Широкие колеса позволяют увеличить потенциал самой разнообразной техники в специфическом применении. С ростом ширины шин происходит и увеличение пятна контакта – именно это используется для решения тех или иных задач.
Широкие колеса ставят на велосипеды и мотоциклы, на легковые автомобили и вездеходы, в связи с чем в настоящей статье мы разберем особенности и сопутствующие последствия.
Зачем широкие колеса ставят
Установкой широких колес как правило преследуют какую-то из следующих основных целей:
повышение проходимости;
достижение необходимого уровня сцепления с покрытием при наращивании мощности двигателя;
обеспечение более скоростного прохождения поворотов по сухим твердым покрытиям;
изменение внешнего вида.
Возможны и более узкие специфические цели, такие как, например, снижение разрушающего воздействия вездеходов на растительный покров в тундровых районах или снижение веса и расхода топлива грузовиков путем перехода с двускатной ошиновки ведущей оси на односкатную с широкими колесами.
Основные последствия установки широких колес
О каких бы транспортных средствах ни шла речь, установка широких колес имеет общие основные последствия:
возрастет вес отдельного колеса;
изменятся сцепные свойства шин из-за увеличения площади пятна контакта, что в одних условиях скажется положительно на устойчивости машины на дороге, а в других — отрицательно;
уменьшится удельное давление шин на поверхность;
повысится проходимость по песку, рыхлой земле, траве, болотистой местности и т.п.;
повысится расход топлива (энергии) из-за роста сопротивления качению, веса и площади контакта с зыбким покрытием;
повысится вибрационная нагрузка при движении по дорогам с плохим покрытием;
при превышении оптимального размера ухудшится разгонная динамика;
снизится максимальная скорость;
скорее несколько уменьшится чувствительность рулевого управления;
может ухудшится курсовая устойчивость, особенно при изменении вылета колесных дисков;
возрастет чувствительность автомобиля к колейности дорожного покрытия;
на технике без усилителя рулевое управление станет более тяжелым (вырастут усилия на руле при поворотах);
интенсивнее происходит загрязнение боковин кузова автомобиля, вылетающие твердые частицы активно разрушают лакокрасочное покрытие кузова за колесами, «обходя» штатные брызговики.
В отношении изменения динамических возможностей важно понимать, что слишком узкие шины при резком старте будут проскальзывать и не позволят в полной мере реализовать высокий потенциал мотора. В то же время, с некоторого размера, нагрузки и сопротивление больших колес превысят оптимальные и разгонная динамика упадет.
Так же неоднозначна ситуация и со сцепными свойствами, для обеспечения которых должно быть обеспечено оптимальное давление в пятне контакта шин. Если увеличить пятно путем расширения шин, то показатель давления уменьшится, ведь рост массы машины только из-за колес изменится не так значительно — это приведет к более ранней потере управляемости на скользких покрытиях. Например, протектор шин раньше перестанет продавливать водяной слой на влажной дороге и шина «всплывет» на скорости, утратив сцепление и приведя к потере управляемости машины. Иногда ситуацию можно поправить установкой более высококачественных шин с улучшенной стойкостью к аквапланированию, но это не всегда возможно, а когда возможно – то существенно дороже и помогает лишь до некоторого предела.
Если же рассматривать ситуацию глубокой модификации техники, сопровождаемой существенным наращиванием мощности и общей массы, то установка более широких шин будет целесообразной.
Рекомендованные широкие колеса
Руководства по эксплуатации от производителей техники содержат сведения о рекомендуемых размерах шин. Чем больше вариаций исполнения данной модели по мощности силовых установок и по снаряженной массе, тем больше вариантов и тем более ширина будет различаться в минимальном и максимальном рекомендованном значении.
При первичной комплектации производитель техники ставит оптимальные по ширине и диаметру колеса именно – они сбалансированы по ширине к массе и мощности двигателя данной модификации, а значит обеспечивают хорошее соотношение сцепных свойств, управляемости, экономичности и достаточно раскрывают потенциал двигателя.
Нередко автовладельцы, формально используя присутствие максимальных типоразмеров в руководстве по эксплуатации на свою модель, ставят наиболее широкие колеса из указанных на свою технику в комплектации с минимальным по мощности двигателем и массой. Разумеется, при этом нарушается оптимальный баланс и наиболее остро проявляются все негативные последствия.
Велосипед с широкими колесами называется фэт-байк
Велосипед на толстых шинах (fat-bike, от fat — толстый). Он обладает повышенной проходимостью по различным типам зыбких поверхностей (снегу, песку, высокой траве и др.), которые плохо или совсем не проходимы для других типов велосипедов.
Фэт-байк (иногда говорят фатбайк, велик) с широкими колесами комплектуется особыми велосипедными шинами шириной от 3,5 до 5 дюймов на ободах шириной от 65 до 100 мм. Разумеется, такое решение влечет применение специальной широкой передней вилки и рамы в зоне крепления заднего колеса. Давление в таких широких шинах для велосипеда регулируется в диапазоне от 0,2 до 2,0 кг/см2 (2,9 – 29 psi) в зависимости от условий движения.
Мотоцикл с широкими колесами
Мототехника на широких колесах создается для решения следующих задач:
для повышения проходимости по грунтовым дорогам или вне дорог общего пользования;
для эффективной реализации разгонной динамики мотоциклов с мощными двигателями;
для повышения устойчивости в поворотах и повышения скорости их прохождения, что актуально для спортивных дисциплин.
Узкое ведущее колесо мотоцикла не позволит реализовать потенциал достаточно мощного мотора из-за недостаточных сцепных свойств. Именно поэтому на мощных мотоциклах заднее колесо существенно шире переднего.
Вездеходы с широкими колесами на шинах низкого давления
Вездеходная техника с широкими колесами отличается высокой проходимостью по зыбким поверхностям и топким местам. Отдельные модели за счет достаточного объема воздуха и правильной развесовки могут преодолевать болотистые места и водные преграды.
На широких колесах вездеходов применяются шины низкого давления, которые обеспечивают максимальную проходимость и минимальное удельное давление на грунт. Особенно такое решение востребовано в тундровой зоне с длительным периодом восстановления растительного слоя при его разрушении.
Широкие колеса своими руками для самодельных вездеходов изготавливают как правило из сельхозшин подходящего размера. При этом чаще снимают (обдирают) поверхностный слой и удаляют некоторое количество выступов протектора (чаще через один) для лучшей самоочистки в грязи. Шины низкого давления на вездеходы, отличающиеся так же и значительной шириной, выпускаются и промышленным способом серийно – такой вариант легален и более безопасен, по сравнению с кустарным способом «модификации» сельхозшин.
Широкие колеса на автомобиль
Более широкие колеса на дорожные автомобили ставят для достижения следующих основных целей:
привести сцепные свойства шин к увеличенному потенциалу двигателя (например, после тюнинга двигателя или его замены на более мощную модель);
обеспечить скоростное прохождения поворотов, что актуально для спортивных дисциплин на сухих твердых покрытиях;
изменить внешний вид, ведь с более широкими шинами по мнению многих автомобиль смотрится выигрышнее.
Часто простой заменой шин дело не обходится. Чтобы резина правильно сидела без деформации протекторной зоны и риска саморазбортовки, показатель ширины колесного диска должен быть меньше на 5-25% показателя ширины шины. Оптимальное значение будет примерное посередине.
Более того, при значительном наращивании размера шины так же нужно выносить из колесной ниши, подобрав колесные диски с другим вылетом (показатель ЕТ в маркировке). Если этого не сделать, то шина будет задевать за колесную арку или компоненты подвески, а самые широкие просто не встанут на место. Нередко дело идет еще дальше и требуются серьезные работы — изменение формы крыльев кузова (подрезка или раскатка) или увеличение колесных арок, укорачивание моста и т.д.
Широкие колеса на грузовик
Опуская из-за полной аналогии вопросы повышения проходимости, о которых мы рассказали подробно выше при рассмотрении общей части и применительно к другим видам транспортных средств, стоит упомянуть применение широких колес на грузовиках на ведущих осях. Такие колеса существенно шире привычных, но ставятся они в порядке одинарной ошиновки на ведущей оси вместо двойной. Такое колесное решение не уступает традиционному по грузоподъемности, однако позволяет существенно снизить массу ориентировочно по 100 кг на одну ось и получить экономию в расходе топлива (энергии).
Заключение
Для дорожных мотоциклов и автомобилей повседневного использования лучше использовать размер, рекомендованный производителем именно для данной модификации. Техника перед началом выпуска проходит полный цикл испытаний на управляемость, безопасность и динамические возможности. В итоге заводские параметры колес представляют собой оптимальное сочетание практичности, экономичности, безопасности и возможностей реализации потенциала двигателя.
Широкие колеса могут ставится для решения разных специфических задач, зачастую не реализуемых иными способами, однако всегда это сопряжено с известными побочными последствиями.
Рассматривая вариант установки более широких колес, надо четко понимать цель и пределы ее достижимости, придерживаться легального пути действий, отдавать себе отчет о неизбежных негативных последствиях и о цене вопроса.