Зависимость динамики от неподрессоренных масс.
Вот такую интересную статью нарыл на сайте dba-brakes.com.ua/ все что нужно в цифрах, если правильно понимаю, то снижение неподрессоренной массы на 1 кг равно примерно добавлению 3,5 Nm
Тормозные диски — ЛЕГЧЕ значит ЛУЧШЕ?
Этот вопрос часто поднимается на различных автомобильных форумах. К сожалению, не существует простого ответа на этот вопрос, поэтому мы укажем вам на все «за» и «против» и оставим выбор за вами.
Типичный большой седан, весом 1690 кг, едет по шоссе со скоростью 134 км/ч и вам необходимо резко затормозить. Предположим, что обычная средняя покрышка выдерживает ускорение порядка 0,85 G, до момента срыва в юз. Мы будем тормозить с усилием 0,81 G, чтобы избежать блокирования колес. Автомобиль пройдет до полной остановки около 87 метров и выработает при этом 1170 kW кинетической энергии. Вся эта энергия должна передаваться через тормозную систему, чтобы остановить автомобиль. Когда вы передаете такое количество энергии за такой короткий срок (4,7 сек.), происходит выделение значительного количества тепла и масса тормозного диска в данном случае играет критическую роль.
Типичный передний тормозной диск на большом седане имеет диаметр около 300 мм и весит около 9,5 кг. Мы сфокусируемся на передних дисках, так как на них обычно приходится 70% тормозного усилия. Диск состоит из двух основных компонентов — крепежного колокола, который крепится к ступице и тормозного полотна, на которое и приходит тормозное усилие от суппорта. Тормозное полотно в нашем диске весит около 6 кг. В нашем случае температура диска весом 9,5 кг повысится при торможении на 125°C менее чем за 5 секунд.
В точно таком же тормозном диске диаметром 300 мм, но весом 8,5 кг, вес тормозного полотна составит 5,5 кг, а температура повысится на 137°C. Казалось бы — прирост всего в 10%, однако передача тепла достаточно хитрая вещь. При единоразовом торможении дополнительные 10% вероятнее всего не окажут никакого ощутимого эффекта. Но что случится, если нужно будет провести серию повторяющихся торможений с равными интервалами? В большинстве случаев, времени между торможениями недостаточно для того, чтобы диск полностью восстановил нормальную рабочую температуру. Это приведет к накоплению тепла — 10% плюс еще 10% и так далее!
Обратная сторона медали:
Все фанаты тюнинга постоянно говорят о снижении неподрессоренных масс. Действительно, вращающийся тормозной диск имеют определенную степень инерции или эффект маховика, что требует дополнительных затрат энергии для разгона и остановки. В нашем случае, требуется около 24 Nm крутящего момента, чтобы разогнать диск весом 9,5 кг до 134 км/ч и обратно. Более легкий диск, весом 8,5 кг, требует около 20,5 Nm, что несколько больше чем 10%. На «стоковой» Subaru Impreza WRX Sti, с крутящим моментом 400 Nm, вы вряд ли заметите «улучшение» в 3,5 Nm. Действительный эффект от снижения веса тормозного диска можно получить только на специализированных сверхлегких спортивных автомобилях.
В большинстве случаев, автопроизводитель проделывает все эти и многие другие расчеты для определения оптимальной массы (веса) тормозного диска. Мы можем заверить вас, что это точно не в их интересах добавлять ненужные килограммы металла в автомобиль.
Сколько весят диски R15, R16, R17 и к чему эта информация. ВИДЕО
В этом видео мы рассказываем, кому и почему всё-таки стоит принимать во внимание, сколько весят диски. Плюс к этому мы ставим на весы штампованные, литые и кованые диски в разных диаметрах, чтобы точно представить разницу в килограммах. Если смотреть неудобно, читай текстовую версию под видео.
Присоединяйтесь к нам в Instagram, Facebook, ВКонтакте или Одноклассниках, чтобы быть в курсе новостей, конкурсов, скидок и акций. Больше интересной информации о шинах и автомобилях – на нашем YouTube-канале.
Вес дисков разного типа
Выбирать диски по весу полезно для экономии. Вес диска попадает в неподрессоренную массу автомобиля, в которую также входят вес шин, части тормозной системы, диска с суппортом, ступицы и некоторых деталей подвески. С более лёгкими дисками проще разгоняться и тормозить. Следовательно, двигатель прикладывает меньше усилий, чтобы провернуть колеса. Меньше усилий – меньше топлива. А ещё с лёгкими дисками дольше изнашиваются детали.
На вес диска влияют технологии и материалы изготовления. Самые тяжёлые и самые дешёвые – это штампованные диски. Средний вес и средняя цена у легкосплавных литых дисков. Самые лёгкие и самые дорогие – это легкосплавные кованые диски.
Сколько весят 17-дюймовые диски
Какова разница в килограммах у штампованных, литых и кованых колёс, покажут весы. Железный штампованный диск в размере 7,0×17 весит 12 кг 880 г. В том же размере литой легкосплавный диск весит 10 кг 780 г. Вес кованого легкосплавного в размере 7,5×17 равен 9 кг 700 г.
Разница в весе между штампованным и кованым диском – 3 кг 180 г. Литой же выигрывает у штампованного 2 кг 100 г. Если умножить разницу на четыре, получится масса, которую можно скинуть с автомобиля. И эта разница скажется на динамичности машины.
Сколько весят 15- и 16-дюймовые диски
Сравним вес штампованного и литого диска в размерах 6×15 и 6,5×16. Железный диск 6×15 весит 8 кг 280 г, а литой – 7 кг 40 г. Разница – 1,78 кг.
В размере 6,5×16 получим неожиданный результат: железный – 8 кг 800 г, а литой – 9 кг 460 г. Это исключение из правила, и мало кто допустил бы, что так может быть. Литые диски бывают тяжелее железных аналогов из-за запаса прочности, которого пытался достичь производитель.
Таблица весов
Для наглядности сведём результаты взвешиваний в таблицу. Звездой отмечен нетипичный результат: как правило, штампованные диски весят больше, чем литые.
| R15 | R16 * | R17 | |
| Штампов. | 8,28 кг | 8,80 кг | 12,88 кг |
| Литой | 7,04 кг | 9,46 кг | 10,78 кг |
| Кованый | — | — | 9,70 кг |
Какой тип дисков выбрать
Если вы ежедневно ездите на дальние расстояния по загородым трассам с качественным покрытием, обратите внимание на литые диски или кованые. Меньший вес при достаточной мощности двигателя и хорошем крутящем моменте позволит сэкономить на топливе. Из-за ощутимой разницы в цене при выборе между литыми или коваными исходят из финансовых возможностей.
Если вы ежедневно перемещаетесь по дорогам с некачественным покрытием либо по бездорожью, то выбор за железными дисками : они ремонтопригодны и стоят недорого. А когда водишь исключительно в городе и редко бываешь на трассе, то вес можно не учитывать: компенсировать разницу в стоимости на расходе топлива не получится. В таком случае между штампованными, литыми и коваными дисками выбирают по вкусу и кошельку.
О компании «Автосеть»
Материал подготовлен компанией «Автосеть» – лидером шинного рынка Беларуси, по данным Международного агентства MASMI Research Group за 2018 год.
Адреса магазинов «Автосеть»:
Бесплатно доставляем шины и диски по всей Беларуси.
Рассуждения по поводу веса передних тормозов.
Суппорт с поворотным кулаком и тормозным диском являются неподрессоренной массой, которая должна быть как можно меньше, для улучшения управляемости, большей долговечности конструкции.
Для облегчения как правило, ставят многопоршневые суппорта, сделанные из легкого сплава, например, 4 поршневой суппорт может весить меньше, чем однопоршневой с «плавающим» механизмом.
Посмотрим на вес выбранных мной тормозных дисков для передних тормозов.
На эту тему меня давно натолкнули проведённые мной замеры веса:
1. Суппорта «БРЭМБО» с колодками.
Итого вес собираемой мной тормозной системы составил ориентировочно 12500гр.
То есть 12 кг. 500 гр.
А так как у меня нет комплекта 288 тормозов для взвешивания, то сделать это я решил по данным каталогов, которые взял в «Экзисте».
Беру усреднённые данные каталога по тормозным дискам 5 на 100 288мм. от пассата В-4.
Получаю 7кг. 200 гр.
Далее примерный вес суппорта.
Он составляет 3кг. 300 гр.
Он составляет 1кг. 500гр.
Ну и на последок вес комплекта колодок.
Его делим пополам.
Получаем 1кг. 100 гр.
И ещё вот размышления по вопросу площади поршней.
Суппорта БМВ Е38 штатно ставились на диски 316*28мм.
Диаметры их поршней 40мм и 44мм.
Общая площадь поршней равна 1256.6368мм2*2+1520.530528мм2*2=5554мм2
В стоковых однопоршневых суппортах 54мм = 2290.220568мм2*2=4580,44мм2
Таким образом «БРЭМБЫ» имеют на 18% большую общую площадь поршней.
После установки суппортов рассчитываю получить больший ход педали и меньшее усилие чем со стоковыми суппортами, а значит и получить большую «информативность» тормозов, а не торможение «колом» от легкого нажатия.
Сколько весят тормоза.
Не количеством, а качеством — именно с таким девизом хочется продолжить доработки тормозной системы.
Большие тормозные диски и большие суппорта с большими тормозными колодками, несомненно добавили качества торможению, а на ряду с этим они значительно добавили неподрессоренной массы на колеса.
О влиянии неподрессоренной массы на управляемость и комфорт исписана не одна тысяча страниц. Гугл поможет вам в этом вопросе. Самое славное выражение из Википедии звучит так:
Снижение веса колёс на 1 килограмм с точки зрения динамики эквивалентно уменьшению массы в салоне автомобиля приблизительно на 15 кг. С точки зрения комфорта — на 10. Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого всего на 2 килограмма (что в сумме дает 8 килограммов), то ваша машина будет ехать так же плавно, как если бы в неё сел пассажир весом 80 кг., и так же быстро как будто из салона выкинули 120 кг (а пассажир не садился вовсе).
Про динамику тут это про конкретно колесо и тормозной диск ( то что вращается), а про комфорт и плавность это про всю неподрессоренную массу.
После того как вынул усиленные стабы, добавилось комфорта в езде по нашим латаным перелатаным дорогам. Душа ликовала и настаивала на продолжении банкета.
Подливали масла в огонь и диски летние, в размере, где не предусмотрен комфорт.
Мысли о переходе на лёгкие многопоршневые суппорта давно уже витали в голове, однако вваленный бюджет в нынешнюю доработку охлаждал пыл начинать всё сначала. Теперь же есть приемник, куда всё переедет, а значит пора прикинуть что к чему.
Вооружившись весами я начал грубо подсчитывать, что можно сделать с неподрессоренной массой использовав брембо суппорта от Мерседеса и вернув задние в сток.
Результат меня поразил!
И так что имеем сейчас на передней оси
Диск тормозной 328мм Volvo 31262489
Суппорт Volvo 30639525(6) с колодками Volvo 30793943
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.
