EN
تأثیر عملکردی چرخهای رقابتی بر دینامیک مسیر مسابقه
تأثیر وزن چرخ و جرم دورانی بر شتاب، ترمز و مانورپذیری
چرخهای مسابقهای که وزن کمتری دارند، تأثیر بزرگی در عملکرد خودرو روی مسیر مسابقه دارند، زیرا هم وزن بدون فنر و هم جرم دورانی را کاهش میدهند. برای هر پوند کاهش در وزن چرخ، خودروها میتوانند از صفر به شصت مایل در ساعت حدود 0.1 ثانیه سریعتر شتاب بگیرند، زیرا مقاومت کمتری وجود دارد که باید غلبه شود. ترمزها نیز بهتر کار میکنند و فواصل توقف کوتاهتر میشوند، زیرا چرخهای سبکتر به سرعت به فعالیت کالیپرها پاسخ میدهند. سیستم تعلیق نیز در قابلیت هدایت بهبود مییابد و میتواند واکنش سریعتری داشته باشد تا لاستیکها در طول پیچها به سطح جاده چسبیده بمانند. بر اساس آزمایشهای انجامشده توسط متخصصان این حوزه، کاهش حدود 20 درصدی جرم دورانی بهبودی در هدایت معادل افزودن تقریباً 50 اسب بخار اضافی به خودرو برای پیچهای تنگ در سرعتهای بالا ایجاد میکند.
نقش اندازه و ساختار چرخ در بهبود عملکرد
ابعاد و روشهای تولید چرخ به طور مستقیم بر دینامیک خودرو تأثیر میگذارند. قطرهای بزرگتر میتوانند سیستمهای ترمز بزرگتری را در خود جای دهند، اما باید با دقت بین آنها و وزن اضافی تعادل برقرار شود. روش ساخت انتخابشده نقش مهمی در دستیابی به استحکام بهینه و جرم کم ایفا میکند:
| روش تولید | کاهش وزن | افزایش استحکام | مورد استفاده ایدهآل |
|---|---|---|---|
| قطرهزنی | 15-20٪ نسبت به ریختهگری | استحکام تسلیم 30٪ بالاتر | بارهای شدید |
| فلو فرم شده | 10-15٪ نسبت به ریختهگری | خستگی 25٪ بالاتر | ماراتن استقامت |
چرخهای فورج با فشردن بیلتهای جامد آلومینیومی تحت فشار بسیار زیاد ساخته میشوند و نسبت استحکام به وزن شگفتانگیزی دارند که آنها را برای کارهای جدی مسابقهای ایدهآل میکند. سپس چرخهای فلو فرم قرار دارند که در حین فورج، فلز را میچرخانند و دانههای فلزی را به صورت طولی تراز میکنند تا زمانی که به شدت در مسیرهای مسابقه فشار وارد میشود، دوام بیشتری داشته باشند. این روشهای تولید بهوضوح بر چرخهای ریختهگری معمولی برتری دارند. آزمایشها نشان میدهند که هنگام پیچیدن در سرعت بالا، انعطافپذیری حدود ۱۸ درصد کمتر است که به معنای عملکرد بهتر و قابل پیشبینیتر خودرو است و رانندگان میتوانند چند ثانیه از زمان دور خود کم کنند. بیشتر رقابتکنندگان میگویند این تفاوت زمانی که هفته به هفته به حداقل مرزها فشار میآید، بسیار مهم است.
مواد اساسی و روشهای تولید در چرخهای مسابقهای
علت عملکرد عالی چرخهای مسابقهای، به مواد سازنده و نحوه ساخت آنها برمیگردد. اکثر حرفهایها به دلیل توازن قوی بین وزن و استحکام، به آلومینیوم فورج شده روی میآورند. ما در اینجا صحبت از چرخهایی هستیم که حدود ۳۰ درصد قویتر از گزینههای ریختهگری معمولی هستند و در عین حال جرم غیرفنری (unsprung mass) را کاهش میدهند. برخی تیمها از آلیاژ منیزیم نیز استفاده میکنند چون وزن کمتری دارند، هرچند این چرخها به پوششهای ویژهای برای مقابله با زنگزدگی نیاز دارند. با این حال، ماده پرکاربرد همچنان آلومینیوم با استحکام بالا 6061-T6 است. مسابقهدوستان این ماده را نه تنها به خاطر استحکام بالا، بلکه به دلیل مقاومت عالی در برابر حرارت هم دوست دارند. این ویژگی در مسابقات طولانی که ترمزها پس از توقفهای مکرر بسیار داغ میشوند، اهمیت زیادی دارد.
مقایسه روشهای تولید: چرخهای ریختهگری شده در مقابل چرخهای فلوفرم شده در مقابل چرخهای فورج شده
- چرخهای پوشاژ شده : مقرونبهصرفه اما متخلخلتر، که باعث میشود تحت تنشهای شدید مستعد ترک خوردن باشند
- چرخهای فلو فرم شده : یک فرآیند ترکیبی که در آن فشار کنترلشده، چگالی بدنه را ۱۵ درصد نسبت به ریختهگری معمولی افزایش میدهد
- چرخ های فروژده : در فشار بیش از ۱۰٬۰۰۰ تن شکلگیری کرده، ساختارهایی با دانههای همراستا ایجاد میکند که مقاومت ضربهای آن ۴۰٪ بیشتر است
فرآیندهای پیشرفته: ماشینکاری CNC، عملیات حرارتی و یکپارچگی ساختاری
پس از فرآیند آهنگری، ماشینهای CNC مواد اضافی را تا سطح میکرون برداشته و طراحی دندهها و نحوه توزیع وزن روی چرخ را بهدقت تنظیم میکنند. در مورد تقویت فلز، ما از عملیات حرارتی با تمپر T6 استفاده میکنیم. این فرآیند در واقع پیوندهای مولکولی را تثبیت میکند و حدود یکچهارم استحکام بیشتری به محصول نهایی میدهد. با این حال، ما فقط به تئوری متکی نیستیم. هر چرخ قبل از ارسال بهطور کامل بررسی میشود. اشعههای X به دنبال ترکهای پنهان در ساختار داخلی میگردند، در حالی که آزمونهای خستگی، چرخها را تحت شرایطی معادل صدها ساعت مسابقه با سرعت بالا قرار میدهند. مرحله آخر شامل کارهای پرداخت نهایی دقیق است که معمولاً حدود هشت تا ده ساعت به ازای هر چرخ طول میکشد. این امر تضمین میکند که تمام اجزا در محل هاب بهدرستی در جای خود قرار گرفته و دقت آنها به اندازهای بالاست که در تلرانس کمتر از نیم میلیمتر باقی بمانند؛ بنابراین این چرخها فصل به فصل بهصورت قابل اعتماد عملکرد خواهند داشت.
دستیابی به تناسب دقیق: فاصلهگذاری، الگوی پیچ و طراحی متمرکز بر هاپانگ
درک مفهوم فاصلهگذاری و فاصله پشتی چرخ برای عملکرد بهینه و فضای مناسب
فاصلهٔ مرکزی چرخ (ویل اوست) اساساً نشاندهندهٔ فاصلهٔ سطح نصب مهره به فلنج از خط مرکزی چرخ است که بر حسب میلیمتر اندازهگیری میشود. این جزئیات کوچک تأثیر بزرگی بر هندسهٔ سیستم تعلیق و همچنین تناسب لاستیکها با فندر دارد، بهطوری که از سایش لاستیک در تماس با فندر جلوگیری میکند. وقتی دربارهٔ فاصلهٔ مرکزی مثبت مانند +۱۵ میلیمتر صحبت میکنیم، چرخ بیشتر به سمت داخل بدنهٔ خودرو قرار میگیرد. این نوع چیدمان شعاع سایش را کاهش میدهد و عموماً پایداری بهتری هنگام حرکت مستقیم خودرو فراهم میکند. در مقابل، فاصلهٔ مرکزی منفی مانند -۱۵ میلیمتر، چرخها را به سمت بیرون و به سمت فندرها هل میدهد. هرچند این تنظیم میتواند عملکرد چرخ در پیچها را بهبود بخشد، چون سطح تماس لاستیک بیشتر میشود، اما در عین حال تنظیم دقیق فاصلهٔ عقب (بکاسپیسینگ) بسیار مهم میشود تا از ایجاد خراشهای آزاردهنده روی لاینر فندر جلوگیری شود. بکاسپیسینگ به فاصلهٔ بین قسمت داخلی ریم و سطح نصب آن روی فلنج اشاره دارد. رعایت دقیق این اندازه بسیار مهم است تا قطعات تعلیق با بدنهٔ چرخ برخورد نکنند، بهویژه هنگام گرفتن پیچهای تند با سرعت بالا، مانند پیچهای شیبدار در مسابقات یا خروجیهای بزرگراه.
الگوی بولت مطابق (PCD) و طراحی هاپ-سانتریک برای ایمنی و پایداری
رعایت قطر دایره مرکزی پیچها (PCD) هنگام تطبیق وسایل نقلیه با محور اساسی است. اگر PCD به درستی تنظیم نشود، تنش نامتقارنی در سرتاسر مهرههای چرخ ایجاد میشود که هیچکس تمایلی به آن ندارد. وقتی مشخصات PCD نادرست باشد، چرخها بیش از حد لازم تکان میخورند که این موضوع بهویژه در سرعتهای بالای مسابقهای بالاتر از 0.5 میلیمتر قابل توجه است. این نوع عدم ترازبندی باعث فرسودگی سریعتر یاتاقانها و رفتار غیرقابل پیشبینی در هدایت خودرو میشود. به همین دلیل بسیاری از مسابقهدهندگان چرخهای مرکزگرا را ترجیح میدهند که سوراخ مرکزی آنها دقیقاً روی محور قرار میگیرد، مانند همان چرخهای استاندارد 66.7 میلیمتری که اغلب مشاهده میکنیم. این طراحیها در واقع بخش عمده وزن را از طریق محور منتقل میکنند و تنها به پیچهای محور وابسته نیستند. این بدان معناست که دیگر لرزشهای مزاحم هارمونیک که تمام بدنه ماشین را زمانی که ترمز میکنید و چرخها قفل میشوند به لرزه درمیآورد، وجود نخواهد داشت. تماس لاستیکها ثابت باقی میماند حتی زمانی که نیروهای جانبی در پیچها به حدود 2G برسد. برای هر کسی که به ایمنی در مسابقات و دستیابی به حداکثر عملکرد از تنظیماتش اهمیت میدهد، اطمینان از قرارگیری صحیح چرخها روی محورها فقط یک روش خوب نیست، بلکه تقریباً الزامی است.
بخش سوالات متداول
وزن چرخ چگونه بر عملکرد خودرو تأثیر میگذارد؟
وزن چرخ با کاهش وزن بدون فنر و جرم دورانی، بر عملکرد خودرو تأثیر میگذارد. چرخهای سبکتر شتاب سریعتر و ترمز بهتری دارند و همچنین مانورپذیری و پاسخدهی خودرو را در پیست بهبود میبخشند.
مزایای چرخهای آهنگدازی شده نسبت به چرخهای ریختهگری شده چیست؟
چرخهای آهنگدازی شده نسبت به چرخهای ریختهگری شده نسبت استحکام به وزن بهتری ارائه میدهند و در برابر بارهای شدید مقاومت بیشتری دارند. همچنین تمایل کمتری به فشار دادن دارند و دقت هدایت خودرو را افزایش میدهند.
آفست چرخ چقدر در هدایت خودرو مهم است؟
آفست چرخ برای هندسه سیستم تعلیق و نصب صحیح لاستیک حیاتی است. این عامل بر شعاع سایش و پایداری تأثیر میگذارد و تأثیر قابل توجهی بر پایداری حرکت مستقیم و عملکرد در پیچ دارد.
طراحی مرکزی هاب چرا در چرخهای مسابقهای مهم است؟
طراحیهای متمرکز بر محور باعث میشوند که چرخ بهصورت محکم روی محور قرار بگیرد و وزن خودرو از طریق خود محور و نه پیچهای چرخ توزیع شود. این امر باعث کاهش لرزشها و اطمینان از تماس منظم لاستیک با سطح جاده میشود که برای عملکرد رقابتی و ایمنی در مسابقات حیاتی است.