Perché le ruote dell'auto hanno dei buchi?

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Se dai un'occhiata alle ruote dell'auto, noterai che hanno dei fori che possono avere forme diverse (per lo più circolari o rettangolari).

Perché hanno tali buchi? Ciò non riduce la rigidità delle ruote?

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— PaulD
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Non conosco la vera risposta, ma il buon senso mi dice che il peso non è un fattore reale (percentuale insignificante di riduzione che è probabilmente compensata (gioco di parole) dall'usura o dalle dimensioni degli pneumatici). È improbabile anche una riduzione del calore in quanto vi è già molto movimento d'aria e meno metallo significa meno scambio di calore: si otterrebbe una maggiore superficie chiudendo quei fori. L'aerodinamica e l'estetica sono le uniche cose praticabili che posso inventare. Suppongo che avrei potuto

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Il peso è un fattore molto più grande di quello che gli dai credito. Alcuni appassionati di auto spendono migliaia per ottenere ruote realizzate in una lega più leggera. Offre incredibili guadagni in termini di prestazioni e maneggevolezza per ridurre al minimo il peso non sospeso della vettura

— MM

@ Mike: il buon senso dipende da chi è quel comune. Come qualcuno che costruisce aeroplani modello posso dirti con certezza che il buon senso mi dice che piccoli fori servono per ridurre il peso. Vedi quella ruota e pensi che sia rimossa una piccola quantità di materiale. Ma se spogli una macchina sul telaio, vedrai molti più piccoli fori ovunque nella carrozzeria. Tutti quei buchi si sommano. C'è un adagio tra i costruttori di aerei (modello e fondo scala): è molto più facile ridurre 1 g di peso in mille posti piuttosto che ridurre un chilo di peso da un unico posto.

— slebetman,

Ti permette di ispezionare i freni senza rimuovere la ruota

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Quando si considera la% di peso risparmiata creando i fori, non si tratta della% del peso della vettura, ma del risparmio rispetto al peso originale della ruota stessa. Quella% può essere significativa. Vedi la mia risposta sull'importanza di ridurre il peso non sospeso.

— Steve Ives,

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Le ruote delle auto hanno buchi principalmente a causa di peso e considerazioni di costo. Ogni foro è un pezzo di materiale che non stai sprecando e che appesantisce la ruota.

Come ulteriore vantaggio, i fori aiutano a raffreddare i freni consentendo il flusso d'aria tra l'interno e l'esterno.

La forma e le dimensioni dei fori sono calcolate per avere un impatto minimo sull'integrità strutturale della ruota.

— maniaco del cricchetto
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Esattamente quello che avrei detto! In aggiunta: guarda i bordi di questi buchi, hanno un piccolo filetto per aiutare a contrastare l'instabilità e la propagazione delle crepe

— Knigge46

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Mentre peso e costi sono certamente fattori, mi aspetterei che i freni sarebbero più inclini al surriscaldamento senza fori nelle ruote per la ventilazione.

— supercat,

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Inoltre, ridurre la massa della ruota ha il vantaggio di essere più facile da girare, il che riduce la quantità di energia utilizzata per far muovere la macchina. Quindi non solo la macchina è più leggera, ma le ruote girano senza troppa perdita di potenza. Corretta?

— Jasper,

Sono solo sputo-balling, non lo so davvero - i cerchi foro-y hanno un rapporto resistenza-peso migliore rispetto a un cerchio solido?

— coburne,

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sebbene questi siano alcuni punti decenti / buoni, il massimo beneficio, specialmente dal punto di vista ingegneristico, deriva dalla riduzione del peso non sospeso. questa non è una risposta ingegneristica, è più una risposta di ogni uomo o una risposta dal punto di vista di un tecnico.

— agente provocatore

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Molte delle risposte finora hanno menzionato che parte dello scopo dei fori è la riduzione del peso, ma la maggior parte di essi non esprime il motivo per cui la riduzione del peso nelle ruote è importante. Ci sono due ragioni principali; il primo (menzionato anche da Steve Ives) è che i sistemi di sospensione nei veicoli funzionano meglio se la massa "non sospesa" è mantenuta il più bassa possibile, e il secondo (non menzionato finora) è che il peso della rasatura dalle ruote contribuisce in modo più significativo alle prestazioni rispetto alla rasatura del peso dal resto del veicolo .

Per capire perché questo è vero, considera l'energia che il motore deve inserire nel veicolo per farlo muovere ad una velocità : $v$

E = \frac{1}{2} m_{t} v^{2} + \frac{1}{2} io ω^{2}

$E=\frac12 m_tv^2+\frac12 I\omega^2$

ω = \frac{v}{r}

$\omega=\frac{v}{r}$

r

$r$

I = η m_{d} r^{2}

$I=\eta\ m_dr^2$

m_{d}

$m_d$

η

$\eta$

\frac{1}{2}

$\frac12$

\begin{aligned} E & = \frac{1}{2} m_{t} v^{2} + \frac{1}{2} η m_{d} r^{2} \frac{v^{2}}{r^{2}} \\ = \frac{1}{2} (m_{S} + m_{d}) v^{2} + \frac{1}{2} η m_{d} v^{2} \\ = \frac{1}{2} [m_{S} + (1 + η) m_{d}] v^{2}, \end{aligned}

$\begin{align} E&=\frac12 m_tv^2+\frac12\eta\ m_dr^2\frac{v^2}{r^2}\\ &=\frac12 (m_s+m_d)v^2+\frac12\eta\ m_dv^2\\ &=\frac12[m_s+(1+\eta)m_d]v^2, \end{align}$ dove ho usato come massa non rotante del veicolo. Quindi, puoi vedere che la massa da barba delle ruote equivale a radere un fattore di come massa dalle parti non rotanti della macchina .

m_{s}

$m_s$ $1+\eta\simeq 2$

Vi è un ulteriore effetto, relativamente minore, dovuto al momento angolare per il quale è vantaggioso ridurre il peso delle ruote. A causa della conservazione del momento angolare, il corpo dell'auto tenderà a rotolare verso l'esterno di una curva quando le ruote vengono ruotate per iniziare la curva. Ridurre il momento di inerzia delle ruote riduce il loro momento angolare e quindi riduce la quantità di rollio del corpo durante lo sterzo.

— Chris Mueller
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Questa è in realtà la risposta più accurata. Per dirla in parole povere, per ogni chilo di peso tolto dalle ruote è come 10 libbre dal peso molleggiato. Questo è il motivo per cui Centerline ha progettato le ruote Convo-Pro e perché Ford è passata alle ruote in fibra di carbonio per la Mustang GT350. Bella risposta.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Questa è l'unica risposta ingegneristica. Il peso non sospeso è uno dei maggiori fattori per la progettazione delle sospensioni del veicolo e la qualità di guida.

— agente provocatore

Risposta perfettamente detta nella prospettiva dei principi di ingegneria. :) Grande!

— Jem Eripol,

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Principalmente per ridurre il peso. Le caratteristiche di maneggevolezza di un'auto vengono migliorate mantenendo il 'peso non sospeso' (il peso dell'auto non isolato dal suolo da molle, ad esempio ruote, assi, mozzi, dischi dei freni, pinze, ecc.) Il più basso possibile. I fori nelle ruote riducono questo peso.

Il peso ridotto aiuta le parti non sospese della vettura a seguire più da vicino i dossi e gli avvallamenti della strada.

— Steve Ives
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I fori nelle ruote servono per alcuni scopi. Riducono il peso della ruota stessa, anche se non di molto. I fori in quelle particolari ruote sembrano effettivamente aggiungere rigidità e resistenza alla ruota. Le pieghe extra in acciaio lo rendono più forte di se fosse solo piatto. I fori possono anche aiutare a prevenire l'accumulo di polvere dei freni. Credo che Ratchet Freak abbia ragione sul flusso d'aria.

— Jason Hutchinson
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Serve per il flusso d'aria per consentire un ulteriore raffreddamento. Nella maggior parte dei casi, quel flusso d'aria aggiuntivo non aiuta. Ma quando stai facendo frenate pesanti che escono da una montagna, può fare la differenza tra la tua capacità di frenare e i tuoi freni che falliscono a causa del surriscaldamento.

— user1689
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Sì, sono d'accordo, il "momento d'inerzia" è un fattore nel fare ruote "a raggi", i fori nelle ruote pressate ridurranno il peso e consentiranno la circolazione.

La verità è che per questo tipo di ruota è in gran parte cosmetico. Li rende anche più facili da gestire manualmente (fori per le dita).

Per questo tipo di ruota non farebbe molta differenza se non ci fossero. Ma anche se sono stati ricavati da dischi ricavati dalla lega di magnesio ricavato dal pieno, possono essere molto più sottili tra il mozzo e i cerchioni, allo stesso modo un profilo a I è più sottile di un raggio quadrato.

— mckenzm
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Ciao mckenzm, benvenuto in Engineering SE. Puoi chiarire "questo tipo di ruota" per i lettori che non intuiscono il tuo significato? Suppongo che ti riferisci alle ruote di scorta su tipiche autovetture e camion leggeri, al contrario di auto sportive e di lusso ad alte prestazioni. O forse intendevi semplicemente parlare contro solido. Inoltre, non è chiaro con chi si accetta se non si fornisce un collegamento esplicito. :)

— Air

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Si tratta di un cerchio in metallo pressato, che si abbina perfettamente ai cerchi OEM presenti su molte auto dagli anni '80. Non è un pezzo unico e ci saranno cuciture sottili. Lo stress della deformazione nella produzione aggiunge forza. Non è un "bordo diviso", né razze metalliche, né lavorato, né fuso. Senza i fori la superficie interna concava può sviluppare un vuoto parziale a velocità (effetto Bernoulli). Ma la turbolenza è generalmente considerevole. Sono costruiti secondo una specifica e un prezzo. Tipicamente accompagnato da una presa a forbice che è buona per 3 usi, che si conserva all'interno di questa "tazza" nel vano ruota di scorta.

— mckenzm,