14.7.202413:00Päivitettyeilen11:38
Kuluvatko sähköautojen renkaat nopeammin kuin polttomoottoriautoissa? Tähän kysymykseen paneutuu tuoreeltaan Chemical & Engineering News, jonka mukaan renkaiden nopeampi kuluminen aiheuttaa melkoista päänvaivaa rengasvalmistajille.
Renkaiden nopeampi väsyminen johtuu C&EN:n mukaan kolmesta seikasta. Kaikkein yksinkertaisin niistä on tietenkin sähköautojen keskimäärin raskaampi massa. Myös sähköautojen rajumpi kiihdytysteho panee renkaat koetukselle.
Kolmantena syynä renkaita rasittaa sähköautojen regeneroiva jarrujärjestelmä, joka palauttaa auton liike-energiaa renkaiden kautta takaisin akkuihin. Kuten kiihdytys, sekin kohdistaa renkaisiin voimaa, mikä puolestaan vähentää renkaiden lepoaikaa.
Lopputuloksena renkaat sähköautoissa kuluvat noin 20–30 prosenttia nopeammin kuin polttomoottoriautoissa, rengasvalmistaja Bridgestonen edustaja Dale Harrigle arvioi C&EN:lle.
Ongelmaa ei ole helppoa ratkaista, sillä renkaiden kolme tärkeää suunnitteluparametria – vierintävastus, kulumiskestävyys ja märkäpito – ovat keskenään osittain ristiriitaiset ennen muuta märkäpidon ja kahden ensiksi mainitun tekijän osalta. Yksinkertaistaen sanottuna pehmeämpi kumi pitäisi paremmin, mutta myös kuluisi herkemmin pois.
Kvartsi- eli silika- eli piidioksidijauhon lisääminen rengasmassaan helpottaa ristiriitaa, sillä yllättäen tämä aine parantaa sekä kestävyyttä että märkäpitoa. Paradoksin todennäköisin selitys piilee siinä, miten erilaisia kumin ja kvartsin pinnat ovat kemiallisesti. Kumi lähtökohtaisesti hylkii vettä, kun taas kvartsi tarttuu veteen tiukasti kiinni, mikä myös pitää rengasta kiinni märässä asvaltissa.
Koska piidioksidi on kovaa – kirjaimellisesti kiveä – samaan aikaan myös kestävyys kohenee.
Kvartsipölyn lisääminen on rengasvalmistajille jo vanha kikka. Sähköautojen luoman ongelman nollaamiseksi on keksittävä uusia ratkaisuja.
C&EN kertoo, että yksi mahdollisuus on optimoida rengaskumin yleisimmän perusmateriaalin, styreeni-butadieenikumin, kemiaa. Styreenin eli vinyylibentseenin sekä butadieenin sekaan voidaan lisätä niin sanottuja komonomeereja. Se tarkoittaa polymeeriketjun pääasiallisesta koostumuksesta poikkeavia monomeerimolekyylejä.
Niiden avulla hienosäädetään, miten hyvin kumiaines tarrautuu kvartsipölyyn, ja miten tasaisesti pöly jakautuu kumin sisään. Parempi tarrausote parantaa sekä pitoa että kestävyyttä yhtä aikaa.
Myös renkaisiin lisättävän hiilen ominaisuuksien hienosäädöllä voidaan päästä samaan vaikutukseen.
Korjaus 16.7.2024 kello 11:38. Muutettu ensimmäistä kappaletta. Se, että sähköautojen renkaat kuluvat nopeammin, ei ole välttämättä yleisesti tunnettua, kuten ensin väitettiin. Tässä esille tuodun näkemyksen kanssa kilpaileviakin näkemyksiä on esitetty.