Seberapa signifikan pengaruh penggantian roda-dengan bobot yang lebih ringan?

Inti dari penggantian hub roda adalah untuk mengurangi massa pegas (kecantikan adalah hal kedua).

Apa yang dimaksud dengan massa pegas?
Garis biru melambangkan bagian bodi, garis merah melambangkan roda, dan rangkaian komponen lainnya. Sambungannya berupa garis kuning yang melambangkan pegas dan bagian hijau yang melambangkan peredam kejut. Tentu saja, terdapat juga serangkaian mekanisme suspensi pada mobil sebenarnya untuk membatasi pergerakan roda. Bagian ini dihilangkan di sini karena kurangnya pengalaman saya.
Secara struktural, bagian massa pegas meliputi bagian merah, kuning, dan hijau yang ditunjukkan pada gambar, yaitu (namun tidak terbatas pada): hub roda, ban (termasuk sekrup), batang pengikat, pegas, peredam kejut, batang pengikat, rakitan pengereman (drum rem atau cakram rem + bellow), dan untuk beberapa model, poros transmisi, jembatan keseluruhan, dll.
Faktanya, Anda dapat memikirkannya seperti ini: alasan mengapa gambar tersebut digambar dengan cara yang aneh adalah untuk membuat orang yang tidak memiliki konsep massa pegas dan massa tak pegas membayangkan mobil seperti itu: mobil dapat dibagi menjadi dua bagian, satu bagian adalah bagian yang menggelinding ke depan melawan tanah, dan setelah pegas dan peredam kejut dilepas, masih dapat diletakkan di atas tanah dengan mantap. Bagian ini adalah massa yang tidak diprung. Bagian lainnya adalah struktur atas tempat penumpang duduk, dan jika suspensi dilepas maka bagian ini akan roboh dan menyentuh tanah. Harus ada pegas dan peredam kejut untuk menopang bagian ini. Dan bagian ini adalah bagian yang bermunculan. Kedua bagian tersebut dihubungkan dengan pegas dan peredam kejut. (Tentu saja, pegas dan peredam kejut umumnya dianggap sebagai massa tanpa pegas.)

Memahami hal ini berarti memahami dasar permasalahan ini. Hal ini juga yang menjadi alasan mengapa saya kurang puas dengan penjelasan optimasi sprung mass yang terdapat di media otomotif saat ini, yaitu membangun model yang disederhanakan tersebut kemudian memikirkan optimasi sprung mass. Ini akan menjadi lebih jelas setelah mempertimbangkannya.

Pentingnya mengurangi massa pegas
Ada pepatah: 1 kilogram massa pegas, 10 kilogram massa tanpa pegas. Artinya, pengurangan massa pegas sebanyak 1 kg akan menghasilkan efek optimasi yang kira-kira setara dengan pemotongan 10 kg massa tanpa pegas. Pernyataan ini tentu saja hanya beredar di masyarakat, dan keadaan sebenarnya lebih kompleks. Hal ini perlu dipertimbangkan dari dua aspek: secara terpisah mempertimbangkan manfaat yang didapat dari pengurangan massa pegas, dan secara komprehensif mempertimbangkan dampak massa pegas dan tanpa pegas terhadap mobil.
Pertama, mari kita lihat dampak apa yang akan ditimbulkan oleh pengurangan massa pegas.
Hal ini terutama terwujud dalam kinerja akselerasi dan deselerasi.
Inilah yang dimaksud dengan 1 kilogram massa pegas dan 10 kilogram massa tanpa pegas.

Prinsipnya mudah dimengerti. Sebagai komponen yang terhubung langsung ke poros, inersia putaran hub roda dan ban mempunyai dampak yang sangat langsung terhadap performa. Baik itu tenaga 250 PS atau 280 PS, 350 Nm atau 420 Nm, Anda harus mengatasi inersia putaran hub roda dan ban terlebih dahulu sebelum torsi dapat disalurkan melalui hub roda dan ban ke tanah. Mengurangi bobot hub roda dan ban (termasuk cakram rem yang berputar) dapat membuat transmisi tenaga menjadi lebih langsung.

Namun, hanya dengan mempertimbangkan dampak pengurangan inersia rotasi terhadap performa akselerasi dan deselerasi, tidak ada hubungannya dengan bellow dan tie rod. Karena tidak berputar bersama roda, maka kemampuan penahannya tidak berbeda dengan bagian yang tidak dipasang. Lalu mengapa mereka yang suka mengganti bellow dan cakram serta suka menimbangnya berpikir seperti ini?
Ini melibatkan aspek pertimbangan lain.
Rasio massa pegas dan massa tak pegas
Hal ini memerlukan penggunaan model sederhana yang telah dibuat sebelumnya.
Bagi sebuah mobil, permukaan jalan pasti tidak semulus kaca spion. Belum lagi berbagai lubang, speed bump, manhole cover, dan berbagai bebatuan akan menimbulkan getaran, dan jika diperhatikan dengan seksama jalan aspalnya, permukaannya cukup kasar.
Namun di dalam mobil yang nyaman, kami merasakannya sehalus sutra. Selain menggunakan kombinasi pegas dan peredam kejut yang lebih lembut, meningkatkan rasio massa pegas dan massa tak pegas juga merupakan cara yang efektif.
Truk memiliki ciri yang menarik: ketika kosong, kendaraan bergetar hebat, dan harus memuat sesuatu agar dapat dikendarai dengan baik.

Alasannya adalah rasio massa pegas dan massa tak pegas meningkat.

Mari kembali ke model yang disederhanakan. Semua pantulan di jalan awalnya diterapkan pada bagian yang tidak dipasang. Pantulan bagian yang tidak berpegas kemudian mempengaruhi bagian yang berpegas melalui pegas dan peredam kejut. Dalam keadaan diam, berat yang ditanggung oleh pegas adalah berat bagian pegas. Ketika bagian yang tidak dipasang mengalami pantulan, jika pegas terkompresi atau mengembang maka akan mengganggu keseimbangan dan menimbulkan tekanan tambahan. Menurut hukum kedua Newton, tekanan yang diberikan pegas pada bagian yang tidak berpegas juga akan diterapkan sama besarnya pada bagian yang berpegas. Saat ini, ada dua pilihan (atau keduanya dapat diadopsi):

Pertama, menambah massa bagian pegas, seperti halnya memuat truk dengan barang, dengan menambah massa bagian pegas untuk melemahkan percepatan yang disebabkan oleh pantulan bagian tanpa pegas yang disalurkan melalui pegas. Singkatnya, berat kendaraanlah yang menahan pantulan ke bawah.
Kedua, kurangi massa bagian yang tidak berpegas, sehingga gaya pantulan yang diperlukan bagian yang tidak berpegas untuk menghasilkan pantulan yang sama berkurang, untuk mengurangi dampak pada bagian yang berpegas.

Singkatnya, rasio massa bagian yang berpegas dan tidak berpegas perlu ditingkatkan.
Tentu saja, situasi yang ideal adalah bahwa massa bagian yang berpegas dan yang tidak berpegas sama-sama berkurang, namun pengurangan pada bagian yang tidak berpegas lebih besar daripada pengurangan pada bagian yang berpegas. Rasio keseluruhan massa bagian yang berpegas dan tidak berpegas masih meningkat.
Oleh karena itu, sebagian orang sering mengatakan bahwa kendaraan yang lebih berat melaju lebih stabil pada kecepatan tinggi. Hal ini agak masuk akal, tetapi pernyataan yang lebih akurat adalah bahwa rasio massa bagian yang berpegas dan yang tidak berpegas besar, dan penggeraknya lebih stabil.

Pegas dan peredam kejut yang sangat diperlukan
Sebagai bagian yang menghubungkan kedua bagian dan bertugas menopang, menyalurkan gaya, dan menyerap benturan, pemilihan pegas dan peredam kejut memiliki pengaruh yang lebih besar. Besar kecilnya gaya pantulan bagian unsprung yang dipantulkan ke bagian sprung lebih ditentukan oleh pegas dan peredam kejut.
Jadi: Modifikasi adalah proses rekayasa yang sistematis, dan penting untuk menghindari{0}}modifikasi sepihak.