Чому шини впливають на витрату палива

Більшість водіїв шукає економію палива в налаштуваннях двигуна, аеродинаміці або стилі їзди. Але один із найпростіших і найбільш недооцінених факторів — це самі шини. За даними Європейської асоціації виробників шин і гуми (ETRMA), шини відповідальні приблизно за 20–30% загального споживання палива легковим автомобілем. Це пов'язано із фізичним явищем, яке називається опір кочення (rolling resistance). Чим вищий опір - тим більше енергії двигун витрачає просто на те, щоб колесо оберталось. І навпаки, шина класу A за паливною ефективністю може заощадити від 0,1 до 0,25 літра палива на 100 км порівняно з шиною класу F.

На перший погляд це небагато, ле при пробігу 15 000 км на рік і ціні бензину 52–54 грн/л це від 780 до 2 000 грн щорічної економії лише від правильного вибору шин. А ще слід врахувати зниження викидів CO₂, що в класі A становить до 7,5 г/км менше порівняно з класом G.

Що таке опір кочення шини 

Опір кочення гуми це сила, яка протидіє руху колеса по поверхні. Вона виникає головним чином через деформацію шини в зоні контакту з дорогою (так звана «пляма контакту»), а також через внутрішнє тертя в гумовій суміші (гістерезис).

Формула опору кочення

Сила опору кочення розраховується за формулою: F = Cr × N, де:

• F - сила опору кочення (Ньютони)
• Cr - коефіцієнт опору кочення (безрозмірна величина)
• N - нормальна сила, тобто навантаження на колесо (Ньютони), приблизно рівна вазі авто × g / 4

Типові значення коефіцієнта Cr для автомобільних шин:

Тип шини / умова	Коефіцієнт Cr	Клас EU (приблизно)
Преміум літня шина, silica	0,006 – 0,008	A – B
Стандартна літня шина	0,009 – 0,011	C – D
Бюджетна шина	0,012 – 0,015	E – F
Зимова шина (фрикційна)	0,010 – 0,013	C – E
Зимова шина (шипована)	0,012 – 0,016	E – G
Всесезонна шина	0,009 – 0,012	C – D

Звідки береться гістерезис?

Гума є в'язкопружним матеріалом, вона деформується під навантаженням і не повертає всю енергію назад при відновленні форми. Ця «втрачена» енергія перетворюється на тепло і саме це явище - гістерезис і є головним джерелом опору кочення, забезпечуючи 80–90% його значення.

Виробники шин знижують гістерезис двома основними шляхами: оптимізацією складу гумової суміші (наприклад, заміна технічного вуглецю на кремнієву кислоту - silica) та конструктивними рішеннями (форма профілю, кут нахилу нитей корду). Детальніше про фізику опору кочення: Wikipedia — Rolling resistance

Маркування шин та паливна ефективність

З 1 листопада 2012 року в Євросоюзі діє обов'язкове маркування шин — EU Tyre Label. З 1 травня 2021 року набрав чинності оновлений регламент ЄС 2020/740, який розширив вимоги та додав нові класи. Етикетка містить три основні показники: паливна ефективність (rolling resistance), зчеплення на мокрому покритті та шумність. Нас цікавить перший параметр.

Класи паливної ефективності EU Label

Клас	Різниця у витраті палива (відносно класу G)	Різниця у викидах CO₂	Щорічна економія (15 000 км, бензин 53 грн/л)
A	до –7,5%	до –7,5 г/км CO₂	до 2 000 грн
B	–4,5% до –7,4%	–4,5 до –7,4 г/км	1 200 – 1 950 грн
C	–1,5% до –4,4%	–1,5 до –4,4 г/км	400 – 1 150 грн
D	Базовий рівень (відсутній у легкових 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	Найгірший клас	Максимальні викиди	Базова точка

Важливо: клас D офіційно виключений для легкових автомобілів у новому регламенті 2021 року - шини йдуть від C одразу до E. Клас A є найкращим, але далеко не всі шини його досягають навіть серед преміум-брендів. Офіційний регламент ЄС: Regulation (EU) 2020/740 — EUR-Lex

Порівняння типів шин: літні, зимові, всесезонні

Літні шини

Літні шини розраховані на температури вище +7°C. Їх гумова суміш відносно жорстка, що мінімізує гістерезис та забезпечує найнижчий опір кочення серед усіх типів. Більшість шин класу A та B — виключно літні.

Зимові шини

Зимові шини мають м'яку гумову суміш, що зберігає еластичність при низьких температурах. Це збільшує гістерезис і, відповідно, опір кочення. Шиповані зимові шини мають ще вищий опір через механічне зчеплення шипів з асфальтом.

При порівнянні однакових моделей від того ж виробника: зимова версія шини зазвичай на 1–2 класи нижча за паливною ефективністю, ніж літня. Наприклад, Michelin Pilot Sport 4 (літня) — клас A, а Michelin Pilot Alpin 5 (зимова) — клас C.

Всесезонні шини

Всесезонні шини — компроміс. Їх суміш і протектор оптимізовані для широкого діапазону температур, але не є ідеальними ні для літа, ні для зими. Паливна ефективність зазвичай у класах C–D, рідше B.

Тип шини	Типовий клас EU	Переваги	Недоліки
Літня	A – C	Найнижчий опір кочення	Не підходить для зими
Зимова фрикційна	C – E	Безпека на снігу, тиха	Вищий опір кочення
Зимова шипована	E – G	Максимальне зчеплення на льоду	Найвищий опір, шум
Всесезонна	B – D	Зручність, 1 комплект	Компроміс за витратою і зчепленням

Матеріали та конструкція протектора шини

Silica (кремнієва кислота) vs технічний вуглець

До 1990-х років основним наповнювачем гуми був технічний вуглець (carbon black). У 1992 році Michelin та Goodyear незалежно запатентували технологію використання кремнієвої кислоти (silica) як наповнювача — і це стало революцією в індустрії.

Silica знижує гістерезис при температурах +20...+60°C (типовий діапазон літньої їзди), не погіршуючи зчеплення на мокрому покритті. Це дозволило одночасно покращити обидва показники, які раніше суперечили один одному.

Показник	Технічний вуглець	Silica (кремнієва кислота)
Опір кочення (літо)	Середній–високий	Низький
Зчеплення на мокрому	Задовільне	Відмінне
Зчеплення на снігу	Задовільне	Добре
Зносостійкість	Висока	Висока (сучасні формули)
Вартість виробництва	Нижча	Вища

Конструкція протектора шини

Окрім складу суміші, на опір кочення впливає:

• Глибина протектора: нові шини мають 7–8 мм, зношені до 2–3 мм — опір кочення знижується, але погіршується безпека
• Форма канавок: більш закриті канавки = менше деформації = нижчий опір
• Симетричний vs спрямований протектор: спрямований забезпечує кращий водовідвід, але асиметричний може оптимізувати контактну пляму
• Ширина плечових блоків: вужчі плечі = менше деформації на краях

Технічний опис технології silica: Michelin — Energy Saver технологія

Порівняльна таблиця популярних моделей шин

Нижче наведено дані для розміру 205/55 R16 — одного з найбільш поширених у сегменті C-класу (VW Golf, Toyota Corolla, Skoda Octavia тощо). Дані EU Label з офіційних каталогів виробників станом на 2024 рік.

Модель шини	Тип	Клас пал. ефект.	Клас мокрого зчеп.	Шумність (дБ)	Орієнт. ціна (грн/шт)
Michelin Energy Saver+	Літня	A	B	70	3 500 – 4 200
Michelin Primacy 4+	Літня	A	A	69	4 200 – 5 000
Continental EcoContact 6	Літня	A	A	69	3 800 – 4 500
Bridgestone Ecopia EP300	Літня	A	B	71	3 200 – 3 900
Goodyear EfficientGrip 2	Літня	A	A	69	3 600 – 4 300
Nokian Wetproof	Літня	B	A	70	3 000 – 3 700
Pirelli Cinturato P7	Літня	B	A	70	3 400 – 4 100
Hankook Kinergy 4S2	Всесезонна	C	A	71	2 800 – 3 400
Michelin CrossClimate 2	Всесезонна	B	A	70	4 500 – 5 200
Continental AllSeasonContact 2	Всесезонна	B	A	70	4 000 – 4 800
Michelin Alpin 6	Зимова	C	A	71	3 800 – 4 500
Continental WinterContact TS870	Зимова	C	A	71	3 500 – 4 200
Nokian Hakkapeliitta R5	Зимова (friк.)	D	A	70	4 000 – 4 800
Bridgestone Blizzak LM005	Зимова	C	A	72	3 600 – 4 400

Примітка: ціни є орієнтовними для українського ринку 2024–2025 рр. і можуть відрізнятись залежно від продавця та курсу валют.