Warum haben Autoräder Löcher?

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Wenn Sie sich die Räder des Autos ansehen, werden Sie feststellen, dass sie Löcher haben, die unterschiedliche Formen haben können (meistens kreisförmig oder rechteckig).

Warum haben sie solche Löcher? Verringert das nicht die Steifheit der Räder?

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mechanical-engineering automotive-engineering wheels PaulD
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Ich kenne die wirkliche Antwort nicht, aber der gesunde Menschenverstand sagt mir, dass das Gewicht kein wirklicher Faktor ist (unbedeutender Prozentsatz der Reduzierung, der wahrscheinlich durch Reifenverschleiß oder -größe aufgewogen wird (Wortspiel beabsichtigt)). Eine Reduzierung der Wärmemenge ist ebenfalls unwahrscheinlich, da bereits viel Luftbewegung stattfindet und weniger Metall einen geringeren Wärmeaustausch bedeutet. Sie würden mehr Oberfläche erhalten, wenn Sie diese Löcher schließen. Aerodynamik und Ästhetik sind die einzigen realisierbaren Dinge, die ich mir einfallen lassen kann. Ich nehme an, ich hätte es für dich googeln können :)

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Gewicht ist ein viel größerer Faktor, als Sie ihm zuschreiben. Einige Autoenthusiasten geben Tausende aus, um Räder aus einer leichteren Legierung zu bekommen. Es gibt unglaubliche Leistung und Handling-Gewinne, um das ungefederte Gewicht des Autos zu minimieren

MM

@ Mike: Der gesunde Menschenverstand hängt davon ab, wer dieser einfache Mensch ist. Als jemand, der Modellflugzeuge baut, kann ich Ihnen mit Sicherheit sagen, dass der gesunde Menschenverstand mir sagt, dass winzige Löcher zur Gewichtsreduzierung dienen. Sie sehen, dass ein Rad und Sie denken, das ist eine kleine Menge an Material entfernt. Aber wenn Sie ein Auto bis zum Fahrgestell zerlegen, sehen Sie überall in der Karosserie viele kleine Löcher. All diese Löcher summieren sich. Es gibt ein Sprichwort unter Flugzeugbauern (Modell und Maßstab): Es ist viel einfacher, 1 g Gewicht an tausend Stellen zu reduzieren, als ein Kilo Gewicht an einer Stelle zu reduzieren.

Slebetman

Es ermöglicht Ihnen, die Bremsen zu überprüfen, ohne das Rad zu entfernen

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Wenn man die Gewichtsprozente berücksichtigt, die durch das Erstellen der Löcher eingespart werden, ist dies nicht der Prozentsatz des Fahrzeuggewichts, sondern die Einsparung gegenüber dem ursprünglichen Gewicht des Rads. Dieser Prozentsatz kann signifikant sein. Siehe meine Antwort bezüglich der Wichtigkeit der Reduzierung des ungefederten Gewichts.

Steve Ives

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Autoräder haben Löcher, hauptsächlich aus Gewichts- und Kostengründen. Jedes Loch ist ein Stück Material, mit dem Sie nicht das Rad verschwenden und beschweren.

Als weiterer Bonus helfen die Löcher beim Abkühlen der Bremsen, indem sie einen Luftstrom zwischen Innen und Außen ermöglichen.

Die Form und Größe der Löcher wird so berechnet, dass sie einen minimalen Einfluss auf die strukturelle Integrität des Rads haben.

Ratschenfreak
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Genau das hätte ich gesagt! Außerdem: Schauen Sie sich die

Ränder

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Während Gewicht und Kosten sicherlich Faktoren sind, würde ich erwarten, dass Bremsen ohne Löcher in den Rädern zur Belüftung anfälliger für Überhitzung sind.

Supercat

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Das Reduzieren der Masse des Rads hat außerdem den zusätzlichen Vorteil, dass es leichter zu drehen ist, wodurch die Menge an Energie reduziert wird, die zum Bewegen des Autos benötigt wird. So ist nicht nur das Auto leichter, sondern die Räder drehen sich auch ohne großen Leistungsverlust. Richtig?

Jasper

Ich spucke nur herum, ich weiß es eigentlich nicht - haben die Lochfelgen ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht als eine massive Felge?

Coburne

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Obwohl dies einige anständige / gute Punkte sind, liegt der größte Vorteil, insbesondere aus technischer Sicht, in der Reduzierung des ungefederten Gewichts. Dies ist keine technische Antwort, sondern eher eine Antwort eines Jedermanns oder eine Antwort aus Sicht eines Technikers.

Agent Provocateur

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Viele der bisherigen Antworten haben erwähnt, dass ein Teil des Zwecks der Löcher die Gewichtsreduzierung ist, aber die meisten drücken nicht aus, warum die Gewichtsreduzierung bei den Rädern wichtig ist. Es gibt zwei Hauptgründe; Das erste (auch von Steve Ives erwähnt) ist, dass die Aufhängungssysteme in Fahrzeugen besser funktionieren, wenn die ungefederte Masse so gering wie möglich gehalten wird, und das zweite (bisher nicht erwähnt) ist, dass das Spangewicht der Räder einen größeren Beitrag leistet Leistung als Gewicht vom Rest des Fahrzeugs zu rasieren .

Um zu sehen, warum dies zutrifft, betrachten Sie die Energie, die der Motor in das Fahrzeug stecken muss, um es mit einer Geschwindigkeit Bewegung zu setzen : $v$

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}

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

m_{s}

$m_s$ as the non-rotating mass of the vehicle. So, you can see that shaving mass from the wheels is equivalent to shaving a factor of $1+\eta\simeq 2$ as much mass from the non-rotating parts of the car.

There is an additional, relatively minor, effect due to angular momentum for which it is advantageous to reduce the weight of the wheels. Due to conservation of angular momentum, the body of the car will tend to roll toward the outside of a turn when the wheels are rotated to initiate the turn. Reducing the moment of inertia of the wheels reduces their angular momentum and thereby reduces the amount of body roll upon steering.

Chris Mueller
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This is actually the most accurate answer. To put it in layman's terms, for every pound of weight taken off of the wheels is like 10 pounds off the sprung weight. This is the reason Centerline designed the Convo-Pro wheels, and why Ford has gone to Carbon Fiber wheels for the Mustang GT350. Great answer.

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Dies ist die einzige technische Antwort. Das ungefederte Gewicht ist einer der größten Faktoren für das Fahrzeugfederungsdesign und die Fahrqualität.

Agent Provocateur

Perfectly said answer in the perspective of engineering principles. :) Great!

Jem Eripol

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Mainly to reduce weight. A car's handling characteristics are improved by keeping the 'unsprung weight' (the weight of the car not isolated from the ground by springs i.e. the wheels, axles, hubs, brake disks, calipers, etc.) as low as possible. Holes in the wheels reduce this weight.

The lower weight helps the unsprung portions of the car to follow the bumps and dips of the road more closely.

Steve Ives
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The holes in wheels serve a few purposes. They reduce the weight of the wheel itself, although not by much. The holes in those particular wheels actually appear to be adding rigidity and strength to the wheel. The extra folds in the steel make it stronger than if it was just flat. The holes may also help prevent the build up of brake dust. I believe Ratchet Freak is correct about airflow.

Jason Hutchinson
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Der Luftstrom sorgt für zusätzliche Kühlung. In den meisten Situationen hilft dieser zusätzliche Luftstrom nicht. Wenn Sie jedoch von einem Berg aus stark bremsen, kann dies den Unterschied zwischen dem Bremsvermögen und dem Ausfall der Bremsen durch Überhitzung ausmachen.

user1689
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Ja, ich stimme zu, das "Trägheitsmoment" ist ein Faktor bei der Herstellung von "Speichen" -Rädern. Die Löcher in den gepressten Rädern reduzieren das Gewicht und ermöglichen die Zirkulation.

Die Wahrheit ist, für diese Art von Rad ist es weitgehend kosmetisch. Es erleichtert auch die manuelle Handhabung (Fingerlöcher).

Für diesen Radtyp würde es keinen großen Unterschied machen, wenn sie nicht da wären. Aber selbst wenn sie aus einer Billet-Magnesium-Legierung gefräst wurden, können sie zwischen der Nabe und den Felgen viel dünner sein, genauso wie ein I-Träger-Profil dünner ist als ein Vierkantträger.

mckenzm
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Hallo McKenzm, herzlich willkommen bei der Engineering SE. Können Sie "diese Art von Rad" für Leser klarstellen, die Ihre Bedeutung nicht verstehen? Ich gehe davon aus, dass Sie sich auf Serienräder für typische Pkw und leichte Lkw beziehen, im Gegensatz zu Hochleistungssport- und Luxusautos. Oder vielleicht meintest du einfach Speichen gegen Feste. Außerdem ist nicht klar, mit wem Sie einverstanden sind, es sei denn, Sie geben einen expliziten Link an. :)

Air

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Dies ist eine gepresste Metallfelge, die eng mit den OEM-Felgen übereinstimmt, die seit den 1980er Jahren bei vielen Autos zu finden sind. Es ist kein Stück, und es wird subtile Nähte geben. Die Beanspruchung der Verformung bei der Herstellung erhöht die Festigkeit. Es ist weder eine "geteilte Felge", noch eine Drahtspeiche, noch eine bearbeitete oder gegossene Felge. Ohne die Löcher kann die konkave Innenfläche bei hoher Geschwindigkeit einen Unterdruck entwickeln (Bernoulli-Effekt). Die Turbulenzen sind jedoch im Allgemeinen beträchtlich. Sie sind nach einer Spezifikation und einem Preis gebaut. Wird in der Regel von einem Scherenheber begleitet, der für drei Verwendungszwecke geeignet ist und in diesem "Becher" im Reserveradkasten aufbewahrt wird.

McKenzm

Warum haben Autoräder Löcher?

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