Как влияет вес колеса на расход топлива

Опубликовано: 16.04.2024

На каждом форуме, посвященном автомобильной тематике, можно найти темы, связанные с экономией топлива. Этот вопрос всегда будет в ТОПе. Несмотря на все рекламные кампании, водителям приходится искать альтернативные пути решения этой задачи. Возможно, если Вы садитесь за руль раз в неделю, то эта тема Вас не волнует. Но для водителей, которые постоянно за рулем, будет интересно узнать, как можно сэкономить. Сегодня чаще интересуются, как диски влияют на разгон и расход топлива? Скептики могут сказать, что никак, но практики постараются доказать обратное.

Влияние веса дисков

Неоднократно в сети встречались статьи, что тяжелый автомобиль будет расходовать больше топлива, чем аналогичная модель, но с меньшим весом. Водители стараются убрать с автомобиля все лишнее. Некоторые регулярно проводят чистку, чтобы в салоне или багажнике не оставалось ненужных вещей. Практичные задумываются над сменой стальных дисков на литые. Легкосплавные модели значительно легче стали, а значит, и вес автомобиля снижается. Как следствие, потребуется меньше топлива для прохождения конкретной дистанции.

Специалистами был проведен анализ, для которого взяли два авто с разным весом. Результат: каждые 500 кг увеличивают потребление топлива приблизительно на 700 л в год.

Увеличивая размер диска, Вы автоматически увеличиваете размеры покрышек, а значит, вес авто возрастает, что приводит к большему расходу топлива. Лучше устанавливать рекомендуемые производителем диски и шины.

Ширина дисков и покрышек

Гонясь за модными тенденциями, водители пренебрегают советами производителей, устанавливая широкие диски и шины. В качестве маленького эксперимента можно самостоятельно замерить расход. Первое, что будет тормозить – сопротивление воздуху. То есть автомобилю нужно будет больше «энергии», чтобы проехать определенное расстояние. Проведенные наблюдения подтвердили, что автомобили одной марки с разными дисками и покрышками расходуют различное количество литров топлива.

Если установить широкие колеса (в допустимых пределах от заводской комплектации), то разница составит около 0,5 л на 100 км. Для тех водителей, которые всегда за рулем, такая разница может стать ощутимой.

Диаметр диска и разгон авто

Было бы неправильно говорить только о разгоне автомобиля, обязательно нужно обращать внимание и на скорость торможения. В целом можно сделать обобщающий вывод, что на динамику авто влияет диаметр выбранных дисков. Как уже было сказано, увеличиваем диаметр – «растет» масса – снижается управляемость. Учтите, что, меняя колеса даже на 1 размер, можно получить внушительную разницу при разгоне. Шины (резина) по своей плотности будут легче металла, влияет только вес диска? Нет. Дело в том, что многие забывают об инерции, которая будет расти быстрее массы (имеется в виду процентное соотношение меньшего и большего размера). Наибольший вес дискам дает обод. Если взять две одинаковые покрышки и диски меньшего и большего диаметра, то момент инерции меньше будет у колес с меньшим диаметром дисков. Почему так важно учитывать инерцию? Инерция авто считается основной силой, которую преодолевает авто в процессе ускорения. Следующий раз, когда нужно будет преодолеть этот процесс – торможение. В автомобиле колеса являются единственной составляющей, которая начинает активно «работать» при нажатии педали газа, то есть, к ним подается энергия для вращения. И если колеса будут слишком тяжелыми, то потребуется значительно больше энергии и времени для того чтобы ускорить вращение и двинуться с места.

Вывод

проблема в мощности авто - установите немного меньше диски, и сделать передачи более короткими;
проблема в сцеплении с дорожным покрытием – можно попробовать широкую резину и диски чуть большего размера (в допустимых производителем диапазонах), сделав «длиннее» передачу.

В целом, старайтесь покупать диски, чтобы общий диаметр колес был как можно меньше. Ищите оптимальную середину по качеству, диаметру, весу и дизайну – избегайте крайности.

Выжать максималку можно с большими колесами, быстрее разогнаться и сэкономить на топливе позволят легкие колеса. Если снизить вес каждого колеса на килограмм, то это будет эквивалентно снижению веса в самом салоне авто на 40 кг. Ваш автомобиль поедет плавно и не потеряет своих разгонных характеристик.

Никогда не забывайте о качестве. От фирмы производителя многое зависит. Там и технологии, и «состав», и соблюдение технических параметров, все может отличаться. Идеально – оригинал или рекомендованная производителем реплика.

Как видно из всего выше описанного, выбор дисков имеет весомое значение для разгона, а вернее, для динамики авто. На длительных дистанциях легкие диски позволят почувствовать экономию на топливе. При этом категорически нельзя выбирать крайности: одинаково плохо слишком большой диаметр колес, и слишком маленький. Безусловно, много зависит от марки авто и производителя дисков и шин, доверяйте проверенным брендам, и тогда не придется платить лишнего.

Важнейший фактор любого внедорожника – наличие крупных колёс. Такие колеса увеличивают проходимость, а также дорожный просвет машины. Кроме этого они делают внешний вид модели более привлекательным. Однако многие ли автомобилисты знают о том, что колеса крупных размеров негативно влияют на мощность? Более подробная информация по этому вопросу будет представлена ниже.

Как влияет масса дисков на расход топлива?

В автомобильных журналах можно найти множество статей, где говорится, что если взять два одинаковых автомобиля разной массы, то расход топлива будет больше у модели с большим весом. В связи с этим автомобилисты убирают все лишние элементы из своего авто. Одни люди регулярно чистят свои машины от лишних вещей, другие – заменяют стальные диски на диски из легкосплавных металлов. Такие конструкции будут обладать меньшей массой, а значит и расход топлива будет меньше.

Недавно специалистами был проведён эксперимент. Для него взялись два идентичных автомобиля с разными массами. В результате опыта было установлено, что каждые 500 кг лишней массы увеличивают расход топлива примерно на 700 литров в год. Поэтому перед тем как установить на свой автомобиль крупные диски, нужно учитывать, что из-за этого увеличится размер колёс и, соответственно, их масса.

Динамические свойства

Любой автомобильный двигатель способен производить определённое количество энергии. Если на автомобиль установлены большие колеса, то значительная часть этой энергии будет расходоваться на раскручивание колёс, из-за чего машине будет гораздо «сложнее» разогнаться до нужной скорости. Проведённый специалистами эксперимент показал, что лишний килограмм колёс (250 грамм на каждое колесо) уменьшает мощность на 1%. Если есть необходимость в увеличении скорости разгона, а также мощности модели, то можно заменить обычные колесные диски на литые.

Практически все производимые сегодня автомобили оснащаются электроникой. В программное обеспечение машины также заносится информация о диаметре установленных колёс. Установка новых более крупных колёс повлечёт выведение неверной информации на табло спидометра, а также на другие приборы. Выход из данной ситуации – самостоятельная калибровка спидометра и других электронных систем. Также есть и другие нюансы:

Если рассматривать влияние диаметра колёс на показатель трения качения, то здесь можно сказать, что чем больше радиус колеса, тем меньше будет трение качения.
Двигателю автомобиля гораздо проще прокрутить небольшое колесо – при этом также будут меньше потери энергии и мощности, чем в ситуации с крупными шинами.
Исходя из этого можно следует факт, что если автомобиль ездит преимущественно по городским дорогам, то более выгодной будет эксплуатация колёс малого диаметра.

В заключение можно сказать, что большие колеса нужно устанавливать на автомобиль в том случае, если он эксплуатируется в большей степени по бездорожью. При езде по городским дорогам такие колеса приведут лишь к потере мощности и скорости, а век к увеличению расхода топлива.

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.

Установка колес на больших дисках на автомобиль — это всегда заманчивое предложение, ведь нет ничего лучше для обновления приевшегося стиля авто, чем изменение диаметра колес. И даже не стоит задумываться о том, влезут ли новые колеса в арки, ведь производители автозапчастей и шин уже позаботились об этом за вас. Они упрощают выбор нового комплекта колес и шин, предлагая диски большего диаметра с шинами более низкого профиля, которые в итоге не изменят общей высоты и ширины колеса. Чтобы все сработало так, как было задумано инженерами изначально, общий диаметр новых колес в итоге будет почти идентичен базовым, установленным с завода в стандартной комплектации.

И, похоже, установка низкого профиля шин на дисках большого диаметра может пройти совершенно безболезненно, верно? Характеристики поведения автомобиля ведь не изменятся? Не совсем так. Хоть большие колеса с модными 19-20-дюймовыми дисками и выглядят потрясающе, они, в свою очередь, все же могут повлиять как минимум на запас хода вашего автомобиля — как далеко вы можете проехать на баке с бензином или на одном заряде аккумулятора (если у кого-то все же есть электромобиль). И особенно важна она именно для владельцев электротранспорта.

А еще установка колес большего диаметра влияет на мощность (в сторону снижения, как несложно догадаться, об этом эксперименте мы писали несколько лет назад), на управляемость (здесь не все так очевидно, но управляемость может как улучшаться, так и ухудшаться) и, конечно же, на комфорт.

По поводу поведения автомобиля в динамике с дисками разного диаметра, с разными колесами и различными шинами было написано уже множество статей, материалов различными автомобильными журналами и снято видео. Мы также не раз соприкасались с этой темой, но повторенье — мать ученья.

Так, например, в 2010 году автомобильный журнал Car and Driver провел испытание Volkswagen Golf. Тест начинался с 15-дюймовых колес и заканчивался 19-дюймовыми. Несмотря на то что диаметр шин для всех комплектов колес остается почти постоянным, экономия топлива автомобиля упала до 11.2 литра на 100 км с 19-дюймовыми колесами по сравнению с 10.2 литра с 15-дюймовыми. То есть лишь изменение дисков по диаметру, и, казалось бы, без изменения общего диаметра колес привело к увеличению расхода топлива на 1 литр.

Электромобили постигла похожая участь. Достаточно с завода установить на Tesla колеса большего размера — и запас хода серьезно сократится. Вот как выглядит табличка Агентства по охране окружающей среды (EPA) для Tesla Model 3:

Получается, что если выбрать 20-дюймовые диски вместо 18-дюймовых колес/шин, автомобиль автоматически снизит запас хода на 23 мили (37 км). Это серьезное падение, не правда ли? Проще говоря, когда автомобиль проезжает меньший километраж на аналогичном количестве топлива или с одинаковым зарядом, это означает, что он становится менее эффективным.

Почему колеса большего диаметра повышают расход топлива/заряда (на электрокарах)?

Тому есть несколько важных причин:

1. Большие колеса требуют больше энергии для движения.

2. Зачастую низкопрофильные покрышки 55, 50 и 45 профилей будут шире, чем их меньшие коллеги. Например, выбор может начинаться не от 205, а от 215 мм по ширине. Пятно контакта из-за этого увеличится ненамного, но на расход топлива эти изменения все же могут повлиять из-за появления более сильного сопротивления качению.

3. Также продавцы шин отмечают, что, бывает, производители покрышек делают свои низкопрофильные покрышки из более мягкого компаунда (то есть из более «липкой» резиновой смеси, даже на летних покрышках). Это хоть и несильно, но все же накладывает дополнительное сопротивление качению, а значит, и требует большего расхода топлива. Автомобилю потребуется больше энергии для разгона и поддержания скорости.

4. Но сильнее всего влияет на расход топлива большая масса дисков с увеличенным диаметром:

«…диски большего диаметра, как правило, имеют больший вес — а следовательно, растет неподрессоренная масса. Более тяжелое колесо сложнее раскрутить двигателю — то есть расход топлива станет выше», — пишут на известном отечественном сайте Колеса

При этом даже если общий диаметр не изменится, изменение веса будет достаточным для снижения динамики авто.

Неподрессоренная масса — вес элементов автомобиля, которые не поддерживаются подвеской (то есть находятся под ней).

5. Не стоит забывать и о том, что, как правило, увеличившаяся масса колеса нагрузит подшипник ступицы больше номинальной нагрузки. Мало того, что последний начнет изнашиваться быстрее, он также будет хуже катиться (это доли процента, но они есть). В совокупности каждый такой штрих поднимает расход топлива или заряда аккумуляторов у электромобилей.

А вот что говорит о больших дисках зарубежный эксперт по автомобилям Джейсон Фенске (чтобы включить русские субтитры, перейдите в «Настройки» (значок шестеренки) > «Субтитры» > Вкл. Английский > Перевести и выберите русский язык):

Вы меняли шины и заметили разницу в расходе топлива? Это очень возможно, потому что правильно подобранные шины для автомобиля являются одним из факторов, которые могут повлиять на экономию при заправке или более высокие расходы.

Посмотрите, что вы можете сделать, чтобы сделать свой автомобиль более экономичным и экологичным.

В то время как цены на топливо высоки, и мы слышим отовсюду об опасностях загрязненного воздуха, стоит искать более оптимальные решения, которые будут более благосклонны к нашему портфелю и окружающей среде.

Топливная эффективность шин и сопротивление качению.

Если вы хотите выбрать шины, которые не будут увеличивать расход топлива и, следовательно, будут обладать максимальной энергоэффективностью, сначала проверьте этикетку шины.

Согласно закону, шины, продаваемые в пределах Европейского Союза, должны иметь соответствующую маркировку. Это информация для водителей о производительности модели в трех ключевых категориях:

класс топливной экономичности шин,
торможение и сцепление на мокрой дороге,
уровень шума.

Сгорание топлива и сопротивление качению.

Если вы хотите выбрать шины с наименьшим средним расходом топлива и, следовательно, с наивысшей энергоэффективностью, вам следует обратить внимание на те, у которых на этикетке указан класс «А» - лучший из шкалы в отношении сопротивления качению и расхода топлива.

Представленные значения позволяют сравнивать разные модели, что однозначно помогает в выборе нового набора. Помните, однако, что при изменении размера шины ее свойства могут измениться.

Что такое сопротивление качению шины?

Это оптимизированное соотношение между энергией, вкладываемой в движение, и внешними факторами, которые замедляются. На сопротивление качению влияет M.IN:. Аэродинамическое сопротивление, вес, конструкция и рисунок протектора и давление.

Что еще влияет на уменьшение сгорания?

Конструктивное решение шин

Вес шины - это элемент, который, несомненно, влияет на уровень расхода топлива - взаимосвязь очень простая: чем легче модель, тем ниже сопротивление качению, и автомобиль использует меньше энергии для перемещения колеса.

Также тип конструкции шин оказывает влияние на уровень выбросов выхлопных газов, диагональные модели - некогда единственные на рынке, имели на 20% более высокое сопротивление качению по сравнению с радиальными.

Компоненты, из которых состоит шина, влияют на сопротивление качению

Сгорание топлива не связано с формой протектора (до 60% сопротивления качению шины). Расположение блоков и других элементов передней части шины оказывает влияние на ее деформацию или изгиб во время движения, и это непосредственно приводит к более низкому (более жесткому) или более высокому сопротивлению качению.

Почему стоит проверить, какие материалы использовались для построения конкретной модели? Различные типы каучуков (бутадиен, природный и бутадиен стирола), наполнители (сажа и кремнезем) и вулканизующий агент, то есть сера, используются для получения резиновой смеси, которая впоследствии используется в процессе установки шин.

Шины с более низкими бутадиеновыми частями и наполнителями (предпочтительно кремнезем с силановым связующим) имеют более низкое сопротивление качению.

Как уменьшить расход топлива?

Стоит вспомнить о шинах сегмента Eco, большинство производителей предлагают экологичные и экономичные модели. Этот тип шин отличается пониженным сопротивлением качению, что может оказать долгосрочное влияние на расходы, связанные с топливом.

Однако прежде чем выбирать такие шины, вам следует проверить, соответствуют ли они вашему автомобилю, стилю вождения и потребностям.

Размер шин

Размер модели также имеет значение, поэтому очень часто сезонные тесты шин являются измеримыми и надежными, они проводятся с определенным размером, потому что изменение одного из параметров влияет на результаты теста.

Ширина шин и расход топлива являются одними из вопросов, которые не дают водителям спокойствия, и, как выясняется, размер имеет значение в контексте сопротивления качению.

Если водитель решает изменить размер шины с сезонным изменением комплекта шин, это может привести к разнице в расходе топлива.

Изменение размера шин может повлиять на расход топлива.

Каковы зависимости?

Низкопрофильные шины имеют свои преимущества и недостатки, но они определенно делают шину более жесткой и, следовательно, имеют более низкое сопротивление качению.

При рассмотрении широких шин стоит знать, что уменьшение их размеров на 1 см уменьшит аэродинамическое сопротивление примерно на 1,5%.

Популярной практикой среди водителей является изменение ширины обода по эстетическим соображениям, замена размера (конечно, в пределах разрешенных для данной модели автомобиля) может изменить жесткость машины.

Износ шин и его влияние на расход топлива

Шина изнашивается из-за истирания последующих слоев протектора, что напрямую влияет на поддержание оптимальных характеристик шины во время движения. Чем меньше протектор, тем ниже сопротивление качению, но также хуже сцепление с мокрой дорогой. Такой использованный продукт больше не защищает от заноса и не обеспечивает короткого тормозного пути, поэтому важно своевременно менять шины на новые. Значительный износ протектора также может привести к потере веса и увеличению жесткости шин.

Давление в шинах

Более низкое давление в шинах заставляет ее больше изгибаться и деформироваться, что приводит к увеличению сопротивления качению.
падение давления на 0,3 бар - увеличение сопротивления качению на 6%,
снижение давления на 1 бар - увеличение сопротивления качению на 30% - увеличение расхода топлива на несколько процентов.

Не забывайте регулярно проверять давление в шинах.

Давление в шинах является одним из важнейших элементов, определяющих уровень расхода топлива.

Когда давление падает, сопротивление качению увеличивается, и, следовательно, происходит сгорание. Поэтому не забывайте регулярно проверять (не реже одного раза в месяц) и поддерживать уровень давления в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля, поэтому мы можем добиться заметной экономии топлива. Кроме того, уровень инфляции также следует адаптировать к текущей нагрузке. Поэтому, когда мы собираемся путешествовать дальше со своей семьей или перевозить больший груз, мы должны помнить, чтобы должным образом позаботиться об этой важной проблеме.

Как ездить, чтобы снизить расход топлива?

Регулярного подсчета расхода топлива недостаточно, чтобы ездить по-настоящему экономно. Когда мы говорим о способах снижения расхода топлива, стоит упомянуть и ныне популярную концепцию экологичного вождения, то есть принципы экономичного вождения.

Несколько простых приемов позволяют водителям значительно влиять на расход топлива, все, что вам нужно сделать, это выработать новые хорошие привычки во время вождения.

Читайте также: