Почему шины для электромобилей изнашиваются быстрее

Транспортные средства с новыми источниками энергии приводятся в движение батареями и электродвигателями, что делает их, как правило, тяжелее аналогичных автомобилей с бензиновыми двигателями. Кроме того, электродвигатели могут мгновенно обеспечивать больший крутящий момент по сравнению с традиционными двигателями. Эти характеристики увеличивают нагрузку на шины, непосредственно влияя на скорость их износа, ходовые качества и сцепление.

Будучи единственной частью автомобиля, находящейся в контакте с дорогой, состояние шин влияет не только на безопасность движения и эксплуатационные расходы, но и существенно определяет качество вождения. Внутренние особенности транспортных средств с новыми источниками энергии предъявляют более строгие требования к шинам по нескольким параметрам, и дополнительная нагрузка, вызванная этим, стала широко обсуждаемой темой как внутри, так и за пределами отрасли.

I. Более тяжёлые автомобили, большее давление на шины

Автомобили с новыми источниками энергии, как правило, не имеют «преимущества в весе», что является одним из ключевых факторов ускоренного износа шин. В отличие от традиционных бензиновых автомобилей, транспортные средства с новыми источниками энергии требуют аккумуляторов большой ёмкости для обеспечения запаса хода, и именно аккумуляторная батарея вносит основной вклад в массу автомобиля. Данные показывают, что вес аккумулятора в популярных моделях новых энергетических автомобилей может достигать 250–600 кг.

В сочетании с защитой шасси и усиленной конструкцией кузова это зачастую делает автомобили с новыми источниками энергии на 20–30 % тяжелее бензиновых автомобилей того же класса, что эквивалентно постоянному присутствию дополнительно 4–8 взрослых пассажиров.

Например, бензиновая версия BYD Tang весит около 1,89 тонны, в то время как её полностью электрическая версия достигает 2,45 тонны — значительное увеличение массы. Снаряженная масса Jike 001 превышает 2,5 тонны, что создаёт постоянную нагрузку на вертикальное давление на шинах.

Этот избыточный вес значительно увеличивает нормальное давление на пятно контакта шины, приводя к ускоренному износу из-за трения. Согласно сравнительным испытаниям Китайского научно-исследовательского центра автомобильной технологии (CATARC), после 18 000 км пробега средняя глубина износа шин, специально разработанных для транспортных средств с новыми источниками энергии, составила 1,86 мм, тогда как у шин традиционных бензиновых автомобилей — всего 1,55 мм.

II. Мгновенный выход крутящего момента усиливает износ протектора

Мгновенная высокая отдача крутящего момента электродвигателя дополнительно усиливает износ шин и повышает нагрузку. В то время как мощность традиционных бензиновых автомобилей должна постепенно передаваться через трансмиссию, электродвигатели автомобилей с новыми источниками энергии могут мгновенно выдавать максимальный крутящий момент при старте, а пиковый крутящий момент обычно в 1,5–2 раза выше, чем у аналогичных бензиновых двигателей. Например, двигатель Tesla Model 3 Performance способен обеспечить мгновенный крутящий момент 659 Н·м.

Это «ускорение без задержек», хотя и создаёт сильное ощущение толчка, одновременно подвергает шины силам сдвига, значительно превышающим те, что возникают в бензиновых автомобилях в момент старта. Резина протектора шины быстро проходит через фазы «неподвижность-проскальзывание-сцепление», что легко приводит к локальному перегреву и затвердеванию.

Испытания компании Michelin показали, что при быстром ускорении от 0 до 60 км/ч в автомобилях с новыми источниками энергии площадь контакта шины с поверхностью проскальзывает примерно 0,3 секунды, увеличивая скорость разрыва молекулярных цепочек резины примерно на 40 %. Частое и продолжительное ускорение может почти удвоить скорость износа шин.

III. Влияние помимо износа — безопасность движения

Помимо ускоренного износа, эти особенности автомобилей с новыми источниками энергии также значительно влияют на устойчивость при движении и сцепление. Чтобы выдерживать больший вес, автомобили с новыми источниками энергии часто используют более жёсткую настройку подвески, в результате чего шины становятся основным элементом, смягчающим удары от неровностей дороги. Пассажиры ощущают вибрации более напрямую, а блоки протектора легче деформируются, что влияет на сцепление на высоких скоростях.

На мокрой дороге большой вес автомобиля увеличивает инерцию, а мгновенный выход крутящего момента двигателя предъявляет повышенные требования к водоотводящей способности шин. Сильный износ шин может привести к рискам заноса и увеличению тормозного пути.

Кроме того, система рекуперации энергии при торможении создаёт обратное тормозное усилие на ведущих колёсах, что может не только усугубить неравномерный износ плечевой зоны шин, но и изменить распределение тяги, потенциально влияя на устойчивость управления автомобилем на поверхностях с низким сцеплением.

IV. Ответные меры отрасли и сотрудничество водителей

Чтобы решить эти проблемы, шинная промышленность выпустила более целенаправленные шины, специально предназначенные для автомобилей с новыми источниками энергии. За счёт оптимизации резиновой смеси и усиленной конструкции шин удалось значительно улучшить износостойкость, грузоподъёмность и снижение шума.

Однако привычки водителя также имеют решающее значение: избегание частого резкого ускорения, поддержание стандартного давления в шинах и регулярная проверка степени износа шин могут эффективно снизить дополнительную нагрузку на шины, продлить срок их службы и обеспечить безопасность движения.

Автомобили с новыми источниками энергии ведут преобразования в транспорте, и шины, как важнейший компонент, постоянно адаптируются и развиваются. Только совместное развитие характеристик автомобиля ишинтехнологии позволит в полной мере реализовать экологические и эффективные преимущества автомобилей с новыми источниками энергии.