Как размер колес влияет на ходовые качества и работу автомобиля

Одежда делает мужчину, а колеса – машину. Уже много лет понятное дело, которым ездит большое количество автомобилистов. Но некоторые пошли еще дальше, следуя девизу: «Чем больше и шире, тем лучше». Это действительно так? Давайте рассмотрим проблему более подробно и опишем преимущества / недостатки стандартных более узких и дополнительных более широких шин.

Сегодня доступны диски различных форм, размеров, цветов, поэтому потенциальный заинтересованный участник чувствует, что может выбрать практически все, что подойдет его отцу. Таким образом, единственными ограничениями остаются данные в техническом паспорте и пространство под крыльями. В действительности, однако, существует несколько ограничений, игнорирование которых может существенно повлиять на ходовые качества, комфорт или безопасность вождения. Также следует иметь в виду, что колеса – единственная точка контакта транспортного средства с дорогой.

Вес колеса

Мало кто интересуется красивым и большим байком, задаст себе этот вопрос. В то же время вес неподрессоренных масс относительно существенно влияет на ходовые качества и управляемость автомобиля. Также уменьшение силы инерции вращающегося колеса увеличивает динамику разгона и торможения. В случае изменения размера на 1 дюйм (дюйм) прибавка в весе относительно незначительна, в случае увеличения на 2 дюйма и более прибавка в весе более выражена и достигает нескольких килограммов. Конечно, необходимо также учитывать материал, из которого изготовлен диск.

Простой физики достаточно, чтобы объяснить важную роль веса колеса. Кинетическая энергия вращающегося колеса увеличивается пропорционально скорости вращения.

Эк = 1/2 * I * ω²

То, что это немалая величина, можно показать на примере вращающихся колес велосипеда. Они легкие, но если они вращаются с определенной минимальной скоростью, они могут удерживать велосипед вместе со взрослым на прямой, не держась за руль и не управляя им. Причина в так называемом гироскопический эффект, из-за которого изменение направления движения тем труднее, чем выше скорость вращения колеса.

То же самое и с колесами автомобилей. Чем они тяжелее, тем сложнее изменить направление, и мы воспринимаем это как так называемый усиление руля. С более тяжелыми колесами также труднее смягчить их движение при прохождении неровностей. Также требуется больше энергии для их вращения или вращения. торможение.

Динамика автомобиля

Ширина покрышки также незначительно влияет на динамические параметры автомобиля. Большая площадь контакта означает большее сопротивление качению при использовании протектора того же типа. Это более выражено с более слабыми двигателями, где ускорение от 0 до 100 км / ч может быть меньше на несколько десятых секунды. В случае более мощных двигателей эта разница незначительна.

В некоторых случаях (с мощными двигателями) этот эффект даже противоположен, поскольку более широкое колесо имеет большую площадь контакта с дорогой, что отражается в уменьшении пробуксовки при быстром ускорении и, следовательно, в лучшем результирующем ускорении.

Максимальная скорость

Ширина шины также влияет на максимальную скорость. Однако в этом случае влияние большего сопротивления качению менее выражено, чем в случае ускорения. Это связано с тем, что в игру вступают другие сопротивления движению, и наиболее значительное сопротивление возникает между воздухом тела, но также и между самими колесами, которые повышаются на квадрат скорости.

Тормозной путь

На сухой поверхности чем шире шина, тем короче тормозной путь. Разница в метрах. То же самое можно сказать и о торможении на мокрой поверхности, поскольку гораздо больше мелких участков (краев) рисунка протектора притираются к дороге.

Противоположная ситуация возникает, когда автомобиль движется / тормозит по мокрой поверхности со сплошным слоем воды. Увеличение ширины шины снижает удельное давление шины на дороге и хуже отводит воду с контактной поверхности. Большая площадь более широкой шины должна отводить достаточно большое количество воды, что становится все большей и большей проблемой при увеличении скорости. По этой причине более широкие шины заводятся намного раньше, так называемые Swim – аквапланирование при движении по большому бассейну, как у более узких шин, особенно если протектор широкой шины сильно изношен.

Маневренность

На сухой и мокрой поверхности более широкие шины с меньшим номером профиля (меньшие размеры и жесткая боковина) обеспечивают лучшее сцепление. Это означает лучшую (более быструю и резкую) управляемость с более резким изменением направления, так как деформация значительно меньше, чем при более узком или более узком корпусе. стандартная шина. Лучшее сцепление с дорогой также приводит к смещению предела сдвига во время быстрых поворотов – более высокому значению перегрузки.

Как и при торможении, на мокрой поверхности или на мокрой дороге происходит обратная ситуация. при езде по снегу. На таких дорогах более широкие шины начнут скользить-пробуксовывать гораздо раньше. Более узкие шины в этом отношении работают намного лучше, поскольку под протектором застревает значительно меньше воды или снега. Само собой разумеется, что сравнение шин с одинаковым типом и толщиной протектора.

Потребление

Ширина шины также существенно влияет на расход топлива автомобилем. Он более выражен в более слабых двигателях, где для ожидаемой динамики необходимо больше нажимать на педаль акселератора. В этом случае замена шины с 15 дюймов на 18 дюймов также может означать увеличение расхода топлива более чем на 10%. Как правило, увеличение диаметра шины на 1 дюйм и соответствующее увеличение ширины шины означает увеличение расхода топлива примерно на 2-3%.

Комфортное вождение

Более узкие шины с большим номером профиля (стандарт) больше подходят для езды по дорогам с покрытием худшего качества. Их большая высота деформируется и лучше поглощает неровности дороги.

Что касается шума, более широкая шина лишь немного шумнее, чем более узкая стандартная. Для большинства шин с одинаковым рисунком протектора эта разница незначительна.

Изменение скорости при одинаковых оборотах двигателя

Помимо вышеперечисленных факторов, изменение размера шин также может повлиять на изменение скорости автомобиля при той же частоте вращения двигателя. Другими словами, при одинаковой скорости тахометра автомобиль будет двигаться быстрее или медленнее. Отклонения скорости после замены шин соотв. диски различаются в процентах. Давайте смоделируем пример на Škoda Octavia. Хотим поменять колеса 195/65 R15 на 205/55 R16. Результирующее изменение скорости легко рассчитать:

Шины 195/65 R15

Размер обозначен, например: 195/65 R15, где 195 мм – ширина шины (в мм), а 65 – высота шины в процентах (от внутреннего диаметра к внешнему) по отношению к ширине шины. R15 – это диаметр диска в дюймах (один дюйм равен 25,4 мм).

Высота шины v мы считаем v = ширина * профиль »v = 195 * 0,65 = 126,75 мм.

Рассчитываем радиус диска в миллиметрах r = диаметр диска * 25,4 / 2 »r = (15 * 25,4) / 2 = 190,5 мм.

Радиус всего колеса такой R = r + v »126,75 + 190,5 = 317,25 мм.

Окружность колеса O = 2 * π * R »2 * 3,1415 * 317,25 = 1993,28 мм.

Шины 205/55 R16

v = 205 * 0,55 = 112,75 мм.

r = (16 * 25,4) / 2 = 203,2 мм.

R = 112,75 + 203,2 = 315,95 мм.

O = 2 * 3,1415 * 315,95 = 1985,11 мм.

Из приведенных выше расчетов видно, что кажущееся большим 16-дюймовое колесо на самом деле на несколько мм меньше. Таким образом, дорожный просвет автомобиля уменьшается на 1,3 мм. Влияние на результирующую скорость рассчитывается по формуле Δ = (R2 / R1 – 1) * 100 [%], где R1 – исходный радиус колеса, а R2 – новый радиус колеса.

Δ = (315,95 / 317,25 – 1) * 100 = -0,41%

После замены шин с 15 ″ на 16 ″ скорость будет снижена на 0,41%, а тахометр покажет скорость на 0,41% выше на той же скорости, чем в случае износа шин 15 ″.

В этом случае изменение скорости незначительно. Но если мы изменим, например, При использовании колес от 185/60 R14 до 195/55 R15 на Škoda Fabia или Seat Ibiza скорость увеличится примерно на 3%, а тахометр покажет на 3% меньшую скорость при той же скорости, чем в случае с шинами 14 ″.

Данный расчет является лишь упрощенным примером влияния размеров шины. В реальной эксплуатации, помимо размера дисков и шин, на изменение скорости также влияют глубина протектора, накачивание шин и, конечно же, скорость движения, поскольку катящаяся шина деформируется во время движения в зависимости от скорости. и жесткость конструкции.

Наконец, краткое изложение преимуществ и недостатков больших и широких шин по сравнению со стандартными размерами.

Плюсы и минусы

лучшее сцепление на сухой и мокрой дороге	худшие ходовые качества (управляемость, торможение, сцепление) на покрытых снегом или водой поверхностях
лучшая управляемость автомобиля на сухой и мокрой дороге	появление аквапланирования на более низких скоростях
лучшие тормозные свойства на сухой и мокрой дороге	увеличение потребления
в основном улучшение конструкции автомобиля	ухудшение комфорта вождения
	в основном более высокая цена и вес