Почему шины влияют на расход топлива

Большинство водителей ищет экономию топлива в настройках двигателя, аэродинамике или стиле езды. Но один из самых простых и недооцененных факторов — это самые шины. По данным Европейской ассоциации производителей шин и резины (ETRMA), шины ответственны примерно за 20 – 30% общего потребления топлива легковым автомобилем. Это связано с физическим явлением, которое называется сопротивление качению (rolling resistance). Чем выше сопротивление – тем больше энергии двигатель тратит просто на то, чтобы колесо вращалось. И наоборот, шина класса A по эффективности может сэкономить от 0,1 до 0,25 литра топлива на 100 км по сравнению с шиной класса F.

На первый взгляд это немного, но при пробеге 15 000 км в год и цене бензина 52 – 54 грн/л – это от 780 до 2 000 грн ежегодной экономии только от правильного выбора шин. А еще следует учесть снижение выбросов CO₂, что в классе A составляет до 7,5 г/км меньше по сравнению с классом G.

Что такое сопротивление качению шины

Сопротивление качению резины это сила, которая противодействует движению колеса по поверхности. Она возникает главным образом из-за деформации шины в зоне контакта с дорогой (так называемое «пятно контакта»), а также из-за внутреннего трения в резиновой смеси (гистерезис).

Формула сопротивления качению

Сила сопротивления качению рассчитывается по формуле: F = Cr × N, где:

• F – сила сопротивления качению (Ньютоны)
• Cr - коэффициент сопротивления качению (безразмерная величина)
• N – нормальная сила, то есть нагрузка на колесо (Ньютоны), примерно равная весу авто × g/4

Типичные значения коэффициента Cr для автомобильных шин:

Тип шины/условие	Коэффициент Cr	Класс EU (приблизительно)
Премиум летняя шина, silica	0,006 –; 0,008	A –ndash; B
Стандартная летняя шина	0,009 –; 0,011	C –ndash; D
Бюджетная шина	0,012 –; 0,015	E –ndash; F
Зимняя шина (фрикционная)	0,010 –; 0,013	C –ndash; E
Зимняя шина (шипованная)	0,012 –; 0,016	E –ndash; G
Всесезонная шина	0,009 –; 0,012	C –ndash; D

Откуда берется гистерезис?

Резина является вязкоупругим материалом, она деформируется под нагрузкой и не возвращает всю энергию назад при восстановлении формы. Эта «потерянная» энергия превращается в тепло и именно это явление - гистерезис является главным источником сопротивления качению, обеспечивая 80% его значения.

Производители шин снижают гистерезис двумя основными путями: оптимизацией состава резиновой смеси (например, замена технического углерода на кремниевую кислоту - silica) и конструктивными решениями (форма профиля, угол наклона нитей корда). Подробнее о физике сопротивления качению: Wikipedia — Rolling resistance

Маркирование шин и топливная эффективность

С 1 ноября 2012 года в Евросоюзе действует обязательная маркировка шин — EU Tyre Label. С 1 мая 2021 г. вступил в силу обновленный регламент ЕС 2020/740, который расширил требования и добавил новые классы. Этикетка содержит три основных показателя: топливная эффективность (rolling resistance), сцепление на мокром покрытии и шумность. Нас интересует первый параметр.

Классы топливной эффективности EU Label

Класс	Разница в расходе топлива (относительно класса G)	Разница в выбросах CO₂	Ежегодная экономия (15 000 км, бензин 53 грн/л)
A	до –7,5%	до –7,5 г/км CO₂	до 2 000 грн
B	–4,5% к –7,4%	4,5 до 7,4 г/км	1 200 –; 1 950 грн
C	–1,5% к –4,4%	1,5 до 4,4 г/км	400 –; 1 150 грн
D	Базовый уровень (отсутствует у легковых авт.)	—	—
E	+1,5% до +4,4%	+1,5 до +4,4 г/км	–400 до –1 150 грн
F	+4,5% до +7,4%	+4,5 до +7,4 г/км	–1 200 до –1 950 грн
G	Худший класс	Максимальные выбросы	Базовая точка

Важно: класс D официально исключен для легковых автомобилей в новом регламенте 2021 года – шины идут от C сразу к E. Класс A является лучшим, но далеко не все шины его достигают даже среди премиум-брендов. Официальный регламент ЕС: Regulation (EU) 2020/740 — EUR-Lex

Сравнение типов шин: летние, зимние, всесезонные

Летние шины

Летние шины рассчитаны на температуры выше +7°C. Их резиновая смесь относительно жесткая, что минимизирует гистерезис и обеспечивает самое низкое сопротивление качению среди всех типов. Большинство шин класса A и B – mdash; исключительно пожилые.

Зимние шины

Зимние шины обладают мягкой резиновой смесью, сохраняющей эластичность при низких температурах. Это увеличивает гистерезис и, соответственно, сопротивление качению. Шипованные зимние шины имеют еще более высокое сопротивление из-за механического сцепления шипов с асфальтом.

При сравнении одинаковых моделей от того же производителя: зимняя версия шины обычно на 1-2 класса ниже топливной эффективности, чем летняя. Например, Michelin Pilot Sport 4 (летняя) — класс A, а Michelin Pilot Alpin 5 (зимняя) — класс C.

Всесезонные шины

Всесезонные шины — компромисс. Их смесь и протектор оптимизированы для широкого диапазона температур, но не идеальны ни для лета, ни для зимы. Топливная эффективность обычно в классах C–D, реже B.

Тип шины	Типовой класс EU	Преимущества	Недостатки
Летняя	A –ndash; C	Самое низкое сопротивление качению	Не подходит для зимы
Зимняя фрикционная	C –ndash; E	Безопасность на снегу, тихая	Высшее сопротивление качению
Зимняя шипованная	E –ndash; G	Максимальное сцепление на льду	Высочайшее сопротивление, шум
Всесезонная	B – D	Удобство, 1 комплект	Компромисс по расходу и сцеплению

Материалы и конструкция протектора шины

Silica (кремниевая кислота) vs технический углерод

До 1990-х годов основным наполнителем резины был технический углерод (carbon black). В 1992 году Michelin и Goodyear независимо запатентовали технологию использования кремниевой кислоты (silica) в качестве наполнителя — и это стало революцией в индустрии.

Silica снижает гистерезис при температурах +20...+60°C (типичный диапазон летней езды), не ухудшая сцепление на мокром покрытии. Это позволило одновременно улучшить оба показателя, ранее противоречивших друг другу.

Показатель	Технический углерод	Silica (кремниевая кислота)
Сопротивление качению (лето)	Средний-высокий	Низкий
Сцепление на мокром	Удовлетворительное	Отличное
Сцепление на снегу	Удовлетворительное	Хорошо
Износостойкость	Высокая	Высокая (современные формулы)
Стоимость производства	Ниже	Высшее

Конструкция протектора шины

Кроме состава смеси, на сопротивление качению влияет:

• Глубина протектора: новые шины имеют 7–8 мм, изношены до 2–3 мм — сопротивление качению снижается, но ухудшается безопасность
• Форма канавок: более закрытые канавки = меньше деформации = низшее сопротивление
• Симметричный vs направленный протектор: направленный обеспечивает лучший водоотвод, но асимметричный может оптимизировать контактное пятно
• Ширина плечевых блоков: более узкие плечи = меньше деформации на краях

Техническое описание технологии silica: Michelin — Energy Saver технология

Сравнительная таблица популярных моделей шин

Ниже приведены данные для размера 205/55 R16 — одного из наиболее распространенных в сегменте C-класса (VW Golf, Toyota Corolla, Skoda Octavia и т.п.). Данные EU Label по официальным каталогам производителей по состоянию на 2024 год.

Модель шины	Тип	Класс пол. эффект.	Класс мокрого сцепления.	Шумность (дБ)	Ориент. цена (грн/шт)
Michelin Energy Saver+	Летняя	A	B	70	3 500 –; 4 200
Michelin Primacy 4+	Летняя	A	A	69	4 200 –; 5 000
Continental EcoContact 6	Летняя	A	A	69	3 800 –; 4 500
Bridgestone Ecopia EP300	Летняя	A	B	71	3 200 –; 3 900
Goodyear EfficientGrip 2	Летняя	A	A	69	3 600 –; 4 300
Nokian Wetproof	Летняя	B	A	70	3 000 –; 3 700
Pirelli Cinturato P7	Летняя	B	A	70	3 400 –; 4 100
Hankook Kinergy 4S2	Всесезонная	C	A	71	2 800 –; 3 400
Michelin CrossClimate 2	Всесезонная	B	A	70	4 500 –; 5 200
Continental AllSeasonContact 2	Всесезонная	B	A	70	4 000 –; 4 800
Michelin Alpin 6	Зимняя	C	A	71	3 800 –; 4 500
Continental WinterContact TS870	Зимняя	C	A	71	3 500 –; 4 200
Nokian Hakkapeliitta R5	Зимняя (frik.)	D	A	70	4 000 –; 4 800
Bridgestone Blizzak LM005	Зимняя	C	A	72	3 600 –; 4 400

Примечание: цены являются ориентировочными для украинского рынка 2024-2025 гг. и могут отличаться в зависимости от продавца и курса валют.