Как влияет размер колес на скорость

Как влияет размер колес на скорость

На что влияет диаметр диска автомобиля?

Что и говорить, диски большего радиуса смотрятся на машине на много стильней, эффектней и “круче”. А на что влияет радиус диска с точки зрения характеристик автомобиля?

Рассмотрим пример, когда диаметр колес будет оставаться постоянным, то есть с увеличением радиуса диска будет уменьшаться профиль шины. В качестве эксперимента был выбран автомобиль Volkswagen Golf (2010), его универсальность в том, что на него можно установить диски от 15 до 19 дюймов. Результаты тестирования разных размеров дисков можно увидеть в таблице см ниже

На что влияет высота шины?
Шины с низким профилем:
гораздо жестче, а это ведет к снижению комфортабельности езды. Другими словами, Вы будете лучше ощущать все неровности дороги на пятой точке.
способствуют увеличению нагрузок на детали подвески автомобиля.
способствуют повреждению дисков в результате проезда по неровностям дороги.
меняют внешний вид автомобиля в лучшую сторону (зависит еще и от дисков).
повышают курсовую устойчивость на дороге, входить в поворот на скорости будет легче.

Если низкопрофильные шины больше подходят для спортивной езды, то шины с высоким профилем, наоборот, лучше подходят для езды по бездорожью. Высокий профиль позволяет сделать протектор более глубоким, что положительно скажется на проходимости, а воздушная прослойка между диском и протектором лучше защитит диски от повреждений.

На что влияет радиус колес машины?
Если увеличить диаметр колес в целом, тогда изменится не только внешний вид автомобиля, но и увеличится его дорожный просвет.
Будет ли влияние радиуса колеса на скорость? Да, максимальная скорость немного увеличится, но это отрицательно скажется на ускорении автомобиля и на торможении. Как правило, производитель не рекомендует увеличение радиуса колеса, т.к. для этого не рассчитана штатная подвеска и колесные арки. Если на машину поставить колеса большего диаметра, то это скорее всего скажется на расходе топлива, но это больше зависит от веса дисков и шин.

Влияние веса колеса на динамику и комфорт.
Чем меньше величина неподрессоренных масс, тем более комфортной будет езда по неровной дороге. Кроме этого автомобиль будет лучше “держать дорогу”. Чем это объясняется? Чем тяжелее кузов относительно колеса, тем быстрее колесо возвращается на место постоянного контакта, после того как оторвется от дороги при наезде на неровность. Именно поэтому проектировщики автомобилей стремятся максимально снизить величину неподрессоренных масс.

На что влияет профиль резины

От профиля резины напрямую зависят различные характеристики автомобиля, в том числе ездовые качества. Определить высоту профиля можно по маркировке шины, этот параметр указывается после косой черты перед английской буквой R . Принято разделять покрышки со стандартным профилем, увеличенным и низким профилем колёс. Низкопрофильные покрышки предназначены в большей степени для спортивных автомобилей и использования с колесными дисками увеличенного диаметра.

Низкопрофильные шины положительно сказываются на управляемости автомобиля, машина лучше держит дорогу, не пробуксовывает и отлично входит в повороты. Однако нужно понимать, что у низкопрофильных покрышек имеется один существенный недостаток, а именно существенное ухудшение комфорта езды. Дело в том, что такие покрышки имеют небольшую высоту профиля, соответственно даже мелкие выбоины переносятся на колесные диски, а далее на подвеску и кузов.

Некой золотой серединой являются стандартные по своему профилю колёса, которые имеют показатели высоты около 55%. Такие покрышки одинаково хорошо держат дорогу, автомобиль на них устойчив, обеспечивается хороший комфорт, а кузов не содрогается от каждого, даже малейшего удара.

Высокопрофильные покрышки обычно используются с внедорожниками и кроссоверами. Несомненным преимуществом использования таких покрышек с увеличенным профилем является отличная плавность хода автомобиля даже на разбитых дорогах. Эти шины за счет высоты профиля отлично поглощает все выбоины на дороге. К недостаткам таких покрышек относят меньшую эффективность торможения, а также существенные крены в поворотах.

Какие колеса и размер лучше выбрать

При подборе резины автолюбители сталкиваются с проблемой, какие шины поставить, а также какой размер колес лучше выбрать. При этом следует помнить, что изменение внешнего диаметра относительно рекомендованного приведет к тому, что ездовые характеристики автомобиля изменятся в худшую сторону.

Если основная задача сводится к внешнему виду, тогда выбор сводится к большим дискам и низкопрофильной резине. В свою очередь, уменьшение диска и увеличение профиля повысит комфорт, однако пострадает управляемость.

По указанным причинам лучше не отклоняться от заводских значений, не устанавливать широкую резину, не менять вылет диска и т.д. Как показывает практика, оптимальным размером можно считать колеса, которые являются средним вариантом среди рекомендованных самим производителем.

Такой подход позволит сохранить баланс между управляемостью, устойчивостью и комфортом. Также установка рекомендуемых размеров дисков и шин дает возможность увеличить ресурс деталей подвески и ступичных подшипников.

Давление в шинах автомобиля: что нужно знать. Как правильно качать шины, давление в шинах зимой и давление в летних шинах. Таблица давления шин.

Как выбрать лучшие зимние шины правильно: особенности подбора зимних шин, размер зимней резины, шипованные или нешипованные зимние шины, рекомендации.

Вылет диска ET: что это такое. Почему нужно отдельно учитывать параметр ET диска при выборе. Можно ли ставить диски с большим или меньшим вылетом, советы.

Виды колесных дисков автомобиля: штамповка, литье, ковка. Преимущества и недостатки, какие диски для машины лучше выбрать, правильный подбор дисков.

Какой срок службы зимней шипованной резины, срок эксплуатации зимней “липучки”. Что влияет на срок службы и эксплуатации зимней резины, рекомендации.

Что означает маркировка шин, расшифровка шинной маркировки и обозначений на шине. Основные обозначения, дополнительные обозначения, американская маркировка.

Профиль резины — что значит этот параметр?

Высота профиля — важный параметр, воздействующий на сцепление колеса с дорожным покрытием. Профиль — размерная характеристика шины. Она маркируется на колесе в метрическом размере в виде значения процентного соотношения к ширине колеса. На примере шины 180/50/R15 легко посчитать. В ширину автопокрышка измеряется 180 мм, а высота 50 % от её величины — 90 мм, посадочный диаметр составляет 15 дюймов — 381 мм. Для пересчета метрической в дюймовую размерность умножают на дюйм (2,54 см).

Маркировка шин

Мягкая и высокая боковина шины лучше гасит неровности дорожного полотна, тогда как жесткая и низкая улучшает прохождение поворотов и способствует повышенной управляемости.

От параметра автопокрышек зависит:

• управляемость машины;
• комфорт при движении;
• расход топлива;
• максимальная скорость;
• тормозной путь.

Вам это будет интересно О шумоизоляции арок колес автомобиля

Как работает спидометр

Для понимания дальнейшего вопроса, следует разобраться в принципах работы спидометра автомобиля.

Механическая система

На классических авто использовалась система механического спидометра. На выходящий вал коробки передач устанавливается механический сенсор, который считывает число его оборотов. Далее вращение передается на гибкий вал (стальной трос) и подается на сам прибор. Внутри устройства находится магнитная вставка, которая раскручивается и тянет за собой стрелку прибора.

Электронная система

В электронном варианте физическая связь прибора и вала коробки передач отсутствует. Принцип работы механизма следующий.

1. Датчик монтируется на МКПП и считывает количество оборотов выходящего вала.
2. От сенсора подается сигнал на модуль управления.
3. БУ обрабатывает импульсы и передает их на визуальную часть прибора.

Вчера в пробке заметил интересную покрышку, на фуре.

Куда можно обращаться с жалобами?!

Часто на большегрузах вижу караул с колёсами, но эта явно победитель!

Узкие и широкие шины: отличия

От ширины покрышки зависит уровень комфорта, безопасность, управляемость автомобилем, а также его внешний вид.

Широкие покрышки увеличивают сопротивление качению, что приводит к большему расходу топлива. Если говорить о том, какие шины лучше шире или уже в плане эстетики. То тут выигрывает широкая резина. Она смотрится презентабельно, сразу меняет восприятие автомобиля.

Отличия кроются и в стоимости. Узкие покрышки стоят дешевле. Они популярнее. Узкая высокопрофильная резина выпускается в большом количестве, что и снижает ценник. А вот низкопрофильные широкие покрышки подойдут не для каждого автомобиля.

Плюсы и минусы широкой резины

• Положительно влияют на разгон автомобиля. Препятствуют пробуксовке при резком старте.
• Обеспечивают эффективное торможение на сухом и мокром асфальте.
• Повышают курсовую устойчивость, маневренность машины на резких поворотах.
• Идеально подходят для езды в условиях грунтовых дорог и бездорожья.
• Смотрятся солидно, улучшают внешний вид машины.

Для быстрой загородной езды по трассе широкая резина будет предпочтительнее. Но при такой эксплуатации увеличивается риск аквапланирования.

На что обратить внимание:

• Низкое сопротивление скольжению на мокрой дороге – риск эффекта аквапланирования.
• Большой вес.
• Высокая стоимость.

Плюсы и минусы узких покрышек

На зиму следует выбирать узкую резину, которая показывает стабильные тягово-сцепные свойства по сравнению с широкими покрышками. Такие шины обеспечивают высокое поверхностное давление на дорогу, устойчиво проходят снежную колею, справляются с отводом воды и объемных масс талого снега.

Узкие покрышки подходят и для тех, кто часто ездит за город, не увлекается скоростной ездой. Для малометражных автомобилей также предпочтительнее этот вид резины.

• Сокращенный расход топлива.
• Устойчивость к аквапланированию.
• Эффективный отвод воды и грязи от пятна контакта.
• Хорошая проходимость по снегу и льду.

На что обратить внимание:

• Не подходят для экстремальной езды.
• Перегреваются при движении на высокой скорости.
• Требует максимальной аккуратности при вхождении в крутой поворот.

Попробовал собрать в одной статье, сколько можно выиграть в мощности на смене компонентов велосипеда и снаряжения. Измеримо – в ваттах энергии при езде. Насколько на скорость велосипедиста влияют вес, покрышки, втулки, сумки? Написано после того, как я поехал на бревет 300 км не на шоссейном велосипеде, а на МТБ с широкими покрышками для грунта. И в результате проехал эти 300 км по асфальту на полтора часа быстрее своего же лучшего времени на шоссейнике. Это было неожиданно. И захотелось понять – почему?

Как и во всём остальном, в теме мощности при езде на велосипеде присутствуют радикальные группировки. Одна сторона в ответ на вопросы о том, как человеку что-либо улучшить в своем велосипеде, пишет «ноги качай» или «жрать меньше надо». Конечно, послать и попытаться продемонстрировать своё «превосходство» – довольно типично для интернетиков (по крайней, мере русских). Но глупость тут в том, что это заявляется так, будто одно другому противоречит и стоит выбор — тренироваться или цепь смазать.
Другая крайность — это те люди, которые настолько увлечены “железками”, их характеристиками и обзорами, что возникают серьезные сомнения в том, что они вообще катаются.

Ну а в этой статье у меня – грубые, но все же обоснованные прикидки где можно заметно выиграть по около-технический части на горном велосипеде, не сильно заморачиваясь. Скорость рассматриваю 30 км/ч – на которой я и ехалю. К каждой цифре дана ссылка на первоисточник. Кто хочет разобраться поподробнее – обращайтесь туда.

Про вес писать не хотел, но надо – именно этот параметр пытаются менять прежде всего. Ведь его очень легко измерить. Но в реальности вес оказывает намного меньшее значение, чем это кажется на интуитивном уровне!
Вот хорошая статья, посвященная влиянию веса на скорость – https://ridefar.info/bike/cycling-speed/weight/. Из нее следует, что для длительного заезда в гористой местности (рассматривается Transcontinental Race) уменьшение общего веса (то есть велосипедист + велосипед + снаряжение) на 5 килограмм дает прирост средней скорости всего в 0.41 км/ч. На плоских участках прирост и вовсе равен всего 0.1 км/ч! Ну а вес самого велосипеда по сравнению с весом ездока и весом снаряжения довольно мал, из него очень мало что можно убрать.
Так что облегчать велосипед на длительные заезды не оправдывает вложений – цифры говорят об этом совершенно однозначно.

Мощность велосипедиста

Для того, чтобы представить, что означают на практике показатели мощности, сначала надо определить, какую вообще мощность выдает велосипедист. А потом уже соизмерить это с тем, что можно выиграть на железках.
Вот статья, посвященная мощности велосипедиста – www.roadbikerider.com/average-wattage-cycling. В ней подсчитано, что самый дохлый, но гонщик, весом 75 кг на интервале в час выдает 200 ватт.
Более подробная таблица мощностей гонщиков разного уровня на дистанциях разной длительности приведена здесь – https://datacranker.com/cycling-power-to-weight-ratio-calculator .
В таблице даны соотношения мощности к весу, и при пересчете из нее следует, что на продолжительной основе (более часа) выхлоп хорошо катающегося любителя – около 160-200 ватт. На более длительном заезде, очевидно, эти цифры будут куда меньше.

Теперь перейду к конкретным компонентам велосипеда.

Покрышки

Есть целый сайт, посвященный экспериментальным измерениям сопротивлению качению у самых разных покрышек – www.bicyclerollingresistance.com/mtb-reviews. Измерения проводятся на ровной поверхности специального аппарата.

Эксперименты показывают, что разница между “худшей” и “лучшей” покрышкой достигает 20 ватт на колесо. То есть 40 ватт на велосипед (четверть того, что вообще может выдать любитель)! При этом все тестируемые покрышки, понятно дело, относятся к хорошему уровню известных производителей. А что там в стоке на дешевых великах стоит?
Но самое интересное тут вот что: резина, которая стоит у меня сейчас на шоссейнике (Durano Plus на давлении в 7 бар) дает сопротивление в 20.7 ватт. А та, что сейчас у меня же на байке (Race King Protection на 3 барах) – 16.8 ватт! Это я на своем конкретном примере. Но для меня это было открытием вот прямо при написании этого текста: неужели какие бы то ни было колёса шоссейника в принципе могут “жрать” на 8 ватт больше байка с жирными зубастыми покрыхами?!

Однако, физика все объясняет: накатистость покрышки при одинаковом давлении зависит от того, сколько материала деформируется, на какую величину, насколько этот материал податлив. Если резина гнется хуже (на более дешевых, а так же на более износостойких и защищенных от прокола) – сопротивление возрастает.
А еще вот что: при одинаковом давлении более широкие покрышки катят лучше, так как материал деформируется на меньшую величину (хотя, конечно, тут речь только про сопротивление качению, так как аэродинамического сопротивления более широкие покрышки дают больше).
Прошу заметить, что это всё только на ровной поверхности, а на неровной результат точно не измерить, и главную роль начинает играть баланс: на что больше уйдет энергии – на деформацию мягкой покрышки, или на подбрасывание всей массы велосипедиста вместе с велосипедом. Точно так же отдельную роль играет устойчивость к проколам – пускай антипрокольная защита ухудшает накат, но время потраченное на прокол может оказаться куда больше, чем выигрыш на накате.

Бескамерка

На том же сайте измерения показывают, что переход с покрышек с камерами на бескамерку дает 5 ватт на высоком давлении и 15 ватт на низком. Серьезные цифры! Источник: www.bicyclerollingresistance.com/specials/tubeless-latex-butyl-tubes А еще бескамерка позволяет поставить покрышки с меньшей защитой от проколов (полагаясь на то, что проколы заделает герметик), т.е. более накатистые.

Размер колес

Данные о разнице в накате у колес диаметром 26″ против 29″ немного варьируются. Т.е. 29″ всегда однозначно лучше катит, но насколько — не очень понятно.
Отталкиваться можно от этой статьи: www.mtbiking.com.au/how-to/bike-tech/29-vs-26-inch-wheels-is-bigger-really-betters. В ней кроме всего прочего указывается, что на подъеме на скорости 20 км/ч у найнера тратится на 7.9 ватта меньше, чем у 26-го размера колес. Поскольку зависимость от скорости должна быть линейная, можно считать 12 ватт разницы на 30кмч. Это на твердом — асфальт или «гравий». На неровном покрытии измерить накат нереально, а основной выигрыш найнера теоретически должен быть за счет более эффективного перекатывания через мелкие неровности, а не от просто качения. Рискну предположить, что в результате выигрыш от увеличения размера колес до 29″ должен быть сильно больше экспериментальных 12 ватт.

Втулки

Разница в сопротивлении между качественными втулками пренебрежимо мала, в пределах ватта (источник: http://blog.fairwheelbikes.com/reviews-and-testing/hub-review). Так что в плане наката большого смысла апгрейдиться на керамику нет. НО! Это если качественные втулки в хорошем состоянии. Если они уже поездили, туда что-то подзатекло, позаржавело, или там конусы перетянуты (очень частая картина на бюджетных байках в стоке!), то втулки могут сожрать огромное количество энергии! Ну и сколько жрут даже нормально настроенные дешманские втулки — никто не замерял.

Динамо втулка без нагрузки дает +0.5 ватта для SON, до +2 для Shimano. Со включенной фарой — 6-7 ватт. Не так уж много, зато светит. Источник: https://www.cyclingabout.com/dynamo-hub-drag-lab-testing/

Разные цепи дают до 2 ватт разброса. Источник: https://cyclingtips.com/2019/12/the-best-bicycle-chain-durability-and-efficiency-tested.
А разница между разными смазками достигает 5 ватт. “Выиграла” цепь, особым образом вываренная в парафине. Есть энтузиасты, которые подобное делают дома в кастрюле на кухне, но далеко не все на такое готовы! К счастью, топовые смазки с “человеческим” способом нанесения не сильно отстают. Источник: https://www.ceramicspeed.com/media/3505/velonews-friction-facts-chain-lube-tests-combined.pdf
Но несмазанная цепь будет жрать намного больше! А если вместо смазки в цепи абразив, или если цепь подржавела в роликах… 15 ватт? 20?

Лежак

Одежда

Просто замена свободной майки на облегающую — и вы выигрываете 6 ватт! Источник: https://www.youtube.com/watch?v=Zo586Bt795I&t=3m50s
А ведь, бывает, едешь в куртке от дождя, которая болтается, не облегает, а еще и расстегнута, потому что жарко. Сколько она жрет — страшно даже представить!

Сумки

Влиянию более и менее аэродинамичного способа упаковки снаряжения посвящена статья https://www.cyclingabout.com/speed-difference-between-panniers-bikepacking-bags-aerodynamic-testing-results . Автор долго катался кругами с одним и тем же весом и постоянным выходом мощности (по датчику на педалях), но упакованным то в байкпакинг, то в ортлибы в разной комплектации, замеряя время в идентичных условиях и высчитывая среднее.
Получилось, что условные 100 километров с двумя задними ортлибами (что эквивалентно небольшим велоштанам) займут на 12 минут больше, чем то же, но с байкпакингом. По его прикидкам, использование ортлибов вместо байкпакинга аналогично добавлению 20 кг к общему грузу. И если пересчитать в ватты, то на 30 км/ч два отрлиба по сравнению с байкпакингом сжирает 13 ватт мощности. А на канале GCN в аэротрубе намеряли 20 ватт, но при скорости 40 км/ч, что примерно соответствует.

Итоги

Конечно, есть еще множество факторов, о которых я или не подумал, или их невозможно объективно измерить (например, мифическая “накатистая рама”). Кроме того, выбор конкретных компонентов и настройка велосипеда (удобство посадки, седла, руля) на дальних дистанциях серьезно сказывается на утомляемости – а значит, и самым непосредственным образом на выдаваемой ездоком мощности.

Но все же давайте просуммируем примерно то, что измерить можно:
– 40 ватт на выборе покрышек
– 5 ватт на установке бескамерки
– 40 ватт на установке лежака
– 10 ватт на одежде (просто снять куртку и штаны от дождя)

И вот уже получаем выигрыш в мощности на 95 ватт при планомерной пилёжке по шоссе. А ведь это половина той мощности, которую в принципе выдает велосипедист! А можно вытянуть и за сотню. Вот такой разброс!
А итог простой: “катящие” покрышки, лежак, обтягивающая одежда, качественные и хорошо обслуженные компоненты, оптимально выставленная посадка — и всё, МТБ валит по шоссе как шоссейник. Что я и ощутил на своем опыте.

3 Увеличение клиренса автомобиля за счет колес

Некоторые автолюбители довольно серьезно поднимают дорожный просвет установкой более высокой резины – от 1 до 2,5 см. В этом деле не стоит слишком увлекаться, иначе колеса начнут тереться об арки. Следует помнить, что если с одним водителем в автомобиле это не наблюдается, то при полной нагрузке или маневрах может возникнуть.

Следующий момент, на который обращают внимание, – изменение в поведении машины на дороге. Более высокая хуже проходит повороты, возрастает вероятность опрокидывания.

Автомобилисты, проживающие на дачных участках с практически полным отсутствием дорог, увлекаются установкой колес, не предусмотренных заводом-изготовителем – с более высоким профилем и широкие. Достигается хорошая проходимость, но поведение машины непредсказуемо. Не стоит выбирать типоразмеры, превышающие стандартные более, чем на 1–2 см.

Однозначного ответа на вопрос о том, резина с каким профилем лучше, дать невозможно. Все зависит от конкретных дорожных условий, стиля езды водителя и предъявляемых им требований к комфорту.