Pourquoi les roues des voitures ont-elles des trous?

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Si vous regardez les roues de la voiture, vous remarquerez qu'elles ont des trous qui peuvent être de différentes formes (principalement circulaires ou rectangulaires).

Pourquoi ont-ils de tels trous? Cela ne réduit-il pas la rigidité des roues?

entrez la description de l'image ici

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— PaulD
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Je ne connais pas la vraie réponse, mais le bon sens me dit que le poids n'est pas un facteur réel (% insignifiant de réduction qui est probablement compensé (jeu de mots voulu) par l'usure ou la taille des pneus). La réduction de la chaleur est également peu probable car il y a déjà beaucoup de mouvement d'air et moins de métal signifie moins d'échange de chaleur - vous obtiendriez plus de surface en fermant ces trous. L'aérodynamique et l'esthétique sont les seules choses viables que je puisse imaginer. Je suppose que j'aurais pu le googler pour vous :)

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Le poids est un facteur beaucoup plus important que ce que vous lui accordez. Certains amateurs de voitures dépensent des milliers pour acheter des roues en alliage plus léger. Il offre des performances et des gains de maniabilité incroyables pour minimiser le poids non suspendu de la voiture

— MM

@Mike: Le bon sens dépend de qui est ce roturier. En tant que constructeur d'avions modèles, je peux vous dire avec certitude que le bon sens me dit que de minuscules trous sont destinés à la réduction de poids. Vous voyez cette roue et vous pensez que c'est une petite quantité de matière enlevée. Mais si vous dépouillez une voiture jusqu'à son châssis, vous verrez beaucoup plus de petits trous partout dans la carrosserie. Tous ces trous s'additionnent. Il y a un adage parmi les constructeurs d'avions (modèle et grandeur nature): il est beaucoup plus facile de réduire 1g de poids en mille endroits que de réduire un kilo de poids à partir d'un seul endroit.

— slebetman

Il vous permet d'inspecter les freins sans retirer la roue

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Lorsque l'on considère le% de poids économisé en créant des trous, ce n'est pas le% du poids de la voiture, mais l'économie par rapport au poids d'origine de la roue elle-même. Ce% peut être important. Voir ma réponse concernant l'importance de réduire le poids non suspendu.

— Steve Ives

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Les roues des voitures ont des trous principalement en raison de considérations de poids et de coût. Chaque trou est un morceau de matériau avec lequel vous ne perdez pas et n'alourdissez pas la roue.

Comme autre bonus, les trous aident à refroidir les freins en permettant la circulation d'air entre l'intérieur et l'extérieur.

La forme et la taille des trous sont calculées pour avoir un impact minimal sur l'intégrité structurelle de la roue.

— monstre à cliquet
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Exactement ce que j'aurais dit! De plus: regardez les rebords de ces trous, ils ont un petit filet pour aider contre le flambage et la propagation des fissures

— Knigge46

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Bien que le poids et le coût soient certainement des facteurs, je m'attendrais à ce que les freins soient plus sujets à la surchauffe sans trous dans les roues pour la ventilation.

— supercat

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En outre, la réduction de la masse de la roue a l'avantage supplémentaire d'être plus facile à tourner, ce qui réduit la quantité d'énergie utilisée pour faire bouger la voiture. Ainsi, non seulement la voiture est plus légère, mais les roues tournent sans perte de puissance. Correct?

— Jasper

Je suis juste en train de cracher, je ne sais pas vraiment - les jantes à trous ont-elles un meilleur rapport résistance / poids qu'une jante solide?

— coburne

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bien que ce soient des points décents / bons, le plus d'avantages, en particulier d'un point de vue technique, vient de la réduction du poids non suspendu. ce n'est pas une réponse d'ingénierie, c'est plutôt une réponse de tout homme ou une réponse du point de vue d'un technicien.

— agent provocateur

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Jusqu'à présent, de nombreuses réponses ont mentionné qu'une partie du but des trous est la réduction du poids, mais la plupart d'entre eux n'expriment pas pourquoi la réduction du poids des roues est importante. Il y a deux raisons principales; le premier (également mentionné par Steve Ives) est que les systèmes de suspension des véhicules fonctionnent mieux si la masse `` non suspendue '' est maintenue aussi faible que possible, et le second (non mentionné jusqu'à présent) est que le poids de rasage des roues contribue de manière plus significative à la performance que le rasage du poids du reste du véhicule .

$v$

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}

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

Il existe un effet supplémentaire, relativement mineur, dû à l'impulsion angulaire pour laquelle il est avantageux de réduire le poids des roues. En raison de la conservation de l'élan angulaire, la carrosserie de la voiture aura tendance à rouler vers l'extérieur d'un virage lorsque les roues sont tournées pour amorcer le virage. La réduction du moment d'inertie des roues réduit leur moment angulaire et réduit ainsi la quantité de roulis du corps lors de la direction.

— Chris Mueller
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C'est en fait la réponse la plus précise. Pour le dire en termes simples, pour chaque livre de poids enlevé des roues, c'est comme 10 livres sur le poids suspendu. C'est la raison pour laquelle Centerline a conçu les roues Convo-Pro, et pourquoi Ford est passé aux roues en fibre de carbone pour la Mustang GT350. Très bonne réponse.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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C'est la seule réponse d'ingénierie. Le poids non suspendu est l'un des facteurs les plus importants pour la conception de la suspension du véhicule et la qualité de conduite.

— agent provocateur

Parfaitement dit la réponse dans la perspective des principes d'ingénierie. :) Génial!

— Jem Eripol

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Principalement pour réduire le poids. Les caractéristiques de conduite d'une voiture sont améliorées en maintenant le `` poids non suspendu '' (le poids de la voiture non isolé du sol par des ressorts, c'est-à-dire les roues, les essieux, les moyeux, les disques de frein, les étriers, etc.) aussi bas que possible. Les trous dans les roues réduisent ce poids.

Le poids inférieur aide les parties non suspendues de la voiture à suivre de plus près les bosses et les creux de la route.

— Steve Ives
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Les trous dans les roues ont plusieurs fonctions. Ils réduisent le poids de la roue elle-même, mais pas de beaucoup. Les trous dans ces roues particulières semblent en fait ajouter de la rigidité et de la résistance à la roue. Les plis supplémentaires dans l'acier le rendent plus solide que s'il était juste plat. Les trous peuvent également aider à empêcher l'accumulation de poussière de frein. Je crois que Ratchet Freak a raison sur le flux d'air.

— Jason Hutchinson
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C'est pour le flux d'air pour permettre un refroidissement supplémentaire. Dans la plupart des situations, ce flux d'air supplémentaire ne va pas aider. Mais lorsque vous effectuez un freinage intensif venant d'une montagne, cela peut faire la différence entre votre capacité à freiner et vos freins en cas de surchauffe.

— user1689
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Oui je suis d'accord, le "moment d'inertie" est un facteur de fabrication de roues "à rayons", les trous dans les roues pressées réduiront le poids, et permettront la circulation.

La vérité est que, pour ce type de roue, elle est largement cosmétique. Il facilite également leur manipulation manuelle (trous pour les doigts).

Pour ce type de roue, cela ne ferait pas beaucoup de différence s'ils n'étaient pas là. Mais même s'ils étaient des disques fraisés en alliage de magnésium billette, ils peuvent être beaucoup plus fins entre le moyeu et les jantes, de la même manière qu'un profilé en I est plus fin qu'une poutre carrée.

— mckenzm
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Salut mckenzm, bienvenue chez Engineering SE. Pouvez-vous clarifier "ce genre de roue" pour les lecteurs qui ne comprennent pas votre sens? Je suppose que vous faites référence aux roues d'origine sur les voitures particulières et les camions légers, par opposition aux voitures de sport et de luxe hautes performances. Ou peut-être que vous vouliez simplement dire rayons contre solide. Aussi - ne savez pas avec qui vous êtes d'accord, sauf si vous fournissez un lien explicite. :)

— Air

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Il s'agit d'une jante en métal embouti, qui correspond étroitement aux jantes OEM trouvées sur de nombreuses voitures depuis les années 1980. Ce n'est pas une pièce, et il y aura des coutures subtiles. La contrainte de la déformation en fabrication ajoute de la résistance. Ce n'est pas une "jante fendue", ni filaire, ni usinée, ni coulée. Sans les trous, la surface intérieure concave peut développer un vide partiel à la vitesse (effet Bernoulli). Mais la turbulence est généralement considérable. Ils sont construits selon une spécification et un prix. Habituellement accompagné d'un vérin à ciseaux qui est bon pour 3 utilisations, qui se range à l'intérieur de cette "tasse" dans le puits de roue de secours.

— mckenzm