A versenykerekek hatása a pályadinamikára
Hogyan hat a kerék súlya és a rotációs tömeg a gyorsulásra, fékezésre és futódinamikára
A könnyebb versenykerekek jelentős különbséget jelentenek a pályán nyújtott teljesítmény szempontjából, mivel csökkentik az el nem rugózott tömeget és a forgó tömeget is. A kerék tömegéből minden elvesztett font (kb. 0,45 kg) esetén a járművek kb. 0,1 másodperccel gyorsabban gyorsulhatnak 0-ról 60 mérföld/órás sebességre, mivel kevesebb ellenállást kell leküzdeni. A fékek is hatékonyabban működnek rövidebb féktávolságok esetén, mivel a könnyebb kerekekre gyorsabban reagálnak a féktárcsák. A felfüggesztés rendszere is javul a vezetési képességek terén, így gyorsabban tud reagálni, és a gumiabroncsok sarkokban is jobban tapadnak az úttesthez. Szakemberek által végzett tesztek szerint a forgó tömeg kb. 20%-os csökkentése hasonló javulást eredményez a vezetési tulajdonságokban, mintha valaki körülbelül 50 lóerővel növelte volna a teljesítményt kifejezetten a nagy sebességű, éles kanyarokhoz.
A kerék méretének és szerkezetének szerepe a teljesítményfokozódásban
A kerék méretei és gyártási módszerei közvetlenül befolyásolják a jármű dinamikáját. A nagyobb átmérők nagyobb fékrendszerek elhelyezését teszik lehetővé, de körültekintően kell egyensúlyozni, hogy elkerüljék a túlzott súlyt. A választott szerkezeti módszer kulcsfontosságú szerepet játszik az optimális szilárdság és alacsony tömeg elérésében:
| Gyártási módszer | Súlycsökkentés | Erőnövekedés | Legjobb használati eset |
|---|---|---|---|
| Öntött | 15-20% vs öntött | 30%-kal magasabb szakítószilárdság | Extrém terhelés |
| Flow-formed | 10-15% vs öntött | 25%-kal magasabb fáradási ellenállás | Kitartóssági verseny |
Az űzött kerekeket szilárd alumíniumrudakból készítik hatalmas nyomás alatt, így kiváló szilárdság- és tömegarányt érve el, ami tökéletesen alkalmas komoly pályafutamokhoz. Azután ott vannak a folyamatban űzött kerekek, amelyek gyártása során az anyagot forgatva formálják, így rendezve a fémszemcséket, amelyek így hosszabb ideig bírják a kemény terhelést a versenypályán. Ezek a gyártási technikák messze felülmúlják a hagyományos öntött kerekeket. Tesztek szerint kb. 18 százalékkal kevesebb rugalmasodás tapasztalható éles kanyarokban nagy sebességnél, ami pontosabb, kiszámíthatóbb futást jelent az autónak, és lehetővé teszi a versenyzők számára, hogy másodperceket javítsanak köridőiken. A legtöbb versenyző megerősítené, hogy ez a különbség heti szinten nagyon is számít, amikor határokat feszegetnek.
Alapvető anyagok és gyártási technikák a versenykerekek terén
A versenykerekek kiváló teljesítményének oka abban rejlik, hogy milyen anyagból készülnek és hogyan készülnek. A legtöbb profi űzött alumíniumot használ, mert kiváló arányt nyújt a szilárdság és a tömeg között. Körülbelül 30 százalékkal erősebbek, mint a hagyományos öntött változatok, miközben csökkentik az indiszpensábilis tömeget. Néhány csapat magnéziumötvözetet is használ, mivel ezek további súlycsökkentést tesznek lehetővé, bár ezekhez speciális bevonatokra van szükség a rozsdásodás megelőzéséhez. A munka lóanyaga azonban továbbra is a nagy szilárdságú 6061-T6 alumínium. A versenyzők szeretik ezt az anyagot nemcsak az erőssége miatt, hanem azért is, mert kiválóan kezeli a hőterhelést. Ez különösen fontos hosszabb versenyeken, ahol a fékek ismételt fékezés után erősen felmelegedhetnek.
Gyártási módszerek összehasonlítása: öntött vs. áramformázott vs. űzött kerekek
- Öntött kerekek : Költséghatékonyabb, de pórusosabb szerkezetű, így hajlamosabb repedni extrém terhelés hatására
- Flow-formed kerekek : Hibrid eljárás, amely során szabályozott nyomás növeli a kerék hengerfelületének sűrűségét 15 százalékkal az alapöntéshez képest
- Forgatott kerekek : Több mint 10 000 tonna nyomás alatt alakították ki, így szemcseirányult szerkezet jött létre, amely 40%-kal nagyobb ütésállósággal rendelkezik
Korszerű eljárások: CNC megmunkálás, hőkezelés és szerkezeti integritás
A kovácsolási folyamatot követően a CNC gépek mikronszintig eltávolítják a felesleges anyagot, így pontosan finomhangolható a küllők kialakítása és a súlyeloszlás a keréken belül. A fém edzését tekintve T6 edzést alkalmazunk a hőkezelés során. Ez az eljárás alapvetően rögzíti a molekuláris kötéseket, így körülbelül negyedrésznyi plusz szilárdságot nyerünk a végső termékben. Azonban nem csupán az elméletre hagyatkozunk. Minden egyes kerék alapos ellenőrzésen esik át a szállítás előtt. Röntgenfelvételek segítségével a szerkezet belsejében rejlő repedéseket vizsgáljuk, míg fáradási tesztjeink során a kerekeket száz óra erejéig tartó, maximális sebességgel végzett versenyzésnek tesszük ki. Az utolsó lépés gondos befejező munkát foglal magában, amely kerekénként általában nyolc-tíz órát vesz igénybe. Ez biztosítja, hogy minden tökéletesen illeszkedjen a tengelyhez, félmilliméternél szűkebb tűréssel, így ezek a kerekek évszezonról évszezonra megbízhatóan teljesítenek majd.
Pontos illeszkedés elérése: Előtolás, csavorminta és középpontos kialakítás
A kerék előtolás és hátramenet megértése az optimális vezetési tulajdonságok és hézag biztosításához
A kerék eltolása alatt azt értjük, hogy a központi furat síkja milyen távolságra helyezkedik el a kerék középvonalától, milliméterben mérve. Ez az apró részlet nagyban befolyásolja a futómű geometriáját és azt, hogy a gumiabroncsok valóban megfelelően illeszkednek-e, vagy dörzsölődnek-e. Amikor pozitív eltolásról beszélünk, például +15 mm-ről, akkor a kerék közelebb kerül a jármű karosszériájához. Ez a beállítás csökkenti az úgynevezett csúszási sugarat, és általában javítja az egyenes vonalú haladás stabilitását. Negatív eltolás esetén, mint például a -15 mm-nél, a kerekeket kifelé, a küszöb felé tolják. Bár ez javíthatja a kanyarodási teljesítményt, mivel a gumiabroncsok nagyobb tapadási felülettel rendelkeznek, ugyanakkor rendkívül fontossá válik a megfelelő hátratávolság (backspacing) beállítása, hogy elkerülhetők legyenek a bosszantó dörzsölődések a küszöbvédő ellen. A hátratávolság (backspacing) a kerékperem belső része és a központi rögzítési pont közötti távolságot jelenti. Ennek a méretnek a pontos meghatározása különösen fontos ahhoz, hogy a futómű alkatrészek ne ütközzenek bele a keréktartályba éles kanyarokban, magas sebességnél, különösen versenyautópályák vagy autópálya lehajtók emelt szakaszainál.
Idegközéppontú kialakítás és illeszkedő csavarminta (PCD) a biztonsághoz és stabilitáshoz
A furatgyűrű átmérő (PCD) pontos meghatározása elengedhetetlen a kerék és a jármű futóműve közötti illesztésnél. Ha a PCD nem illeszkedik megfelelően, egyenetlen terhelés keletkezik a szegecscsavarokon, amit senki sem kíván. Amikor a PCD méretek pontatlanok, a kerekek többet billegnek, mint kellene – különösen észrevehető ez 0,5 mm feletti eltérésnél magas versenysebességek mellett. Az ilyen típusú torzulás gyorsabban kopasztja a csapágyakat, és kiszámíthatatlanná teszi az irányítást. Ezért sok versenyző inkább hub-centrikus kerekeket választ, ahol a központi furat szorosan illeszkedik a futóműhöz, például a gyakori 66,7 mm-es szabványos méretnél. Ezek a konstrukciók a terhelést elsősorban a futóműre helyezik át, nem csupán a szegecscsavarokra hagyatkozva. Mit jelent ez? Nincs több kellemetlen harmonikus rezgés, ami egész autót rázza, amikor olyan erősen fékezünk, hogy a kerekek blokkoljanak. A gumiabroncs tapadása állandó marad akkor is, ha a kanyarodási erők körülbelül 2G szintre emelkednek. Mindenki számára, aki komolyan veszi a versenybiztonságot és maximális teljesítményt szeretne elérni a beállításaiban, a kerekek megfelelő illeszkedése a futóműre nem csupán jó gyakorlat – szinte elkerülhetetlen követelmény.
GYIK szekció
Hogyan befolyásolja a kerék tömege az autó teljesítményét?
A kerék tömege az eresztetlen tömeg és a forgási tömeg csökkentésével hat az autó teljesítményére. A könnyebb kerekek gyorsabb gyorsulást és jobb fékezési hatékonyságot tesznek lehetővé, javítva a kezelhetőséget és a válaszkészséget a pályán.
Milyen előnyökkel rendelkeznek az űrt sajtolt kerekek a nyomott kerekekhez képest?
Az űrt sajtolt kerekek kiválóbb szilárdság-tömeg arányt kínálnak a nyomott kerekekhez képest, így extrém terhelés alatt is tartósabbak. Emellett kevésbé hajlanak meg, javítva a jármű pontosabb vezérelhetőségét.
Mennyire fontos a kerék eltolása a jármű kezelhetősége szempontjából?
A kerék eltolás (offset) döntő fontosságú a futómű geometriája és a megfelelő gumiabroncs illesztése szempontjából. Hatással van a csapszeg sugárra és az állékonyságra, jelentős hatással bír a egyenes vonalú stabilitásra és a kanyarodási teljesítményre egyaránt.
Miért fontos a középpontos (hub-centric) kialakítás a versenykerekek esetében?
A hub-centrikus kialakítás biztosítja, hogy a kerék szorosan illeszkedjen a futóműre, és a jármű súlyát a futóműn keresztül, nem pedig az anyákon keresztül ossza el. Ez csökkenti a rezgéseket, és folyamatos abroncs-érintkezést biztosít, ami döntő fontosságú a verseny teljesítmény és biztonság szempontjából.