×
Форма і розмір ободів суттєво впливають на керованість автомобіля, його паливну ефективність і комфорт під час руху. Ширші колеса, як правило, забезпечують краще зчеплення на сухих дорогах, адже дотик більшої кількості гуми до покриття збільшується. Тести показують, що це може підвищити можливості проходження поворотів на 8–12%. Натомість, вузькі колеса котяться легше, що дозволяє економити паливо — споживання зменшується приблизно на 2–4%, згідно з дослідженнями SAE 2023 року. Також важливою є кількість спиць. Ковані обода з десятьма спицями важать приблизно на 18% менше, ніж литі обода з п’ятьма спицями, що забезпечує більш швидку реакцію підвіски на нерівності дороги. Деякі виробники спеціально проектують обода так, щоб вони краще направляли повітря навколо гальм. Це допомагає зберігати гальмівні диски прохолоднішими під час активного руху, знижуючи температуру приблизно на 1,5 °C, і, таким чином, подовгує термін служби цих дорогих компонентів.
Концепція обертальної інерції пояснює, чому зменшення всього одного фунта від зовнішньої частини колеса еквівалентне втраті трьох фунтів десь у іншому місці на кузові автомобіля. Щодо коліс, варіанти з легкого магнію можуть зменшити обертальну масу приблизно на 22 відсотки. Це справді має значення; кермування стає помітно чутливішим майже відразу, з поліпшеннями, які проявляються приблизно через 15 мілісекунд після повороту. Більшість інженерів добре знають ці аспекти. Вони завжди шукають способи зменшити вагу саме на самому краю ободу, де це має найбільше значення. Досвід показує, що зменшення ваги зовнішнього ободу на 10 % перекладається приблизно в 1,2 % швидші часи прискорення та забезпечує електромобілям приблизно на 0,8 % більш ефективну роботу рекуперативного гальмування. Ці невеликі досягнення з часом суттєво підсумовуються для виробників, які прагнуть оптимізувати кожен аспект своїх конструкцій.
Випробування SAE International на динамометрі у 2023 році демонструють пряму залежність між масою колеса та прискоренням:
| Маса колеса на куті | Середній час розгону від 0 до 60 миль/год | Втрати кінетичної енергії |
|---|---|---|
| 28 фунтів (Сталь) | 6,8 секунди | 14,7% |
| 21 фунт (Алюміній) | 6,5 секунди | 11,2% |
| 16 фунтів (Карбонове волокно) | 6,2 секунди | 7,9% |
Покращення на 0,6 секунди при переході від сталі до вуглецевого волокна демонструє, чому 92% автоспортивних команд тепер використовують штамповані або композитні диски.
Сталеві диски – це найкращий вибір для важких умов експлуатації, тому що вони витримують великі навантаження і не коштують надто дорого. За даними досліджень, проведених SAE International, сталеві диски на 37 відсотків краще витримують удари порівняно з алюмінієвими. Саме тому механіки та менеджери автопарків обирають сталь для вантажівок, які мають долати ґрунтові дороги або перевозити важкі вантажі. Додаткова вага сталі допомагає краще тримати зчеплення на слизьких покриттях і витримувати великі навантаження, але є й недолік. Важчі диски погіршують паливну ефективність приблизно на 2–4 відсотки порівняно з легшими аналогами, просто тому що двигун має працювати сильніше, щоб їх обертати.
Легкі диски зі сплаву можуть зменшити непідвішувану масу приблизно на 25 відсотків, що дозволяє автомобілям прискорюватися швидше та покращує загальну економію палива. Це має велике значення для електромобілів, які прагнуть збільшити термін роботи акумулятора якомога довше між зарядками. За даними тестів, проведених Товариством автомобільних інженерів, перехід на алюмінієві сплави скорочує час розгону від 0 до 60 миль/год приблизно на півсекунди в автомобілях підвищеної продуктивності. Ще однією великою перевагою є стійкість цих дисків до корозії, особливо важливо, якщо хтось часто їздить у дощову погоду або по дорогах, посипаних сіллю, узимку. Недолік? Вартість зростає на 50–70 відсотків порівняно зі звичайними сталевими дисками, не кажучи вже про те, що після аварії відремонтувати їх належним чином зазвичай можна лише в спеціалізованих майстернях, а не просто в будь-якому місцевому автосервісі.
| Матеріал | Міцність (PSI) | Зменшення ваги | Преміальна вартість | Найкращий варіант використання |
|---|---|---|---|---|
| Литий алуміній | 45,000 | 15–20% | 10–20% | Економічні пасажирські електромобілі |
| Ковані сплави | 72 000 | 30–35% | 70–90% | Високопродуктивні спортивні автомобілі |
| Магній | 38,000 | 40–45% | 120–150% | Перегони (короткочасне використання) |
| Сталь | 60,000 | — | — | Важкі вантажівки, екстремальні навантаження |
Ковані сплави забезпечують найкраще співвідношення міцності до ваги, але потребують точного виробництва. Литий алюміній пропонує ефективне співвідношення вартості та характеристик для масового застосування. Магній забезпечує надзвичайну легкість, але обмежену міцність — більшість команд з перегонів замінюють магнієві диски кожні 3–5 перегонів через втомлення матеріалу.
Хромовані диски мають шар із цинково-нікелевого сплаву, який забезпечує у 3–5 разів більший опір корозії порівняно зі стандартними покриттями (SAE International 2023), що ідеально підходить для регіонів із використанням дорожньої солі. Хоча вони на 22% важчі за чистий алюміній, їхній дзеркальний вигляд залишається популярним серед власників люксових седанів і у сцені міської стилізації, де зовнішній вигляд має найвищу важливість.
Підсилені розширеними бортовими місцями та конічними виступами, диски з системою біжучого проколу фіксують шини під час втрати тиску, забезпечуючи проїзд до 50 миль зі швидкістю 50 миль/год після проколу. Сучасні версії використовують термостійкі сплави для ефективного відводу тепла від гальм під час тривалої роботи, що підвищує безпеку на швидкісних трасах.
Ковані алюмінієві диски з титановими кільцями підсилення витримують у 2,3 раза більші навантаження від ударів, ніж стандартні моделі, що робить їх незамінними для бронетехніки та пожежної техніки. Модульні 8-штирьові системи дозволяють швидко замінювати компоненти безпосередньо на місці, тимчасові самозатичні канали запобігають втраті повітря під час балістичних або уражень від уламків.
Порівняно з традиційними штампованими алюмінієвими дисками, ободи з карбонового волокна можуть зменшити вагу приблизно на 40–50 відсотків. Це суттєво впливає на прискорення та керованість автомобіля, адже обертальна маса дисків значно зменшується. Ми бачили, як ця технологія себе проявила в болідах Формули-1 та надпреміальному спортивному авто, де час проходження треку скоротився аж на 1,5%. Виробничий процес також значно просунувся вперед. Нові автоматизовані системи укладання карбонового волокна забезпечують якість, що відповідає стандартам авіаційної галузі. Раніше люди хвилювалися, що такі диски можуть тріснути під високим навантаженням, але завдяки поліпшеним методам виробництва ця проблема майже повністю вирішена.
Сучасні автомобілі тепер оснащуються вбудованими IoT-датчиками, які відстежують такі параметри, як тиск у шинах, рівень нагрівання та ступінь навантаження на шини. Вся ця інформація передається безпосередньо в комп'ютерну систему автомобіля в режимі реального часу. За спостереженнями інженерів з мобільності, ці розумні датчики дозволяють механікам усувати проблеми до того, як вони перетворяться на серйозні справи, а також правильно розподіляти вагу між усіма чотирма колесами. Це особливо важливо для електромобілів, адже коли шини працюють неефективно, акумулятор розряджається швидше, ніж зазвичай. Деякі тести, проведені на корпоративних автопарках у 2024 році, показали, що встановлення дисків із датчиками скоротило кількість проколів та інших проблем із шинами приблизно на чверть.
Останнім часом у виробничому секторі чітко простежується рух у бік так званих циклічних методів виробництва. Візьмемо, наприклад, легкосплавні диски: сьогодні їх виготовляють із використанням від 75 до 90 відсотків переробленого алюмінію, при цьому зберігається їхня структурна цілісність. Цілком вражаюче, якщо врахувати, скільки сміття утворювалося раніше. Сам процес плавлення також значно вдосконалився. Мова йде про показники відновлення, що наближаються до 98 відсотків, із старих дисків у кінці їхнього життєвого циклу. Це скорочує споживання енергії приблизно на 60 відсотків порівняно з виробництвом нового алюмінію з початку. Деякі прогресивні виробники навіть експериментують із покриттями з біологічних смол як альтернативою традиційним покриттям на основі нафти. Цей перехід не лише допомагає зменшити загальні викиди, але й чудово відповідає зобов’язанням багатьох автовиробників щодо сталого розвитку.
П1: Як впливають диски коліс на експлуатаційні характеристики автомобіля?
В: Диски коліс впливають на керованість, паливну ефективність, комфорт при їзді та експлуатаційні характеристики через їхній дизайн, вагу та матеріали. Ширші диски підвищують зчеплення та проходження поворотів, а легкі матеріали, такі як магній, покращують керування та прискорення.
П2: Чому диски з карбонового волокна популярні у високопродуктивних автомобілях?
В: Диски з карбонового волокна значно зменшують вагу колеса, що покращує прискорення та керованість. Ця технологія широко використовується у Формулі-1 і гіперкарах для досягнення кращих результатів на треку.
П3: Які переваги дисків з сенсорами?
В: Розумні диски з вбудованими сенсорами в реальному часі контролюють тиск у шинах, температуру та навантаження, допомагаючи підтримувати оптимальну роботу шин та передаючи важливі дані бортовому комп'ютеру автомобіля.
П4: Як виробники сприяють сталому розвитку у виробництві дисків?
В: Виробники виготовляють легкосплавні диски, використовуючи 75–90% переробленого алюмінію, що скорочує кількість відходів та споживання енергії. Вони також експериментують із екологічними смолистими покриттями, щоб зменшити викиди.
EN
