Регистрация Войти
Вопрос

Почему размер колёс влияет на трансмиссию автомобиля?

С помощью онлайн-калькуляторов максимальной скорости я понял, что чем больше диаметр колёс, тем выше теоретическая максимальная скорость. Почему так происходит? Почему чем больше колесо, тем выше передаточное число и, следовательно, теоретическая максимальная скорость? Может быть, чем больше колёса, тем меньше крутящий момент, передаваемый на землю, из-за увеличения передаточного числа?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/90202/why-does-the-wheel-size-affect-the-cars-gearing
1
+ Читать

0 Комментариев

  1. Ответ кроется в преобразовании оборотов в минуту в пройденное расстояние. Любая трансмиссия в автомобиле рассчитана на то, чтобы обеспечить достаточный крутящий момент для начала движения (разумеется, с нагрузкой) и поддерживать двигатель в нужном диапазоне оборотов.


    Рассмотрим тысячу оборотов двигателя. Трансмиссия преобразует их с помощью шестерён, валов, ремней (вариатор) и гидротрансформаторов (автоматические коробки передач/блокировка) в другое значение на выходном валу. В зависимости от конструкции автомобиля эти обороты затем проходят через дифференциал, который снова изменяет значение.


    Учитывая невероятно высокую частоту вращения двигателя внутреннего сгорания, это соотношение будет значительным. Например, в журнале Car & Driver за ноябрь 2022 года на странице 53 указано, что для Toyota GR Corolla Circuit 2023 года это составляет 5,2 мили в час на 1000 оборотов в минуту. Это соответствует скорости на тестируемых шинах Michelin Pilot Sport 4, 235/40ZR18. Шестьдесят тысяч оборотов за час при скорости пять целых две десятых мили составляют примерно шесть дюймов на каждый оборот двигателя. Увеличение диаметра шины примерно на одну треть дюйма добавляет один дюйм к ходу.


    Если заменить шины на меньшего размера, то за тот же час автомобиль проедет меньшее расстояние. И наоборот, если заменить шины на большего размера, то за тот же час автомобиль проедет большее расстояние.


    Как вы и предположили, эффективная передача также меняется. Последнее механическое преобразование в силовой передаче — это расстояние от центра колеса до земли. Для рычага большей длины (с большей шиной), вращающегося вокруг одного конца (ступицы колеса), требуется больше силы для перемещения эквивалентной массы на конце (всего транспортного средства), чем для рычага меньшей длины (с меньшей шиной).


    Маленькие шины = больший крутящий момент, меньшая скорость. Большие шины = меньший крутящий момент, большая скорость.


    Это, конечно, упрощение, но оно работает, если учесть необходимость либо заново откалибровать спидометр, либо определить изменение скорости при замене шин.
  1. @juhist — то, что Фред говорит о маленьких шинах и увеличении крутящего момента, не является неточным, просто это упрощённое объяснение. Меньшая шина действительно увеличивает крутящий момент (то есть силу), преобразующий вращательное движение в линейную силу. В Академии Хана говорится: "Увеличение крутящего момента приводит к пропорциональному снижению скорости вращения.", что в целом соответствует тому, что говорит Фред. Шина — это шестерёнка в системе между двигателем и дорогой. Уменьшение радиуса увеличивает крутящий момент.
  1. На самом деле маленькие шины не увеличивают крутящий момент по сравнению с большими. Они увеличивают силу. При использовании маленькой шины крутящий момент остаётся прежним, но сила, создаваемая крутящим моментом, увеличивается. Таким образом, шина — это устройство, которое преобразует вращательное движение и силу (крутящий момент) в линейное движение и линейную силу.
  1. Я согласен с тем, что слово «колесо» иногда используется для обозначения комбинации «колесо + шина», но такое употребление неточно из-за слова «иногда». Ваш вопрос касается внешних размеров шины. Поскольку вы не уточняете, что имеете в виду под словом «колесо», вы рискуете сбить читателя с толку. Здесь было бы точнее использовать слово «шина».
  1. да, именно это я и имел в виду, говоря о колесе. Разве слово «колесо» не означает обод и шину вместе взятые?
  1. Вы используете слово «колесо» и в заголовке, и в основном тексте. Размер колеса не является определяющим фактором. Вместо этого на передаточное число автомобиля влияет размер (диаметр и, следовательно, длина окружности) шины. Поскольку шины могут иметь разное соотношение сторон, колеса одинакового размера с шинами разного соотношения сторон будут иметь разное передаточное число. Значение имеет общий диаметр шины.
Вы уже ответили на этот вопрос