Для чего ставят колеса большего диаметра
Катки гламура: зачем нужны большие колеса
Все знают, что диски большого диаметра – это красиво. И дорого. Но повышение привлекательности автомобиля – не единственная их функция. У больших колес есть вполне практические плюсы и минусы, которые разберем подробно.
Покупая новую машину, многие задумываются над возможностью установки колес большего посадочного размера. Зачастую в списке заводских опций есть возможность поставить колесики на 2-3 дюйма больше, чем штатные. Но зачем?
Как менялся размер колес в разные эпохи
История изменения размеров посадочного диаметра и внешнего размера колес показывает две тенденции. Сначала постепенного уменьшения колеса, а потом резкий рост посадочного диаметра и внешнего. Придется вспомнить историю столетней давности.
Самые старые машины использовали довольно большие даже по современным меркам колеса. Например, на Mercedes Simplex 1902 года использовались колеса 910 х 90 и 1020 х 120 на передней и задней осях, а это почти 40 дюймов в диаметре! Посадочный размер (т.е. без учета высоты профиля резины) был поменьше, но явно больше 20 дюймов.
Собственно, иначе было нельзя, дороги были грунтовыми, разбитыми тележными колесами, и каждая машина представляла из себя фактически суровый внедорожник. А широкие колеса научатся делать намного позже, до вытеснения диагональных покрышек радиальными высота профиля будет оставаться значительной, не меньше 70% ширины. Но это уже несколько другая история…
Сами колесные диски на этой модели были деревянными, но в последние годы выпуска были заменены новинкой — штампованными стальными. Красивые спицованные диски набрали популярность немного позднее.
Прошло полвека… В пятидесятые годы машины еще ходили на узких и тонких колесах, хотя и далеко не метрового диаметра. Проходимость легковушкам уже не требовалась, но размер уменьшался медленно — типичный наш Москвич 402 ездил на колесах размерности 5.6 х 15. Самые маленькие колеса встречались на машинах с семидесятых и до начала 90-х годов, посадочный диаметр уменьшился до 13-14 дюймов, а высота профиля покрышки постепенно снизилась до 75 и 65 процентов.
На фото: Москвич 402 — диаметр колеса 15 дюймов и Skoda Rapid — диаметр 13 дюймов
Но в дальнейшем мы наблюдаем устойчивый рост размера колес. Посадочный диаметр покрышек вырос даже на самых маленьких машинах до 15 дюймов, а самыми ходовыми размерами покрышек стали 16 и 17”. И причина явно не в ухудшении качества дорог и необходимости повышения проходимости машин. Но тогда в чем? В моде?
Мода на повышение размера, конечно, имеет место быть, но ею одной не объяснить эту тенденцию. Машина на больших колесах, несомненно, зачастую красивее и куда ближе к дизайнерским скетчам, чем внешность серийного экземпляра. Да и с дизайном диска можно развернуться. Но существуют и объективные причины для роста размера.
Почему колесо с большим наружным диаметром лучше?
Самой важной причиной является рост площади контакта колеса и дороги. Можно, не делая покрышку мягче, увеличить площадь соприкосновения с дорогой за счет уменьшения кривизны колеса в точке контакта. Разница эта невелика, но зато позволяет решать сразу две проблемы.
Во-первых, улучшения сцепления колес с дорогой, что уменьшает тормозной путь и повышает безопасность управления машины в целом. Во-вторых, улучшения экономичности — можно использовать колесо с большим давлением, не опасаясь ухудшения сцепления колес с дорогой.
В свою очередь увеличение рабочего давления покрышки позволяет сделать управление машиной точнее, уменьшить подламываемость боковины колеса — беды всех пневматических шин. При увеличении боковой нагрузки на колесо пятно контакта покрышки и дороги искривляется, форма протектора уходит от оптимальной, а часть покрышки просто теряет контакт с дорогой, тем самым ухудшая сцепление.
Подламыванием называется ситуация, когда боковая часть покрышки теряет форму из-за перегрузки, при этом покрышка контактирует с дорогой боковой частью, а беговая дорожка колеса почти не задействована. Соединение покрышка-колесный диск при этом может потерять герметичность, колесо разбортироваться и, как результат, полная потеря сцепления колес с дорогой.
Улучшается и проходимость, за счет увеличения длины клина «уплотнения» — зоны, в которой мягкий грунт дороги не расходится в стороны, а «подминается» колесом и набирает прочность. И, разумеется, большое колесо позволяет увеличить дорожный просвет.
Чем плох большой наружный диаметр колес?
К сожалению, нельзя просто увеличивать диаметр колес для улучшения сцепления. У увеличения есть множество отрицательных факторов. В первую очередь, такое колесо будет тяжелее маленького, на него пойдет больше резины и металла.
Возрастут вредные неподрессоренные массы (то есть масса колеса и половина массы рычагов подвески), а это ухудшает комфорт и сцепление колес с дорогой. Оно займет больше места в кузове и будет создавать больше вредной турбулентности воздуха. А еще большое колесо будет менее жестким, что отрицательно повлияет на управляемость машины. Но со всеми этими недостатками можно успешно бороться.
Почему же растет посадочный диаметр покрышки?
Понятно, что большое колесо будет иметь преимущество над малым в сцеплении с дорогой только в том случае, если боковина не будет подламываться и терять форму в поворотах, а жесткость колесного диска позволит избежать его изгиба под воздействием боковых сил. То есть негативные эффекты от роста массы колеса не перевесят положительные.
Выход нашли в уменьшении высоты профиля покрышки, что повлекло за собой соответствующее увеличение посадочного диаметра. Высота боковины в этом случае уменьшается, и она лучше противостоит поперечным усилиям. Колесный диск имеет жесткость куда выше, чем резина. А если еще и использовать легкосплавный колесный диск, то он будет еще жестче стального и суммарная масса покрышки с диском может уменьшиться.
А еще увеличение внутреннего диаметра колеса, то есть диаметра диска, очень полезно для тормозных механизмов. В силу конструктивных особенностей на массовых автомобилях дисковые тормозные механизмы размещают внутри диска колеса. А значит, размер диска ограничивает и размеры тормозного диска и суппорта. Тормоза большего диаметра лучше охлаждаются, обеспечивают более эффективное замедление и имеют еще много плюсов.
И о недостатках низкопрофильной резины…
Не бывает идеальных технических решений. Уменьшение высоты профиля покрышки при увеличении посадочного диаметра тоже имеет свои минусы. Меньшая высота «резинового слоя» влечет за собой увеличение жесткости качения — больше вибраций и ударов приходится на долю подвески и кузова машины.
Сказывается и увеличение рабочего давления колеса, оно от этого становится еще жестче. Сама покрышка становится заметно дороже в связи с увеличением требований к прочности боковины и сложности сохранения формы широкой покрышки с невысокими бортиками. С недостатками низкопрофильной резины должны справляться новые подвески и более современные амортизаторы, но все равно при сравнении колес разного посадочного диаметра на одной и той же машине лучший комфорт обеспечит резина с более высоким профилем.
Почему так дороги «большие» колеса с завода?
Часто в числе опций для машин есть колесные диски большего диаметра, но доплата за них значительно больше цены комплекта таких же фирменных дисков у дилера. В чем тут подвох?
Дело в том, что при выборе этой опции иногда изменяются и параметры подвески и тормозной системы. Устанавливается комплект амортизаторов с параметрами для более тяжелых и жестких колес, а тормозные механизмы ставятся большего диаметра. Кстати, вы не сможете поставить на такую машину зимний комплект колес с дисками на дюйм-два меньше, они просто не налезут на суппорт, даже если на более простые комплектации авто они подходят.
Почему нельзя устанавливать колеса диаметром больше заводских
О том, как правильно выбрать диски и шины для своего автомобиля, мы уже говорили. При этом многие в стремлении к собственным целям выбирают колеса как большего размера, однако нормальная повседневная эксплуатация диктует свои условия: их следует держать в заводских параметрах. Почему же не стоит устанавливать колеса больше заводских?
Сначала определимся с тем, что означает фраза «больше заводских». Дело в том, что практически для всех автомобилей производители предлагают несколько вариантов размерности колесных дисков и шин: каждый из этих вариантов одобрен производителем, поскольку прошел испытания и означает не только физическую возможность установить колеса на автомобиль, но и оптимальность эксплуатационных параметров. Таким образом, если вы купили автомобиль с дисками диаметром 15 дюймов, но в другой комплектации производитель предлагает 17-дюймовые колеса, вы можете самостоятельно установить такие и на свою машину, не опасаясь негативных последствий. Однако перед установкой обязательно стоит проверить допустимые размеры колес для вашего автомобиля в руководстве по эксплуатации, чтобы убедиться в технической возможности и правильно выбрать размерность дисков и шин.
Говоря же «больше заводских», мы имеем в виду прежде всего колеса, размер которых превышает параметры, рекомендованные производителем. Именно такие «эксперименты» влияют на эксплуатационные характеристики. Однако даже если действовать в пределах дозволенного производителем, физику не обманешь, и установка 17-дюймовых колес вместо 15-дюймовых, разумеется, тоже не пройдет незамеченной – многое из того, что будет перечислено ниже, будет справедливым и в этом случае.
Также определимся с тем, что колесо – это готовый к установке элемент в сборе, состоящий из шины и колесного диска. И «увеличение» в этом смысле – понятие многозначное: ведь увеличение диаметра диска вовсе не обязательно означает увеличение диаметра колеса. Разберемся по порядку.
Прежде всего 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, а динамика – хуже. Кроме того, увеличение неподрессоренной массы сказывается и на ресурсе подвески – она рассчитана на определенную нагрузку, ограниченную штатными колесами.
Увеличению диаметра диска обычно сопутствует и рост его ширины, а также изменение вылета (глубины посадки диска в колесной арке). Это меняет параметры работы ступичных подшипников, увеличивая нагрузку на них, и ощутимо сокращает их ресурс. В зависимости от степени отклонения параметров от штатных подшипники могут прослужить на 20-30% меньше, а могут и «сыпаться» буквально каждые несколько тысяч километров.
Ну а теперь перейдем от дисков к шинам – ведь увеличение диаметра диска меняет и параметры устанавливаемых шин.
Правило о росте веса с увеличением размера справедливо и для шин: как правило, шины большего посадочного диаметра имеют большую массу, которая добавляется к массе колеса в сборе и итоговой неподрессоренной массе.
Второй недостаток связан с тем, что в подавляющем большинстве случаев увеличение диаметра диска происходит за счет уменьшения профиля шины: то есть, чтобы новые большие диски влезли в арку, на них нужно надеть более низкопрофильную резину. Ну а уменьшение профиля – это ухудшение плавности хода и общего комфорта автомобиля. Кроме того, более «тонкая» шина хуже гасит ударные нагрузки и больше передает их дальше – на диск и подвеску. Таким образом, езда на низкопрофильных шинах по неидеальным дорогам означает снижение ресурса подвески и дисков и соответствующее увеличение эксплуатационных затрат, в том числе и на шины, риск повредить которые растет с уменьшением профиля.
Да, еще один косвенный, но все же недостаток – это финансовая сторона вопроса. Больше денег придется отдать не только за новые диски, но и за резину для них, и за шиномонтаж, и за потенциальный ремонт низкопрофильной шины.
Ну а еще в числе неприятных последствий можно упомянуть изменение точности показаний спидометра: изначально спидометры обычно настраивают на легкое завышение показаний относительно реальной скорости, и с постепенным ростом диаметра колеса он сначала станет точнее, а затем будет «врать» все сильнее. Кроме того, с увеличением ширины шины растет ее склонность к аквапланированию.
Конечно, увеличение диаметра колеса не означает сплошных недостатков, есть в нем и положительные стороны. К примеру, колеса большего диаметра означают увеличение дорожного просвета, а также увеличение максимальной скорости – ведь за один оборот колесо большего диаметра проходит больший путь. Рост ширины резины означает увеличение пятна контакта с дорогой и, соответственно, сцепления с ней – это улучшает управляемость автомобиля и скорость прохождения поворотов.
Одним из главных недостатков нестандартно больших колес является то, что они банально запрещены законом. Технический регламент Таможенного союза в части шин и дисков, допускаемых к установке, прост и непреклонен: разрешены лишь те, что «соответствуют рекомендациям эксплуатационной документации изготовителей транспортных средств».
Кроме того, следует помнить и то, что тем же техрегламентом запрещены так называемые «разварки» – диски увеличенной ширины, сваренные из нескольких «штамповок». Во-первых, они банально небезопасны, так как имеют незаводскую конструкцию, а во-вторых, техрегламент не допускает «наличие трещин на дисках и ободьях колес, следов их устранения сваркой».
Размерность шин – массовые заблуждения и реальность
Очень часто приходится слышать фразы типа: «у тебя какого радиуса колеса, пятнадцатого?» Или «у меня радиус 16, но на зиму поставлю семнадцатый, чтоб повыше машина была»… Такие слова можно услышать как из уст людей, далеких от автомобилей, так и от «как бы профессионалов», вроде работников шиномонтажа или менеджеров по продажам в автосалоне.
Некоторые вещи нудно звучат и трудно запоминаются, но знать их нужно. Особенно автолюбителям. Особенно считающим себя специалистами и имеющим по любому поводу собственное мнение. Дьявол кроется в мелочах, и как раз об одной такой мелочи эта статья.
Не бывает у шины радиуса
Многие сейчас даже не поймут, к чему я клоню. «Ну, радиус, и что? У меня вот колеса 195-65R15, радиус 15, все ж написано, че ты умничаешь?!» Вот то, что умничаю. R15 к радиусу никакого отношения не имеет. Ни R, ни 15.
Сейчас в интернете можно найти массу информации, только такие мелочи, как маркировка автомобильных покрышек, не относятся к самым востребованным. Мы лучше пообсуждаем мощность двигателя или количество «плюшек» в салоне, да? А выбор колес оставим менеджеру в магазине. Ну или у друга спросим. Он-то точно в курсе! У него уже третья машина!
На самом деле, разбираться в этих скучных цифрах не помешает даже просто для общего развития. Тем более, что это и сэкономить поможет, и на поведение машины повлиять, но об этом позже. Пока что — чистый ликбез, дабы потом можно было хорошо понимать друг друга.
Итак, 195/65R15. Классический случай. Присядем на корточки возле своего автомобиля. Первая цифра — это ширина беговой части покрышки, грубо говоря, ширина протектора. Выражается в миллиметрах. То есть 195 мм. — это ширина вашего колеса. С пониманием этой цифры у большинства проблем нет.
Через дробь 65 — это величина профиля. Выражается в процентах от ширины. Не в миллиметрах! Профиль — это часть покрышки, «торчащая над диском». Боковина. То есть, высота этой боковины будет 195х65%=125,75 мм. А не 65 мм. И не что-то еще. Более того, из этой схемы однозначно следует, что высота 65% при ширине 195 будет одна, а если покрышка с маркировкой (условно) 225/65R15 — уже совсем другая! 225х65%=146,25 мм. Хотя цифры 65 — одинаковые!
R — это радиальная конструкция шины, а точнее, способ укладки металлического корда внутри нее. Когда-то конструкция шины предполагала диагональную укладку, но это было давно. Сейчас «диагональных» шин уже почти не встретишь, все сплошь радиальные, и буква R никому ничего нового не сообщит, только споры о пресловутом радиусе вызовет…
Ну и, наконец, цифра 15. Это диаметр. Диаметр посадочной части покрышки, внутренний диаметр, та часть, которая с диском соприкасается. Выражается в дюймах. 1 дюйм = 2,54 см. То есть 15х2,54=38,1 см Это еще и наружный диаметр диска, если кто не догадался…
Какие шины можно ставить, а какие нельзя?
А дальше начинается самое интересное. Мы можем играть этими цифрами, если хотим поставить на машину другие шины (диски). В идеале, главное — чтобы общий диаметр не отличался, либо отличался незначительно. Пример.
Колесо 195/65R15 имеет вот такой общий диаметр: 38,1 см — внутри, плюс 125,75 мм х2 = 251,5 мм (профиль же и сверху, и снизу есть). Переведем в сантиметры для простоты, получится 38,1 см+25,15 см=63,25 см. Вот как! Это и есть диаметр колеса в сумме.
Теперь при желании поставить другие колеса владелец автомобиля должен понимать следующее: эту цифру автопроизводители понимают так же, как и мы. Учитывая диаметр колеса, проектируется подвеска, тормозная система и кузов. Поэтому для одной и той же модели автомобиля (например, для Фольксваген Поло седан) официально допустимы три размерности колес. Самая простая версия довольствуется 175/70R14 (общий диаметр 60,06 см), 185/60R15 (60,3 см) и 195/55R15 (59,55 см).
Получается, что «колесо на 14» БОЛЬШЕ, пусть и незначительно, чем колесо на 15 в случае 195/55. Это к вопросу, затронутому выше, о том, чтоб на зиму колеса побольше поставить. Нужно все внимательно посчитать. Будет ли большая цифра диаметра означать и больший размер колеса в целом? Далеко не всегда.
А что если поставить большие колеса? Разбираемся, увеличится ли расход топлива
Как размер колес влияет на запас хода автомобиля.
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.ru
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):
Как размер дисков и шин влияет на поведение автомобиля
Ездовые характеристики автомобиля напрямую зависят от диаметра диска и профиля шины. Те покрышки, где высота профиля (его обозначает вторая цифра) меньше 55%, считаются низкопрофильными: 205/55 R16, 225/45 R17, 225/40 R18 и так далее.
Минусы низкопрофильной резины
Чем ниже профиль шины, тем больше диаметр диска, и тем хуже резина гасит огрехи дорожного покрытия и лучше транслирует в салон рельеф полотна. Пассажиры, едущие в такой машине по неровной, разбитой дороге, обречены на толчки и тряску.
Плюсы низкопрофильной резины
Большие колеса с широкой низкопрофильной резиной улучшают управляемость и курсоустойчивость автомобиля, а также повышают его динамические и скоростные характеристики. У них лучше тормозные свойства, и они обычно гасят крены кузова в поворотах. В «зачет» можно записать и тот упомянутый факт, что автомобиль при таких «катках» выглядит более эффектно.
Колеса малого диаметра
Как правило, диски небольшого диаметра оснащаются высокопрофильной резиной с высотой профиля более 60%. Такие покрышки обеспечивают лучшую плавность хода и повышают комфорт пассажиров при движении на разбитой дороге, демпфируя огрехи покрытия. Как следствие: подвеска испытывает меньше нагрузок. К тому же, автомобили с такой резиной, как правило, обладают повышенной проходимостью, акустическим комфортом и продолжительным ресурсом.
Соседям на зависть: длительный тест-драйв Changan CS35 Plus
«Исторический» тест-драйв FIAT Doblo: едем в город, где много неба
В то же время в сравнении с низкопрофильными покрышками у них хуже сцепление с дорогой, они могут провоцировать крены в поворотах и большой тормозной путь. Кроме того, высокопрофильная резина не лучшим образом отражается на рулевом управлении авто, хотя и такие изменения не критичны..
Какой размер колес выбрать
Многие наши водители жаждут внешне превратить своих «ласточек» в настоящих «орлов» и придать машинам классный спортивный вид за счет установки колес больших размеров. Но при этом следует учитывать, что любой производитель настраивает шасси каждой конкретной модели под определенную размерность дисков и шин. Поэтому изменение внешнего диаметра колеса неминуемо скажется на ездовых характеристиках автомобиля, и далеко не в самую лучшую сторону.
К тому же: чем выше колесо, тем ниже будут показания одометра и спидометра относительно истинных значений. А еще опаснее, когда доморощенные мастера изменяют вылет колесного диска, расширяя колею, относительно заводского значения. Это неминуемо приводит к негативным последствиям, как для управляемости, так и для ресурса подвески и особенно ступичных подшипников. Так что в любом случае размер колес на конкретных машинах должен быть в рамках допустимых значений, установленных производителем.