Влияет ли вес шины на динамику автомобиля и расход топлива? Ну конечно да! Вот и расчеты
Всем привет. Зима пришла в этом году к нам неожиданно, за окном холод и стужа. Решил и я сегодня присоединиться к автомобилистам на зимних шинах. Как я писал ранее www.drive2.ru/l/544778600700708038/ приобрел я себе зимние шины фирмы BF Goodrich, и сегодня я их поставил.
Но запись моя не о том как я переобувался, так как процесс это нехитрый, и описывать его не имело бы никакого смысла.
Так как я, ввиду своей работы, вожу постоянно в автомобиле весы, я решил немножко повзвешивать все свои колёса, и составить так называемую таблицу, с помощью которой, можно вычислить зависимость увеличения расхода топлива, при увеличении веса колёс.
Так как я владею данным автомобилем уже довольно таки продолжительное время, и езжу постоянно по одному и тому же маршруту, с одной и той же скоростью, то изначально хочу отметить следующее. Летние шины у меня марки Cordiant 205/55/16 на литых дисках, зимние же шины до этого стояли Yokohama 195/65/15 на штампованных заводских дисках. При абсолютно равных условиях (не в жару с кондиционером, не в гололед и прочее), даже при одинаковой погоде, при смене шин с зимних на летние, или наоборот существенно изменялась динамика автомобиля. На летних шинах, ощутимо снижалась динамика автомобиля, а также при движении преимущественно по трассе, расход топлива резко увеличивался примерно на 0,8-1л на 100 км.
И вот собственно результаты взвешивания и небольшие выводы и размышления по этому поводу.
————————-
Вес штампованного диска на 15 — 7,800 кг
Вес литого диска на 16 — 9 кг (+1,200)
Вес зимней шины Yokohama на 15 — 7,200 кг
Вес зимней шины Bf Goodrich на 15 — 8,100 кг
Вес летней шины Cordiant на 16 — 8,800 кг.
————————-
Что мы имеем в итоге. 15 штамповка с зимней шиной весила 15 кг, летнее литое 16 колесо весило 17,800 кг (+2,800 кг), новое зимнее колесо на 15 штамповке весит 15,900 кг.
Казалось бы, что такое 2,800 кг для автомобиля. Неужели вес даже не в три килограмма на одно колесо может увеличить расход топлива почти на 20%. Если умножить 2,800 на 4, то получается 11,200 кг плюсом к неподрессоренной массе. И именно любой лишний килограмм к неподрессоренной массе столь значительно увеличивает расход топлива, и столь же губительно влияет на динамику автомобиля. А именно, если всё это округлить, то каждый лишний килограмм на одном колесе даёт примерно плюс 0,3 л на 100 км.
Да, забегая наперед, естественно сразу хочу себя поправить. Измерения проводились конкретно на одном автомобиле. Естественно на разных автомобилях, с разной мощностью двигателя, ситуация будет абсолютно разная. Естественно небольшую, но всё же лепту, во всё это также вносит рисунок протектора. Но тем не менее я уверен, что зависимость всё таки существует. И она, на мой взгляд довольно таки существенная.
Если прикинуть что за лето я проезжаю около 25 тысяч километров, то при увеличении расхода топлива на 1 литр, я получаю 250 литров излишне истраченного топлива за один сезон. А это примерно 12000 рублей, просто выброшенных на ветер. Довольно таки немаленькие деньги, за которые можно купить например одну форсунку, или раза три сменить масло с фильтрами. То есть покупая более лёгкие колеса мы имеем бесплатную замену масла и фильтров раз в 10 тысяч. Ого…
Расчеты эти я проводил в первую очередь для себя, так как давно задавался этим вопросом, но не имея конкретных цифр, тяжело было проанализировать всё это.
Поэтому настоятельно рекомендую всем, особенно владельцам автомобилей с маломощными, вялыми двигателями. Если вы желаете иметь лучшую динамику, или экономить на расходе топлива, ознакомиться с этими данными, и при приобретении дисков, шин или колёс в целом интересоваться не только всем привычными данными, а также весом колеса на выходе. Естественно я никого и ни к чему не призываю. Это просто мои размышления. Каждый решает сам для себя.
Всем спасибо, кто дочитал до конца. Надеюсь я не утомил Вас своими расчетами.
Всем ровных и безопасных дорог!
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 размера/веса колес на мощность и динамические характеристики
Данную заметку давно обдумывал, вот в итоге созрел;-).
Информация будет о влиянии размера/веса колес на динамические параметры машины
В переводе на понятные величины будем отслеживать:
1) мощность с колес, HP и крутящий момент, NM
2) время прохождения 50-130 км/ч на одной передаче при установке той или иной размерности колес и дисков.
Последний параметр уже давно используется Хондоводами как мера измерения динамических характеристик машины, при котором шлиф, стартовые показатели отсеиваются. Он напрямую связан с мощностью/моментом ДВС.
Итак поехали))
в загажнике имеем 3 комплекта колес в сборе:
— зимняя резина с шипами 205/55/R16 (Хака 7) — вес колеса в сборе 17 кг, диаметр 632 мм;
— летняя резина Бриджстоун 215/50/R17 — вес колеса в сборе 22кг, диаметр 647 мм.
К слову сказать комплект резины был изношен и посему реальный диаметр был около 639 мм.
— летняя резина Goodyear 225/45/R17 — вес колеса в сборе 18кг, диаметр 634 мм.
Для заездов был выбран выходной день, солнечный день;-)
Итак, погнали: делаем три заезда на одном и том же участке дороги, меняются только колеса. По результатам разбор полетов))
После первого заезда перекур и заезжаем в питстоп.) Там нас ждет продвинутый музон, грудастые девочки и мобильный алко бар: пиво, виски/текилла, коктейли в неограниченном количестве… группа поддержки заботится о том, чтобы пилот был в хорошей форме 😉
Делаем второй заезд и на помощь к нам приезжает мой друг, он же старший Сенсей на Хонде Одиcсей. Приветствуем его, «Сабум кьонэ»… Сенсей не прогреваясь с группой поддержки берется за дело: перекидывает колеса на свою Хонду)
Делаем еще заезд на новых колесах и подбиваем статистику… к слову сказать, вот так выглядит лог заезда 50-130 км/ч
результат по логу 8,705 сек;-)
Пока мы рассуждали Одиссей полностью переобут.
Собственно после выгрузки данных логов Хондаты, получаем Дино с колес.
К слову сказать, как правильно читать дино:
— абсолютные значения мощности и момента не берем в голову, они совершенно не информативны к реальной мощности под капотом. Они позволяют только сравнить две разные машины на основе логов, узнать разницу в мощностных параметров.
Если перед вами бравируют какой-то бумажкой с Диностенда с круглыми цифрами…можете смело рисовать маркером свой график с цифрами и мериться. Да, именно настолько бесполезна данная бумажка.
Важны только динамические параметры машины! Но их диностенд, к сожалению, не показывает((
— при чтении графика уделяем основное внимание развитию мощностных графиков и абсолютных изменений между заездами.
Ну и долгожданное, перетер)))
Что мы имеем по параметрам, за базовый заезд берем зиму)
1) Зима 205/55/R16 — условная мощность/момент — 172 HP/225 NM, время лога 50-130км/ч = 8,705 сек.
окружность колеса =1985,4 мм, вес колеса в сборе= 17кг, диск = 7,5 покрышка =9,5 кг);
2) Лето 215/50/R17 — условная мощность/момент — 167 HP/208 NM, время лога 50-130км/ч =9,391 сек.
окружность колеса= 2007,4 мм, вес колеса в сборе = 22 кг, диск 11 кг, резина 11 кг;
∆ к зиме… окружность ∆+ 22 мм, вес колеса ∆+5 кг
3) Лето 225/45/R17 — условная мощность/момент — 169 HP/213 NM, время лога, 50-130км/ч =8,921 сек.
окружность колеса = 1991,7 мм; вес около 18 кг: диск 8 кг, резина 10 кг.
∆ к зиме… окружность ∆+ 6,3 мм, вес колеса ∆ +1 кг
Разбор показал, что лучшее время показано на зимней резине, с радиусом практически как и у лета 225/45/R17. Причем самая большая разница приходится в момент старта и в момент пиковых оборотов крутящего момента. Таким образом, можно четко проследить, что на пик момента/мощности наибольшее влияние оказывает радиус колеса, ширина резины (пятно контакта), а после уже вес колеса в сборе и распределение веса по соотношению диск/колесо. Чем больше окружность, площадь контакта, тем тяжелее раскручивать колесо… соответственно мощность/момент на колесе изменяется в меньшую сторону.
Второстепенный фактор вес колеса в сборе… здесь наиболее оптимальным с позиции динамики автомобиля будет уменьшение веса колеса в сборе, причем в большей степени веса резины, нежели диска. Так как чем тяжелее окружность по своему контуру (дальше от центра колеса), тем сложнее колесо раскрутить.
При выходе оборотов на предельные величины разница в пиковых показателях уменьшается, колеса с большими радиусами постепенно настигают своих меньших собратьев. Но динамические параметры их остаются хуже.
Колеса с летней резиной 215/50/R17 демонстрируют наихудшие динамические параметры лога и существенно меньшие значения в Дино… плюс 0,7 сек за лог разгона — именно на столько они ухудшили динамику машины. а всего навсего поставили другие колеса: +7мм в диаметре и +4 кг весом (по большей части более тяжелым диском).
Желтый график 225r 17-2 это повторный заезд на лете 225/45/R17 на совершенно другом участке дороги (небольшая горка)… сразу видно отличие графика мощности/момента от зеленого графика. Именно потому заезды и делаются на одном и том же участке дороги.
Немного справочной информации:
В плане динамики снижение неподрессорной массы к снижению подрессорной массы соотносится с коэффициентом примерно 1 к 15.
В плане комфорта соотношение другое, около 1 к 10.
Надеюсь, информация о выборе колес будет полезной и поможет выбрать правильные колесики;-)
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.
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!