왜 자동차 바퀴에 구멍이 있습니까?

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자동차의 바퀴를 보면 다른 형태 (주로 원형 또는 직사각형)의 구멍이 있음을 알 수 있습니다.

왜 그런 구멍이 있습니까? 그게 바퀴의 강성을 줄이지 않습니까?

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

mechanical-engineering automotive-engineering wheels

— PaulD
소스

나는 실제 대답을 모르지만 상식에 따르면 무게는 실제 요소가 아닙니다 (타이어 마모 또는 크기로 인해 무게가 초과 될 가능성이 큰 (%)). 이미 공기 이동이 많고 금속이 적을수록 열 교환이 적기 때문에 열 감소도 거의 없습니다. 공기 역학과 미학은 내가 생각 해낼 수있는 유일한 실행 가능한 것들입니다. 나는 당신을 위해 그것을 구글 검색 할 수 있다고 생각합니다 :)

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무게는 당신이 그것을 제공하는 것보다 훨씬 큰 요소입니다. 일부 자동차 애호가들은 가벼운 합금으로 만들어진 바퀴를 얻기 위해 수천을 소비합니다. 그것은 놀라운 차의 무게 를 최소화하기 위해 놀라운 성능과 핸들링을 제공합니다

— MM

@ 마이크 : 상식은 그 평민이 누구인지에 달려 있습니다. 모형 비행기를 제작하는 사람으로서 작은 구멍이 체중 감량을위한 것임을 상식적으로 알 수 있습니다. 하나의 바퀴를보고 소량의 재료를 제거했다고 생각합니다. 그러나 차를 차체로 벗기면 차체의 모든 곳에서 훨씬 더 작은 구멍이 보입니다. 모든 구멍이 합쳐집니다. 비행기 제작자 (모델 및 전체 규모) 사이에 격언이 있습니다. 한 곳에서 킬로그램의 무게를 줄이는 것보다 천 곳에서 1g의 무게를 줄이는 것이 훨씬 쉽습니다.

— slebetman

휠을 제거하지 않고도 브레이크를 점검 할 수 있습니다.

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구멍을 만들어서 절약 된 무게의 %를 고려할 때, 그것은 자동차 무게의 %가 아니라 바퀴 자체의 원래 무게에 대한 절약입니다. 그 %는 중요 할 수 있습니다. 스프링 무게 감소의 중요성에 대한 내 답변을 참조하십시오.

— Steve Ives

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자동차 바퀴는 무게와 비용을 고려하여 구멍이 있습니다. 각 구멍은 낭비하지 않고 바퀴를 계량하지 않는 재료 덩어리입니다.

또 다른 보너스로, 구멍은 내부와 외부 사이에 공기 흐름을 허용하여 브레이크 냉각에 도움이됩니다.

구멍의 모양과 크기는 휠의 구조적 무결성에 최소한의 영향을 미치도록 계산됩니다.

— 래칫 괴물
소스

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정확히 내가 말한 것! 추가 사항 :이 구멍의 가장자리를 살펴보면 좌굴과 균열 전파를

— 막을

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무게와 비용은 확실히 요소이지만, 환기를 위해 휠에 구멍이 없으면 브레이크가 과열되는 경향이 있습니다.

— supercat

1

또한 휠의 질량을 줄이면 회전하기가 더 쉽다는 이점이 있으며, 이는 차량 이동에 사용되는 에너지 양을 줄입니다. 따라서 자동차는 더 가벼울뿐만 아니라 휠의 동력 손실없이 회전합니다. 옳은?

— 재스퍼

나는 방금 뱉어 내고, 실제로 모른다-홀리 림은 단단한 림보다 강도 대 무게 비율이 더 낫습니까?

— coburne

1

이것들은 괜찮은 점이지만 좋은 점이지만, 특히 공학적 관점에서 볼 때 가장 큰 이점은 튀지 않는 무게를 줄이는 것입니다. 이것은 공학적 답변이 아니며, 모든 사람의 답변이나 기술자의 견해에 대한 답변입니다.

— 에이전트 도발 사

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지금까지 많은 답변에서 구멍의 목적 중 일부는 무게 감소라고 언급했지만 대부분 바퀴의 무게 감소가 중요한 이유는 밝히지 않았습니다. 두 가지 주요 이유가 있습니다. 첫 번째 (스티브 아이브스 (Steve Ives)에 의해 언급 됨)는 '언 스프링 (unsprung)'질량을 가능한 한 낮게 유지하면 차량의 서스펜션 시스템이 더 잘 작동하고, 두 번째 (지금까지 언급되지 않은)는 휠에서 무게를 줄이는 것이 더 크게 기여 한다는 것입니다 나머지 차량의 중량을 면도하는 것보다 성능이 뛰어납니다 .

이것이 사실 인 이유를 보려면, 속도 이동하기 위해 엔진이 차량에 넣어야하는 에너지를 고려하십시오 : $v$ 바퀴의 경우, 선 속도로 각속도를로 표현할 수 있습니다

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

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

여기서

은 휠의 반지름입니다. 바퀴의 관성 모멘트는

로 표현 될 수 있습니다.여기서

는 바퀴의 질량입니다. 여기서

는

사이의 숫자입니다.

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

$\eta$

1이지만 가까이 1 바퀴 인 사람에 가까운고체 디스크보다 얇은 후프. 이 모든 것을 다시 붙이면

가

\frac{1}{2}

$\frac12$

I 사용한

차량의 비 회전 질량있다. 따라서,휠에서 발생하는면도 질량은 자동차의 비 회전 부품에서 발생하는 질량보다만큼면도하는 것과 같습니다.

\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}

$\begin{align} E&=\frac12 m_tv^2+\frac12\eta\ m_dr^2\frac{v^2}{r^2}\\ &=\frac12 (m_s+m_d)v^2+\frac12\eta\ m_dv^2\\ &=\frac12[m_s+(1+\eta)m_d]v^2, \end{align}$

m_{s}

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

휠의 무게를 줄이는 것이 유리한 각도 운동량으로 인한 추가의 상대적으로 작은 효과가 있습니다. 각도 운동량의 보존으로 인해, 차체는 바퀴가 회전을 시작하여 회전을 시작할 때 회전 외부를 향해 구르는 경향이 있습니다. 휠의 관성 모멘트를 줄이면 각 모멘텀이 줄어들어 조향시 바디 롤의 양이 줄어 듭니다.

— 크리스 뮬러
소스

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이것은 실제로 가장 정확한 답변입니다. 평신도의 관점에서 말하면, 바퀴에서 내리는 모든 무게 파운드는 스프링 무게에서 10 파운드 떨어져 있습니다. 이것이 Centerline이 Convo-Pro 휠을 설계 한 이유이며, Ford가 Mustang GT350을 위해 탄소 섬유 휠을 사용한 이유입니다. 좋은 대답입니다.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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이것이 유일한 엔지니어링 답변입니다. 스프링 무게 감소는 차량 서스펜션 설계 및 승차 품질의 가장 큰 요소 중 하나입니다.

— 에이전트 도발 사

엔지니어링 원칙의 관점에서 완벽하게 대답했습니다. :) 좋아!

— Jem Eripol

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주로 체중을 줄이기 위해. '스프링 방지 중량'(스프링, 차축, 허브, 브레이크 디스크, 캘리퍼 등 스프링에 의해지면에서 분리되지 않은 자동차의 무게)을 최대한 낮게 유지함으로써 자동차의 취급 특성이 향상됩니다. 바퀴의 구멍이이 무게를 줄입니다.

더 낮은 무게는 차의 튀어 나온 부분이 도로의 충돌과 딥을 더 밀접하게 따르도록 도와줍니다.

— 스티브 아이브스
소스

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바퀴 구멍은 몇 가지 목적으로 사용됩니다. 그것들은 바퀴 자체의 무게를 줄이지 만 많이는 아닙니다. 이러한 특정 바퀴의 구멍은 실제로 바퀴에 강성과 강도를 추가하는 것으로 보입니다. 강철의 여분의 접힘은 평평한 경우보다 강하게 만듭니다. 구멍은 또한 브레이크 먼지가 쌓이는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 나는 공기 흐름에 대해 래칫 괴물이 맞다고 생각합니다.

— 제이슨 허친슨
소스

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공기 흐름이 추가 냉각을 허용합니다. 대부분의 경우 추가 공기 흐름이 도움이되지 않습니다. 그러나 산에서 강한 제동을 할 때는 제동 능력과 과열로 인한 제동 사이의 차이를 만들 수 있습니다.

— 사용자 1689
소스

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예, "관성 모멘트"는 "스포크 된"휠을 만드는 요소이며, 프레스 된 휠의 구멍은 무게를 줄이고 순환을 허용합니다.

진실은 이런 종류의 바퀴에 있어서는 대체로 화장품입니다. 또한 손으로 쉽게 다룰 수 있습니다 (손가락 구멍).

이 유형의 휠의 경우 휠이 없으면 큰 차이가 없습니다. 그러나 빌릿 마그네슘 합금으로 디스크를 밀링하더라도 I 빔 프로파일이 정사각형 빔보다 얇은 방식으로 허브와 림 사이에서 훨씬 더 얇을 수 있습니다.

— 맥켄 즈
소스

mckenzm 님, Engineering SE에 오신 것을 환영합니다. 당신의 의미를 이해하지 못하는 독자들을 위해 "이 종류의 바퀴"를 명확히 할 수 있습니까? 고성능 스포츠 및 고급 차량과 달리 일반적인 승용차 및 소형 트럭의 재고 휠을 참조한다고 가정합니다. 아니면 단순히 말한 대 견고 함을 의미했을 수도 있습니다. 또한-명시적인 링크를 제공하지 않는 한 누가 동의하는지 명확하지 않습니다. :)

— Air

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이것은 1980 년대 이후 많은 자동차에서 발견 된 OEM 림과 밀접하게 일치하는 압축 금속 림입니다. 한 조각이 아니며 미묘한 이음새가 있습니다. 제조시 변형의 응력은 강도를 추가합니다. "스플릿 림"이 아니며 와이어 스포크, 가공 또는 캐스트가 아닙니다. 구멍이 없으면 오목한 내부 표면이 속도에서 부분 진공을 발생시킬 수 있습니다 (베르누이 효과). 그러나 난기류는 일반적으로 상당합니다. 그것들은 사양과 가격에 맞춰져 있습니다. 일반적으로이 "컵"내부를 예비 휠에 잘 보관하는 3 가지 용도에 적합한 가위 잭이 있습니다.

— mckenzm