Как влияет на динамику и комфорт уменьшение веса колёс.
Сидел изучал сегодня что даёт использование более лёгких колёс (в моём варианте магниевые диски с шинами R13 будут легче, чем Шины TOYO Proxes T1R 205/50R15, диски ENKEI, на которых я катался прошлым летом где-то на 6,5 кг. каждое колесо) Информация о том на что влияет вес колеса есть разная, от сравнения облегчения 1 кг. веса колеса с облегчением веса кузова от 3 кг.(минимум), до 20-30 кг. В теории это выглядит примерно так:
Неподрессо́ренная ма́сса — понятие, применимое к наземным средствам передвижения, имеющим подвеску, которое обозначает массу, включающую массу колес и других деталей, крепящихся непосредственно к ним (дисков, шин, элементов тормозной системы, находящихся на колесе). Масса остальных элементов, удерживаемых над землей подвеской, называется подрессоренной массой (англ.).
Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы имеет огромное значение, так как сила, с которой неподрессоренные компоненты воздействуют на автомобиль снизу вверх, должна компенсироваться весом подрессоренной массы. В противном случае автомобиль теряет сцепление с поверхностью дороги, что отрицательно сказывается на его управляемости. Для преодоления данной проблемы устанавливают облегченные диски и покрышки.
Кроме управляемости вес колес влияет и на динамику автомобиля. Так, чем тяжелее колеса, тем больше энергии и времени потребуется чтобы изменить скорость их вращения. То же относится и к процессу торможения. Однако, вклад энергии вращения колес в общую энергию движения автомобиля незначителен, и поэтому реально ощутить изменение в динамике разгона и торможения невозможно.
Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет в среднем 1:30. Меняя это соотношение, можно добиться более высокой плавности хода автомобиля. Это соотношение можно изменить двумя способами: увеличив подрессоренную массу либо уменьшив неподрессоренную. Однако, если увеличивать подрессоренную массу, к примеру, загрузить по максимуму салон автомобиля, то разгонная динамика снизится. А вот уменьшив неподрессоренную массу, можно сохранить и даже улучшить динамику, добившись при этом высокой плавности хода. И добиться этого можно, только снизив вес колес. Снижение веса колёс на 1 килограмм с точки зрения динамики эквивалентно уменьшению массы в салоне автомобиля приблизительно на 3 кг. С точки зрения комфорта — на 10. Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого всего на 2 килограмма (что в сумме дает 8 килограммов), то ваша машина будет ехать также плавно, как если бы в нее сели пассажиры весом 110-150 кг., и так же быстро как будто из салона выкинули 30 кг (а пассажир не садился вовсе).
В моём случае получается облегчение веса 4-х колёс на 26 кг. Если брать по минимуму, то при ускорении авто это равносильно уменьшению веса авто на 97,5 кг (это две девочки по 50 кг. или один дядька весом 100 кг, которых якобы всё лето катал на старых колёсах и сегодня высадил (на новых) и еду без них)), а по плавности хода как будто в машину загрузили 357 кг. (то есть четыре пассажира по 90 кг. каждый), что для Роньки, который лёгкий, очень немаловажно!
Для интереса примерного расчёта выкладываю примерные веса дисков и шин, в зависимости от их материалов и размеров. Может кому-то пригодится.
Влияние веса дисков на 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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
Влияние веса дисков на динамику
Красивые широкие диски максимального диаметра мечта для многих. Гонясь за красотой не все задумываются о том, на что влияют размеры дисков.
Я выбирая черные диски для Пежо 308 наткнулся на форум BMW клуба, в котором очень популярно раскрывается эта тема.
Вашему вниманию выжимка из туевы хучи страниц форума
При увеличении диаметра диска снижается динамика авто. Причем это влияет не только на разгон, но и на торможение.
Увеличивая размер диска увеличивается масса колеса. Так получается потому что резина в любом случае легче ( по плотности ), чем металл даже самых легких дисков
Важно даже не масса диска — при переходе на 1 размер она меняется не сильно. А именно — момент инерции — он растет быстрее массы ( в процентах к предыдущему, меньшему размеру диска), ибо получается, что обод ( одна из основных масс диска ) — сосредоточен дальше от центра вращения.
У меньшего диаметра диска ( даже при одинаковом диаметре по резине ) — момент инерции всегда меньше. Т.е. Меньше диск + более высокая резина, при сохранении внешнего диаметра по резине — лучше поедет. Чем меньше диаметр диска, тем меньше плечо приложения силы
При идеальном 100% сцеплении с асфальтом — чем меньше диаметр колеса (окружность колеса), тем быстрее разгон, но меньше максималка. Но 100% сцепление не достижимо, вся избыточная мощность уходит в букс, ограничивается разгон лишь сцепными свойствами. Примеряют различные вариации, для повышения динамики если оно ограниченно мощностью авто, то можно сделать передачи «короче» или (и) просто поставить диски поменьше. Если же все упирается в сцепление с дорогой, то можно сделать передачи «длиннее», поставить более широкую резину, диски и бОльшего диаметра. Вмешательства в коробку более затратны, по понятным причинам =) Поэтому проще всего поставить диски и резину пошире. В американских автомобилях без систем стабилизации и помощи при разгоне первая передача обычно очень длинная, это позволяет на старте помочь покрышкам справиться с чудовищным моментом (разгон ограничен сцепными свойствами). Также увеличение диаметра при неизменных передаточных отношениях в коробке позволяет сократить количество переключений при преодолении короткой драговой дистанции.
Пример для джипа срт8 — с 18 и 20 дисками
По поводу какая мощность и какие диски уравниваются — нужно решить уравнение M=F*a, где F неизменна при одинаковой ширине резины, а- плечо приложения силы тоесть R/2, и мы получим момент на колесе, тоесть если диски 18 то М=F*9; если диски 22 то M=F*11, поделив одно на другое получаем 1,22, то есть на 22% машина должна быть мощнее. Учитывая стоковые 432 лошади (при условии одинаковых потерь на коробку) умножив получаем 530 лошадей. Итого на R18 сток будет ехать также как 530 на R22, при одинаковых потерях на коробку и одинаковых сцепных свойствах =) (Это утверждение верно при условии, что резина на этих дисках будет одинаковой высоты профиля и ширины.
т.е. по факту увеличиться внешний диаметр по резине и плюс сместится самая тяжела часть колеса (обод диска и протектор) дальше от центра. тем самым увеличиться плечо силы.)
Смысл в том, что колесо (диск+резина) как-бы является последней шестерней коробки передач, а дорога(асфальт) это как рейка в реечной передаче, только вместо зубчатого — фрикционное зацепление… Если выкинуть все ненужное из моего длинного сообщения… Больший R делишь на меньший и умножаешь на мощность машины, в итоге будет мощность необходимая для аналогичной динамики на бОльшем R Реальные результаты могут достаточно сильно отличаться по ряду причин: Разные кривые мощности и момента, различные потери на коробке, различное сцепление с дорогой, разные водители в конце концов.
Некоторые дополнения к теме
ВЫВОДЫ:
Если хотим получить некий оптимальный баланс параметров разгон/управляемость — не надо гнаться за самыми большими колесами.
Высота профиля 45-50 самая оптимальная.
+ к тому — еще и кочек поменьше боится, чем, например, 30 профиль…
+ к тому — получается поменьше неподрессоренная масса — меньше убивается подвеска.
Выбираем диски с максимально узкими спицами и их количеством. Такие диски имеют наименьший момент инерции.
До прочтения этой темя я уже не раз слышал, что при увеличении диаметра диска машина перестает ехать, тем более это заметно для наших 120-сильных движков. Поэтому я с маниакальным упорством взвесил все колеса и диски, которые были у меня под рукой
Результаты взвешиваний:
1. Оригинальный литой диск R16 SANTIAGUITO (Ref 5402T0) Ставится штатно на дорестайл премиум пак 120л.с. — 9.2кг (Производство Германия)
2. Он же, оригинал, но производство Испания — 9,55кг
3. R16 Реплика почти вся примерно 10кг +/-
4. R16 SANTIAGUITO + 205/55 Continental contipremiumcontact 2 = 19 — 19,2кг (в зависимости от остатка протектора).
5. R15 Зимние оригинальные штамповки + 195/65 Bridgestone ice cruiser 7000 = 17,3кг ровно все колеса (За зиму проехал не более 3000 км)
6. Чуть выше писал о выборе черных дисков для Пежо 308. Так вот, из всех предложенных мне больше всего понравились Momo Revenge R17. И опять производитель играет роль!
Италия — 9,15кг, Тайвань (Италию сейчас не найти в Москве) — 10кг ровно!
7. R18 Lincancabur — 12кг. Вместе с резиной не 21-22кг
Но есть очень легкие литые диски r18 для пежо 308, которые весят всего 8,5кг!
Вдумайтесь только! R18 — 8.5кг!
ВОТО ОНИ: 7х18 OZ Ultraleggera
Вить, я думаю ты будешь не против, что я вывесил твои диски?
Можно рассматривать еще кованные диски, но R18 даже кованные не все будут весить 8,5кг. Да и на кованном Slike ездит уже почти каждый второй ВАЗ.
Так же можно сэкономить на весе резины, но об напишу в другой записи, после того, как проведу необходимые замеры и взвешивания )))
Мой выбор
На лето хочу R17, но чтобы диск весил не более 9,2кг. Оригинал не отличается такой легкостью. Выбор продолжается и покупка затягивается по некоторым причинам.
UPD: Выбор сделан
UPD3: Трилогия о выборе шин. Какие параметры влияют на динамику, О весе шин, Какие шины выбрать, чтобы не сидели как бублик на дисках с кучей полезных ссылок.
Летние шины. Часть №1 (Вес шин. Размерность шин)
Летние шины. Часть №2 (Вес шин, индексы шин, таблица весов шин).
Летние шины. Часть №3 (Внешний вид шин, обзор, выбор)
ПРЕВЬЮ: В этой записи про вес дисков есть некоторе неточности. Но редактировать эту статью нет желания. В ближайшее время напишу новую статью про влияние веса и высоты колеса на динамику авто. Заморочился я по неподрессоренным массам сильно, поэтому в новой записи будет все по взрослому: с тестами с формулами и расчетами. Не переключайтесь =)
* Постараюсь и дальше радовать всех подписчиков интересными записями.
__________________________________________________________________________
Фух! Респект, тем кто осилил многАбукАв.
Ну и если запись, кому то показалась полезной или заставила по другому взглянуть на понравившиеся диски — клик Лайк ))) а значит я не зря старался!
Репост тоже приветствуется. Так сказать — знания в массы!
Вес колеса — на что влияет
Многие автовладельцы хорошо разбираются в параметрах резины и дисков. Но, немногие принимают во внимание такую норму, как общий вес колеса. А ведь от массы покрышек и дисков существенно меняются ходовые качества машины. Далее расскажем, как вес колеса действует на эксплуатационные характеристики автомобиля и какие диски с покрышками менее разрушительны для подвески.
Как вес колеса влияет на эксплуатационные качества автомобиля
Владельцам машин известно, что их гружёный автомобиль больше расходует топлива. Это действительно так, ведь двигателю необходимо вырабатывать больше энергии, чтобы поддерживать скоростной режим тяжёлой машины. Аналогичная ситуация, только в меньших масштабах, происходит при поездке на машине с тяжёлыми колёсами. Общая масса автомобиля увеличится, что становится причиной повышенного расхода горючего.
Однако, практически все водители обращают внимание на тот факт, что после установки на машину легкосплавных дисков, двигатель меньше потребляет топлива. К этому стоит добавить, что передвижение становится более комфортным, а автомобиль радует динамикой. Такой эффект действительно появляется в следствии снижения веса неподрессоренной массы. К этому стоит добавить, что лёгкий вес колёс продлевает эксплуатацию подвески и рулевых механизмов. Это также можно отнести к фактору экономии.
Вес колеса изменяется от внутреннего давления воздуха. В пустой шине есть атмосферный воздух, масса которого при обычном давлении равняется 20 граммам (m=V*p=3.14*0.14^2*0.9*1.25/4=0.02кг). Что касается полного баллона, то плотность сжатого воздуха возрастает почти в 3 раза. Из этого следует, что разница в массе составит 20*3-20=40 грамм
Вес шины
Колесо состоит из 2-х отдельных элементов: шины и диска. Масса каждого из них индивидуальна. На первом примере разберём особенность покрышки. Она может быть различного типоразмера и разной сезонности. От этих назначений зависит вес резины. Например, низкопрофильные и стандартные шины весят по-разному, потому что в низкопрофильной покрышке меньше резины.
Для второго примера возьмём зимние и летние шины. Резина для зимней эксплуатации более тяжёлая и громоздкая. В её конструкции используется мягкая резиносмесь, что утяжеляет изделие. Бездорожные шины с глубоким агрессивным протектором и многослойным кордом, также тяжелее шоссейных аналогов.
Современные автоконцерны оснащают кроссоверы усиленными покрышками, изготовленными по технологии Run Flat. На такой резине можно передвигаться даже после полной разгерметизации колеса. Но, за такую опцию приходится расплачиваться повышенным расходом топлива. Резина Run Flat весит в 1,5 раза тяжелее стоковых пневматических шин.
Вес диска
Сегодня рынок предлагает автовладельцам широкий выбор колёс. В зависимости от личных предпочтений и финансовых возможностей, возможно купить: стальные, легкосплавные или кованые диски. Структура колёс значительно отличается, что непосредственно оказывает влияние на ходовые качества машины.
Рассмотрим пример: как изменится вес колеса Лада Веста (седан) с разными дисками на летней резине 185/65 R15. Масса покрышки 7,9 кг. Вес стального диска R15 — 9,56 кг, легкосплавного 7,32 кг, а кованого 3,69 кило. Теперь сложим массы покрышки и дисков, и получим:
Если автовладелец предпочитает использовать пневматические камеры, то масса колеса увеличится в среднем на 1 кг, именно столько весит 1 камера.
Резюме. Вес колеса зависит от типоразмера, сезонности и вида покрышки, а также от типа диска. Тяжёлые колёса, это причина повышенного расхода топлива и быстрого износа подвески. Легкие диски и шины, обеспечивают автомобилю динамичность и экономичность, а водителю комфорт в движении.
