車の車輪に穴があるのはなぜですか？

22

車のホイールを見ると、さまざまな形（ほとんどが円形または長方形）の穴が開いていることがわかります。

なぜ彼らはそのような穴を持っていますか？それは車輪の剛性を低下させませんか？

ここに画像の説明を入力してください

mechanical-engineering automotive-engineering wheels

— PaulD
ソース

私は本当の答えを知りませんが、常識は重量が実際の要因ではないことを教えてくれます（タイヤの摩耗やサイズによって重くなりそうな（意図された）重要でない減少の％）。すでに多くの空気の動きがあり、金属が少ないことは熱交換が少ないことを意味するため、熱の減少も起こりそうにありません。私が思いつくことができるのは、空力と美学だけです。私はあなたのためにそれを

3

重量は、クレジットを与えるよりもはるかに大きな要因です。一部の自動車愛好家は、より軽い合金で作られた車輪を手に入れるために何千も費やしています。車のバネ下重量を最小限に抑えるために信じられないほどのパフォーマンスとハンドリングゲインを提供します

— MM

@マイク：常識は、その一般人が誰であるかに依存します。模型飛行機を作る人として、私は常識からわかるように、小さな穴は軽量化のためのものだと言っています。1つのホイールが表示され、少量の材料が除去されたと思われます。しかし、車を車台に降ろすと、車体のいたるところにもっと小さな穴がたくさんあります。それらすべての穴が増えます。飛行機ビルダー（モデルとフルスケール）の間で格言があります。1箇所で1キロの重量を減らすよりも、千箇所で1グラムの重量を減らす方がはるかに簡単です。

— スリーブマン

それはあなたがホイールを削除せずにブレーキを点検することができます

1

穴を作成することによって節約される重量の割合を考慮する場合、それは車の重量の割合ではなく、ホイール自体の元の重量に対する節約です。その％は重要です。バネ下重量を減らすことの重要性に関する私の答えをご覧ください。

— スティーブアイヴス

27

車のホイールには、主に重量とコストを考慮して穴があります。各穴は、ホイールを無駄にしたり重くしたりしない材料の塊です。

別のボーナスとして、穴は内側と外側の間の空気の流れを可能にすることでブレーキを冷却するのに役立ちます。

穴の形状とサイズは、ホイールの構造的完全性への影響が最小限になるように計算されます。

— ラチェットフリーク
ソース

2

まさに私が言ったことだろう！Additionaly：これらの穴の縁を見てください。座屈と亀裂の伝播を

— 防ぐ

2

重量とコストは確かに要因ですが、ブレーキは換気用の車輪に穴がなければ過熱しやすいと予想されます。

— スーパーキャット

1

また、車輪の質量を減らすことは、回転しやすくなるという追加の利点があり、車を動かすのに使用されるエネルギーの量を減らします。そのため、車が軽くなるだけでなく、車輪はあまり電力を失うことなく回転します。正しい？

— ジャスパー

私はただ吐き出しているだけです、実際にはわかりません-穴のあるリムは、頑丈なリムよりも強度と重量の比が優れていますか？

— コバーン

1

これらはある程度の良い点ですが、特に工学的な観点からの最大の利点は、バネ下重量を減らすことです。これは工学的な答えではなく、全員の答え、または技術者の観点からの答えです。

— エージェント挑発者

19

これまでの回答の多くは、穴の目的の一部が軽量化であると述べましたが、それらのほとんどは、ホイールの軽量化が重要である理由を表明していません。2つの主な理由があります。1つ目（スティーブアイブスも言及）は、「ばね下」質量をできるだけ低く保つと車両のサスペンションシステムの動作が向上することです。車両の残りの部分から重量を剃るよりもパフォーマンスに。

$v$

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

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

m_{s}

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

角運動量による追加の比較的小さな影響がありますが、ホイールの重量を減らすことが有利です。角運動量の保存のため、車のボディは、回転を開始するためにホイールが回転すると、回転の外側に向かって転がる傾向があります。車輪の慣性モーメントを減らすと、車輪の角運動量が減り、それによりステアリング時の車体のロール量が減ります。

— クリス・ミューラー
ソース

2

これが実際に最も正確な答えです。素人の言葉で言えば、車輪から取り出される重量1ポンドごとに、ばね上重量から10ポンド減ることになります。これがCenterlineがConvo-Proホイールを設計した理由であり、FordがMustang GT350のカーボンファイバーホイールに移行した理由です。素晴らしい答え。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

1

これが唯一のエンジニアリングの答えです。バネ下重量は、車両のサスペンション設計と乗り心地の最大の要因の1つです。

— エージェント挑発者

エンジニアリングの原則の観点から完全に答えを述べました。：）すばらしいです！

— ジェムエリポール

17

主に重量を減らすため。「ばね下重量」（ばね、つまり車輪、車軸、ハブ、ブレーキディスク、キャリパーなどによって地面から隔離されていない車の重量）をできるだけ低く保つことで、車の取り扱い特性が改善されます。車輪の穴はこの重量を減らします。

重量が小さいと、車のばね下の部分が道路の凹凸にさらに厳密に追従できます。

— スティーブアイブス
ソース

5

車輪の穴にはいくつかの目的があります。ホイール自体の重量は減りますが、それほどではありません。これらの特定のホイールの穴は、実際にホイールに剛性と強度を追加しているように見えます。スチールの余分な折り目により、スチールが単なる平坦である場合よりも強くなります。穴は、ブレーキダストの蓄積を防ぐのにも役立ちます。ラチェットフリークは気流について正しいと思います。

— ジェイソン・ハッチンソン
ソース

4

空気の流れが余分な冷却を可能にします。ほとんどの場合、余分な空気流は役に立たないでしょう。しかし、山から降りる際に激しいブレーキをかけている場合、ブレーキをかけることができるかどうかと、ブレーキが過熱して失敗することとの間に違いが生じる可能性があります。

— user1689
ソース

3

はい、私は同意します。「慣性モーメント」は「スポーク」ホイールを作る要因であり、押されたホイールの穴は重量を減らし、循環を可能にします。

真実は、この種のホイールの場合、それは主に化粧品です。 また、手動での取り扱いが容易になります（指の穴）。

このタイプのホイールの場合、それらがなければ大きな違いはありません。しかし、それらがビレットマグネシウム合金からフライス加工されたディスクであったとしても、ハブとリムの間ははるかに薄くなる可能性があります。同様に、Iビームプロファイルは正方形ビームよりも薄くなります。

— マッケンズム
ソース

こんにちは、mckenzm、Engineering SEへようこそ。あなたの意味を直観しない読者のために「この種の車輪」を明確にできますか？高性能のスポーツ車や高級車とは対照的に、一般的な乗用車や軽トラックのストックホイールに言及していると思います。あるいは、単に話し言葉と堅実な言葉を単に意味したのかもしれません。また、明示的なリンクを提供しない限り、誰に同意するか明確ではありません。:)

— 航空

1

これはプレス加工された金属製のリムで、1980年代以来多くの車に見られるOEMリムにぴったりと一致しています。それはワンピースではなく、微妙な縫い目があります。製造時の変形のストレスは強度を追加します。「分割リム」でも、ワイヤースポークでも、機械加工でも、鋳造でもありません。穴がないと、凹状の内面は速度で部分真空を発生させる可能性があります（ベルヌーイ効果）。しかし、乱流は一般にかなりのものです。それらは仕様と価格に基づいて構築されています。通常、3回の使用に適したシザージャッキが付属し、スペアホイールのこの「カップ」内に適切に格納されます。

— mckenzm