatikách je správny?
Každý automobil má v príručke na obsluhu, prípadne niekde na dverách, alebo pri hrdle nádrže udané odporúčané hodnoty tlaku v pneumatikách. Spravidla dve hodnoty pre dve rôzne záťaže. Existujú aj odporúčania naviazané na cestovnú rýchlosť. Sú vhodné možno pre Nemecký trh, kde je možné dlhodobejšie jazdiť vysokými rýchlosťami, najmä na diaľnici. Vo väčšine krajín je však vhodné prispôsobiť tlak v pneumatikách zaťaženiu auta. Určite ste počuli, alebo čítali odporúčanie „nafúkaj pneumatiky na vyšší tlak a ušetríš„. Aký tlak je v pneumatike teda správny? Dlhodobým testovaním a meraniami určia najlepšie, čo je pre dané auto optimálne. Prehustené pneumatiky? Lebo to prinesie citeľné zníženie spotreby? Čo a hlavne koľko je na tom pravdy? Ako je to so spotrebou a pneumatikami s väčším prípadne menším tlakom ako výrobca odporúča?
Pod hustené pneumatiky
Ak má auto pod hustené pneumatiky (nižší tlak ako je odporúčaný výrobcom), pneumatika podlieha väčšej deformácii, čo stojí motor viac energie na valenie. Okrem toho, mäkká pneumatika sa oveľa viac prehrieva, skôr ničí, praská, neudrží stopu, optimálne nebrzdí, ergo z pohľadu fyziky má väčší valivý odpor. Štúdie zistili, že viac ako 50 % vodičov jazdí s pod hustenými pneumatikami a to v priemere o 30 kPa (0,3 bar). Taký pokles spôsobuje zvýšenie valivého odporu cca o 6 %. Ak majú pneumatiky nižší tlak o 100 kPa (1 bar), zvýšia valivý odpor až cca o 30 %.
Ukážme si prepočet medzi zmenou tlaku v pneumatikách a spotrebou
Každý pokles tlaku v pneumatike o 1 % zodpovedá zvýšeniu spotreby o 0.3 %. Pod hustenie pneumatík o 10 % zvýši spotrebu o 2 %. Pod hustenie o 20 % zvýši spotrebu o 4 %, no pod hustenie o 40 % až o 8 %. Michelin a Goodyear tvrdia, že životnosť pneumatík sa v prípade pod hustenia o 20% zníži až o 30 %. Technici z Michelinu evidujú, že viac ako 40 % fatálne končiacich sa nehôd bolo v dôsledku zlých pneumatík. Nie nevyhnutne pod hustených, ale aj starých, s malým dezénom, alebo nerovnomerne zjazdených. Pod hustené pneumatiky spôsobujú vozidlu rad problémov. Logicky aj vodičovi. Rýchlejšie opotrebenie dezénu, hlavne po bokoch pneumatiky, zhoršenie jazdných vlastností, predĺženie brzdnej dráhy a zvyšuje sa riziko prasknutia pneumatiky.
Odporúča sa, aby si vodiči kontrolovali pneumatiky za studena (cca 3 hodiny bez jazdy alebo jazda max 3 km) aspoň raz za kvartál. Prípadne pred dlhými cestami. Určite sa nestačí spoliehať na tlaky, ktoré sa nastavili pri jarnom či jesennom prezúvaní. Pneumatiky samovoľne môžu stratiť okolo 13 kPa (0,13 bar) mesačne. V zime očakávajte zníženie o 7 kPa až 14 kPa (0,07 – 0,14 bar) pri ochladení o 10 stupňov, to isté pri zvýšení teploty sa zas tlak zvýši. Doslova sa neodporúča spoliehať sa pri tlakoch moderných pneumatík len na vizuálnu kontrolu. Moderné nízkoprofilové pneumatiky totiž aj pri pod hustení aj o 25 % dokážu stále vyzerať správne nahustené.
Ušetrím spotrebu paliva zmenou tlaku v pneumatike?
Po krátkej odbočke k pod husteným pneumatikám prichádzame k výroku spomínanému na začiatku. Je možné prehustením pneumatík znížiť spotrebu paliva? Je logické, že spomínaný výrok bude pravdivý. Keď pod hustené pneumatiky zvyšujú valivý odpor, tak prehustené (vyšší tlak v pneumatikách než odporúčaný výrobcom) by ho mali znížiť. Ale je to naozaj tak? Áno. Výrok platí a prehustená pneumatika vám ušetrí peniaze. Má to však svoje hranice a zdravé limity. Prehustením sa však zásadne zhoršuje komfort a jazdné vlastnosti v limitných situáciách.
O akej úspore uvažujeme?
Prehustené pneumatiky sa vo viacerých štúdiách pod zásadnú úsporu paliva nepodpísali. Prehustenie pneumatík o 10 % zníži spotrebu paliva o 2 %. Čo to znamená konkrétne? Ak zvýšite tlak v pneumatikách z odporúčaných 253 kPa (2,5) bar na 278 kPa (2,75 bar), spotreba paliva pravdepodobne klesne z 10 l/100 km na 9,8 l/100 km. Auto bude na bežné použitie menej komfortné a úspora 2 dcl/100 km je neadekvátna až zanedbateľná. Podobné množstvo poľahky spotrebuje jeden zbytočný dlhší predbiehací manéver, alebo pár minút naštartovaný motor, nehovoriac o mnohých ďalších vplyvoch vodiča a nesprávneho použitia auta počas jazdy. Prehustenie prináša viac nevýhod ako výhod. Ak je pneumatika prehustená, zmenší sa plocha kontaktu s vozovkou, logicky adhézia, tým sa zníži valivý odpor a motor potrebuje vyvinúť menej energie pre pohyb. Pri prehustených pneumatikách sa najviac opotrebúva stred pneumatiky a s tým prichádza nerovnomerné opotrebovanie pneumatík a zvýšené riziko poškodenia pneumatiky pri náraze na obrubník alebo cestná nerovnosť. Citeľne klesne komfort cestujúcich v automobile, prehustením pneumatík je auto oveľa „tvrdšie“ a cítime každú nerovnosť. Určite nám nepoďakujú tlmiče. Dôležitý mínus je pokles adhézie, keďže sa menej pneumatiky dotýka vozovky a tým nastávajú problémy hlavne počas dažďa a zimných dňoch, kde namiesto toho, aby pneumatika prerezala vodný povrch, na ňom začne lietať (aquaplaining – popísaný v tejto sekcii).
Záverom…
Výrobcovia automobilov dodávajú vozidlo s odporúčanými tlakmi v pneumatikách. Je na nás ako sa k tomu postavíme a či nám stojí nebadateľná suma ušetrená na prehustení pneumatík s viacerými nevýhodami, ktoré táto technika prináša. Štúdie odporúčania výrobcov potvrdzujú, že udržiavanie správneho tlaku v pneumatikách zníži spotrebu o 3 %. Aj keď to číslo nie je úplné vysoké, tak v čase sa šetrenie akumuluje. Ak pneumatiky hustíme dusíkom, tak nám menej tlaku bude z pneumatík unikať samovoľne, keďže dusík má väčšie molekuly než vzduch a takto nahustené pneumatiky dokážu zlepšiť spotrebu o 6 %.
Zdroje: Ukleh, A.: topspeed.sk; foto: FatChilli