Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα φθείρουν περισσότερο τα ελαστικά τους

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα φθείρουν περισσότερο τα ελαστικά τους

Η εξάπλωση των ηλεκτρικών αυτοκινήτων περιορίζει τις εκπομπές καυσαερίων στις πόλεις, αλλά φέρνει στο προσκήνιο μια διαφορετική πηγή ρύπανσης. Τα σωματίδια από τη φθορά των ελαστικών και του οδοστρώματος δεν εξαρτώνται από το είδος του κινητήρα και δεν μπορούν να συγκρατηθούν από καταλύτες ή φίλτρα σωματιδίων. Μια νέα επιστημονική ανασκόπηση συγκέντρωσε αποτελέσματα από εργαστηριακές δοκιμές, μετρήσεις σε πραγματικές συνθήκες και συγκριτικά τεστ διαφορετικών τύπων οχημάτων, επιχειρώντας να αποτυπώσει το μέγεθος του προβλήματος στην εποχή της ηλεκτροκίνησης. Κατά την κύλιση, την επιτάχυνση, το φρενάρισμα και τη στροφή, η γόμα παραμορφώνεται και ολισθαίνει σε μικροσκοπικό επίπεδο επάνω στο οδόστρωμα. Από αυτή την επαφή αποσπώνται σωματίδια ελαστικού, τα οποία αναμειγνύονται με υλικά του δρόμου και σχηματίζουν τα αποκαλούμενα TRWP. Το μέγεθός τους εκτείνεται από σωματίδια κάτω του 1μm έως ορατά υπολείμματα αρκετών χιλιοστών. Τα PM10 και PM2.5 αποτελούν μόνο το τμήμα που παραμένει για κάποιο διάστημα στον αέρα. Μεγάλο μέρος της συνολικής μάζας έχει διάμετρο άνω των 10μm, κατακάθεται γρήγορα στο οδόστρωμα και δεν αποτυπώνεται στις συμβατικές μετρήσεις ποιότητας αέρα. Η μέση φθορά που προκύπτει από τα διαθέσιμα δεδομένα φτάνει τα 118mg/km ανά ελαστικό, αλλά οι αποκλίσεις είναι πολύ μεγάλες. Σε διαφορετικές δοκιμές θερινών ελαστικών καταγράφηκαν τιμές από 53 έως 160mg/km, ενώ στα χειμερινά το εύρος διαμορφώθηκε μεταξύ 82 και 174mg/km. Ακόμη και ελαστικά ίδιας κατηγορίας και διάστασης μπορούν να έχουν εντελώς διαφορετική συμπεριφορά λόγω της σύνθεσης της γόμας, της ποσότητας πυριτίου και αιθάλης, της χάραξης και της ακαμψίας των τακουνιών.

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα φθείρουν περισσότερο τα ελαστικά τους

Τα EV εμφανίζουν συχνά υψηλότερη φθορά επειδή μεταφέρουν βαριά μπαταρία και αποδίδουν τη μέγιστη ροπή τους χωρίς καθυστέρηση. Σε συγκριτική μέτρηση στη Νότια Κορέα, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο βάρους 1.665kg παρήγαγε κατά μέσο όρο 201,7mg/km. Ένα diesel 1.395kg έφτασε τα 167,4mg/km και ένα βενζινοκίνητο 1.370kg τα 158,9mg/km. Η διαφορά του EV από το βενζινοκίνητο ήταν 26,9%, ενώ η διαφορά μάζας έφτανε το 21,5%. Η μάζα δεν εξηγεί από μόνη της το αποτέλεσμα. Όταν η φθορά κανονικοποιήθηκε ως προς το βάρος, το ηλεκτρικό μοντέλο εξακολουθούσε να εμφανίζει την υψηλότερη τιμή. Η άμεση ροπή αυξάνει τη διαμήκη ολίσθηση της γόμας κατά την επιτάχυνση, ενώ η ανάκτηση ενέργειας μεταφέρει μεγάλο μέρος της επιβράδυνσης στους κινητήριους τροχούς. Η κατάσταση επιβαρύνεται όταν ο οδηγός χρησιμοποιεί συχνά όλη τη διαθέσιμη ισχύ ή όταν το σύστημα ανάκτησης εφαρμόζει έντονη επιβράδυνση σε έναν μόνο άξονα. Η πραγματική επίδραση του τρόπου οδήγησης φαίνεται σε εργαστηριακή δοκιμή με ταχύτητα 80km/h. Με σταθερή κύλιση και χωρίς πλευρική ολίσθηση, η φθορά κυμάνθηκε από 2,8 έως 3,8mg/km. Με την προσθήκη γωνίας ολίσθησης μόλις 2°, η τιμή εκτινάχθηκε στα 1.110,8mg/km. Η αύξηση ξεπέρασε τις 290 φορές, δείχνοντας ότι οι δυνάμεις στις στροφές μπορούν να επηρεάσουν τη φθορά πολύ περισσότερο από μια μικρή μεταβολή της μάζας. Μεγάλη διαφορά υπάρχει και ανάμεσα στους δύο άξονες. Μετρήσεις σε 76 ταξί που κινούνταν στη Ρώμη και στην Αθήνα έδειξαν 27mg/km στο εμπρός αριστερό ελαστικό και 16mg/km στο πίσω αριστερό. Το εμπρός ελαστικό παρουσίασε δηλαδή 68,8% μεγαλύτερη φθορά, καθώς αναλαμβάνει τη διεύθυνση, μεγάλο μέρος της πέδησης και σε προσθιοκίνητα οχήματα τη μετάδοση της ροπής. Σε άλλη ελεγχόμενη δοκιμή, τα εμπρός ελαστικά εμφάνισαν 52 έως 62mg/km, ενώ τα πίσω περιορίστηκαν στα 20 έως 25mg/km. Η διάσταση επίσης δεν οδηγεί πάντα στο αναμενόμενο αποτέλεσμα.

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα φθείρουν περισσότερο τα ελαστικά τους

Σε τρία θερινά ελαστικά ίδιου πλάτους 225mm, η μέση φθορά μειώθηκε από 130mg/km για το 225/40 R18 σε 115mg/km για το 225/55 R16 και σε 95mg/km για το 225/65 R15. Το ψηλότερο πλαϊνό βελτιώνει την κατακόρυφη ελαστικότητα, περιορίζει τις τοπικές πιέσεις και μειώνει τη μικροολίσθηση στο σημείο επαφής. Αυτό σημαίνει ότι οι μεγάλες ζάντες με χαμηλό προφίλ μπορούν να επιβαρύνουν όχι μόνο την άνεση και την κατανάλωση, αλλά και τη φθορά. Προβληματική είναι και η χρήση χειμερινών ελαστικών σε υψηλές θερμοκρασίες. Η μαλακότερη γόμα παραμορφώνεται περισσότερο, αυξάνει την κατανάλωση και μπορεί να παράγει 2,2 έως 2,7 φορές περισσότερη οδική σκόνη από ένα θερινό ελαστικό. Παράλληλα μειώνονται η ακρίβεια χειρισμών και η απόδοση στο φρενάρισμα. Τα στοιχεία δεν σημαίνουν ότι κάθε ηλεκτρικό αυτοκίνητο θα καταστρέφει τα ελαστικά του ταχύτερα από κάθε συμβατικό. Ένα βαρύ και ισχυρό EV με επιθετική χαρτογράφηση γκαζιού μπορεί να εμφανίσει πολύ υψηλή φθορά. Ένα ελαφρύτερο ηλεκτρικό με ομαλή απόδοση ισχύος, σωστές πιέσεις και προσεκτική οδήγηση μπορεί να έχει καλύτερο αποτέλεσμα από ένα ισχυρό SUV με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η επιλογή της γόμας, η γεωμετρία της ανάρτησης, η εναλλαγή θέσης των τροχών και η διαχείριση της ροπής μπορούν να επηρεάσουν το τελικό αποτέλεσμα όσο και η μάζα του αυτοκινήτου. Η επόμενη μεγάλη πρόκληση για την αυτοκινητοβιομηχανία δεν είναι μόνο η μείωση των εκπομπών από την εξάτμιση. Είναι η ανάπτυξη ελαστικών που θα συνδυάζουν χαμηλή αντίσταση κύλισης, καλή πρόσφυση, αντοχή και περιορισμένη παραγωγή λεπτών σωματιδίων. Τα EV δεν δημιουργούν το πρόβλημα της φθοράς των ελαστικών, αλλά η μεγάλη μάζα και η υψηλή άμεση ροπή μπορούν να το κάνουν εντονότερο όταν δεν αντιμετωπίζονται σωστά.