แรงต้านการหมุนของล้อกับการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง

Posted on : 21-05-2013 | By : Author | In : การทำงานของเครื่องยนต์

แรงต้านการหมุนของล้อมีผลกระทบโดยตรงต่อการสิ้นเปลืองนํ้ามันเชื้อเพลิงอย่างมีนัยสำคัญ ถ้าสามารถลดแรงต้านการหมุนของล้อให้น้อยลงก็จะช่วยประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงได้มากขึ้น
ตารางที่ 2.4 แสดงตัวอย่างของการประหยัดนํ้ามันเชื้อเพลิงของรถยนต์ที่ขับขี่ด้วย อัตราเร็วคงที่ โดยการลดค่าแรงต้านการหมุนของล้อลงจากเดิมร้อยละ 20
ตารางที่ 2.4 การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงที่อัตราเร็วคงที่ของรถเก๋ง เมื่อลดแรงต้านการหมุนของล้อลงร้อยละ 20


การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงจะมีผลเห็นได้ชัดเจนขึ้นเมื่อขับขี่ด้วยอัตราเร็วคงที่ แต่การขับขี่โดยทั่วไปซึ่งอัตราเร็วเปลี่ยนแปลงขึ้นลงอยู่เสมอนั้นอาจทำให้ไม่เห็นผลการประหยัดชัดเจนนัก ดังนั้นการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเนื่องจากการลดลงของแรงต้านการหมุนของล้อจะมีผลเห็นได้ชัดเจนเมื่อขับขี่บนทางด่วนหรือขับขี่ออกต่างจังหวัด มีผู้ทำการทดลองเกี่ยวกับการลดแรงต้านการหมุนของล้อและให้ผลสรุปว่า ถ้าลดแรงต้านการหมุนของล้อลงร้อยละ 20 จะช่วยประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงลงได้ประมาณร้อยละ 4
เนื่องจากแรงต้านการหมุนของล้อมีค่าน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับแรงต้านทั้งหมด ดังนั้น การลดลงของแรงต้านการหมุนของล้อจะมีผลน้อยมากต่อเวลาที่ใช้ในการเร่งรถยนต์
การประหยัดนํ้ามันเชื้อเพลิงจะมีผลซึ่งเห็นได้อย่างชัดเจนในรถยนต์ขนาดใหญ่ เช่น รถยนต์บรรทุกและรถยนต์โดยสาร เพราะว่าแรงต้านการหมุนของล้อมีค่าค่อนข้างมากและอัตราเร็วสูงสุดของรถยนต์ก็มีค่าไม่สูง และมักจะขับขี่ด้วยอัตราเร็วค่อนข้างคงที่
ตารางที่ 2.5 แสดงตัวอย่างของการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์บรรทุกที่มีภาระเต็มโดยลดแรงต้านการหมุนของล้อลงร้อยละ 20 ในการขับขี่โดยทั่วไปพบว่าเมื่อลดแรงต้านการหมุนของล้อลงร้อยละ 20 จะประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงได้ประมาณร้อยละ 7

ตารางที่ 2.5 การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงที่อัตราเร็วคงที่ของรถยนต์บรรทุก เมื่อลดแรงต้านการหมุนของล้อลงร้อยละ 20


โครงสร้างของยางก็มีส่วนทำให้แรงต้านการหมุนของล้อเปลี่ยนแปลง เมื่อเปรียบเทียบระหว่างยางธรรมดากับยางเรเดียล พบว่ายางเรเดียลมีแรงต้านการหมุนของล้อต่ำกว่ายางธรรมดา
ประมาณร้อยละ 20-30
รูปทรงของยางก็มีส่วนสำคัญเช่นกัน ยางที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตและหน้ายางแคบจะมีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านการหมุนของล้อตํ่ากว่ายางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและหน้ายางกว้าง ส่วนยางที่มีดอกยางตื้นจะมีคำสัมประสิทธิ์แรงต้านการหมุนของล้อต่ำกว่ายางที่มีดอกยางลึก
องค์ประกอบของยางก็มีความสำคัญด้วยเช่นกัน เพราะเป็นส่วนที่ช่วยควบคุมการเกิดความร้อนขึ้นภายในยาง ในขณะที่ยางหมุนไปบนถนนนั้น ยางจะยุบตัวและคืนตัวสลับกันและทำให้เกิดความร้อนขึ้น ความร้อนของยางไม่มีผลโดยตรงต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านการหมุนของล้อ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปริมาตรของอากาศภายในยางรถยนต์มีค่าเกือบคงที่ การเพิ่มของอุณหภูมิจะทำให้ความดันของอากาศภายในยางรถยนต์เพิ่มขึ้น
สัมประสิทธิ์แรงต้านการหมุนของล้อ (Kr) ไวต่อความดันอากาศในยางรถยนต์มาก เพราะความดันมีผลต่อการยุบตัวของยาง
การเสียศูนย์ของล้อก็ทำให้แรงต้านการหมุนของล้อเพิ่มขึ้น เพราะการเสียศูนย์ของล้อ ทำให้เกิดมุมลื่นไถล (slip angle) แตกต่างกัน ซึ่งนำไปสู่การเกิดแรงกระทำด้านข้าง และยังทำให้ความสามารถในการยึดเกาะถนนลดลงอีกด้วย เรื่องนี้เป็นปัญหามากสำหรับรถยนต์ที่ใช้ล้อศู่ แต่ในปัจจุบันได้มีการออกแบบโดยใช้ล้อเดี่ยวขนาดยางกว้างแทนล้อคู่เพราะล้อเดี่ยวขนาดใหญ่จะมีแรงต้านการหมุนของล้อต่ำกว่าล้อคู่
การออกแบบยางรถยนต์นอกจากจะคำนึงถึงแรงต้านการหมุนของล้อแล้ว ยังต้องคำนึงถึงสมบัติในการยึดเกาะถนน อายุการใช้งาน และราคาของยางอีกด้วย ยางเรเดียลมีราคาแพงกว่ายางธรรมดาแต่มีแรงต้านการหมุนของล้อต่ำกว่า ยึดเกาะถนนดีกว่า และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.