Как влияет вес диска на динамику авто

Опубликовано: 21.04.2024

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.

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.

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.

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.

Вес колесных дисков является одним из важнейших параметров, который влияет на эксплуатационные характеристики. Многие любители скорости стараются уменьшить вес дисков для того, чтобы получить следующие преимущества: улучшение управляемости, улучшение динамики, уменьшение тормозного пути и нагрузки на тормозную систему, снижение износа подвески авто.

Управляемость

Когда автомобиль наезжает на неровность, колесо принимает на себя удар, а затем передает его через амортизатор кузову. После этого, кузов своим весом возвращает (компенсирует) удар и колесо возвращается в исходное положение. Колесо является неподрессоренной массой, и от его веса зависит сила удара в кузов при проезде таких неровностей, так же с меньшей неподрессоренной массой тратится меньше энергии. Больше энергии тратится на поворот тяжелых колес и при активном маневрировании вес будет играть большую роль в этом процессе. Однако больший радиус дисков и их вес дают преимущество на прямой трассе - меньше подруливаний и низкая зависимость от колеи.

Динамические характеристики

Неподрессоренная масса влияет на динамику разгона и общую мощность автомобиля. Чем больше весят колеса авто, тем больше требуется энергии для увеличения скорости их вращения. То же самое относится и к торможению – больший расход колодок и тормозных дисков, больше тормозной путь.

Если объяснять просто, то при увеличении неподрессоренной массы от заводской на 1 кг (колеса) тратится больше на 1% мощности двигателя. Поэтому для повышения скорости разгона и усиления эффективности торможения устанавливают облегченные колесные диски, с легкими дисками машина разгоняется быстрее.

Плавность хода

Соотношение неподрессоренной и подрессоренной масс также влияет на плавность хода, чтобы добиться идеального соотношения, необходимо уменьшить неподрессоренную массу и увеличить подрессоренную. Если увеличить подрессоренную массу, то динамика ухудшится. А уменьшение неподрессоренной массы – идеальный вариант.

Например, снижение веса каждого колеса на 1 кг равносильно снижению веса кузова на 40 кг, что положительно влияет на разгон.

Долговечность подвески

Вес колесных дисков влияет на долговечность элементов подвески. Эта зависимость прямая - больше неподрессоренная масса – больше сила удара, которая передается на подвеску и кузов, больше расходуется ресурс подвески. Слишком тяжелые колеса оказывают колоссальную нагрузку на подвеску и кузов автомобиля, это стоит учитывать при выборе больших «тапок».

Какие диски выбрать?

О том, какие диски лучше ставить, мы расскажем в другой статье, а ниже представлена таблица с весами дисков разных диаметров. Вы можете сами подсчитать, сколько съедают ваши диски мощности у вашего двигателя и насколько тяжелее вашему авто разгоняться.

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

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

1. Важно чтобы общий диаметр всего колеса был поменьше- автомобилю придает ускорение сила, приложенная в точке контакта колёс с дорогой.(центробежная сила ) машину разгоняет сила приложенная в пятне контакта колеса с дорогой — чем дальше это пятно от ступицы, тем труднее туда это силу передать.
2. Чтобы внутри этого диаметра диск был поменьше, а боковина резины побольше
3.Много зависит от марки резины, его веса, сцепных качеств, дизайна диска .
4.Давление не должно быть максимальным – будет шлифовать Там, где R18 "сморщится", R20 начнет шлифовать.
5. Максималка выше у колеса с большим диаметром.
6.Подразумевается что 18 изначально легче 22 по весу
7.Снижение веса каждого из четырех колес на 1 килограмм эквивалентно уменьшению веса в салоне автомобиля приблизительно на 40 килограммов (пропорция 4 к 40, или, иначе, 1 к 10). Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого диска на четыре килограмма (что в сумме дает 16 килограммов), то ваша машина будет ехать также плавно, как если бы в нее сели 2 пассажира весом 80 кг., но при этом нисколько не потеряет в своих разгонных характеристиках
8. 18-ые быстрее зацепятся на старте за счет иннерции профиля. Момент инерции колеса напрямую зависит от диаметра диска, т.к. основная масса сосредоточена в ободе + чем меньше профиль резины — тем жестче и тяжелее боковина.более высокий профиль в момент старта возьмет часть момента на упругую деформацию боковины.
9. У 18 часть резины больше — в момент старта резина становится "гармошкой" что есть гуд — в противном случае букс ( при низком профиле )
10. Для каждого двигателя ( от 50 л. с. до 500 л.с. ) есть некий оптимум по диаметра и весу колеса – они зависят от мощности и крутящего момента.
11. Имеет значение диаметр качения колеса, (18 более узкие )- чем меньше, тем лучше. меньше сопротивления качению.
12. На кольцевой трассе, чем выше скорость, тем больше превосходство более низкого профиля
13. У 18 от большего профиля будет лучше зацеп + легче раскрутится на старте.
14. Даже если 18 и 20 весят одинаково, то все раво вес 20-ых сосредоточен дальше от центра, туднее крутить.
15.В поворотах 20 будет ощущаться как более способная и устойчивя, более быстрые реакции на руль. чем машина 18 на высоком.
16. Диаметр колеса имеет такое же значение как и главная пара в коробке… меньшее по диаметру колесо работает как более короткая главная пара, а следовательно разгоняется быстрей, но максималка ниже и наоборот…
17. На старте по зацепу у большего колеса — провернуть его тяжелее, но это не есть гуд, т.к небольшая пробуксовка необходима что бы не уронить обороты на старте…(мне это не грозит – 7 литровую разгоняю со старта без оборотов, так лучше цифры- доказано — обороты нужны при 6.1 л. )
18. Сильно буксуют потому, что не умеют максимально эффективно стартовать. А при правильном старте буксует больше сцепление. Макс. коэффициент трения достигается при минимальной пробуксовке колес.
19. Чем шире резина – тем больше площадь контакта с дорогой (при > силах в моторе это плюс )

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!

Читайте также: