Как влияет диаметр колеса на расход топлива
Установка колес на больших дисках на автомобиль — это всегда заманчивое предложение, ведь нет ничего лучше для обновления приевшегося стиля авто, чем изменение диаметра колес. И даже не стоит задумываться о том, влезут ли новые колеса в арки, ведь производители автозапчастей и шин уже позаботились об этом за вас. Они упрощают выбор нового комплекта колес и шин, предлагая диски большего диаметра с шинами более низкого профиля, которые в итоге не изменят общей высоты и ширины колеса. Чтобы все сработало так, как было задумано инженерами изначально, общий диаметр новых колес в итоге будет почти идентичен базовым, установленным с завода в стандартной комплектации.
И, похоже, установка низкого профиля шин на дисках большого диаметра может пройти совершенно безболезненно, верно? Характеристики поведения автомобиля ведь не изменятся? Не совсем так. Хоть большие колеса с модными 19-20-дюймовыми дисками и выглядят потрясающе, они, в свою очередь, все же могут повлиять как минимум на запас хода вашего автомобиля — как далеко вы можете проехать на баке с бензином или на одном заряде аккумулятора (если у кого-то все же есть электромобиль). И особенно важна она именно для владельцев электротранспорта.
А еще установка колес большего диаметра влияет на мощность (в сторону снижения, как несложно догадаться, об этом эксперименте мы писали несколько лет назад), на управляемость (здесь не все так очевидно, но управляемость может как улучшаться, так и ухудшаться) и, конечно же, на комфорт.
По поводу поведения автомобиля в динамике с дисками разного диаметра, с разными колесами и различными шинами было написано уже множество статей, материалов различными автомобильными журналами и снято видео. Мы также не раз соприкасались с этой темой, но повторенье — мать ученья.
Так, например, в 2010 году автомобильный журнал Car and Driver провел испытание Volkswagen Golf. Тест начинался с 15-дюймовых колес и заканчивался 19-дюймовыми. Несмотря на то что диаметр шин для всех комплектов колес остается почти постоянным, экономия топлива автомобиля упала до 11.2 литра на 100 км с 19-дюймовыми колесами по сравнению с 10.2 литра с 15-дюймовыми. То есть лишь изменение дисков по диаметру, и, казалось бы, без изменения общего диаметра колес привело к увеличению расхода топлива на 1 литр.
Электромобили постигла похожая участь. Достаточно с завода установить на Tesla колеса большего размера — и запас хода серьезно сократится. Вот как выглядит табличка Агентства по охране окружающей среды (EPA) для Tesla Model 3:
Получается, что если выбрать 20-дюймовые диски вместо 18-дюймовых колес/шин, автомобиль автоматически снизит запас хода на 23 мили (37 км). Это серьезное падение, не правда ли? Проще говоря, когда автомобиль проезжает меньший километраж на аналогичном количестве топлива или с одинаковым зарядом, это означает, что он становится менее эффективным.
Почему колеса большего диаметра повышают расход топлива/заряда (на электрокарах)?
Тому есть несколько важных причин:
1. Большие колеса требуют больше энергии для движения.
2. Зачастую низкопрофильные покрышки 55, 50 и 45 профилей будут шире, чем их меньшие коллеги. Например, выбор может начинаться не от 205, а от 215 мм по ширине. Пятно контакта из-за этого увеличится ненамного, но на расход топлива эти изменения все же могут повлиять из-за появления более сильного сопротивления качению.
3. Также продавцы шин отмечают, что, бывает, производители покрышек делают свои низкопрофильные покрышки из более мягкого компаунда (то есть из более «липкой» резиновой смеси, даже на летних покрышках). Это хоть и несильно, но все же накладывает дополнительное сопротивление качению, а значит, и требует большего расхода топлива. Автомобилю потребуется больше энергии для разгона и поддержания скорости.
4. Но сильнее всего влияет на расход топлива большая масса дисков с увеличенным диаметром:
«…диски большего диаметра, как правило, имеют больший вес — а следовательно, растет неподрессоренная масса. Более тяжелое колесо сложнее раскрутить двигателю — то есть расход топлива станет выше», — пишут на известном отечественном сайте Колеса
При этом даже если общий диаметр не изменится, изменение веса будет достаточным для снижения динамики авто.
Неподрессоренная масса — вес элементов автомобиля, которые не поддерживаются подвеской (то есть находятся под ней).
5. Не стоит забывать и о том, что, как правило, увеличившаяся масса колеса нагрузит подшипник ступицы больше номинальной нагрузки. Мало того, что последний начнет изнашиваться быстрее, он также будет хуже катиться (это доли процента, но они есть). В совокупности каждый такой штрих поднимает расход топлива или заряда аккумуляторов у электромобилей.
А вот что говорит о больших дисках зарубежный эксперт по автомобилям Джейсон Фенске (чтобы включить русские субтитры, перейдите в «Настройки» (значок шестеренки) > «Субтитры» > Вкл. Английский > Перевести и выберите русский язык):
Известно, что если поставить на автомобиль резину, наружный диаметр которой больше рекомендованного заводом-производителем - увеличивается расход топлива.
Вопрос: он реально увеличивается (из-за того, что резина тяжелее и большие колёса двигателю труднее крутить) или же просто ошибка в расчётах имеет место быть, ведь спидометр калиброван под рекомендованный размер и с большим одометр начинает "врать".
Какие соображения на этот счёт у вас, господа автомобилисты?
При установке неоригинальной увеличенной в диаметре резины показания спидометра и одометра уже неактуальны и ссылаться нужно на законы физики. Давайте рассмотрим ещё на что приходится основной расход топлива в автомобиле. Основная часть топлива расходуется при разгоне, после набора скорости расход топлива для её поддержания минимален. Для раскручивания колеса большего диаметра необходимо больше энергии, а для поддержания набранных оборотов расход энергии почти одинаков, но расстояние, пройденное за один оборот у большого колеса больше. Следовательно, в городском цикле расход на большей резине будет больше, а при движении по магистрали получится существенная экономия топлива. А вообще-то на расход намного сущесвеннее влияет не диаметр колеса, а ширина покрышки.
С другой стороны возьмем утрированно. Да, мотор съел больше бензина, чтобы провернуть большее колесо. Да так, если оно больше именно по весу. Но это колесо при обороте прошло большее расстояние. Длина круга (2пr) увеличилась. Результат может оказаться и не хуже. А если колесо легкое, то неподрессоренные массы автомобиля снизились и снизилась сила трения-качения. Тогда расход меньше. Одометр и спидометр однозначно наврут. Наврут и без этого в большинстве случаев. В журналах проводили сравнительные тесты, разница получилась больше, чем ожидали. Но, опять же у спидометра допуск неточности 10% плюс 7 км/ч. Это тоже очень много. Думаю, надо мерить через GPS.
На самом деле чем больше диаметр колеса, тем меньше расход топлива. Именно потому, что при одном и том же пробеге большое колесо совершит меньше оборотов, чем маленькое, а соответственно в двигателе произойдет меньшее количество впрысков топлива. При поездке на дальние расстояния по хорошим дорогам экономные водители всегда повышают давление в шинах, чтобы увеличить диаметр и заодно уменьшить пятно контакта.
Потеря топлива при раскрутке большого колеса настолько незначительна, что ею можно пренебречь, а вот износ сцепления и подвески с последующим ремонтом или заменой сведут экономию в минус при рваной городской езде. Кроме того нестандартные колеса могут задевать за элементы кузова и подвески, что совсем плохо.
Повторюсь: при дальней поездке на ненагруженном автомобиле по ровному асфальту небольшое увеличение диаметра колеса даст значительную экономию топлива. Остальные варианты ведут к опасности и финансовым потерям.
Многие автомобилисты даже не задумываются, что могли бы значительно экономить на топливе, если бы учитывали влияние размерности резины на расход. Так, шина 15.5-25 не только дешевле в обслуживании, но и позволяет сократить затраты на бензин (в сравнении с резиной большего диаметра).
Основные нюансы
В первую очередь стоит сказать, что на автомобиль следует устанавливать те колеса, которые соответствуют прописанным в руководстве по его эксплуатации характеристикам. Другими словами, они должны быть максимально приближены к стандартным, устанавливаемым на заводе. Конструктора автомобилей рассчитывают допустимые нагрузки, сроки износа, максимальные отклонения от курса и прочие важные параметры, основываясь именно на стандартной для конкретной модели авто типоразмерности шин. То есть установка больших или меньших колес может привести к непредвиденным поломкам. Правильный подбор шин и дисков на свой автомобиль можно посмотреть на сайте ugshina23
Самые главные показатели, влияющие на расход топлива, - диаметр и ширина резины. Чем значительнее первый параметр, тем большим весом обладает колесо в сборе. Это означает, что его сложнее раскрутить и остановить, т. е. возрастет расход топлива. При увеличении ширины шины существенно изменяется площадь соприкосновения колес с дорогой. Расход топлива также находится в прямой зависимости с силой трения.
Конкретные цифры экономии при использовании резины с небольшими шириной и диаметром назвать невозможно. Дело в том, что разница будет существенна и заметна на старте и при подъемах в гору (или езде по сложному грунту). Кроме того, итоговый расход топлива зависит и от множества других факторов.
В заключение стоит отметить, что высота профиля резины тоже может иметь значение, пусть и не такое существенное, как два предыдущих показателя. Она влияет на расход косвенно, при прочих равных условиях уменьшая диаметр колес при снижении толщины протектора. То есть вы можете установить 16 резину вместо 15, предусмотренной заводом, без ущерба для своего кармана, однако в таком случае высота профиля должна быть соразмерно меньше стандартной (что, в свою очередь, окажет влияние на комфорт передвижения).
"Давно интересует такой вопрос: как поменяется расход топлива по трассе, если поставить на заднюю ведущую ось Mercedes Sprinter колеса большего диаметра? Причина вопроса такова: фура массой 30 тонн расходует 30 л топлива, обороты двигателя колеблются до 1500, при этом получается, что фуре для перемещения одной тонны своего веса требуется всего один литр топлива. Можно ли увеличить диаметр колеса на микроавтобусе, что снизит обороты двигателя по трассе, тем самым уменьшив расход?"
Логика вопроса понятна: если ставим шины большего наружного диаметра, то при той же крейсерской скорости двигатель будет работать на меньших оборотах. То есть малыми усилиями достигаем того же эффекта, что и при установке трансмиссии с более "длинными" передаточными числами. Но вот вопрос: даст ли такой фокус реальный экономический эффект?
Одно дело использование иного ряда передаточных чисел, совсем другое - установка других колес. Если они больше (и наверняка тяжелее) штатных, то и усилий для их раскрутки понадобится больше, особенно не в устоявшихся режимах (при движении с равномерной скоростью), а при разгонах, например во время обгонов, которые на трассе частенько случаются. Если же новые шины окажутся еще и шире стандартных, вдобавок получим увеличенное сопротивления качению. И то и другое приведет к обратному эффекту от желаемого, то есть к увеличенному расходу топлива!
Так что, если хотите повысить экономичность в трассовых режимах, подумайте об установке трансмиссии с более "длинными" передачами. Использование колес большего внешнего диаметра может привести к увеличению расхода, а вот уменьшить его удастся разве что при условии, что диски и шины будут легче штатных, а ширина протектора меньше.
Еще один момент. При установке больших колес порой забывают, а возможно, и не знают, что с увеличением внешнего диаметра начинают занижать свои показатели спидометр и одометр. Например, при переходе с размера 185/65 R14 на 185/65 R15 данные занижаются примерно на 4%. Это следует учитывать при выборе скоростного режима, а также при расчетах, вычисляя тот же расход топлива. В противном случае, используя в расчетах уменьшенный относительно реального пробег, получим "перерасход". Аналогичным образом "опроволосится" и бортовой компьютер, рассчитывая средний расход топлива.
На каждом форуме, посвященном автомобильной тематике, можно найти темы, связанные с экономией топлива. Этот вопрос всегда будет в ТОПе. Несмотря на все рекламные кампании, водителям приходится искать альтернативные пути решения этой задачи. Возможно, если Вы садитесь за руль раз в неделю, то эта тема Вас не волнует. Но для водителей, которые постоянно за рулем, будет интересно узнать, как можно сэкономить. Сегодня чаще интересуются, как диски влияют на разгон и расход топлива? Скептики могут сказать, что никак, но практики постараются доказать обратное.
Влияние веса дисков
Неоднократно в сети встречались статьи, что тяжелый автомобиль будет расходовать больше топлива, чем аналогичная модель, но с меньшим весом. Водители стараются убрать с автомобиля все лишнее. Некоторые регулярно проводят чистку, чтобы в салоне или багажнике не оставалось ненужных вещей. Практичные задумываются над сменой стальных дисков на литые. Легкосплавные модели значительно легче стали, а значит, и вес автомобиля снижается. Как следствие, потребуется меньше топлива для прохождения конкретной дистанции.
Специалистами был проведен анализ, для которого взяли два авто с разным весом. Результат: каждые 500 кг увеличивают потребление топлива приблизительно на 700 л в год.
Увеличивая размер диска, Вы автоматически увеличиваете размеры покрышек, а значит, вес авто возрастает, что приводит к большему расходу топлива. Лучше устанавливать рекомендуемые производителем диски и шины.
Ширина дисков и покрышек
Гонясь за модными тенденциями, водители пренебрегают советами производителей, устанавливая широкие диски и шины. В качестве маленького эксперимента можно самостоятельно замерить расход. Первое, что будет тормозить – сопротивление воздуху. То есть автомобилю нужно будет больше «энергии», чтобы проехать определенное расстояние. Проведенные наблюдения подтвердили, что автомобили одной марки с разными дисками и покрышками расходуют различное количество литров топлива.
Если установить широкие колеса (в допустимых пределах от заводской комплектации), то разница составит около 0,5 л на 100 км. Для тех водителей, которые всегда за рулем, такая разница может стать ощутимой.
Диаметр диска и разгон авто
Было бы неправильно говорить только о разгоне автомобиля, обязательно нужно обращать внимание и на скорость торможения. В целом можно сделать обобщающий вывод, что на динамику авто влияет диаметр выбранных дисков. Как уже было сказано, увеличиваем диаметр – «растет» масса – снижается управляемость. Учтите, что, меняя колеса даже на 1 размер, можно получить внушительную разницу при разгоне. Шины (резина) по своей плотности будут легче металла, влияет только вес диска? Нет. Дело в том, что многие забывают об инерции, которая будет расти быстрее массы (имеется в виду процентное соотношение меньшего и большего размера). Наибольший вес дискам дает обод. Если взять две одинаковые покрышки и диски меньшего и большего диаметра, то момент инерции меньше будет у колес с меньшим диаметром дисков. Почему так важно учитывать инерцию? Инерция авто считается основной силой, которую преодолевает авто в процессе ускорения. Следующий раз, когда нужно будет преодолеть этот процесс – торможение. В автомобиле колеса являются единственной составляющей, которая начинает активно «работать» при нажатии педали газа, то есть, к ним подается энергия для вращения. И если колеса будут слишком тяжелыми, то потребуется значительно больше энергии и времени для того чтобы ускорить вращение и двинуться с места.
Вывод
- проблема в мощности авто - установите немного меньше диски, и сделать передачи более короткими;
- проблема в сцеплении с дорожным покрытием – можно попробовать широкую резину и диски чуть большего размера (в допустимых производителем диапазонах), сделав «длиннее» передачу.
В целом, старайтесь покупать диски, чтобы общий диаметр колес был как можно меньше. Ищите оптимальную середину по качеству, диаметру, весу и дизайну – избегайте крайности.
Выжать максималку можно с большими колесами, быстрее разогнаться и сэкономить на топливе позволят легкие колеса. Если снизить вес каждого колеса на килограмм, то это будет эквивалентно снижению веса в самом салоне авто на 40 кг. Ваш автомобиль поедет плавно и не потеряет своих разгонных характеристик.
Никогда не забывайте о качестве. От фирмы производителя многое зависит. Там и технологии, и «состав», и соблюдение технических параметров, все может отличаться. Идеально – оригинал или рекомендованная производителем реплика.
Как видно из всего выше описанного, выбор дисков имеет весомое значение для разгона, а вернее, для динамики авто. На длительных дистанциях легкие диски позволят почувствовать экономию на топливе. При этом категорически нельзя выбирать крайности: одинаково плохо слишком большой диаметр колес, и слишком маленький. Безусловно, много зависит от марки авто и производителя дисков и шин, доверяйте проверенным брендам, и тогда не придется платить лишнего.
Читайте также: