×
Ratu formas un izmēra forma un izmērs ievērojami ietekmē automašīnas vadāmību, degvielas ekonomiju un braukšanas sajūtas. Platākas riteni parasti nodrošina labāku saķeri uz sausām ceļa segām, jo vienkārši ir vairāk gumijas, kas pieskaras ceļam. Testi liecina, ka tas var palielināt stūrēšanas spēju apmēram par 8 līdz 12 procentiem. Savukārt šaurāki riteņi parasti vieglāk ripinās, kas taupa degvielu, samazinot patēriņu apmēram par 2 līdz 4 procentiem, liecina 2023. gadā veiktie SAE pētījumi. Arī spieķu skaits ir svarīgs faktors. Desmit spieķu kovās riteni sver apmēram par 18 procentiem mazāk nekā to piecu spieķu lietās versijas, kas nozīmē, ka suspensija ātrāk reaģē uz ceļa nelīdzenumiem. Daži ražotāji projektē ritenus speciāli, lai labāk novirzītu gaisu ap bremzēm. Tas palīdz uzturēt bremžu disku vēsāku temperatūru intensīvas braukšanas laikā, samazinot temperatūru apmēram par 1,5 grādiem pēc Celsija, un padara dārgās bremžu detaļas ilgtspējīgākas.
Rotācijas inercijas princips mums izskaidro, kāpēc vienas mārciņas samazināšana riteņa ārpusē ir līdzvērtīga trim mārciņām, kas noņemtas no kāda cita vienojuma uz transportlīdzekļa korpusa. Attiecībā uz riteņiem, vieglo magnija izvietojumu izmantojot, rotācijas masu var samazināt apmēram par 22 procentiem. Tas patiešām dod lielu atšķirību; stūrēšana kļūst daudz precīzāka jau pēc aptuveni 15 milisekundēm no pagrieziena. Šodien lielākā daļa inženieru šos faktus zina no pamatiem. Viņi vienmēr meklē iespējas samazināt svaru tieši riteņa malas daļā, kur tas ir visbūtiskāk. Prakse liecina, ka, samazinot 10% no ārējās riteņa malas svara, paātrināšanās laiks uzlabojas par aptuveni 1,2%, bet elektriskajiem transportlīdzekļiem uzlabojas arī apmēram par 0,8% rekuperatīvā bremzēšana. Šādi mazi uzlabojumi ilgtermiņā nozīmīgi uzkrājas ražotājiem, kuri cenšas optimizēt katra dizaina aspektus.
SAE International 2023. gada dinamometra testi parāda tiešo sakarību starp riteņu masu un paātrinājuma veiktspēju:
| Riteņu masa uz vienu stūri | Vidējais 0–60 jūdzes/stundas laiks | Kinetiskās enerģijas zudums |
|---|---|---|
| 28 mārciņas (Tērauds) | 6,8 sekundes | 14.7% |
| 21 mārciņa (Alumīnijs) | 6,5 sekundes | 11.2% |
| 16 mārciņas (Oglekļa šķiedra) | 6,2 sekundes | 7.9% |
0,6 sekunžu uzlabojums no tērauda līdz oglekļa šķiedrai parāda, kāpēc 92% motorsporta komandu tagad izmanto veidotos vai kompozīta diska riteņus.
Tērauda riteņi ir ieteicamā izvēle smagiem darbiem, jo tie izturīgi pret mehāniskiem bojājumiem un maksā mazāk. Saskaņā ar testēšanu, ko veikusi SAE International, tērauda diska riteņi iztur 37% labāk prettriekšļus nekā alumīnija diska riteņi. Tāpēc mehāniķi un flotes menedžeri izvēlas tērauda diska riteņus, veidojot kravas automašīnas, kas paredzētas darbam pa lauku ceļiem vai kravas pārvadāšanai. Papildu svars palīdz labāk pieķerties pie nelīdzenām virsmām un izturēt smagu slodzi, taču tam ir arī trūkumi. Smagāki riteņi patērē 2–4% vairāk degvielas salīdzinājumā ar vieglākiem alternatīvām, jo dzinējam jāstrādā intensīvāk, lai tos grieztu.
Viegli sakausējuma diski var samazināt nesasverināto masu aptuveni par 25 procentiem, kas ļauj automašīnām paātrināties ātrāk un uzlabo kopējo degvielas ekonomiju. Tas ir ļoti svarīgi elektriskajiem transportlīdzekļiem, kuri cenšas paildzināt baterijas darbības laiku pēc iespējas ilgāk no vienas uzlādes. Saskaņā ar Amerikas automobiļu inženieru biedrības veiktiem testiem, pāreja uz alumīnija sakausējumiem ļauj samazināt 0 līdz 60 jūdzes stundā paātrinājumu aptuveni par pus sekundi sporta automašīnām. Vēl viena liela priekšrocība ir to disku izturība pret rūsēšanu, kas ir īpaši svarīgi, ja kāds brauc cauri daudz lietiem vai sālītām ceļiem ziemas mēnešos. Trūkums? Cena paaugstina par 50 līdz 70 procentiem salīdzinājumā ar parastajiem tērauda diskiem, nevis pieminot to, ka pēc avārijas tos pareizi salabot parasti prasa apmeklēt specializētas darbnīcas, nevis vienkārši jebkuru vietējo mehāniķi.
| Materiāls | Izturība (PSI) | Svara ietaupījums | Cenas piemaksas | Pareizākais lietojuma gadījums |
|---|---|---|---|---|
| Lietā aluminija | 45,000 | 15–20% | 10–20% | Lēti elektromobiļi |
| Kaltais sakausējums | 72,000 | 30–35% | 70–90% | Augstas veiktspējas sporta automašīnas |
| Magnijs | 38,000 | 40–45% | 120–150% | Sacīkšu (īstermiņa lietojums) |
| Tērauds | 60,000 | — | — | Smagi kravas automobiļi, ekstrēmas slodzes |
Kalušanas sakausējumi nodrošina labāko izturīguma attiecību pret svaru, taču tiem ir nepieciešama precīza ražošana. Lietas alumīnija sakausējumi piedāvā izmaksu efektīvu līdzsvaru plašai lietošanai. Magnijs nodrošina ārkārtīgu vieglumu, taču tā izturība ir ierobežota — lielākā daļa sacīkšu komandu nomaina magnija disku katras 3.–5. sacīkstēs pēc materiāla noguruma.
Hromētiem diskiem ir cinka-nikela sakausējuma slānis, kas nodrošina 3–5 reizes lielāku korozijizturību nekā standarta pārklājumi (SAE International 2023), ideāli piemēroti reģioniem ar ceļu sāli. Lai gan par 22% smagāki nekā tīrs aluminījs, to spoguļveida izskats joprojām ir populārs komfortklases sedanos un pilsētas automobiļu kultūrā, kur izskats ir prioritāte.
Ar paplašinātiem vārpstas sēdekļiem un koniskiem izcilnēm, gāzes caurules nodrošina riepas fiksāciju deflācijas laikā, ļaujot nobraukt līdz 80 kilometriem ar ātrumu 80 km/h pēc caurduršanas. Mūsdienu versijas izmanto siltumizturīgus sakausējumus, lai izturētu siltuma pārnesi no bremzēm ilgstošas darbības laikā, palielinot drošību uz augstas ātrumā braucošām mašīnām.
Kalu alumīnija diski ar titāna pastiprinājuma gredzeniem iztur 2,3 reizes lielāku trieciena slodzi nekā standarta vienības, tādēļ tie ir nepieciešami bruņu mašīnām un ugunsdzēsības tehnikai. Modulāri 8 stiprinājuma sistēmas ļauj ātru nomaiņu lauka apstākļos, savukārt pašblīvējošie disku kanāli novērš gaisa zudumu šaušanas vai atkritumu trieciena laikā.
Salīdzinājumā ar tradicionāliem kausētiem alumīnija riteņiem, oglekļa šķiedras diski var samazināt svaru par aptuveni 40 līdz 50 procentiem. Tas reāli ietekmē transportlīdzekļa paātrināšanās un stūrēšanas ātrumu, jo ap riteņiem griežas mazāk masa. Mēs esam redzējuši, ka šī tehnoloģija ir atstājusi iespaidu uz Formulas 1 sacīkšu mašīnām un superdārgiem veiktspējas transportlīdzekļiem, kuros trases laiks ir samazinājies līdz pat 1,5%. Ražošanas process arī ir nonācis līdz ilgi paveiktam ceļam. Jaunas automatizētas sistēmas oglekļa šķiedru uzklāšanai nodrošina rezultātus, kas atbilst tiem pašiem standartiem, ko redzam lidmašīnās. Agrāk cilvēkiem radās bažas, ka riteņi zem smagām slodzēm varētu plaisāt, taču šīs dienas jau sen ir pagājušas pateicoties labākām ražošanas metodēm.
Mūsdienu transporta līdzekļiem tagad ir iebūvēti IoT sensori, kas uzrauga lietas, piemēram, riepu spiedienu, siltuma līmeni un to, cik liela slodze ir uz riepām. Visa šī informācija tiek nosūtīta tieši uz automašīnas datoru sistēmu, kad tā notiek. Saskaņā ar pēdējiem mobilitātes inženieru novērojumiem, šie gudrie sensori ļauj mehāniķiem novērst problēmas, pirms tās kļūst par nopietnām problēmām, un palīdz vienmērīgi sadalīt svaru uz visām četrām ritenēm. Tas ir īpaši svarīgi elektriskajām automašīnām, jo, ja riepas nedarbojas labi, tas faktiski izsmeļ bateriju ātrāk nekā parasti. Daži 2024. gadā uzņēmumu flotēm veikti testi atklāja apmēram par vienu ceturtdaļu mazāk plakano riepu un citu saistītu problēmu, kad šoferiem bija uzstādīti šie īpašie sensoru diski uz viņu transporta līdzekļiem.
Pēdējos gados ražošanas nozarē noteikti ir notikusi kustība uz priekšu, ko daži dēvē par cikliskas ražošanas metodēm. Piemēram, sakausējuma diski tagad tiek ražoti, izmantojot no 75 līdz 90 procentiem atkārtoti pārstrādātu alumīniju, saglabājot to strukturālo izturību. Patiesi iespaidīgi, ja ņem vērā, cik daudz atkritumu agrāk tika radīti. Arī paša kušanas process ir diezgan ievērojami attīstījies. Mēs runājam par atgūšanas rādītājiem, kas svārstās ap 98 procentiem no vecajiem diskiem, kuri ir sasnieguši savas darbības beigas. Tas samazina enerģijas patēriņu aptuveni par 60 procentiem salīdzinājumā ar jauna alumīnija ražošanu no izejvielām. Daži uz priekšu skatīgie ražotāji pat eksperimentē ar bioloģiskās izcelsmes sveķu pārklājumiem kā alternatīvu tradicionālajiem naftas izstrādājumiem. Šāda pārmaiņa ne tikai palīdz samazināt kopējas emisijas, bet arī veiksmīgi saskaņota ar automobiļu ražotāju ilgtspējas saistībām.
J1: Kā riteņu diski ietekmē transportlīdzekļa veiktspēju?
A: Riteņu diski ietekmē vadāmību, degvielas patēriņu, braukšanas komfortu un veiktspēju caur to dizainu, svaru un izmantotajiem materiāliem. Plašāki diski uzlabo saķeri un stūrēšanu, bet viegli materiāli, piemēram, magnijs, uzlabo stūrēšanu un paātrinājumu.
J2: Kāpēc oglekļa šķiedras diski ir populāri augstas veiktspējas automašīnās?
A: Oglekļa šķiedras diski ievērojami samazina riteņa svaru, uzlabojot paātrinājumu un vadāmību. Šo tehnoloģiju bieži izmanto Formulas 1 un hipermašīnās, lai sasniegtu labākus trases laikus.
J3: Kādas ir izdevības, izmantojot inteligentus riteņu diskus ar sensoriem?
A: Inteligenti riteņu diski ar iebūvētiem sensoriem reālā laikā uzrauga riepu spiedienu, temperatūru un slodzes spriegumu, palīdzot uzturēt optimālu riepu veiktspēju un daloties ar svarīgiem datiem ar transportlīdzekļa datoru sistēmu.
J4: Kā ražotāji veicina ilgtspēju riteņu diskų ražošanā?
A: Ražotāji izmanto 75–90% atkārtoti pārstrādātu alumīniju, lai izgatavotu sakausējuma disku riteņus, samazinot atkritumus un enerģijas patēriņu. Viņi arī eksperimentē ar ilgtspējīgām sveķu pārklājuma šķirnēm, lai samazinātu emisijas.
EN
