بهینه‌سازی مصرف سوخت خودرو با کاهش مقاومت غلتشی تایر
به‌طور میانگین ۲۰ درصد انرژی حاصل از مصرف سوخت خودرو به شکل انرژی مکانیکی مفید، صرف انتقال نیرو به چرخ‌های خودرو می‌شود. بیش از ۳۰ درصد از این انرژی صرف غلبه بر مقاومت غلتشی تایر می‌شود. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهند که به ازای کاهش ۱۰ درصدی در ضریب مقاومت غلتشی تایر، حدود ۲ درصد مصرف سوخت خودرو کاهش می‌یابد. در خلال ۶۰ سال گذشته تلاش‌های زیادی برای کاهش مقاومت غلتشی تایر در دنیا صورت پذیرفته که مهم‌ترین آنها موارد ذیل است . رادیالیزه شدن تایرهای بایاس در دهه ۷۰ میلادی توسط شرکت میشلن فرانسه که این خود موجب کاهش ۱۵ درصدی در ضریب مقاومت غلتشی تایر شد. طراحی و تولید تایرهای رادیال با کمربند سیمی در دهه ۸۰ میلادی که موجب کاهش ۱۰ درصدی در ضریب مقاومت غلتشی تایر شد. معرفی فناوری تولید تایرهای سبز با تغییر آمیزه رویه تایر با محوریت استفاده از لاستیک استایرن-بوتادی ان محلولی و به‌کارگیری سیلیکای فعال به‌عنوان پرکننده تقویتی در کنار سیلان‌ها در دهه۹۰ میلادی که توسط شرکت میشلن صورت پذیرفت و باعث کاهش ۲۰ درصدی در ضریب مقاومت غلتشی تایر شد. در سال‌های اخیر به‌دلیل الزام درج استاندارد E-mark و همچنین نصب برچسب روی تایر، (Tire Labeling) برای سنجش عملکرد تایرهای رادیال، شرکت‌های تولیدکننده تایر ملزم به رعایت معیارهای مربوط به این استانداردها هستند. از اهداف مهم این معیار‌ها، افزایش سطح آگاهی مصرف کنندگان تایر نسبت به محصول خریداری شده است. این شاخص‌ها که به شاخص‌های زیست محیطی تایر نیز موسومند عبارتند از:
- میزان صدای (Noise) ایجاد شده توسط تایر
- میزان مقاومت غلتشی تایر (Rolling Resistance) که رابطه مستقیم با مصرف سوخت خودرو دارد.
- میزان چسبندگی تایر به سطوح خیس جاده(Wet Grip) که دربرگیرنده ایمنی رانندگی در سطوح خیس است.
از سه شاخص بالا، نشر صدا و مصرف سوخت به صورت مستقیم از مقاومت غلتشی تایر تاثیر می‌پذیرند. از طرفی تلاش برای کاهش مقاومت غلتشی تایر منجر به کاهش چنگزنی و چسبندگی تایر بر سطح خیس جاده و افت مقاومت سایشی تایر می‌شود، به گونه‌ای که رابطه بین سه ویژگی ذکر شده در فناوری طراحی و ساخت تایر به صورت یک مثلث، موسوم به مثلث جادویی مطرح می‌شود. در تصویر بالا منظور از تایرهای سبز، تایر‌هایی با فرمولاسیون سیلیکایی در آمیزه رویه می‌باشند. از ابتدای دهه ۹۰ میلادی، با توسعه تایرهای سبز، سیلیکا به صورت گسترده ای در تایر‌ها مورد استفاده قرار گرفت. به‌کارگیری سیلیکا با قابلیت پراکنش بالا، همراه با برخی الاستومرهای ویژه مانند لاستیک استیرن-بوتادی ان پلیمریزه شده به صورت محلولی (SSBR) در تایر‌ها، موجب تحولی بزرگ در صنعت تایر شد و بدون هرگونه کاهش در مقاومت سایشی رویه تایر، موجب بیشترین بهبود در مقاومت غلتشی و چسبندگی تایر به سطح خیس جاده شد. موفقیت سیلیکا در این است که به صورت همزمان هم چسبندگی خیس عالی و هم مقاومت غلتشی پایین ارائه می‌دهد. ذکر این نکته ضروری است که معمولا با انتخاب نوع مناسب از دوده نیز می‌توان یکی از پارامترهای زیست محیطی را بهبود بخشید (برای مثال بهبود مقاومت غلتشی)، اما این تغییر می‌تواند اثر سویی بر چسبندگی خیس تایر بگذارد. البته استفاده از سیلیکا نیز دارای مشکلات و محدودیت‌هایی است که به طور عمده به دشواری در امر اختلاط آمیزه‌های لاستیکی و پراکنش مناسب سیلیکا در بستر پلیمری مربوط است که این امر خود بر فرآیند پذیری آمیزه‌های لاستیکی تاثیر منفی می‌گذارد. به‌طور یقین آمیزه‌سازی با استفاده از سیلیکا به روش‌های مختص به خود برای اختلاط همانند زمان اختلاط طولانی‌تر و کنترل دقیق دمای اختلاط نیاز دارد.
