Кованые диски и уменьшение неподрессоренной массы для плавности хода
Понятие неподрессоренной массы чаще применяется при доработках авто, также используется в тест-драйвах. Зачастую речь идет о замене дисков на более легкий вариант. Однако сам термин неподрессоренной массы может охватывать широкий спектр. Известно, если машина легче авто, это хорошо. Соответственно топливо расходуется меньше, да и все прекрасно. В составе неподрессоренной массы оказались непосредственно резина, суппорты, тормозные барабаны.
Кстати, для любого отдельного автомобиля есть возможность правильного определения соотношения масс, задействовав специальные стенды.
Влияние неподрессоренной массы на авто
В первую очередь от нее зависит плавность хода. Если будет неподрессоренная масса больше, ухудшается плавность хода. Наглядным примером могут служить ранние модели, оснащаемые тяжеленными колесами, шкворневыми подвесками — плавностью здесь и не пахнет. Картина обстоит иначе, если загрузить багажник по максимуму, можно увеличить ту самую ходовую плавность. Происходит это благодаря изменению пропорции подрессоренных–неподрессоренных масс.
Что касается воздействия инерционных сил на транспортное средство, различные заносы, сносы, все это результат именно инерции. Опять же, при большей неподрессоренной массе детали сильнее подвержены этой силе. Во время езды по бугристой дороге на подержанном внедорожнике, у которого зависимый задний мост, ступицы с большими колесами, также имеется достаточно габаритный редуктор, будут ощутимы заносы в части задней оси.
Это не мудрено, ведь под влиянием инерции, задний мост не успевает вернуться вниз. Поэтому и сцепление резко ухудшается, в итоге ось плавает. Тяжелые колеса не успевают плавно тормозить также из-за этих инерционных сил. Не говоря уже о разгоне, что намного сложнее. По этим причинам старые внедорожные экземпляры с массивными подвесками уступают на скоростной трассе современным легким сплавам ступиц и рычагов.
Как увеличить плавность хода
На самом деле выход есть, если изменить соотношение масс. Одним из возможных путей будет поднятие подрессоренной, когда придется передвигаться с балластом в багажнике. При этом теряя в расходе горючего, динамике.
Вторым способом может стать уменьшение неподрессоренной. Это более удачный вариант. В этом случае не обойтись без помощи кованых дисков. В плане веса, здесь явное преимущество: каждый элемент отличается более чем на десять кило, если сравнивать с литыми дисками. К тому же они намного прочнее стандартных стальных изделий.
Главный момент заключается в основной их массе, сосредоточенной вблизи ступицы. Вот благодаря этому происходит снижение инерции. Говоря простым языком, действие инерционных сил на кованые колеса, при их раскручивании, почти не мешают поступательным движениям. Они вращаются туда, куда необходимо.
Подытожив все аргументы, с уверенностью можно сказать, что сегодня конструкторы большинства автопроизводителей стараются максимально уменьшить неподрессоренную массу. Увеличение соотношения двух этих масс, невозможно только за счет повышения подрессоренной. Означать это может лишь одно — уменьшение неподрессоренной. По этой причине мы можем наблюдать сегодня современные модификации машин с алюминиевыми независимыми подвесками, коваными дисками. Здесь полностью отсутствуют технические решения, препятствующие снижению неподрессоренной массе.
Аналогично дело обстоит с появлением карбоновых карданных валов. Колеса вообще представляют широкие возможности для автолюбителей. Ведь они являются самыми легкозаменяемыми элементами конструкции. При желании, можно тюнинговать и улучшать, сколько душа позволяет. Это и легкосплавные вариации, карбоновые, энергоэффективная резина. Такие шины имеют меньший вес и сниженное сопротивление раскачивания.
Может стоит пересмотреть скептическое отношение к «переобувке» в кованые колеса своего автомобиля? Законы веди физики никто не отменял.
Источник статьи: http://avtoguru.net/kovanye-diski-i-umenshenie-nepodressorennoj-massy-dlya-plavnosti-hoda/
Mitsubishi Lancer IX BlackNine //// //// › Logbook › Вред не подрессоренных масс и о значении веса для дисков.
Мы знаем, что чем легче авто, тем лучше. И бензина меньше уходит, и вообще жизнь становится радостнее и беззаботнее. Но мало кто знает, что масса массе рознь. Есть масса подрессоренная — это всё, что «лежит» на подвеске и воспринимается ею. Неподрессоренная же — это сами колёса с шинами, ступицы и тормозные барабаны с дисками и суппортами. Надо сказать, что мировые стандарты в определении подрессоренных-неподрессоренных масс не всегда сходятся. В частности, согласно немецкому стандарту DIN, к неподрессоренным массам относятся ещё и элементы подвески: рычаги, рессоры и пружины с амортизаторами. Что, в общем-то, логично. А вот торсионные валы — это уже подрессоренные. Но самое интересное, что стабилизатор поперечной устойчивости вышел совершенным маргиналом — половина его массы подрессоренная, а другая нет. Поэтому для каждой конкретной модели выявить соотношение масс можно лишь на специальных стендах, прибегнув к сложным расчетом. Зачем это нужно?
ВЕС ДИСКОВ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ
Тот факт, что большая масса автомобиля замедляет его ускорение и удлиняет тормозной путь, ни у кого сомнений не вызывает. В то же время, вопрос массы колёсных дисков и резины не так уж часто «всплывает» при обсуждении этой проблемы.
Между тем эта масса имеет весьма большое значение: во-первых, эти детали входят в состав неподрессоренной массы автомобиля, а во-вторых от неё зависит такой важный показатель, как инерция вращения.
Неподрессоренная масса состоит из суммы масс резины, колёсных дисков, тормозных механизмов, некоторых частей подвески – в общем, всего того, что двигается вертикально относительно кузова автомобиля синхронно с колёсами. Неподрессоренная масса типичного автомобиля составляет около 15% его полной массы. Если не учитывать влияние упругих свойств авторезины, вся эта масса двигается вверх и вниз в зависимости от неровностей дороги.
Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы автомобиля является чрезвычайно важным показателем, так как сила, с которой неподрессоренные компоненты подталкивают автомобиль снизу вверх на неровностях дороги, должна выравниваться подрессоренной массой, которая принимает на себя эти толчки. В момент, когда колесо наезжает на бугор, на него начинает действовать сила, подбрасывающая колесо вверх со скоростью, которая зависит от упругости покрышки, размера бугра и скорости автомобиля. При этом, чем больше неподрессоренная масса, тем большую кинетическую энергию должна поглотить подвеска – если мы не хотим, чтобы так же была подброшена вверх подрессоренная масса, т.е. кузов со всем, что в нём находится. Таким образом, чем меньше неподрессоренная масса, тем мягче будет ход автомобиля. Если соотношение масс неблагоприятное, колеса не будут с достаточной силой прижиматься к поверхности дороги на неровностях – то есть пострадает не только мягкость хода, но и «хватка» автомобиля за дорогу.
Инерция – свойство объекта сопротивляться изменениям. Соответственно, инерция автомобиля – основная сила, которая преодолевается в процессе ускорения. В последующем, уже при движении, инерцию будет необходимо преодолевать уже для торможения. Если обратиться к точной формулировке из физики, то «инерция есть свойство материи оставаться в покое либо в состоянии равномерного поступательного движения до тех пор, пока к ней не будет приложена внешняя сила». Причём же тут колёса – кроме, конечно, того факта, что их масса является составной частью общей массы автомобиля? В отличие от большинства других деталей автомобиля, колёса раскручиваются, когда вы нажимаете на газ – тем самым вы придаёте им энергию для вращения. Чем колёса тяжелее, тем больше энергии и времени требуется на то, чтобы изменить скорость их вращения. Это ещё не всё – вместе с колёсными дисками и покрышками вращаются также тормозные диски и карданный вал, причём с той же скоростью. Ещё быстрее порой раскручиваются детали трансмиссии и консольная часть вала у заднеприводных и полноприводных автомобилей. Далее, коленвал, демпфер колебаний, маховик и муфты – все раскручиваются до оборотов двигателя, а это весьма высокий показатель. На низких передачах всем этим многочисленным деталям приходится раскручиваться на большую скорость за малые промежутки времени – а это значит, что сопротивление силы их инерции становится очень значительным.
Итак, каковы же последствия вышеизложенных проблем на практике? Для примера возьмём последнюю модель Honda Civic с колёсными дисками и резиной из специального набора для апгрейда. Стандартно автомобиль комплектуется резиной 185/65 производства Dunlop и стальными 14-дюймовыми дисками.
Каждое колесо при этом весило 15,5 кг. Их сменили на покрышки Nitto 205/40 и 17-дюймовые диски, при этом вес каждого колеса увеличился до 19,5 кг. Этих четырёх килограммов (26%) лишнего веса на каждое колесо хватило для того, чтобы мощность автомобиля по замерам на динамометрическом стенде снизилась на целых 5%. Это говорит о том, что увеличение массы вращающихся деталей даже на килограмм уже вполне существенно: в данном случае каждый килограмм, добавленный к каждому колесу Honda Civic, «съел» более 1% мощности, измеренной на колёсах.
Увеличение размеров дисков и колёс.
Предположим, вы ездите на 15-дюймовых дисках и резине 205/65. Это вполне заурядная конфигурация: в Австралии, к примеру, это стандартная комплектация полицейских машин. Диск весит около 9,5 кг, а типичная покрышка 205/65 – немногим менее 10 кг. Таким образом, у нас есть 4 колеса по 19,5 кг каждое.
Допустим, вы решили сохранить резину, но сменили диски на легкосплавные, 15-дюймовые. Допустим, они буду весить 8 кг, таким образом, каждое колесо станет весить 18 кг, сбросив полтора килограмма, или примерно 8%.
Вы какое-то время ездите вполне довольным, а затем решаете сменить покрышки на 16-дюймовые 225/50. Ваш выбор падает, скажем, на диски ROH Reflex весом 8 кг и резину Yokohama S1-Z, которая тянет на 10,7 кг. Таким образом, каждое колесо стало весить 18,7кг – в итоге по сравнению с оригинальным набором вы выиграли всего 0,7 кг на колесо, хотя и приобрели очень хорошие покрышки.
Продолжим наши выкладки. Допустим, вы решили ещё раз сменить и диски, и резину, «запав» на 17-дюймовые ROH Z5 по 8,5 кг каждый, и Yokohama A520 формата 235/45, по 11,9 кг каждая. Таким образом, вы довели вес каждого колеса до 22 кг – белее, чем на 20% тяжелее изначального. Такая прибавка вполне реально будет стоить вам замедленного разгона автомобиля.
Вероятно, покупая в следующий раз диски и покрышки, вы будете куда внимательнее относиться к их весу.
Источник статьи: http://www.drive2.com/l/9752669/
Что такое неподрессоренная масса, и на что она влияет
Неподрессоренная масса – один из терминов, часто используемых в тест-драйвах и материалах о доработке автомобилей. Обычно он упоминается в контексте замены дисков на более легкие, но само понятие неподрессоренной массы заметно шире. Разбираемся, что это такое, и на что влияет этот параметр.
Понять, что такое неподрессоренная масса, несложно: это масса, не поддерживаемая «рессорами» — ну или другими несущими элементами подвески. То есть, все, что несет на себе подвеска – это подрессоренная масса: в нее входят кузов, рама, силовой агрегат и прочие элементы «верхней части» автомобиля. Все же, что находится «ниже амортизаторов и пружин» – это неподрессоренная масса, причем сами несущие элементы подвески тоже добавляют к неподрессоренной массе часть веса.
В число составляющих неподрессоренной массы входят диски, шины, тормозные механизмы, ступичные подшипники и сами ступицы, приводные валы, полуоси, ШРУС, балки и мосты подвески, а также сами пружины и амортизаторы – и рессоры, конечно. К слову, в английском языке термин «неподрессоренная масса» звучит как « unsprung mass » – то есть, «неподпружиненная масса», что несколько проще для понимания.
Чтобы полноценно ответить на этот общий вопрос, стоит понимать, что неподрессоренная масса – это не монолитный груз, подвешенный снизу на автомобиль, а сочетание разных деталей и элементов конструкции, выполняющих разные функции. Однако в целом она влияет на следующие характеристики автомобиля:
устойчивость и стабильность автомобиля;
расход топлива и динамические характеристики.
Начнем с простого: неподрессоренная масса как таковая влияет на плавность хода. Объяснить это просто: при наезде на дорожную неровность колесо и другие элементы неподрессоренной массы поднимаются вверх, передавая определенное усилие. Оно частично гасится элементами подвески, а частично передается на кузов – и от соотношения массы кузова и неподрессоренной массы зависит то, насколько ощутимым будет передающееся усилие. Условно говоря, если стукнуть два мяча друг о друга, сильнее сдвинется тот, что будет легче. Аналогичная ситуация и здесь: чем меньше будет неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем меньше будет ощущаться усилие, передаваемое ей на кузов. Ну а изменять это соотношение можно только за счет уменьшения неподрессоренной массы, поскольку увеличивать ради этого массу самого автомобиля никто не станет – работа идет как раз над обратным.
Пример неоптимального соотношения неподрессоренной и подрессоренной масс можно отследить на примере пикапов. У них грузовой отсек рассчитан на перевозку сравнительно больших грузов, и когда кузов пуст, неподрессоренная масса оказывает заметно большее влияние, чем могло быть в идеальных условиях: в результате автомобиль «козлит», подпрыгивает на неровностях и не обеспечивает большого комфорта. Когда же кузов загружен, подрессоренная масса вырастает, и ее соотношение с неподрессоренной становится больше – а значит, улучшается комфорт и плавность хода.
Эти показатели напрямую проистекают из предыдущего объяснения о воздействии неподрессоренной массы на подрессоренную и их взаимного отношения. Все просто: в момент наезда на препятствие неподрессоренная масса движется вверх, и колесо разгружается, а то и вовсе отрывается от дороги. Чем выше при этом неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем дольше колесо будет находиться в таком «подвешенном» состоянии, и наоборот – чем тяжелее автомобиль относительно неподрессоренных масс, тем он быстрее «прижимает» их обратно к дороге.
Продолжая пример с пикапами, можно провести аналогичную параллель. Пустой пикап, двигаясь по неровной дороге, будет больше подпрыгивать на неровностях, и в повороте эти вертикальные колебания будут заметно влиять на устойчивость автомобиля: корму будет переставлять, сносить или уводить в сторону. Если же заполнить кузов грузом, вертикальные колебания кузова снизятся, и автомобиль будет увереннее вести себя в повороте, заметно меньше разгружая колеса на неровностях: это значит, что вырастут показатели устойчивости, стабильности и, в какой-то мере, управляемости.
На эти показатели более всего влияет не вся неподрессоренная масса как таковая, а прежде всего элементы, преобразовывающие крутящий момент в движение – шины, диски и приводные валы, которые в случае с зависимой подвеской также считаются частично неподрессоренной массой. Здесь действует простой принцип: более тяжелое колесо или вал труднее раскрутить и обеспечить ему постоянное вращение. Поэтому как приводные валы, так и колеса стараются сделать легкими, сохранив показатели прочности и надежности.
В случае с валами это можно иллюстрировать появлением карбоновых карданных валов, ну а колеса как один из самых легкозаменяемых элементов конструкции – буквально бесконечное поле для тюнинга и улучшения. Здесь и легкосплавные и кованые диски, и диски из карбона, и более энергоэффективные шины с меньшей массой и сниженным сопротивлением качению.
Взаимосвязь колес с расходом топлива и динамическими характеристиками очевидна: чем легче колесо, тем проще и быстрее его будет раскрутить – соответственно, на это потребуется меньше затрат энергии и меньше времени, что означает меньший расход и лучшую динамику автомобиля.
Обобщая и подытоживая все вышесказанное, можно сделать главный вывод: усилия инженеров направлены на максимальное уменьшение неподрессоренной массы. Увеличение отношения подрессоренной и неподрессоренной массы нельзя осуществить за счет увеличения подрессоренной массы, а это значит, что единственный способ реализовать желаемое отношение – уменьшить неподрессоренную. Именно поэтому в современных автомобилях мы видим алюминиевые подвески, кованые диски, независимые подвески, исключающие из неподрессоренной массы балки, мосты и карданы, и другие технические решения, направленные на ее снижение.
Источник статьи: http://www.kolesa.ru/article/chto-takoe-nepodressorennaya-massa-i-na-chto-ona-vliyaet