原帖由 wilimnak 于 2011-06-02 08:20 发表在 25 楼
汽车轮彀主要矛盾是:轻量化和强度,这是材料决定的,涉及制造成本;轻量化和宽度,宽度决定稳定性但是过宽占用空间大,增加重量消耗驱动能量,转向需要克服更大的摩擦力增加控制方向构建成本和重量或材料成本;轻量化和半径,半径小扭力大,很多人追求大直径轮彀,这是错误的,实践证明16寸是未来发展趋势,在不需要提高底盘最小离地间距的时候使用大直径轮彀不是一个好做法。因此,这些主要因素需要综合考虑,适合才是最好的,特色的东西自己可以改装。为了感官刺激追求17寸、18寸不是一个好主意。…
呵呵,我们一般的改装轮胎的原则是:直径不变,
所以,在直径不变的前提下,随便改动轮毂直径,降低扁平比,
不会改变力矩的长度,因为不管你用任何直径的轮毂和任何扁平比的轮胎,
从轮胎的驱动中心到胎面的距离都不变,何来改变力矩?
另外,轻量化和强度并不矛盾,原厂轮毂为了追求低成本,又要达到一定强度,
就在材料用量上做文章,但制作技术很粗糙,
高品质改装轮毂,运用了成本较高、技术较先进的方式,能在保证强度的前提下,
把轮毂做得更轻。
综上所述,弃用原厂16寸轮毂,改用强度更高,重量更轻的17或18寸轮毂,
有百利而无一害,既能降低油耗,又能提高加速能力,何乐而不为呢?
不过,最后我要表示赞同的一点:加宽轮胎,必然使转向变重,物理定律使然!
原帖由 wilimnak 于 2011-06-02 08:29 发表在 26 楼
力矩=摩擦力*半径。当汽车发动机扭力一定时,相当于力矩恒定,这时候半径小则摩擦力大,半径大摩擦力小,为了防止打滑增加摩擦力无可厚非,比如赛道赛车,为了提高摩擦力加宽轮胎。车轱辘设计的东西太多,重量,宽度,底盘高低,风阻系数等等,因此只有实践测试找出适合本车设计的轮彀。…
补充一下,原厂轮毂不是最好的,而是成本最低的,
你我当老板时,就能体会到了,
另外,轮胎直径大小改变,其实等于变速箱的齿比发生改变,
简单来说,如果轮胎直径变小,那对变速箱来说,齿比就放大,
从而能获得更强的动力,
所以,我们如果用比原厂205-55-16轮胎直径更小的215-45-17(用这个规格举例,因为用这个规格的人多)
那我们将获得更快的加速!
原帖由 eddie1111 于 2011-06-02 21:57 发表
自己这段时间把能找到的资料好好学习了下,结合自己学习物理的一点知识,摆一摆自己对改装轮胎和车友们在轮胎改装上的疑问的一点理解:一。轮胎宽了有什么效果?抓地力更强,转向变重二。轮毂大了有什么效果?扁平比降低,路感增强,舒适性降低三。轮胎加宽,油耗一定增加?错,最常见的错误,常听人说,轮胎宽了,摩擦力增大,油耗要增加,大错特错,轮胎对于汽车来说,就是鞋,和人穿鞋一样,什么样的鞋会让你感觉累?大鞋底的布鞋?还是小鞋底的作战靴?当然是重量较大的作战靴!跟鞋底大小有关系吗?关于摩擦力,行驶中,轮胎与地面的摩擦力不是汽…
呵呵,有没有在意过自行车轮圈和胎的重量和直径?
给我一台圈和胎重量都比赛车更轻的山地车,骑同样的赛道,
绝对比我骑赛车的速度快!
核心在于:
挑选轻量化轮毂的同时,
请别忽视轮胎的重量!
轮胎加轮毂的总重量才能决定最后测试结果的准确性!
同等条件下,轮胎加宽油耗变大,这毋庸置疑。驱动力理论用在这里是错误的。
请拿出证据,我知道,很多老师傅都会这么说,
但经验就是正确的吗?
没有物理定律支持的经验可信吗?
重量!核心是重量!
这是逃不脱经典物理学的范畴的!
原帖由 eddie1111 于 2011-06-02 21:23 发表在 35 楼
呵呵,梦兄,我有不同见解,用你举的滑冰鞋的例子,为什么冰刀要做得很锋利才快?因为此时地面对滑冰鞋产生的摩擦力是阻力,阻力越小,当然加速越快,但对轮胎来说,地面摩擦力是动力,这一点估计比较难理解,试想,如果地面与轮胎没有摩擦力,汽车能动吗?只能在原地打滑,轮胎运动时,轮胎对地面的摩擦力方向是向后,而地面对轮胎的摩擦力是向前,这个向前的力就推动汽车向前行驶,而真正影响汽车加速和油耗的原因在于:轮毂的转动惯量大小及轮胎本身的重量,举个例子,如果原厂轮毂和轮胎的总重量为20公斤,而改装的18寸轮毂和225-40-18的轮胎总重量…
既然提到物理,那么我们就物理一下。
匀速行驶的时候,车辆不是在使用动力做功,而是发动机在克服阻力做功。
匀速行驶时的阻力来自于:1.传动结构之间的摩擦和损耗。2.气体阻力。3.路面和轮胎之间的阻力。
不谈其他,只谈增宽车胎的时候,1.2.都可以暂时看做常数。3.就需要讨论了。根据摩擦力公式,滑动摩擦力=压力×摩擦系数。和接触面积无关。当然在这里讨论是放屁。如果说轮胎宽度就算变得和车体一样宽,路面和轮胎的摩擦力还是一样。那么我们的讨论就变得毫无意义了。这样的理论必须枪毙掉。
滚动摩擦理论暂不熟悉,先试试用静摩擦来思考一下。
百度出来这么一段话“滑动摩擦系数随相对滑动速度增大而增大;当摩擦界面实际接触面积与载荷呈线性关系时,滑动摩擦系数与接触面积无关;当实际接触面积接近名义接触面积时,滑动摩擦系数随载荷的增加而减小(这句比较难理解,不过说明摩擦系数是可以根据压力和解除面积有条件变化的);此外,滑动摩擦系数随晶格常数增大而降低,随原子质量减小而减小(这句好懂,说的是材料变化).”不过这样也好,这段话加入了速度对滑动摩擦力的影响,可以证明讨论轮胎宽度变化的影响不能使用中学所学的滑动摩擦力公式。好像可以说明摩擦力实际上跟接触面积还是有关系的。说这么多说不定有想参与讨论的车友看得五里雾中一头狂晕,不过好歹我们可以擦擦汗,这说明我们用增大胎宽增加接触面积还有宽胎引起的材料变化来增加摩擦力不是伪科学。
既然承认实际摩擦力和接触面积有关。那么才可以继续下面的非伪科学讨论。
增大接触面积增大摩擦力。就车辆行驶状态分析:
1.加速。
可以增加加速时施加在轮胎上的反作用力。发动机作用于路面的摩擦力使车辆向前。路面作用于车辆的作用力使车辆向后。既然前后的摩擦力都增加而且相等,那么这样可以首先明确轮胎宽度增加并没有使车辆加速度增加。
2.匀速。
但是匀速行驶时摩擦力增加了!匀速行驶时摩擦力就是车辆保持运动姿态的敌人。摩擦力增大,匀速行驶的阻力增加,摩擦力做功增加。发动机保持车辆运行需要的克服摩擦力做功增加。油耗增加!
3.减速。
摩擦力增大,刹车更好,刹车基本不需要烧油。发动机可以不考虑做功变化。但窄胎摩擦力减少,滑行距离更长。但时间也增加了,窄胎刹车的做功也可以不考虑增减。
4.平常行驶。匀速行驶更多。
结论。增宽轮胎后,发动机须克服摩擦力的增加而被迫增加发动机做功。油耗增大。
然后我还需要再思考剩下几个问题。
1.改胎后机构摩擦和力矩变化。
2.滚动摩擦。
3.摩擦力理论主要讨论硬性结构,没有考虑轮胎的变形,变形影响还需要考虑。
待续
继续
扭矩=力×力臂。 宽胎大尺寸轮毂如果大直径,同时忽略掉数量百分比较低的机构损失——
扭矩不变。力臂增加。力减少。发动机通过轮胎作用于地面的动力降低。由于发动机的最大功率不变。那么极限加速时,加速度降低,加速时间延长。做工W=Pt。达到相同速度时,发动机做功增加。
油耗增加!
仁兄提出换胎后直径不变,因此认为力臂不变。但改装=扁宽胎侧面变形减少=力臂增加。仍然是油耗增加。那么是否轮胎越厚变形多就力臂减少而加快了?非也,见滚动摩擦和变形。不过可以明确,这个变量有一个扁平比最佳值取得最好的力臂。具体变量和数值在我所知之外。
滚动摩擦和变形。
接触面为刚性,滚动物体产生形变 接触面不发生形变而滚动物体发生形变时,物体的滚动实质为变形后的翻转,但支点O′前移。同理,此时重力G与支持力N的力偶矩为物体滚动的阻力矩,且M阻=Nδ。
换胎和轮毂之后的变形不详,缺乏资料讨论。但和轮胎气压关系密切,气压高,减少滚动摩擦力。气压低,增加滚动摩擦力。缺气的轮胎跑不快。气压太高摩擦力太小,和使用宽胎增加摩擦力矛盾。滚动和变形同样有一个适合扁平比数值取得最佳滚动摩擦效果,具体数值也不知。接近改装数值还是接近原厂数值未知。按常理猜测应该更接近原厂数值。
轻量化
车辆不是一个球体(圆柱体)。是一个重物加上四个圆柱体。须结合滚动摩擦和静摩擦。
(轮毂+轮胎重量的减少变量)÷总车重×100%=? 5kg×4/1450×100%=1.38%
回到摩擦力公式。摩擦与压力有关。1.38%的质量差值。还有滚动摩擦占车辆摩擦百分比的多少?谁来继续计算?有请。
个人推导的结论:1.由于存在较多未知参数。涉及更多范围,非专业人士难有最佳结论。但按目前分析的主要数据观点对改胎省油论据不利。
2.如果要说扁宽胎和加大轮毂可以带来省油,还不如保持原厂参数值进行轻量化更简单合理和容易得到计算证实。
原帖由 梦醒梦断了无痕 于 2011-06-02 22:37 发表在 54 楼
既然提到物理,那么我们就物理一下。匀速行驶的时候,车辆不是在使用动力做功,而是发动机在克服阻力做功。匀速行驶时的阻力来自于:1.传动结构之间的摩擦和损耗。2.气体阻力。3.路面和轮胎之间的阻力。不谈其他,只谈增宽车胎的时候,1.2.都可以暂时看做常数。3.就需要讨论了。根据摩擦力公式,滑动摩擦力=压力×摩擦系数。和接触面积无关。当然在这里讨论是放屁。如果说轮胎宽度就算变得和车体一样宽,路面和轮胎的摩擦力还是一样。那么我们的讨论就变得毫无意义了。这样的理论必须枪毙掉。滚动摩擦理论暂不熟悉,先试试用静摩擦来思考一下。百度出来…
针对梦兄结论:
1.加速
宽胎本身当然不能提供更快的加速,因为发动机输出功率恒定,
但我想更正的是:
使汽车向前运动的力就是地面对轮胎施的力,这个力的方向是向前的,
在这个过程中,地面始终为车子提供动力,
这个力大小等于轮胎对地面施的力,而轮胎对地面施的力方向是向后的
公式:轮对地施力 = 地对轮施力,
物理说明:对物体施多少力,那物体就会提供一样大小的反作用力
2.匀速
宽胎并没有使胎面与地面的摩擦力增大,而是增大了静止摩擦向滑动摩擦转化的极限!
举例:窄胎在50牛的作用力时,开始打滑,宽胎会在100牛作用力时开始打滑,
但在打滑以前,两种胎承受的摩擦力相等,
窄胎承受20牛摩擦力时,地面提供了20牛的动力,
宽胎承受20牛摩擦力时,地面同样提供20牛的动力,
但是,突破极限以后呢?
窄胎突破50牛极限时,开始打滑,地面无法给车子提供任何动力,
宽胎在承受80牛摩擦力时,地面仍然可以提供80牛的动力!
另外,把梦兄的理论推向极限,那就变成:
如果轮胎与地面摩擦力为0,即完全没有摩擦,那将会是什么状况?
车子将无法运动,只能在原地打滑!所以梦兄的理论无法成立。
而我的理论是:匀速行驶时,因为无论宽胎还是窄胎,在没有打滑的前提下,
轮胎所受摩擦力相等,也就是说,地面提供给车子的动力相等,
匀速行驶时,摩擦力没有任何增加,另外,摩擦力也没有做任何功,
因为,做功的概念是:力与在力的方向上运动的距离的乘积,
对于轮胎和地面来说,摩擦力始终没有相对运动距离,何来的做功?!
有做功的话,说明在打滑!
宽胎和窄胎承受同样的摩擦力,发动机又何来“克服更大的力做功”?!
结论:宽胎并没有带来比窄胎更大的阻力!
3.刹车
宽胎与窄胎在使车子停下来的过程中,只要不打滑,那与地面的相对摩擦就仍然没有做功,
但根据能量守恒定律,车子的运动势能必须要转化为别的能量形式,这个能量到哪去了呢?
答案:转化为了刹车片与刹车盘上的热能,
因为刹车片和刹车盘间存在摩擦力,且这个力产生了相对运动距离,那么,
这个过程中,摩擦力做功了,且产生了能量!
4.结论:
宽胎与窄胎在同样行驶时,所受摩擦力相等,汽车所受阻力相等,
宽胎并没有使油耗增加,相反,宽胎提供了更高的抓地极限,
会增加车子的操控性和安全性!
对于梦兄的另外两个问题:
1.改胎后机构摩擦和力矩变化
我们改装轮胎的原则是直径不变,那力矩又何来变化?
2.滚动摩擦
其实不该叫“滚动”摩擦,在教科书中应该叫“滑动”摩擦,
不打滑时,轮胎相对于地面仍是静止摩擦,
滑动摩擦只存在于半轴轴承、刹车盘片、气缸与活塞之间
原帖由 梦醒梦断了无痕 于 2011-06-02 23:25 发表在 56 楼
继续扭矩=力×力臂。 宽胎大尺寸轮毂如果大直径,同时忽略掉数量百分比较低的机构损失—— 扭矩不变。力臂增加。力减少。发动机通过轮胎作用于地面的动力降低。由于发动机的最大功率不变。那么极限加速时,加速度降低,加速时间延长。做工W=Pt。达到相同速度时,发动机做功增加。油耗增加! 仁兄提出换胎后直径不变,因此认为力臂不变。但改装=扁宽胎侧面变形减少=力臂增加。仍然是油耗增加。那么是否轮胎越厚变形多就力臂减少而加快了?非也,见滚动摩擦和变形。不过可以明确,这个变量有一个扁平比最佳值取得最好的力臂。具体变量和数值在我所知之外…
第一,关于扭矩=力×力臂,
我很赞同低扁平比胎形变减少 = 力臂增加,力减小,
但还有个问题,梦兄所谈力臂是理想状态的力臂,即没有质量,
但在现实中,不存在这样的状况,从轮毂中心输出的动力是要经过
轮毂的筋条才能完成输出动力的完整过程,而轮毂的筋条是有质量的,
虽然这有质量的筋条成为力臂,所产生的影响不好计算,但是,
可以明确:使较轻力臂运动绝对比较重力臂用的力要小,那公式中,
损失在运动力臂中的力减小了,效率提高了,真正使车子运动的力仍然会变大。
动力输出效率高了,当然会省油,但是,一定要“轻量化”!
第二,关于轮胎形变,
我的第一印象,这个参数太难把握。。。
第三,缺气与太足气,
缺气容易爆胎,不推荐,太高,摩擦极限降低,容易打滑,仍然不推荐,
按照标准气压最好,
不过仍然要说明,宽胎与窄胎并没有摩擦力增大或减小的区别,
只是静止向滑动摩擦转化的极限不同。
第三,轻量化,
对于车子运动的状态,我认为既要统一又要分开看,
虽然轮毂与轮胎减轻的重量相对于全车来说很少,
但又是动力输出的核心,
再提一下杠杆原理,对于一个可以撬起地球的杠杆,
那施力端的一点点变化都会使受力端产生巨大的不同,
暂且认为轮毂的中心是动力输出端,那在动力输出的过程中,
要经过轮毂的筋----》轮胎----》地面,同时还要克服轮毂和轮胎本身的转动惯量,
那这些“簧下质量”轻一点点,转动惯量小一点点,都足够对动力产生很大的影响,
所以轻量化,尤其是“簧下质量”的轻量化显得尤为重要!
针对梦兄推导的结论(老针对梦兄,都不好意思勒,哈哈)
1.改轮毂和轮胎会费油吗?会!
前提是使用了更重的轮毂和轮胎,和是否宽胎无关!
2.大轮毂和宽胎并不能带来省油的效果,这一点我反复声明过,
能省油的是轻量化的轮毂和轮胎!
原帖由 eddie1111 于 2011-06-03 00:15 发表在 58 楼
第一,关于扭矩=力×力臂,我很赞同低扁平比胎形变减少 = 力臂增加,力减小,但还有个问题,梦兄所谈力臂是理想状态的力臂,即没有质量,但在现实中,不存在这样的状况,从轮毂中心输出的动力是要经过轮毂的筋条才能完成输出动力的完整过程,而轮毂的筋条是有质量的,虽然这有质量的筋条成为力臂,所产生的影响不好计算,但是,可以明确:使较轻力臂运动绝对比较重力臂用的力要小,那公式中,损失在运动力臂中的力减小了,效率提高了,真正使车子运动的力仍然会变大。动力输出效率高了,当然会省油,但是,一定要“轻量化”!第二,关于轮胎形变,我的…
“当摩擦界面实际接触面积与载荷呈线性关系时,滑动摩擦系数与接触面积无关;当实际接触面积接近名义接触面积时,滑动摩擦系数随载荷的增加而减小”
这句话比我们中学时代的知识深奥。也更现实。需要好好理解。
中学公式存在于理想化简单条件。上面这句切实。现实中更多复杂变量。还有未知项。
如果认为宽胎和摩擦力的变化无关,那就不存在改装的性能改变了。
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