На что влияет вес диска авто

Вес колеса: от чего зависит, на что влияет

Колесо в автомобиле — это неотъемлемый элемент конструкции транспортного средства. Покрышки и диски наделяют машину различными эксплуатационными характеристиками. Например, они влияют на проходимость и скоростные качества. Вместе с этим, такой простой параметр как общий вес колеса, играет немаловажную функцию. Давайте разберёмся, на что влияет масса дисков и шин при эксплуатации машины.

Как масса колес влияет на эксплуатационные качества автомобиля

Начнём с того, что всем автомобилистам известен факт повышенного расхода топлива при перевозке грузов. В этом случае машина становится тяжелее, а значит двигателю необходимо вырабатывать больше энергии для передачи вращающего момента на приводные оси. Примерно тоже самое происходит, если автомобиль оснастить тяжёлыми колёсами. Вес машины увеличится, что окажет влияние на повышенный расход топлива.

Многие водители замечали, что после перехода на легкосплавные диски, машина становится более манёвренной и экономичной. Всё правильно, вес неподрессоренной массы уменьшился, а это повлекло снижение потребления энергии двигателя.

Более лёгкие колёса, увеличивают срок службы подвески и рулевого управления. А это также отражается на экономии личного бюджета. Автомобиль быстрее разгоняется и обладает уменьшенным тормозным путём. Кроме того, езда на лёгких колёсах повышает качество комфорта, так как подрессоренная масса легко поглощает передаваемые колебания от облегчённой неподрессоренной массы.

Вес собранного колеса может меняться от давления в шине. Хотя спущенная покрышка и содержит воздух, но при атмосферном давлении его масса равна 20 граммам (m=V*p=3.14*0.14^2*0.9*1.25/4=0.02кг). А плотность воздуха накаченной шины больше примерно в 3 раза. Следовательно, разница в массе составляет 20*3-20=40 грамм.

Вес шины

Второй влияющий фактор на вес колеса, это типоразмер и сезонность шины. Например, низкопрофильные и обычные шины для одного автомобиля будут весить по-разному. Потому что в низкопрофильной покрышке меньше материала. Второй пример, это зимняя и летняя резина. Для зимы, в покрышках используется более мягкий состав каучуковых материалов и сложная конструкция. Это утяжеляет изделие. Колёса с многослойным кордом и глубоким протектором для бездорожья, также будут тяжелее аналогов для шоссе.

Некоторые марки внедорожников поступают в продажу с усиленными покрышками, выполненными по технологии Run Flat. Это специальные шины, на которых можно двигаться после прокола. Но, вес такой резины в 1,5 раза больше обычных пневматических шин.

Вес колесного диска

На сегодняшний день, автовладелец может выбрать для своей машины несколько типов дисков: стальные, легкосплавные и кованые. Они значительно различаются между собой по техническим характеристикам.

  • Стальные диски производятся методом штамповки. Такие колёса обладают увесистой конструкцией, но при этом являются самыми доступными для потребителя. В большинстве случаев, автомобили на заводах комплектуют именно стальными дисками, дабы удешевить производство. Достоинства таких колёс в низкой цене и ремонтопригодности.
  • Легкосплавные диски, весят на 20-40 % легче стальных аналогов. Алюминий и различные сплавы на его основе, легко подчиняются обработке. Упрощённый процесс производства, позволяет изготовителям обеспечивать широкий модельный ряд привлекательных дисков. Быстрая теплоотдача алюминия, благоприятно влияет на охлаждение тормозных дисков и колодок.
  • Кованые диски ещё легче алюминиевых аналогов. А благодаря горячей объёмной штамповке, производителям удаётся уменьшить вес изделия до 50%, в соотношении к стальному ободу. Кроме этого, кованый диск не уступает по прочности стальному. Он не лопается при ударе, а лишь деформируется. Данный тип колёс стоит дороже своих стальных и легкосплавных аналогов. Но, затраты окупаются долговечностью и повышенными динамическими характеристиками.

Пример. Какой будет вес колеса для ВАЗ 2110 с разными дисками? Летняя покрышка 185/65R14 весит 7,6 кг. Стальной диск R14 имеет массу 8,01 кг, легкосплавный 6,29 кг, а кованый 3,94 кило. Значит, колесо в сборе будет весить:

  • 1 вариант 15,61 кг;
  • 2 вариант 13,89 кг;
  • 3 вариант 11,54 кг.

Если к этому добавить камеру, которая весит 1 кг, то комплект из четырёх колёс увеличит массу ещё на 4 кило. Хотя в данный период, автовладельцы предпочитают бескамерные шины.

Читайте также:  Windows 7 64 bit на gpt диск

Как видно из материала статьи, выбор дисков окажет влияние на эксплуатационные характеристики машины. С более лёгкими колёсами, владелец экономит на топливе и ремонте подвески. Но сначала, придётся немного переплатить. Однако, уже через 1,5 — 2 года, лёгкие диски гарантировано окупятся.

Источник

Вред не подрессоренных масс и о значении веса для дисков.

Мы знаем, что чем легче авто, тем лучше. И бензина меньше уходит, и вообще жизнь становится радостнее и беззаботнее. Но мало кто знает, что масса массе рознь. Есть масса подрессоренная — это всё, что «лежит» на подвеске и воспринимается ею. Неподрессоренная же — это сами колёса с шинами, ступицы и тормозные барабаны с дисками и суппортами. Надо сказать, что мировые стандарты в определении подрессоренных-неподрессоренных масс не всегда сходятся. В частности, согласно немецкому стандарту DIN, к неподрессоренным массам относятся ещё и элементы подвески: рычаги, рессоры и пружины с амортизаторами. Что, в общем-то, логично. А вот торсионные валы — это уже подрессоренные. Но самое интересное, что стабилизатор поперечной устойчивости вышел совершенным маргиналом — половина его массы подрессоренная, а другая нет. Поэтому для каждой конкретной модели выявить соотношение масс можно лишь на специальных стендах, прибегнув к сложным расчетом. Зачем это нужно?

Дело в том, что самое важное — это соотношение подрессоренной и неподрессоренной масс. От него, к примеру, зависит плавность хода. Чем больше неподрессоренная масса, тем хуже плавность хода. Именно поэтому старые машины на тяжеленных колёсах и шкворневых подвесках этой самой плавностью не отличаются. Знакомая, наверное, многим картина: как только багажник оказался хорошо загружен — плавность хода увеличивается. Это именно за счёт изменения соотношения подрессоренных и неподрессоренных масс.

Наверное, не нужно быть Эйнштейном, чтобы понимать действие инерционных сил на автомобиль. Именно им мы обязаны всевозможными заносами и сносами. Но важно не только это. Чем больше неподрессоренная масса, тем сильнее на детали действуют инерционные силы. Допустим, вы двигаетесь на немолодом внедорожнике с зависимым задним мостом, при котором массивный редуктор, полуоси и ступицы с немаленькими колёсами. При проезде волнистого участка дороги будет очевидно, что задняя ось постоянно уплывает. Всё потому что задний мост под действием инерционных сил просто не всегда будет успевать возвращаться вниз. От этого сцепление будет ухудшаться, и ось начнёт «гулять». Эти же инерционные силы мешают эффективно тормозить тяжелыми колёсами. Да и разгоняться с такими труднее. Потому-то незаменимые на суровом бездорожье внедорожники старой закалки с тяжёлыми зависимыми подвесками на скоростных трассах явно проигрывают новым на рычагах и ступицах из лёгких сплавов.

Выходит, что, изменив соотношение масс, можно увеличить плавность хода. И тут есть два пути. Можно увеличить подрессоренную, к примеру, ездить с балластом в багажнике, потеряв в расходе топлива и динамике. А можно уменьшить неподрессоренную. И это куда интереснее. Вот тут-то нам могут помочь кованые диски, вес каждого из которых может отличаться больше чем на 10 килограммов по сравнению с литьём. Кроме того, что они куда прочнее обычных стальных или литых. А ещё основная их масса сосредоточена ближе к ступице, что снижает момент инерции. Проще говоря, инерционные силы, действующие на раскрученное кованое колесо, куда меньше мешают ему двигаться поступательно, то есть в том направлении, куда нам хочется. Выходит, что просматривая объявления о продаже автомобилей, не стоит скептически относится к «переобутому» в кованые колёса лоту. Против физики не попрёшь. Лучше с ней дружить.

ВЕС ДИСКОВ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ

Тот факт, что большая масса автомобиля замедляет его ускорение и удлиняет тормозной путь, ни у кого сомнений не вызывает. В то же время, вопрос массы колёсных дисков и резины не так уж часто «всплывает» при обсуждении этой проблемы.

Между тем эта масса имеет весьма большое значение: во-первых, эти детали входят в состав неподрессоренной массы автомобиля, а во-вторых от неё зависит такой важный показатель, как инерция вращения.

Неподрессоренная масса состоит из суммы масс резины, колёсных дисков, тормозных механизмов, некоторых частей подвески – в общем, всего того, что двигается вертикально относительно кузова автомобиля синхронно с колёсами. Неподрессоренная масса типичного автомобиля составляет около 15% его полной массы. Если не учитывать влияние упругих свойств авторезины, вся эта масса двигается вверх и вниз в зависимости от неровностей дороги.

Читайте также:  Как сделать образ диска в vmware

Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы автомобиля является чрезвычайно важным показателем, так как сила, с которой неподрессоренные компоненты подталкивают автомобиль снизу вверх на неровностях дороги, должна выравниваться подрессоренной массой, которая принимает на себя эти толчки. В момент, когда колесо наезжает на бугор, на него начинает действовать сила, подбрасывающая колесо вверх со скоростью, которая зависит от упругости покрышки, размера бугра и скорости автомобиля. При этом, чем больше неподрессоренная масса, тем большую кинетическую энергию должна поглотить подвеска – если мы не хотим, чтобы так же была подброшена вверх подрессоренная масса, т.е. кузов со всем, что в нём находится. Таким образом, чем меньше неподрессоренная масса, тем мягче будет ход автомобиля. Если соотношение масс неблагоприятное, колеса не будут с достаточной силой прижиматься к поверхности дороги на неровностях – то есть пострадает не только мягкость хода, но и «хватка» автомобиля за дорогу.

Инерция – свойство объекта сопротивляться изменениям. Соответственно, инерция автомобиля – основная сила, которая преодолевается в процессе ускорения. В последующем, уже при движении, инерцию будет необходимо преодолевать уже для торможения. Если обратиться к точной формулировке из физики, то «инерция есть свойство материи оставаться в покое либо в состоянии равномерного поступательного движения до тех пор, пока к ней не будет приложена внешняя сила». Причём же тут колёса – кроме, конечно, того факта, что их масса является составной частью общей массы автомобиля? В отличие от большинства других деталей автомобиля, колёса раскручиваются, когда вы нажимаете на газ – тем самым вы придаёте им энергию для вращения. Чем колёса тяжелее, тем больше энергии и времени требуется на то, чтобы изменить скорость их вращения. Это ещё не всё – вместе с колёсными дисками и покрышками вращаются также тормозные диски и карданный вал, причём с той же скоростью. Ещё быстрее порой раскручиваются детали трансмиссии и консольная часть вала у заднеприводных и полноприводных автомобилей. Далее, коленвал, демпфер колебаний, маховик и муфты – все раскручиваются до оборотов двигателя, а это весьма высокий показатель. На низких передачах всем этим многочисленным деталям приходится раскручиваться на большую скорость за малые промежутки времени – а это значит, что сопротивление силы их инерции становится очень значительным.

Итак, каковы же последствия вышеизложенных проблем на практике? Для примера возьмём последнюю модель Honda Civic с колёсными дисками и резиной из специального набора для апгрейда. Стандартно автомобиль комплектуется резиной 185/65 производства Dunlop и стальными 14-дюймовыми дисками.

Каждое колесо при этом весило 15,5 кг. Их сменили на покрышки Nitto 205/40 и 17-дюймовые диски, при этом вес каждого колеса увеличился до 19,5 кг. Этих четырёх килограммов (26%) лишнего веса на каждое колесо хватило для того, чтобы мощность автомобиля по замерам на динамометрическом стенде снизилась на целых 5%. Это говорит о том, что увеличение массы вращающихся деталей даже на килограмм уже вполне существенно: в данном случае каждый килограмм, добавленный к каждому колесу Honda Civic, «съел» более 1% мощности, измеренной на колёсах.

Увеличение размеров дисков и колёс.

Предположим, вы ездите на 15-дюймовых дисках и резине 205/65. Это вполне заурядная конфигурация: в Австралии, к примеру, это стандартная комплектация полицейских машин. Диск весит около 9,5 кг, а типичная покрышка 205/65 – немногим менее 10 кг. Таким образом, у нас есть 4 колеса по 19,5 кг каждое.

Допустим, вы решили сохранить резину, но сменили диски на легкосплавные, 15-дюймовые. Допустим, они буду весить 8 кг, таким образом, каждое колесо станет весить 18 кг, сбросив полтора килограмма, или примерно 8%.

Вы какое-то время ездите вполне довольным, а затем решаете сменить покрышки на 16-дюймовые 225/50. Ваш выбор падает, скажем, на диски ROH Reflex весом 8 кг и резину Yokohama S1-Z, которая тянет на 10,7 кг. Таким образом, каждое колесо стало весить 18,7кг – в итоге по сравнению с оригинальным набором вы выиграли всего 0,7 кг на колесо, хотя и приобрели очень хорошие покрышки.

Читайте также:  132 стиль дисков бмв х5 е53

Продолжим наши выкладки. Допустим, вы решили ещё раз сменить и диски, и резину, «запав» на 17-дюймовые ROH Z5 по 8,5 кг каждый, и Yokohama A520 формата 235/45, по 11,9 кг каждая. Таким образом, вы довели вес каждого колеса до 22 кг – белее, чем на 20% тяжелее изначального. Такая прибавка вполне реально будет стоить вам замедленного разгона автомобиля.

Вероятно, покупая в следующий раз диски и покрышки, вы будете куда внимательнее относиться к их весу.

Источник

Влияние веса дисков на управляемость, динамику и другие параметры автомобиля

Один из главных параметров, который напрямую влияет на скорость и динамику любого автомобиля, – это вес дисков колес. Каждый опытный автовладелец хорошо знает, что за счет уменьшения массы дисков можно добиться поразительного эффекта: повысить плавность хода, увеличить максимальную скорость и сделать управляемость авто более легкой и безопасной. Но для того, чтобы сделать эффект улучшения динамики более привлекательным, нужно понимать, каким образом вес диска влияет на каждый из вышеперечисленных параметров.

Подрессоренная и неподрессоренная масса

Для лучшего понимания закономерности между весом колеса автомобиля и его динамическими характеристиками необходимо учитывать все силы, которые воздействуют на транспортное средство во время движения. Опытные инженеры и конструкторы на автомобильных заводах всегда обращают внимание на один важный показатель – на разницу между неподрессоренной и подрессоренной массами авто.

С точки зрения инженерной науки к подрессоренной массе относятся все элементы и детали транспортного средства, которые располагаются между рессорой и кузовом (т.е. отделены от дорожного полотна). И наоборот, неподрессоренная масса – это все то, что располагается между дорогой и рессорой автомобиля. Если грамотно перераспределить пропорцию этих двух показателей, то можно увеличить эффективность торможения, улучшить плавность хода и увеличить динамические качества автомобиля.

Управляемость

Если вы наезжаете на препятствие на дороге, то максимальная сила удара приходится не на кузов, а на колесо. Лишь затем через амортизатор остаточная сила доходит до кузова, а колесо возвращается в первоначальное состояние. Практика показывает, что с уменьшением неподрессоренной массы автомобиля снижается сила удара на кузов, а маневрирование становится более плавным и удобным. Но не стоит злоупотреблять уменьшением веса: если неподрессоренная масса будет слишком мала в сравнении с массой кузова, то для возврата колеса в первоначальное положение понадобится больше времени. При езде в идеальную погоду это не отразится на безопасности, но вот на мокром или скользком асфальте вероятность ухода в занос существенно увеличится.

Динамические характеристики

Любой двигатель способен производить лишь определенное количество энергии в момент времени. Чем тяжелее при этом будут колеса автомобиля, тем большая мощность будет расходоваться для их раскручивания, а значит, на быстрый разгон будет оставаться минимальное количество свободной энергии. Если взять конкретную статистику, то уменьшение массы колес на один килограмм увеличивает мощность автомобиля примерно на 1%. Многие автовладельцы, зная это, а также что кованые диски легче литых, выбирают их, чтобы увеличить производительность авто и снизить время разгона.

Плавность хода

Расчеты показывают, что снижение массы каждого колеса хотя бы на один килограмм равнозначно уменьшению веса в салоне на 40 килограммов. На практике можно привести такой пример: если уменьшить массу каждого колеса на четыре килограмма (сделать это несложно, учитывая, сколько весит один кованый диск), то плавность хода будет такой же, как если бы в салоне у вас было четыре пассажира. Разгонные характеристики при этом останутся на прежнем уровне.

Ответ на вопрос «Какие диски легче, кованые или же литые?» знают все. Например, один оригинальный 20-дюймовый литой диск для Range Rover весит около 25 килограммов. Кованый аналог с максимальной статической нагрузкой для этого же автомобиля – около 13 килограммов. Каждое колесо оказывается легче примерно на 12 кг. В результате кованые диски позволяют уменьшить неподрессоренную массу почти на полтонны, причем улучшенная плавность хода достигается без потери динамики и разгонных характеристик.

Источник

Поделиться с друзьями
Шинбург