The influence of road surface unevenness on tyre rolling resistance

The geometric characteristics of road surface substantially affect the interaction between tyre and road. Depending on pavement texture wavelength, the texture chiefly affects tyre/road friction, rolling resistance, interior and exterior noise, tyre wear, and ride comfort. The article presents results of investigations on the influence of road surface unevenness on the rolling resistance of passenger car and truck tyres. The tests were carried out on a roadwheel facility being a part of the test equipment of the Automotive Tyre Testing Laboratory of the Gdańsk University of Technology, where a specially made replica road surface with a sinusoidal unevenness profile was mounted on the drum, and on a test road. The unevenness profile under test was characterized by a wavelength of 0.8 m and amplitude of 10 mm, which corresponded to the road surface type commonly referred to as “washboard”. The objective of the experiments was to ascertain whether the increase in rolling resistance observed on uneven road surfaces is exclusively caused by an increase in the energy losses in suspension system damping elements or the energy losses in the tyre actually rise as well. The tests revealed that, on the sinusoidal road surface as defined above in comparison with the “Safety Walk” smooth sandpaper like surface, the rolling resistance of passenger car tyres grew by about 10 % and rolling resistance of truck tyres increased about 30 %.

Parametry geometryczne nawierzchni w sposób decydujący wpływają na współpracę opony samochodowej z drogą. W zależności od długości fali nierówności oddziaływanie tekstury koncentruje się na przyczepności, oporze toczenia, hałasie wewnętrznym i zewnętrznym, zużyciu opony oraz komforcie jazdy. Artykuł prezentuje wyniki badań wpływu równości nawierzchni na opór toczenia opon do samochodów osobowych i ciężarowych. Badania prowadzone były na maszynie bieżnej stanowiącej wyposażenie Laboratorium Badania Opon Samochodowych Politechniki Gdańskiej na której zamontowano specjalnie wykonaną replikę nawierzchni drogowej o sinusoidalnym przebiegu nierówności oraz na drodze. Badane nierówności miały długość fali 0.8 m i amplitudę wynoszącą 10 mm co odpowiada nierównościom popularnie nazywanym "tarką". Celem eksperymentów było stwierdzenie, czy obserwowany na nierównych nawierzchniach wzrost oporu toczenia wiąże się jedynie ze wzrostem strat w elementach tłumiących zawieszenia, czy też wzrastają również straty w samej oponie. Badania wykazały, że na opisanej nawierzchni sinusoidalnej w stosunku do gładkiej nawierzchni Safety Walk opory w oponach samochodów osobowych wzrastają o około 10%, a dla opon do samochodów ciężarowych o około 30%.