Cik nozīmīga ir riteņu aizstāšana ar vieglākiem{0}}svara riteņiem?

Riteņa rumbas nomaiņas būtība ir samazināt atsperoto masu (skaistums ir sekundārs).

Kas ir atsperu masa?
Zilās līnijas apzīmē ķermeņa daļu, sarkanās ir riteņus un pārējās sastāvdaļu sērijas. Savienojums starp tiem ir dzeltenās līnijas, kas apzīmē atsperes, un zaļā daļa, kas apzīmē amortizatorus. Protams, faktiskajai automašīnai ir arī virkne piekares mehānismu, lai ierobežotu riteņu kustību. Manas pieredzes trūkuma dēļ šī daļa šeit ir izlaista.
Strukturāli atsperu masas daļa ietver attēlā redzamās sarkanās, dzeltenās un zaļās daļas, proti (bet ne tikai): riteņa rumba, riepas (ieskaitot skrūves), stieņi, atsperes, amortizatori, stieņi, bremžu komplekts (bremžu trumulis vai bremžu disks + silfoni) un dažiem modeļiem transmisijas vārpsta, kopējais tilts.
Faktiski to var domāt tā: iemesls, kāpēc attēls ir uzzīmēts tik dīvaini, ir likt cilvēkiem, kuriem nav priekšstata par atsperoto un neatsperoto masu, iztēloties automašīnu kā tādu: automašīnu var sadalīt divās daļās, viena daļa ir daļa, kas ripo uz priekšu pret zemi, un pēc atsperu un amortizatoru noņemšanas to joprojām var stabili novietot uz zemes. Šī daļa ir neatsperota masa. Otra daļa ir augšējā konstrukcija, kurā sēž pasažieri, un, ja tiek noņemta piekare, šī daļa sabruks un skūpstīs zemi. Tam jābūt atsperēm un amortizatoriem, lai atbalstītu šo daļu. Un šī daļa ir atsperu daļa. Abas daļas ir savienotas ar atsperēm un amortizatoriem. (Protams, atsperes un amortizatori parasti tiek uzskatīti par neatsperoto masu.)

To saprotot, ir jāsaprot šīs problēmas pamati. Tas arī ir iemesls, kāpēc mani neapmierina aktuālajos automobiļu medijos atrodamie skaidrojumi par atsperotās masas optimizāciju, proti, uzbūvēt šo vienkāršoto modeli un tad domāt par atsperotās masas optimizāciju. Tas būs daudz skaidrāks pēc tā apsvēršanas.

Atsperotās masas samazināšanas nozīme
Ir tāds teiciens: 1 kilograms atsperotas masas, 10 kilogrami neatsperotas masas. Tas nozīmē, ka, samazinot atsperoto masu par 1 kg, tiks sasniegts optimizācijas efekts, kas ir aptuveni līdzvērtīgs 10 kg nogriešanai no neatsperotas masas. Šis apgalvojums, protams, tiek izplatīts tikai tautā, un faktiskā situācija ir sarežģītāka. Tas ir jāapsver no diviem aspektiem: atsevišķi ņemot vērā priekšrocības, ko sniedz atsperojuma masas samazināšana, un visaptveroši apsverot atsperoto un neatsperoto masu ietekmi uz automašīnu.
Vispirms apskatīsim, kāda ietekme būs atsperu masas samazināšanai.
Tas galvenokārt izpaužas paātrinājuma un palēninājuma veiktspējā.
Tas ir tas, ko nozīmē 1 kilograms atsperotas masas un 10 kilogrami neatsperotas masas.

Princips ir viegli saprotams. Kā komponentam, kas ir tieši savienots ar asi, riteņa rumbas un riepu rotācijas inercei ir ļoti tieša ietekme uz veiktspēju. Neatkarīgi no tā, vai tā ir 250 ZS vai 280 ZS, 350 Nm vai 420 Nm, vispirms jāpārvar riteņa rumbas un riepu rotācijas inerce, lai griezes momentu varētu pārnest caur riteņa rumbu un riepām uz zemi. Riteņa rumbas un riepu (tostarp rotējošā bremžu diska) svara samazināšana var padarīt spēka pārvadi tiešāku.

Tomēr, ņemot vērā tikai rotācijas inerces samazināšanas ietekmi uz paātrinājuma un palēninājuma veiktspēju, nav nekāda sakara ar silfoniem un stieņiem. Tā kā tie negriežas kopā ar riteņiem, to kavēšanas spēja neatšķiras no neatsperotās daļas. Tad kāpēc tā domā tie, kam patīk mainīt plēšas un diskus un patīk tos svērt?
Tas ietver vēl vienu apsvēršanas aspektu.
Atsperotās masas attiecība pret neatsperoto masu
Tas prasa izmantot vienkāršoto modeli, kas tika ērti izveidots iepriekš.
Automašīnai ceļa segums noteikti nav tik gluds kā spogulis. Nemaz nerunājot par dažādām bedrēm, ātrumvaļņiem, aku vākiem, dažādi akmeņi radīs vibrāciju, un, rūpīgi vērojot asfaltēto ceļu, virsma ir diezgan raupja.
Taču ērtā automašīnā mēs to jūtam kā zīdaini gludu. Papildus mīkstākas atsperes un amortizatora kombinācijas izmantošanai efektīvs līdzeklis ir arī atsperotās un neatsperotās masas attiecības palielināšana.
Kravas automašīnām ir tāda interesanta īpašība: tukšā stāvoklī transportlīdzeklis šausmīgi trīcē, un, lai pareizi brauktu, tam ir kaut kas jāpielādē.

Iemesls tam ir tas, ka ir palielinājusies atsperotās un neatsperotās masas attiecība.

Atgriezīsimies pie vienkāršotā modeļa. Visa atlēkšana uz ceļa sākotnēji tiek attiecināta uz neatsperoto daļu. Pēc tam neatsperotās daļas atsitienam jāietekmē atsperoto daļa caur atsperēm un amortizatoriem. Stacionārā stāvoklī atsperu svars ir atsperu daļas svars. Ja neatsperotā daļa atlec, ja atsperes saspiežas vai izplešas, tas izjauks līdzsvaru un radīs papildu spiedienu. Atbilstoši Ņūtona otrajam likumam spiediens, ko atsperes izdara uz neatsperoto daļu, vienādi tiks piemērots arī atsperoto daļai. Šobrīd ir divas iespējas (vai var izmantot abas):

Pirmkārt, palieliniet atsperotās daļas masu, tāpat kā iekraujot kravas automašīnu ar precēm, palielinot atsperotās daļas masu, lai vājinātu paātrinājumu, ko rada neatsperotās daļas atsitiens, kas tiek pārnests caur atsperēm. Īsāk sakot, atlēcienu notur transportlīdzekļa svars.
Otrkārt, samaziniet neatsperotās daļas masu, lai tiktu samazināts atsitiena spēks, kas nepieciešams, lai neatsperotā daļa radītu tādu pašu atsitienu, lai samazinātu ietekmi uz atsperoto daļu.

Rezumējot, ir jāpalielina atsperoto un neatsperoto daļu masas attiecība.
Protams, ideālā situācija ir tāda, ka tiek samazināta gan atsperoto, gan neatsperoto daļu masa, bet neatsperotajā daļā samazinājums ir lielāks nekā atsperotajā daļā. Atsperoto un neatsperoto daļu kopējā masas attiecība joprojām palielinās.
Tāpēc daži cilvēki bieži saka, ka smagāks transportlīdzeklis lielā ātrumā brauc stabilāk. Tas ir zināmā mērā pamatoti, taču precīzāks apgalvojums ir tāds, ka atsperoto un neatsperoto daļu masas attiecība ir liela, un tā brauc stabilāk.

Neaizstājamās atsperes un amortizatori
Atsperu un amortizatoru izvēlei ir lielāka ietekme kā daļai, kas savieno abas sekcijas un ir atbildīga par atbalstu, spēka pārvadīšanu un trieciena absorbciju. To, cik neatsperotās daļas atsitiena spēks tiek atspoguļots uz atsperoto daļu, vairāk nosaka atsperes un amortizatori.
Tātad: modifikācijas ir sistemātisks inženierijas process, un ir svarīgi izvairīties no vienpusējas modifikācijas.