หน้าแรก arrow arrow ยางประหยัดน้ำมัน
หน้าแรกลิงค์น่าสนใจติดต่อเรา
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
หน้าแรก
ลิงค์น่าสนใจ
ติดต่อเรา
สมุดเยี่ยมชม
ศัทพ์เคมี
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!

สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 2367932 คน
ขณะนี้มี 1 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
ยางประหยัดน้ำมัน PDF พิมพ์

วิทยาศาสตร์ในผลิตภัณฑ์ : ยางประหยัดน้ำมัน

เรียบเรียงโดย : บุญรักษ์ กาญจนวรวณิชย์
งานข้อมูลเทคโนโลยีวัสด

                ในสภาวการณ์น้ำมันแพงแบบนี้ ทำให้มีการรณรงค์เรื่องการประหยัดน้ำมัน ประหยัดพลังงาน และส่งเสริมให้ใช้แก๊สโซฮอล์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งนอกเหนือจากการประชาสัมพันธ์รณรงค์การประหยัดพลังงานแล้ว ก็มีการประชาสัมพันธ์เทคนิคหรืออุปกรณ์ช่วยประหยัดน้ำมันต่าง ๆ ทั้งที่เป็นแนวความคิดเก่า หรือแนวความคิดใหม่เป็นระยะ และหนึ่งในผลิตภัณฑ์ช่วยประหยัดน้ำมันที่มีการประชาสัมพันธ์อย่างชัดเจนก็คือ “ยางประหยัดน้ำมัน” นั่นเอง แต่เคยสงสัยหรือไม่ว่า ยางรถยนต์ประหยัดน้ำมันที่ประชาสัมพันธ์กันนั้น ช่วยประหยัดน้ำมันได้อย่างไร?

ปัจจัยที่มีผลต่อความประหยัดน้ำมัน

                ในที่นี้ไม่ได้หมายถึงปัจจัยอย่างสภาพการจราจรที่หนาแน่น-ไม่หนาแน่น สภาพเครื่องยนต์เก่า-ใหม่ แต่หมายถึงปัจจัยที่มีผลโดยอิงหลักการทางวิทยาศาสตร์ของการเคลื่อนที่ ซึ่งสามารถวิเคราะห์ออกมาได้ว่า ประสิทธิภาพการใช้น้ำมันของรถยนต์คันหนึ่งนั้นเป็นผลจากการเอาชนะแรงต้านการเคลื่อนที่ทั้งหลาย ไม่ว่าจะเป็นความเฉื่อยของรถยนต์ (ตามกฎของนิวตัน) ความเสียดทานจากถนน แรงฉุดของอากาศ (air drag) และแรงต้านทานการหมุนของล้อ (rolling resistance) ดังนั้นคงเห็นได้ชัดเจนว่าแรงต้านทานการเคลื่อนที่นั้นมีอะไรบ้าง แต่ว่าแรงต้านแต่ละชนิดนั้นมีผลหรืออิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของรถยนต์มาก-น้อยเพียงใด?

จากการศึกษาอิทธิพลของแรงต้านต่าง ๆ รวมถึงลักษณะการขับขี่ต่อความประหยัดน้ำมัน ได้พบข้อมูลที่น่าสนใจว่า การขับขี่ในเมืองหลวงที่รถมีการเคลื่อนที่และหยุดบ่อย ๆ นั้น แรงต้านจากความเฉื่อย (จากการออกตัวและการเบรก) มีผลกับการใช้พลังงาน 35% ความเสียดทานของถนนมีผลประมาณ 45% แรงฉุดจากอากาศมีผลประมาณ 5% และแรงต้านทานการหมุนของล้อมีผลประมาณ 15%
ขณะที่การขับขี่รถยนต์นอกเมือง (ขับด้วยความเร็วคงที่) ถือว่าไม่มีการออกตัวและเบรกเหมือนการขับขี่ในเมือง แรงต้านจากความเฉื่อยจึงไม่ถูกรวมเข้ามา ดังนั้นแรงต้านที่เหลือจึงมีเพียงแรงเสียดทานจากถนนที่มีผลประมาณ 15% ขณะที่แรงต้านทานการหมุนของล้อมีผลประมาณ 25% แต่แรงฉุดจากอากาศจะมีผลถึง 60%
                จากข้อมูลนี้เห็นได้อย่างชัดเจนว่า มีเพียงแรงฉุดของอากาศกับแรงต้านการหมุนของล้อเท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แรงฉุดของอากาศเป็นแรงที่มีทิศทางตรงข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ สามารถลดได้โดยออกแบบรถยนต์ให้มีรูปทรงโค้งมนและมีผิวเรียบ ส่วนแรงต้านทานการหมุนของล้อเป็นแรงที่เกิดขณะวัตถุมีการหมุน แรงนี้มีสาเหตุเนื่องจากการเสียรูปของวัตถุบริเวณพื้นผิวสัมผัส เช่น บริเวณพื้นผิวสัมผัสระหว่างดอกยางและผิวถนน เป็นต้น ดังนั้นแรงต้านทานการหมุนจึงขึ้นอยู่กับความแข็ง ความยืดหยุ่นของวัสดุแต่ละชนิด ตัวอย่างเช่น ล้อยางมีแรงต้านทานการหมุนมากกว่าล้อเหล็ก พื้นทรายมีแรงต้านทานการหมุนมากกว่าพื้นคอนกรีต ยางรถที่มีหน้ายางกว้างจะมีแรงต้านทานการหมุนมากกว่ายางรถหน้ายางแคบ เป็นต้น

การลดแรงต้านทานการหมุนเพื่อประหยัดน้ำมัน
                จะลดแรงต้านทานการหมุนของล้อลงได้อย่างไร? มีการวิจัยตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษที่ 1990 พบว่าการผสมซิลิกา (silica) ลงในสูตรเนื้อยางสำหรับผลิตดอกยาง (tread) สามารถลดแรงต้านทานการหมุนของล้อลงได้มากกว่าล้อยางทั่วไปประมาณ 20% ทั้งนี้เนื่องจากซิลิกาทำหน้าที่เป็นสารตัวเติมเสริมแรง (reinforcement) ชั้นดีให้กับเนื้อยาง ทำให้ยางมีความแข็งแรงมากขึ้น จึงเกิดการเสียรูปขณะสัมผัสกับผิวถนนน้อยลง ขณะที่ยางทั่วไปในปัจจุบันนิยมใช้ผงเขม่าดำ (carbon black) เป็นสารตัวเติมเสริมแรงเพราะมีราคาถูก และจากผลการทดสอบในรถยนต์จริงได้ข้อมูลออกมาว่า การนำซิลิกาไปใช้เป็นสารตัวเติมในดอกยางจะช่วยให้รถยนต์ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงได้เพิ่มขึ้นประมาณ 5%
                อาจมีคำถามเกิดขึ้นมาว่า การลดแรงต้านทานการหมุนของล้อช่วยประหยัดน้ำมันได้อย่างไร? หากกำหนดว่าในระยะทางเท่ากัน รถยนต์ยี่ห้อเดียวกัน ขนาดเครื่องยนต์เท่ากัน บรรทุกของหนักเท่ากัน วงล้อรถยนต์ย่อมต้องหมุนเท่ากัน ใช้เวลาในการขับเท่ากัน แล้วมันจะประหยัดน้ำมันได้อย่างไร? ณ จุดนี้ต้องพิจารณาว่า เมื่อแรงต้านทานการหมุนของล้อลดลงหมายความว่า การเหยียบคันเร่งขณะออกตัว และขณะเร่งความเร็วไม่ต้องเหยียบมากเท่าเดิม จึงส่งผลให้อัตราการจ่ายน้ำมันไปเผาไหม้ในเครื่องยนต์ลดลงกว่าปกติ ส่งผลให้รถยนต์ใช้น้ำมันน้อยลงในระยะทางเท่ากันนั่นเอง แต่การขับในสถานการณ์จริง ผู้ขับขี่จะรู้สึกหรือไม่ว่า เขาไม่ต้องเหยียบคันเร่งหนักเท่าเดิมก็ได้ รถก็ออกตัวได้ง่ายกว่าเดิมแล้ว?

มุมมองเชิงบวกของยางประหยัดน้ำมัน

  1. ช่วยให้รถยนต์ประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้น
  2. ลดการปลดปล่อยมลภาวะทางอากาศ

มุมมองเชิงลบ

  1. ข้อมูลบางแหล่งระบุว่า การใช้ซิลิกาเป็นสารตัวเติมในดอกยางจะส่งผลให้ดอกยางสึกหรอได้ง่ายขึ้น
  2. ยางประหยัดน้ำมันมีราคาสูงกว่ายางปกติทั่วไป

หมายเหตุ
ข้อมูลจากบางเว็บไซต์ระบุว่า การลดความหนา (ความสูง) ของดอกยางลงประมาณครึ่งหนึ่งก็สามารถลดแรงต้านทานการหมุนของล้อได้ ซึ่งนั่นหมายถึงสามารถช่วยให้รถประหยัดน้ำมันได้ (เล็กน้อย) แต่ในมุมมองของผู้ใช้รถยนต์ความหนาของดอกยางที่ลดลงหมายถึงอายุการใช้งานของยางรถยนต์นั้นก็สั้นลงด้วยเช่นกัน

แหล่งข้อมูลอ้างอิง
http://www.tyres-online.co.uk/technology/silica.asp
http://www.toyo.com.au/tech_info2.html
http://www.tirerack.com/tires/tiretech/techpage.jsp?techid=29
http://www.driveradviser.com/tyre/rolling.shtml
http://webphysics.davidson.edu/faculty/dmb/PY430/
Friction/rolling.html