Como o tamanho da roda afeta o desempenho de direção e o desempenho do veículo

A roupa faz o homem, as rodas fazem o carro. Por muitos anos, ficou claro que um grande número de motoristas dirige. Mas alguns foram ainda mais longe, seguindo o lema: "Quanto maior e mais largo, melhor". É realmente verdade? Vamos examinar o problema com mais detalhes e descrever as vantagens/desvantagens dos pneus mais estreitos padrão e dos pneus mais largos opcionais.

Os discos estão disponíveis hoje em uma variedade de formas, tamanhos e cores, de modo que um membro interessado em potencial sente que pode escolher qualquer coisa que se adeque a seu pai. Assim, os dados da ficha técnica e o espaço sob as asas continuam sendo as únicas limitações. Na realidade, porém, existem várias limitações que, se ignoradas, podem afetar significativamente o desempenho, o conforto ou a segurança ao dirigir. Também deve-se ter em mente que as rodas são o único ponto de contato do veículo com a estrada.

Peso da roda

Poucas pessoas interessadas em uma bicicleta bonita e grande farão essa pergunta a si mesmas. Ao mesmo tempo, o peso das massas não suspensas tem um efeito relativamente significativo no desempenho de direção e no manuseio do veículo. Além disso, uma diminuição na força de inércia de uma roda em rotação aumenta a dinâmica de aceleração e desaceleração. No caso de uma mudança no tamanho de 1 polegada (polegada), o ganho de peso é relativamente pequeno, no caso de um aumento de 2 polegadas ou mais, o ganho de peso é mais pronunciado e atinge vários quilogramas. Claro, o material do qual o disco é feito também deve ser considerado.

A física simples é suficiente para explicar o importante papel dos pesos das rodas. A energia cinética da roda giratória aumenta em proporção à velocidade de rotação.

Ek = 1/2 * I * ω²

Que esta é uma quantidade considerável pode ser demonstrado pelo exemplo das rodas de bicicleta giratórias. Eles são leves, mas se girarem a uma determinada velocidade mínima, podem segurar a bicicleta com um adulto em linha reta sem agarrar ou dirigir. O motivo é o chamado efeito giroscópico, devido ao qual é mais difícil mudar a direção do movimento quanto maior a velocidade de rotação da roda.

É o mesmo com as rodas dos carros. Quanto mais pesados ​​eles são, mais difícil é mudar de direção, e percebemos isso como a chamada direção hidráulica. Rodas mais pesadas também tornam mais difícil suavizar seu movimento ao passar por colisões. Também é preciso mais energia para girá-los ou girá-los. frenagem.

Dinâmica do veículo

A largura do pneu também tem um efeito menor no desempenho dinâmico do veículo. Uma área de contato maior significa mais resistência ao rolamento ao usar o mesmo tipo de banda de rodagem. Isso é mais pronunciado com motores mais fracos, onde a aceleração de 0 a 100 km / h pode ser reduzida em alguns décimos de segundo. No caso de motores mais potentes, essa diferença é insignificante.

Em alguns casos (com motores potentes) esse efeito é até o oposto, já que a roda mais larga tem uma área de contato maior com a estrada, o que se reflete em menos escorregamento durante as acelerações rápidas e, portanto, em uma melhor aceleração resultante.

velocidade máxima

A largura do pneu também afeta a velocidade máxima. No entanto, neste caso, o efeito de uma maior resistência ao rolamento é menos pronunciado do que no caso de aceleração. Isso porque outras resistências ao movimento entram em jogo, e a resistência mais significativa ocorre entre o ar do corpo, mas também entre as próprias rodas, que sobem pelo quadrado da velocidade.

Distâncias de frenagem

Em superfícies secas, quanto mais largo for o pneu, menor será a distância de travagem. A diferença está em metros. O mesmo pode ser dito para a frenagem em piso molhado, pois há muito mais áreas pequenas (bordas) do padrão de piso em atrito com a estrada.

A situação oposta ocorre quando o carro está rodando/freando em uma superfície molhada com uma camada contínua de água. Aumentar a largura do pneu reduz a pressão específica do pneu na estrada e remove a água da superfície de contato pior. A área maior de um pneu mais largo precisa transportar uma quantidade bastante grande de água, o que se torna cada vez mais um problema à medida que a velocidade aumenta. Por esse motivo, os pneus mais largos começam muito antes, o chamado Swim - aquaplanagem ao dirigir em uma piscina grande, como pneus mais estreitos, principalmente se a banda de rodagem de um pneu largo estiver muito gasta.

Manobrabilidade

Em superfícies secas e molhadas, pneus mais largos com um número de perfil menor (dimensões menores e flanco rígido) proporcionam melhor tração. Isso significa um manuseio melhor (mais rápido e preciso) com uma mudança de direção mais nítida, pois há significativamente menos deformação do que com um corpo mais estreito ou mais estreito. pneu padrão. Uma melhor tração também resulta em uma mudança no limite de cisalhamento durante curvas rápidas – um valor g mais alto.

Tal como acontece com a frenagem, a situação oposta ocorre em uma superfície molhada ou em uma estrada molhada. ao dirigir na neve. Nessas estradas, pneus mais largos começarão a escorregar e escorregar muito mais cedo. Os pneus mais estreitos têm um desempenho muito melhor neste aspecto, uma vez que significativamente menos água ou neve fica presa sob o piso. Escusado será dizer que comparar pneus com o mesmo tipo e espessura de banda de rodagem.

Consumo

A largura do pneu também tem um efeito significativo no consumo de combustível do veículo. É mais pronunciado em motores mais fracos, onde mais pressão do pedal do acelerador é necessária para a dinâmica esperada. Nesse caso, mudar o pneu de 15 "para 18" também pode significar um aumento no consumo de combustível em mais de 10%. Normalmente, um aumento no diâmetro do pneu de 1 polegada e um aumento correspondente na largura do pneu significa um aumento no consumo de combustível de cerca de 2-3%.

Direção confortável

Pneus mais estreitos com números de perfil mais altos (padrão) são mais adequados para dirigir em estradas pobres. A sua altura elevada deforma e absorve melhor as irregularidades da estrada.

Em termos de ruído, o pneu mais largo é apenas ligeiramente mais barulhento do que o pneu padrão mais estreito. Para a maioria dos pneus com o mesmo padrão de banda de rodagem, essa diferença é insignificante.

Mudança de velocidade na mesma rotação do motor

Além dos fatores acima, as mudanças no tamanho do pneu também podem afetar a velocidade do veículo na mesma rotação do motor. Em outras palavras, na mesma velocidade do tacômetro, o carro se moverá mais rápido ou mais devagar. Desvios de velocidade após troca de pneus de acordo. discos diferem em porcentagem. Vamos simular um exemplo no Škoda Octavia. Queremos mudar as rodas 195/65 R15 para 205/55 R16. A mudança resultante na velocidade é fácil de calcular:

Pneus 195/65 R15

A medida é indicada, por exemplo: 195/65 R15, onde 195 mm é a largura do pneu (em mm), e 65 é a altura do pneu em porcentagem (do diâmetro interno ao externo) em relação à largura do pneu. R15 é o diâmetro do disco em polegadas (uma polegada equivale a 25,4 mm).

Altura do pneu v nós acreditamos v = largura * perfil "v = 195 * 0,65 = 126,75 mm.

Calculamos o raio do disco em milímetros r = diâmetro do disco * 25,4 / 2 "r = (15 * 25,4) / 2 = 190,5 mm.

O raio de toda a roda é R = r + v »126,75 + 190,5 = 317,25.

Circunferência da roda O = 2 * π * R "2 * 3,1415 * 317,25 = 1993,28 mm.

Pneus 205/55 R16

v = 205 * 0,55 = 112,75 mm.

r = (16 * 25,4) / 2 = 203,2 mm.

R = 112,75 + 203,2 = 315,95 mm.

O = 2 * 3,1415 * 315,95 = 1985,11 mm.

A partir dos cálculos acima, pode-se ver que uma roda aparentemente grande de 16 polegadas é, na verdade, alguns mm menor. Assim, a distância ao solo do carro é reduzida em 1,3 mm. O efeito na velocidade resultante é calculado pela fórmula Δ = (R2 / R1 – 1) * 100 [%], onde R1 é o raio da roda original e R2 é o novo raio da roda.

Δ = (315,95 / 317,25 – 1) * 100 = -0,41%

Após trocar os pneus de 15 "para 16", a velocidade será reduzida em 0,41% e o tacômetro mostrará uma velocidade 0,41% maior na mesma velocidade do que no caso dos pneus de 15 ".

Nesse caso, a mudança na velocidade é insignificante. Mas se mudarmos, por exemplo, ao usar rodas de 185/60 R14 para 195/55 R15 em um Škoda Fabia ou Seat Ibiza, a velocidade aumentará cerca de 3%, e o tacômetro mostrará 3% menos velocidade ao mesmo velocidade do que no caso dos pneus de 14 ″.

Este cálculo é apenas um exemplo simplificado do efeito das dimensões do pneu. Em uso real, além do tamanho dos aros e pneus, a mudança na velocidade também é influenciada pela profundidade da banda de rodagem, inflação do pneu e, claro, a velocidade do movimento, uma vez que o pneu rolante deforma durante o movimento dependendo do Rapidez. e rigidez estrutural.

Finalmente, um resumo das vantagens e desvantagens de pneus grandes e largos em relação aos tamanhos padrão.

Prós e contras

melhor aderência em estradas secas e molhadas	Baixo desempenho de direção (manuseio, frenagem, aderência) em superfícies cobertas de neve ou água
melhor manuseio de veículos em estradas secas e molhadas	o aparecimento de aquaplanagem em velocidades mais baixas
melhores propriedades de frenagem em estradas secas e molhadas	aumento no consumo
principalmente melhorando o design do carro	deterioração do conforto ao dirigir
	principalmente preço e peso mais altos