×
Vanteiden muoto ja koko vaikuttavat merkittävästi siihen, miten autoa hallitaan, kuinka paljon se kuluttaa polttoainetta, ja miltä ajomatka tuntuu. Kun pyörät ovat brempimpiä, ne tarjoavat yleensä parempaa tartuntaa kuivalla tiellä, sillä kumia on enemmän kosketuksessa asfalttiin. Testit osoittavat, että tämä voi parantaa mutkien läpiajokykyä noin 8–12 prosenttia. Toisaalta kapeammat pyörät pyörivät kevyemmin, mikä säästää polttoainetta, vähentäen kulutusta noin 2–4 prosentilla, kuten SAE:n vuoden 2023 tutkimus osoitti. Myös saappaiden lukumäärä vaikuttaa. Kierrekuljetetuista vanteista, joissa on kymmenen saappaata, on noin 18 prosenttia kevyempiä kuin valugi valmistetuista viisisaappaisista vanteista, mikä tarkoittaa, että jousitus reagoi nopeammin tien epätasaisuuksiin. Jotkut valmistajat suunnittelevat vanteet erityisesti ohjaamaan ilmavirtaa paremmin jarrujen ympärille. Tämä auttaa pitämään jarrukiekot viileämpinä raskaassa ajossa, laskemalla niiden lämpötilaa noin 1,5 celsiusasteella ja pidentämällä näin kalliiden jarruosien käyttöikää.
Pyörimishitaus käsitteenä kertoo meille, miksi yhden punnan poistaminen pyörän ulkopuolelta on sama kuin kolmen punnan poistaminen ajoneuvon kehältä muualta. Pyöriin liittyen kevytvalurautaiset vaihtoehdot voivat vähentää pyörimismassaa noin 22 prosentilla. Tästä on todellista hyötyä; ohjaus tulee välittömästi tarkemmaksi, ja parannukset tulevat esiin noin 15 millisecondin kuluttua kääntämiseen. Useimmat insinöörit tuntevat tämän kysymyksen hyvin. He etsivät aina keinoja vähentää painoa erityisesti renkaan reunalta, jossa se eniten merkitsee. Kokemus osoittaa, että ulkoreunan painon vähentäminen kymmenellä prosentilla tarkoittaa noin 1,2 prosenttia nopeampaa kiihdytystä ja antaa sähköautoille noin 0,8 prosenttia tehokkaamman regeneratiivisen jarrutustehon. Nämä pienet parannukset kasautuvat merkittävästi ajan mittaan valmistajille, jotka pyrkivät optimoimaan jokaisen suunnittelunsa näkökohdan.
SAE Internationalin vuoden 2023 dynamometritestit osoittavat suoran yhteyden pyörämassan ja kiihdytyksen välillä:
| Pyörämassa per kulma | Keskimääräinen 0–60 mph:n aika | Kineettinen energiahäviö |
|---|---|---|
| 28 lb (teräs) | 6,8 sekuntia | 14,7 % |
| 21 lb (alumiini) | 6,5 sekuntia | 11,2 % |
| 16 lb (hiilikuitu) | 6,2 sekuntia | 7,9% |
0,6 sekunnin parannus terästä hiilikuituun korostaa, miksi 92 % moottoriurheilujoukkueista käyttää nykyään valssattuja tai komposiittiranteja.
Teräsranteet ovat vaikeissa olosuhteissa paras vaihtoehto, koska ne kestävät iskuja eivätkä niiden hinta ole kovin kova. SAE Internationalin tekemien testien mukaan nämä teräsranteet kestävät iskuja noin 37 prosenttia paremmin kuin alumiiniranteet. Siksi mekaanikot ja kalustonhoitajat valitsevat teräksen rakennettaessa rekkaita, jotka joutuvat ajamaan sorateillä tai kuljettamaan raskaita kuormia. Teräksen lisäpaino auttaa tarttumaan löyhyille pinnoille ja kestämään raskaita painoja, mutta siinä on myös haittapuolensa. Raskaammat renkaat vaikuttavat polttoaineen kulutukseen noin 2–4 prosenttia pahemmin kuin kevyemmät vaihtoehdot, yksinkertaisesti siksi, että moottorin on työnnettävä niitä pyörittääkseen.
Kevyet alumiinikeulat voivat vähentää vapaana olevaa massaa noin 25 prosentilla, mikä tekee autoista nopeampia kiihdyttämään ja parantaa polttoaineen säästöjä. Tämä on erityisen tärkeää sähköautoille, jotka pyrkivät maksimoimaan akunkeston mahdollisimman pitkäksi latauskertojen välillä. Automotive Engineers -yhdistyksen tekemien testien mukaan alumiiniseosten käyttöönotto lyhentää 0–100 km/h kiihdytyshaastaa noin puolella sekunnilla suorituskykyautoissa. Toinen tärkeä etu on näiden keulojen hyvä ruosteenkestävyys, mikä on erityisen tärkeää, jos autoilla ajetaan paljon sateessa tai suolaantuneilla teillä talvikuukausina. Mikä on haittapuoli? Hinta nousee 50–70 prosenttia tavallisiin teräskeuloihin verrattuna, ja niiden oikeanlainen korjaaminen onnettomuuden jälkeen vaatii yleensä erikoistuneita huoltamoita eikä mitä tahansa paikallista mekaniikkoa.
| Materiaali | Kestävyys (PSI) | Painon säästö | Hintaero | Paras käyttötarkoitus |
|---|---|---|---|---|
| Lisää alumiinia | 45,000 | 15–20% | 10–20% | Edulliset henkilöautot (sähköautot) |
| Valkaistu seos | 72 000 | 30–35% | 70–90% | Korkean suorituksen urheiluautojen |
| Magneesi | 38,000 | 40–45% | 120–150% | Rata (lyhytaikainen käyttö) |
| Teräs | 60,000 | — | — | Raskaat kuorma-autot, äärimmäiset kuormat |
Kuusilevitettyjen seosten lujuus-painosuhde on paras, mutta ne vaativat tarkkaa valmistusta. Valugrafiitti tarjoaa kustannustehokkaan kompromissin tärkeimpiin sovelluksiin. Magnesium tarjoaa äärimmäisen keveyttä, mutta rajallisen kestävyyden – useimmat moottoriradat vaihtavat magnesium-renkaat joka 3.–5. kilpailun välein rasitusten vuoksi.
Kromipinnoitteisissa renkaissa on sinkki-nikkeli-seoslaji, joka tarjoaa 3–5 kertaa paremman korroosionkestävyyden kuin tavalliset pinnoitteet (SAE International 2023), mikä tekee niistä ihanteellisia alueille, joilla katuja suolataan. Vaikka ne ovat 22 % painavampia kuin pelkkä alumiini, niiden peilikelpoinen ulkonäkö pitää niiden suosittuina hienoissa sedanipassoissa ja kaupunkiautokustomointipiireissä, joissa ulkonäöllä on suuri merkitys.
Laajennetuilla kehysistuksilla ja kartiohyllyillä varustetut run-flat-renkaat pitävät renkaat paikallaan ilman vuotoa, mikä mahdollistaa jopa 80 kilometrin matkan ajamisen 80 km/h nopeudella pistotuksen jälkeen. Uudet versiot käyttävät lämmönkestäviä seoksia, jotka hallitsevat lämmön siirtymistä jarruilta laajammissa lento-ominaisuuksissa, mikä parantaa turvallisuutta nopeilla reiteillä.
Kuusijalalla valmistetut alumiinirenkaat titaanivahvistusrenkailla kestävät 2,3 kertaa suurempia iskuja kuin standardimallit, mikä tekee niistä välttämättömiä panssariautoihin ja paloautokantaan. Modulaariset 8-kiinnityssysteemit mahdollistavat nopean vaihdon kentällä, kun taas itsetiivistävät rengasura estävät ilman vuodon ammuottisten tai roskien iskujen yhteydessä.
Verrattuna perinteisiin valssattuihin alumiinipyöräihin, hiilikuiturungot voivat vähentää painoa jopa 40–50 prosentilla. Tämä tekee todellisen eron ajoneuvon kiihdytyksessä ja kulkukäyttäytymisessä, sillä pyörivä massa on pienempi. Tämä teknologia on ollut mukana muun muassa Formula 1 -kilpa-autoissa ja erittäin kalliissa suorituskykyajoissa, joissa kierrosajat ovat laskeneet jopa 1,5 prosentilla. Valmistusprosessit ovat myös kehittyneet huomattavasti. Uudet automatisoidut järjestelmät hiilikuitujen asettamiseen tuottavat tuloksia, jotka täyttävät samat standardit kuin lentokoneissa käytetään. Aikoinaan ihmisiä huolestivat näiden pyöräiden murtumismahdollisuudet suurilla kuormilla, mutta nämä huolet ovat käytännössä hävinneet parempien valmistusmenetelmien ansiosta.
Modernit ajoneuvot varustetaan nykyään sisäänrakennetuilla IoT-antureilla, jotka seuraavat asioita, kuten renkaan painetta, lämpötilaa ja kuinka paljon rasitusta renkaisiin kohdistuu. Kaikki tämä tieto lähetetään suoraan auton tietojärjestelmään sen tapahtuessa. Liikkuvuuden insinöörien viimeaikaisien havaintojen mukaan nämä älykkäät anturit mahdollistavat mekaniikkojen korjaavan ongelmia ennen kuin ne muuttuvat vakaviksi vioiksi ja auttavat jakamaan painon tasaisesti kaikkien neljän pyörän välille. Tämä on erityisen tärkeää sähköautojen osalta, sillä kun renkaat eivät toimi hyvin, se pidentää akun purkumista normaalia nopeammin. Yritysflotteihin vuonna 2024 tehtyjen testien mukaan noin 25 % vähemmän loppija ja muiden renkaiden aiheuttamia ongelmia esiintyi, kun kuljettajilla oli näitä erikoisantureita varustettuja vanteita asennettuna ajoneuvoihinsa.
Viime vuosina on varmasti ollut liikettä kohti sitä, mitä jotkut kutsuvat ympyräntuotantomenetelmiksi valmistusteollisuudessa. Otetaan esimerkiksi metallipyörälevyt, joita valmistetaan nykyään käyttäen 75–90 prosenttia kierrätettyä alumiinia säilyttäen silti rakenteellinen lujuus. Melko vaikuttavaa, kun ajatellaan, kuinka paljon jäteä aiemmin syntyi. Itse sulatusprosessi on myös edistynyt melko paljon. Puhutaan nyt kierrätysasteista, jotka ovat noin 98 prosenttia vanhoista pyörälevyistä elinkaupan lopussa. Tämä vähentää energiankulutusta noin 60 prosenttia verrattuna uuden alumiinin valmistukseen alusta alkaen. Jotkut kehittyneemmät valmistajat kokeilevat jopa biohartsuilla tehtyjä pinnoitteita vaihtoehtoisina perinteisille öljypohjaisille pinnoitteille. Tämä siirtymä ei ainoastaan auta päästöjen vähentämisessä, vaan se sopii myös hyvin monien automerkkien yleisiin kestävän kehityksen sitoumuksiin.
K1: Miten rengaslevyt vaikuttavat ajoneuvon suorituskykyyn?
V: Rengaslevyt vaikuttavat ajokäyttäytymiseen, polttoaineen kulutukseen, ajomukavuuteen ja suorituskykyyn niiden suunnittelun, painon ja käytettyjen materiaalien kautta. Laajemmat levyt parantavat tartuntaa ja mutkien läpäisyaikaa, kun taas kevyet materiaalit, kuten magnesium, parantavat ohjauksen ja kiihdytyksen.
K2: Miksi hiilikuitulevyt ovat suosittuja korkean suorituskyvyn autoissa?
V: Hiilikuitulevyt vähentävät rengaspyörän painoa merkittävästi, mikä parantaa kiihdytystä ja ohjattavuutta. Tätä teknologiaa käytetään yleisesti Formula 1 -autoissa ja hyperautoissa saavuttamaan parempia kierrosajoaikoja.
K3: Mikä on älykkäiden rengaslevyjen hyötyjä antureilla varustettuina?
V: Antureilla varustetut älykkäät rengaslevyt seuraavat rengaspainetta, lämpötilaa ja kuormitusta reaaliajassa, mikä auttaa ylläpitämään optimaalista renkaiden suorituskykyä ja jakamaan tärkeää tietoa ajoneuvon tietokonejärjestelmän kanssa.
K4: Miten valmistajat edistävät kestävää kehitystä rengaslevyjen valmistuksessa?
V: Valmistajat käyttävät 75–90 % kierrätysalumiinia valmistettaessa kestävyyksiä, mikä vähentää jätettä ja energiankulutusta. He kokeilevat myös kestäviä hartseja päästöjen vähentämiseksi.
EN
