Por que as rodas do carro têm orifícios?

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Se você der uma olhada nas rodas do carro, perceberá que elas têm orifícios que podem ter formas diferentes (principalmente circulares ou retangulares).

Por que eles têm esses buracos? Isso não reduz a rigidez das rodas?

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— PaulD
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Não sei a resposta real, mas o bom senso me diz que o peso não é um fator real (% insignificante de redução que provavelmente é superada (trocadilhos) pelo desgaste ou tamanho dos pneus). A redução de calor também é improvável, pois já existe muito movimento do ar e menos metal significa menos troca de calor - você obteria mais área de superfície fechando esses orifícios. Aerodinâmica e estética são as únicas coisas viáveis que eu posso inventar. Acho que eu poderia ter pesquisei isso por você embora :)

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O peso é um fator muito maior do que você acredita. Alguns entusiastas de carros gastam milhares para adquirir rodas feitas de uma liga mais leve. Dá ganhos de desempenho e manuseio incríveis para minimizar o peso não suspenso do carro

— MM

@ Mike: O senso comum depende de quem é esse plebeu. Como alguém que constrói modelos de aviões, posso garantir que o bom senso me diz que pequenos orifícios são para redução de peso. Você vê aquela roda e acha que é uma pequena quantidade de material removido. Mas se você colocar um carro no chassi, verá muito mais buracos minúsculos em toda parte na carroceria. Todos esses buracos se somam. Há um ditado entre os construtores de aviões (modelo e escala completa): é muito mais fácil reduzir 1g de peso em mil lugares do que reduzir um quilo de peso a partir de um único local.

— Slebetman 20/05

Ele permite que você inspecione os freios sem remover a roda

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Ao considerar a% de peso economizado com a criação dos orifícios, não é a% do peso do carro, mas a economia com o peso original da própria roda. Essa% pode ser significativa. Veja minha resposta sobre a importância de reduzir o peso não suspenso.

— Steve Ives

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As rodas dos carros têm orifícios devido principalmente a considerações de peso e custo. Cada buraco é um pedaço de material com o qual você não está desperdiçando e sobrecarregando a roda.

Como outro bônus, os orifícios ajudam a resfriar os freios, permitindo o fluxo de ar entre o interior e o exterior.

A forma e o tamanho dos furos são calculados para ter um impacto mínimo na integridade estrutural da roda.

— catraca arrepiante
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Exatamente o que eu teria dito! Adicionalmente: olhar para as jantes destes buracos, eles têm um pouco de filé de ajuda contra flambagem e propagação de fissuras

— Knigge46

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Embora peso e custo sejam certamente fatores, eu esperaria que os freios fossem mais propensos a superaquecimento sem orifícios nas rodas para ventilação.

— Supercat

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Além disso, reduzir a massa da roda tem o benefício adicional de ser mais fácil de girar, o que reduz a quantidade de energia usada para fazer o carro se mover. Portanto, não só o carro é mais leve, como as rodas giram sem tanta perda de potência. Corrigir?

— Jasper

Eu sou apenas cuspidor de bola, eu realmente não sei - as jantes tipo buraco-y têm uma relação força / peso melhor do que uma jante sólida?

— Coburne

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Embora esses sejam alguns pontos decentes / bons, o maior benefício, especialmente do ponto de vista da engenharia, vem da redução de peso não suspenso. essa não é uma resposta de engenharia, é mais uma resposta de todo mundo ou uma resposta do ponto de vista de um técnico.

— agent provocateur

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Até agora, muitas das respostas mencionaram que parte do objetivo dos furos é a redução de peso, mas a maioria não expressa por que a redução de peso nas rodas é importante. Existem duas razões principais; a primeira (também mencionada por Steve Ives) é que os sistemas de suspensão nos veículos operam melhor se a massa 'não suspensa' for mantida o mais baixa possível, e a segunda (não mencionada até agora) é que o peso das rodas nas rodas contribui mais significativamente desempenho do que o barbear do resto do veículo .

$v$

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}

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

Há um efeito adicional, relativamente menor, devido ao momento angular, pelo qual é vantajoso reduzir o peso das rodas. Devido à conservação do momento angular, a carroceria do carro tenderá a rolar para o exterior de uma curva quando as rodas forem giradas para iniciar a curva. Reduzir o momento de inércia das rodas reduz seu momento angular e, assim, reduz a quantidade de rotação da carroceria na direção.

— Chris Mueller
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Esta é realmente a resposta mais precisa. Em termos leigos, para cada quilo de peso retirado das rodas é igual a 10 libras do peso suspenso. Esta é a razão pela qual a Centerline projetou as rodas Convo-Pro e a razão pela qual a Ford optou pelas rodas de fibra de carbono do Mustang GT350. Ótima resposta.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Esta é a única resposta de engenharia. O peso não suspenso é um dos maiores fatores para o design da suspensão do veículo e a qualidade da condução.

— agent provocateur

Perfeitamente disse resposta na perspectiva dos princípios de engenharia. :) Ótimo!

— precisa saber é o seguinte

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Principalmente para reduzir o peso. As características de manuseio de um carro são aprimoradas, mantendo o 'peso não suspenso' (o peso do carro não isolado do solo por molas, como rodas, eixos, cubos, discos de freio, pinças, etc.) o mais baixo possível. Os furos nas rodas reduzem esse peso.

O peso mais baixo ajuda as partes não suspensas do carro a seguir os solavancos e quedas da estrada mais de perto.

— Steve Ives
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Os furos nas rodas servem para alguns propósitos. Eles reduzem o peso da roda em si, embora não muito. Os furos nessas rodas em particular parecem adicionar rigidez e força à roda. As dobras extras no aço o tornam mais forte do que se fosse plano. Os orifícios também podem ajudar a impedir o acúmulo de poeira nos freios. Acredito que Ratchet Freak esteja correto sobre o fluxo de ar.

— Jason Hutchinson
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É para o fluxo de ar permitir um resfriamento extra. Na maioria das situações, esse fluxo de ar extra não ajuda. Mas quando você está travando pesado saindo de uma montanha, pode fazer a diferença entre você ser capaz de frear e os freios falharem por superaquecimento.

— user1689
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Sim, eu concordo, o "momento de inércia" é um fator na fabricação de rodas "raiadas", os furos nas rodas pressionadas reduzirão o peso e permitirão a circulação.

A verdade é que, para esse tipo de roda, é amplamente cosmética. Também os torna mais fáceis de manusear manualmente (orifícios para os dedos).

Para este tipo de roda, não faria muita diferença se eles não estivessem lá. Mas, mesmo que fossem discos fresados a partir de liga de magnésio de tarugos, eles podem ser muito mais finos entre o cubo e as jantes, da mesma forma que um perfil de viga I é mais fino que um raio quadrado.

— mckenzm
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Oi mckenzm, bem-vindo ao Engineering SE. Você pode esclarecer "esse tipo de roda" para leitores que não intuem seu significado? Suponho que você esteja se referindo às rodas de estoque em carros de passeio e caminhões leves, em oposição aos carros esportivos e de luxo de alto desempenho. Ou talvez você simplesmente quis dizer spoked vs. solid. Além disso - não está claro com quem você concorda, a menos que você forneça um link explícito. :)

— Air

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Trata-se de um aro de metal prensado, que se aproxima das jantes OEM encontradas em muitos carros desde os anos 80. Não é uma peça, e haverá costuras sutis. O estresse da deformação na fabricação aumenta a resistência. Não é um "aro rachado", nem raio de arame, nem usinado, nem fundido. Sem os furos, a superfície interna côncava pode desenvolver um vácuo parcial na velocidade (efeito Bernoulli). Mas a turbulência é geralmente considerável. Eles são construídos com uma especificação e um preço. Geralmente acompanhado por um macaco de tesoura que é bom para 3 usos, que armazena bem dentro desse "copo" na roda sobressalente.

— Mckenzm 22/05