Вопрос

Влияние смещения колес на производительность

Когда дело доходит до замены колёс и шин, водители обычно преследуют две разные цели:




  • Улучшение управляемости и производительности автомобиля

  • Улучшение внешнего вида автомобиля



Меньшее положительное смещение колеса, как правило, приводит к тому, что колеса становятся более плоскими и прилегают к крылу, придавая автомобилю более агрессивный вид. Многие люди, выбирающие гораздо меньшее смещение, в итоге модифицируют другие компоненты своих автомобилей, чтобы компенсировать несоответствие (например, подрезают крылья, регулируют развал).



Как изменение вылета колеса влияет на характеристики автомобиля? Разумно ли стараться максимально приблизить вылет колеса к заводскому? И влияет ли меньший вылет колеса на управляемость и ходовые качества автомобиля?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/17877/wheel-offset-effect-on-performance

16 Комментариев

  1. Много лет назад я купил приличный «Аккорд», на который предыдущий владелец установил более широкие диски с отрицательным вылетом не менее 15 мм; диаметр дисков не помню. Шины выступали за пределы колёсных арок, и машина никогда не вела себя нормально. Изменение вылета и общего диаметра шин влияет на рычаги, расположенные между геометрией шарниров подвески и колесом; вы думаете, что разбираетесь в технике лучше, чем конструкторы? Лучшим автомобилем с точки зрения управляемости, который у меня был, был универсал «Легаси» 94 года с регулируемыми стойками KYB, штатными легкосплавными дисками и несовременными тонкими боковинами. Я мог бы ехать на ней, соблюдая все меры предосторожности, даже по грунтовым дорогам. На моей новой машине установлены колёса 235/45 размером 19x8, и я уже сбился со счёта, сколько раз мне казалось, что я повредил колесо или шину на выбоине на дороге. «Спортивные» колёса на обычных автомобилях — это дань моде, из-за которой езда становится очень жёсткой, а управляемость ухудшается для большинства водителей, которым нужна обратная связь, чтобы шины не соскользнули в повороте. Посмотрите на фотографии автомобиля Стирлинга Мосса, победившего в «Милле Милья» в 1955 году, и переосмыслите шутку про «тонкие шины» — 992 мили по узким извилистым дорогам Италии за 10:07, средняя скорость 98,5 миль в час, максимальная — 170. Шины похожи на воздушные шары Macy's. Но, эй, мы же знаем, что все уличные «мощные» автомобили предназначены для понтов, а не для вождения.


  1. Кроме того, более широкие комбинации шин и дисков — при том же общем диаметре и т. д. — требуют более агрессивных углов установки колёс, особенно развала и/или поперечного наклона оси поворота (Kingpin для нас, динозавров!) чтобы они ехали прямо и не реагировали на неровности дороги, которые могут привести к деформации более широких шин. Или же требуется меньшее усилие на рулевом колесе.



    Я предпочитаю более узкие шины и диски, потому что большая часть веса автомобиля сосредоточена на линии, ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ направлению движения, а не перпендикулярной ему. В конце концов, когда вы в последний раз видели, чтобы обычный седан, минивэн или автобус ехал боком по улице? ха-ха!



    С так называемыми шинами серий 60-70-75 связана большая недостаточная поворачиваемость, чем с шинами серий 50 и ниже, но именно такие шины я и предпочитаю, как признанный «нервный» водитель. 😮 Я считаю, что большинство современных автомобилей слишком «простые» в управлении, то есть могут привести к АВАРИИ. Я предпочитаю больше веса в поворотах.



    Меньше боковин у шин и больше колёс/дисков? На мой взгляд, это для красоты! 😉


  1. Износ ступичных подшипников можно сравнить с вращением тарелки. Чем длиннее стержень, на котором вращается тарелка, тем сложнее задача, потому что малейший дисбаланс усиливается за счёт дополнительного смещения, как если бы на ступичный подшипник действовал рычаг.
  1. Не могли бы вы подробнее рассказать о том, что «...количество информации, поступающей к водителю, значительно сокращается до того, как автомобиль теряет сцепление с дорогой...»? Если колеса расставлены шире, разве время обратной связи не будет таким же? Я не понимаю, чем это отличается.
  1. Это также влияет на эффективную жёсткость пружин. Изменение вылета приведёт к удлинению или укорочению нижнего рычага подвески, что, в свою очередь, увеличит или уменьшит нагрузку на пружину. На автомобиле с «широкой колеёй» пружины будут «мягче». Достаточно ли они мягкие, чтобы это было заметно? Это зависит от автомобиля и его конфигурации.
  1. Это также влияет на радиус поворота, который может существенно изменить ощущения от управления и его эффективность.
  1. Если вы правильно занижаете автомобиль, вы компенсируете и сохраните ход амортизаторов/подвески. Если вы занижаете пружины автомобиля, у вас могут возникнуть проблемы с развалом и другими параметрами регулировки, которые могут как улучшить, так и не улучшить ходовые качества, а также могут как увеличить, так и не увеличить износ подвески.
  1. В худшем случае ускоренный износ компонентов будет незначительным. Более широкое колесо с отрицательным выносом по-прежнему будет повторять угол наклона ступицы и оставаться ровным, а износ будет происходить только при максимальном сжатии подвески. Основной удар примут на себя шаровые опоры, а не подшипники. Несмотря на то, что рычаг и сила несколько увеличиваются при максимальном сжатии, аргумент о дополнительном износе шин и подшипников обычно не имеет под собой оснований, поскольку колесо на протяжении большей части цикла сжатия остаётся под тем же углом, что и в стандартной комплектации.



    Причина, по которой в такой ситуации меняется чувствительность рулевого управления и ухудшается управляемость на дороге, заключается в смещении возвратно-поступательной массы и изменении геометрии. Как правило, более широкие диски и шины будут тяжелее стандартных, шире стандартных, а с отрицательным вылетом вы получите полное изменение геометрии демпфирования сжатия, что повлияет на скорость демпфирования пружин и амортизаторов из-за дополнительного рычага в тех случаях, когда внешняя часть колеса сталкивается с неровностями поверхности. Кроме того, любой дисбаланс усиливается по своей природе. Добавьте больший вес к неподрессоренной массе, и это повлияет на эффективность торможения, чувствительность рулевого управления и т. д. Чем легче колёса, тем меньше влияние.



    Что действительно пострадает, так это колесо с отрицательным вылетом при наезде на уличные кочки и ямы, которые обычно не встречаются на гоночных трассах. Чем глубже выступ, тем больше вероятность того, что внешний обод деформируется или треснет. Именно поэтому большинство грузовых дисков с отрицательным вылетом шириной более 12 дюймов изготавливаются методом ковки. Просто пища для размышлений.


  1. Помимо внешнего вида, у заниженной подвески есть множество преимуществ. Во-первых, чем ниже автомобиль, тем выше его аэродинамические характеристики. Ещё одно преимущество заниженной подвески заключается в том, что из-за необходимости в более жёстких пружинах, которые компенсируют меньший ход подвески на неровностях, автомобиль лучше держит дорогу на поворотах. Это сводит к минимуму крены кузова, а значит, на вас будет действовать меньше сил, отклоняющих вас от курса.


  1. Помните, что транспортное средство с более широкой колеёй или установленными проставками будет иметь лучшее механическое сцепление с поверхностью и будет меньше крениться. Именно на пределе механического сцепления транспортное средство начинает давать вам понять, что оно вот-вот вас укусит. При более широкой колее, лучшем сцеплении и меньшем крене это происходит на более высокой скорости и с гораздо большей силой. На коньках сложнее сохранять равновесие, чем на снегоступах.
  1. Насколько я понял, автор использовал слово «смещение», но описывал дорожный просвет.
  1. Я согласен с вашими комментариями, но вопрос касается вылета колеса, а не дорожного просвета.
  1. Хорошие замечания. Я отредактировал текст, чтобы уточнить, что модернизация колёс/шин в остальном не отличается от стандартной комплектации автомобиля.
  1. Вынос — это одно из нескольких измерений, применимых к дорожному колесу. Оно описывает расстояние от центральной линии колеса до монтажной поверхности ступицы.


    В качестве практического примера рассмотрим колесо 6J (колесо шириной 6 дюймов). Вынос обычно обозначается как «ET», за которым следует необязательный математический знак (+/-) и число. Колесо с выносом ET0 называется колесом с нулевым выносом. Это означает, что у нашего колеса 6J 3 дюйма колеса будут выступать перед ступицей, а 3 дюйма колеса будут находиться над тормозным диском. Вынос измеряется в миллиметрах (мм), поэтому для удобства перевода колесо с вылетом ET+25 будет фактически утоплено в арке примерно на 1 дюйм и будет выступать на 2 дюйма, из которых 4 дюйма будут находиться над тормозным диском. И наоборот, колесо с вылетом ET-25 (отрицательный вылет) будет выдвинуто ближе к арке колеса, так что 4 дюйма колеса будут выступать из ступицы, а над тормозным диском будет находиться только 2 дюйма.


    Существует ряд причин, по которым вы можете захотеть изменить стандартное смещение, установленное производителем. Возможно, вы хотите установить более широкие диски и столкнулись с проблемой зазора, из-за которой задняя часть диска касается опоры подвески при стандартном смещении.


    Как уже было сказано, вы можете придать автомобилю более агрессивный вид, чтобы колеса и шины лучше «вписывались» в арки.


    Отклонение от рекомендованного производителем смещения влияет на управляемость, повышая эффективность сцепления с дорогой, но при этом снижая чувствительность. В более мощных версиях автомобилей используется так называемая «широкая колея». Колея — это расстояние между колесами, измеренное поперек оси. Например, в Golf VR6 Mk3 использовались другие передние поперечные рычаги и шаровые опоры, которые эффективно выдвигали колеса дальше в арки, чем в стандартной версии.


    Более широкая колея означает, что внешние шины могут более эффективно справляться с нагрузками при прохождении поворотов. Представьте себе велосипед с толкателем, который очень неустойчив и его легко опрокинуть. Добавьте к велосипеду стабилизаторы, и его будет сложнее опрокинуть. Представьте, что ширина велосипеда увеличивается за счёт этих стабилизаторов, и вы увидите, что его становится всё сложнее и сложнее опрокинуть.


    Однако компромисс заключается в том, что, когда обычный легковой автомобиль приближается к пределу сцепления с дорогой, он очень чётко даёт водителю понять через рулевое управление, что вот-вот потеряет сцепление с дорогой и начнёт отклоняться от заданной траектории. Если водитель будет продолжать давить на газ, он может потерять равновесие и в конечном счёте контроль над автомобилем. У автомобиля с широкой колеёй предел сцепления с дорогой достигается на более высокой скорости, и водитель получает гораздо меньше информации о том, что автомобиль вот-вот полностью потеряет сцепление с дорогой. Подумайте о том, сколько автомобилей Porsche 911 получают повреждения на мокрой дороге из-за того, что у них очень высокий уровень сцепления с дорогой, но он очень быстро снижается. Чтобы избежать мгновенной потери сцепления с дорогой, можно использовать диагональные шины, которые всегда предупреждают водителя о потере сцепления и дают ему возможность выровнять автомобиль до того, как сцепление полностью исчезнет.


    С этим ответом немного связан тот факт, что некоторые тюнеры используют проставки для увеличения ширины колеи автомобиля, что даёт тот же эффект, что и изменение вылета колеса, поскольку проставка выталкивает колесо на ширину проставки от ступицы.


    И последнее замечание: использование широкой гусеницы со смещением или проставками обычно ускоряет износ полуплавающих подшипников качения. Для полностью плавающих осей обычно требуется большее отрицательное смещение.


  1. Я бы добавил к вашему «заключительному замечанию» ... что езда по широкой колее ускорит износ не только ступичных подшипников, но и других деталей (например, шаровых опор, втулок рычагов подвески, стоек, опор стоек и т. д.). Вы создаёте дополнительную нагрузку на все эти детали, изменяя геометрию распределения нагрузки. Кроме того, шины будут изнашиваться быстрее. Все эти изменения вносятся путем смещения колеса, а не за счет того, что автомобиль изначально был рассчитан на более широкую колею.
  1. Вы затронули эту тему, но упустили один важный момент. Ещё одна причина смещения — обеспечение возможности установки комбинации колеса и шины. На большинстве автомобилей необходимо установить колесо с определённым смещением, чтобы оно вообще подошло по размеру. Когда речь идёт о смещении, аспекту производительности обычно не придают большого значения, главным образом потому, что на производительность больше всего влияют дорожный просвет, подвеска, шины, диаметр и ширина колёс. Есть ещё аспект внешнего вида... не могу сказать, что я придаю этому большое значение, но это так.
Вы уже ответили на этот вопрос