رينگ خودرو بواسطه تاثير بسزايي که بر ابعاد و عملکرد تاير دارد و اين تاثير مستقيماً بر ديناميک خودرو قابل تجربه است، اهميت فراواني دارد. براي انتخاب رينگ، عوامل زيادي ميبايست درنظر گرفته شود، اما آنچه که در مرحله اول خود را نمايان ميکند، بحث زيبايي و نماي خارجي رينگ است. اگرچه اين امر به عنوان يکي از عوامل موردتوجه است، اما از لحاظ اولويت در رده اول اهميت قرار نميگيرد. عوامل زياد ديگري نيز در اين ميان قابل توجه ميباشند که از آن ميان ميتوان به تاثير بر روي تاير، کنترل خودرو، نوع Offset و... اشاره کرد. در اين مقاله، به مباحث انتخاب رينگ، تغيير اندازه رينگ و تاثيرات رينگ بر حرکت خودرو به واسطه تغيير در ابعاد تاير پرداخته ميشود تا خواننده بتواند ضمن اشراف به مباحث رينگ، متناسب با محدوديتهاي موجود به انتخاب رينگ و تغيير در اندازه رينگ و تاير خود بپردازد.
اولويتهاي انتخاب رينگ
در بحث انتخاب رينگ، اولويتهاي فراواني وجود دارد که در ذيل ميتوان به برخي از آنان اشاره کرد.
· براي برخي افراد، زيبايي در درجه اول اهميت است. اين افراد سعي ميکنند رينگهايي بزرگتر، لاستيکهايي پهنتر و با ديواره کوتاه انتخاب کنند. نتيجه اين تفکر انتخاب رينگهايي بزرگتر و تايرهايي پهنتر با ديواره کوتاه خواهد بود.
· عدهاي نيز تنها تاير را عوض ميکنند و در صورت تعويض رينگ، از رينگي مشابه رينگ استاندارد کارخانه استفاده ميکنند. تصور اين قبيل افراد اين است که براي خارج نشدن از استاندارد خودرو نبايد سايز رينگ را تغيير داد.
· عدهاي ديگر هم بر اين اعتقادند كه پهنتر شدن تاير، چرخش فرمان را مشکل و مصرف سوخت را بالا ميبرد و کوتاه کردن ارتفاع ديواره تاير نيز، خودرو را از حالت استاندارد خارج ميکند. در نهايت اين افراد به تعويض رينگ با ابعاد استاندارد کارخانه ميپردازند.
اما آنچه که در اين ميان، داراي اهميت است، ثابت نگه داشتن قطر خارجي چرخ است. به اين مفهوم که ميتوان صرفاً قطر خارجي رينگ و قطر داخلي تاير را به‌گونهاي تغيير داد که قطر خارجي چرخ ثابت بماند. براي بررسي نظريات فوق در ادامه، معيارهاي موردتوجه در رينگ را بررسي ميکنيم. براي آشنايي بيشتر نيز در شکل ذيل، بخشهاي مختلف رينگ نمايش داده شده است.
رينگ پهن، باعث افزايش پايداري خودرو، توانايي به هنگام پيچش و عکسالعمل فرمان ميشود. رينگ باريک نيز باعث افزايش کيفيت سواري ميشود. اگرچه ممکن است باعث افت برخي کاراييها در تاير شود، اما رينگ متوسط بين توانايي کنترل و پايداري خودرو و کيفيت سواري مصالحهاي برقرار کرده است.
Inch Up
استفاده از يک تاير با نسبت منظر (Aspect Ratio) پايينتر به‌همراه رينگ با قطر بيشتر را Inch Up گويند. از فوايد اين عمل ميتوان به نتايج ذيل اشاره کرد:
· افزايش عکسالعمل فرمان (Steering Response)
· بهبود کنترل در جادههاي خشک
· افزايش قابليت فرمانپذيري در سرپيچها
· بهبود ظاهر خودرو
يکي از مهمترين شاخصها در هنگام تعويض رينگ و تاير، ثابت نگه داشتن قطر مجموعه رينگ و تاير در مقدار پيشنهادي و استاندارد شرکت سازنده است. چرا که تغيير قطر کلي چرخ باعث ايجاد خطا در کيلومتر شمار و اخلال در نحوه تعويض دندهها (خصوصا در خودروهاي اتوماتيک) ميشود و در خودروهاي مجهز به ABS نيز در کار ECU اخلال به وجود ميآورد. ميتوان گفت تنها مزيت در هنگام بزرگتر شدن چرخ، افزايش شتاب خودرو در حد ناچيزي است.
براي کمک به ثابت نگه داشتن قطر چرخ در هنگام تعويض رينگ و تاير، راهنمايي به نام PLUS درنظر گرفته شده و آن را با واحدهاي Plus2, Plus1 و... نامگذاري کردهاند که هر کدام نشانه افزايش 1 اينچ به قطر رينگ ميباشد و با استفاده از اين راهنما در ازاي افزايش قطر رينگ، ديواره تاير کوتاهتر انتخاب ميشود تا قطر کلي چرخ تا حد ممکن ثابت بماند.
Plus zero نيز در مواقعي است که صرفاً اندازه تاير Aspect Ratio) کمتر و پهناي بيشتر) تغيير کرده و قطر رينگ ثابت بماند. براي مثال، جايگزيني تايرO.E. با مشخصات 175/70R14 با تاير با مشخصات 195/60R14 نمونهاي از اين باب است. البته اين نيز در صورتي امکانپذير است که پهناي رينگ پاسخگوي اندازه جديد تاير باشد. چگونگي عملکرد Plusها در شکل ذيل، نمايش داده شده است.
براي مثال اگر بخواهيم از رينگ 16 اينچي به جاي 15 اينچي استفاده کنيم، بايد ارتفاع ديواره تاير را به همان نسبت کاهش دهيم تا قطر کلي چرخ ثابت بماند. فرض کنيد تايرهاي خودرويي 205/65R15 باشد و بخواهيم رينگهاي 16 اينچي بر روي آن نصب کنيم. با محاسبات زير ميتوان اندازه تاير لازم براي اين رينگ را به دست آورد. به‌طوري‌که قطر چرخ کمترين تغيير ممکن از حالت قبلي را داشته باشد. براي اين کار ابتدا بايد ببينيم قطر کلي چرخ اوليه چقدر است.
براي محاسبه قطر کلي چرخ بايد ابتدا ارتفاع ديواره تاير را محاسبه کرده و سپس دو برابر آن را با قطر خارجي رينگ جمع ميکنيم.
D1= 2R1= 2R2+ 2h= D2 + H
در رابطه فوق، ارتفاع ديواره تاير برابر است با:
h= 205* 65/100= 133.25 mm
قطر رينگ را بر حسب ميليمتر برابر است با:
D2= 15* 25.4= 381 mm
در نتيجه قطر چرخ برابر است با:
D1= 133.2* 2+ 381= 647.4 mm
حال اگر بخواهيم رينگ 16 اينچي به کار ببريم، اندازه قطر آن 406.4 ميليمتر ميباشد. براي به دست آوردن ارتفاع ديواره موردنياز براي تاير جديد، در ابتدا بايد ارتفاع ديواره تاير را محاسبه کنيم.
H= 647.4- 604.4= 241 mm
h= H/2= 241/2= 120.5 mm
حال با توجه به عدد Aspect Ratio چه پهناي مناسبتر براي تاير جديد محاسبه ميشود. دو عدد 215 و 225 ميليمتر را بررسي ميکنيم. با پهناي 215 ميليمتر عدد Aspect Ratio برابر است با:
Aspect Ratio= 120.5/215* 100= 56
و با پهناي 225 عدد Aspect Ratio برابر است با:
Aspect Ratio= 120.5/225* 100= 53.6
با توجه به اينکه در اين محدوده، نزديکترين عدد Aspect Ratio به اعداد بالا عدد 55 ميباشد و 56 اختلاف کمتري دارد، بنابراين عدد 56 ميتواند به عنوان عدد منتخب Aspect Ratio درنظر گرفته شود. بنابراين ارتفاع ديواره و قطر خارجي چرخ جديد برابر است با:
hNew= 215* 55/100= 118.25 mm
D1-New= 118.25* 2+ 406.4= 642.9 mm
با توجه به نتايج به دست آمده اگر از تايرهاي 215/55R16 استفاده کنيم قطر چرخ تنها 5/4ميليمتر بزرگتر ميشود که مقدار ناچيزي است.
=647.4- 642.9= 4.5 mm
اندازه به دست آمده يعني 215/55R16 همان Plus 1 براي تاير 205/65R15 است. در نتيجه براي افزودن 1 اينچ به قطر رينگ بايد 10 واحد از Aspect Ratio کم کرده و پهناي تاير را در برخي مواردي 10 و در مواردي ديگر 20 ميليمتر افزايش داد (هر کدام که Aspect Ratio نزديکتري نسبت به قطر قبلي داشته باشد) قابل توجه است که بزرگتر شدن ناچيز قطر چرخ بهتر از کوچکتر شدن آن است. بنابراين افزايش 10 ميليمتري پيشنهاد ميشود. با اين کار ما به Plus 1 رسيدهايم و براي رسيدن به Plus2 ميبايست همين مراحل را بر روي Plus1 انجام داد. براي تشريح بهتر Plusهاي مختلف مثال قبل مطابق ذيل نمايش داده شدهاند.
O.E= 205/65R15
Plus1= 215/55R16
Plus2= 225/45R17
اين مهم با تغييرات انجام شده در ارتفاع ديواره تاير در شکل ذيل نمايش داده شده است.
همانطور که در شکل فوق نمايش داده شده است، نتيجه سيستم Plus افزايش سطح تماس و کاهش ارتفاع ديواره است. با رعايت روند محاسباتي فوق و ارائه سيستم Plus ميتوان از ايجاد تغييرات در قطر خارجي چرخ تا حد امکان پيشگيري کرد.
روش تعيين اندازه رينگ و تاير جديد
با توجه به اقدامات انجام شده براي مراحل قبل به اين نتيجه ميرسيم که براي تعيين اندازه تاير مناسب هنگام تعويض رينگ با اندازه بزرگتر، ميبايست اگر يک اينچ به قطر رينگ اضافه شود بايد 20 ميليمتر به عرض تاير اضافه کرد و 10درصد از نسبت منظر کاست. براي مثال تاير 205/65R15 معادل 225/55R16 است. در اين حالت، قطر کلي هر دو مجموعه رينگ و تاير مساوي باقي ميماند. با استفاده از رينگ با قطر بزرگتر و تايري با پروفيل کوتاهتر، اين امکان ايجاد ميشود تا با حفظ شعاع کلي چرخش، کيلومترشمار خودرو، خطاي بسيار ناچيزي داشته باشد.
پهناي رينگ
براي تايرهاي با Aspect Ratio کمتر از 50، پهناي رينگ در حدود 85% پهناي مقطع تاير ميباشد. بنابراين تايري با مشخصات 225/40ZR17 با پهنايي برابر 04/10اينچ ميتواند داراي رينگي به پهناي 8.5اينچ باشد. همچنين براي تايرهايي با Aspect Ratio برابر و بيشتر از 50، پهناي رينگ در حدود 70درصد پهناي مقطع تاير است. بنابراين تايري با مشخصات p255/50VR16 با پهنايي برابر 04/10اينچ ميتواند داراي رينگي به پهناي 7 اينچ باشد.
همچنين به ازاي هر افزايش به اندازه 2/0اينچ (5ميليمتر) در پهناي تاير ميبايست 5/0اينچ (تقريباً 3/1ميليمتر) به پهناي رينگ اضافه شود. براي مثال براي رينگي که پهناي آن در ابتدا 7 اينچ بوده و بخواهيم پهناي آن را به 5/9اينچ افزايش دهيم، (اختلاف آنها برابر 5/2اينچ است) با توجه به معيار فوق ميبايست 1 اينچ (54/2 ميليمتر) به پهناي تاير اضافه کرد.
يک معيار سرانگشتي براي انتخاب رينگ پهنتر براي تايرهاي Performance انتخاب رينگي با پهناي 90درصد پهناي قسمت آج تاير (نه مقطع تاير) ميباشد. اين معيار توافق خوبي بين سواري و کارايي براي تايرهاي مذکور در خودرو ايجاد ميکند.
وزن رينگ و تاير
از مسائل موردتوجه و مهم وزن رينگ و تاير است. از آنجايي که اين وزن، شامل سيستم فنربندي خودرو نميشود، هنگام رويارويي با دستاندازها و ديگر نارساييهاي جاده، فشار بيشتري به فنربندي خودرو وارد ميکند. پس هر چه رينگ و تاير سبکتري داشته باشيم، سواري بهتر و شتاب بيشتري خواهيم داشت. پس حتيالمقدور سعي شود رينگ و تاير جديد از رينگ و تاير استاندارد خودرو سنگينتر نباشد.
لنگي و بالانس چرخ
عوامل عدم بالانسي به علت وجود نقاط سبک يا سنگين در تايرها، لنگي شعاعي و يا محوري، عدم يکنواختي در ضخامت ورق مورداستفاده در رينگ يا عدم يکنواختي در ضخامت جوشها ميباشد. دو نوع عدم بالانسي، به علت وجود نقاط سبک يا سنگين اتفاق ميافتد که عبارتند از:
· عدم بالانسي استاتيکي: اين ايراد بر اثر سبک يا سنگين بودن نقطهاي بر روي تاير به‌وجود آمده است. به‌طوري‌که چرخ، داراي حرکتي ارتعاشي به سمت بالا و پايين ميباشند.
· عدم بالانسي ديناميکي: اين مشکل، به دليل عدم برابري وزن در دو طرف خط مرکزي محيطي (خطي فرضي که از وسط آج تاير گذشته و محيط تاير را به دو قسمت مساوي تقسيم ميکند) چرخ به وجود ميآيد به‌طوري که باعث حرکت اضافي جانبي چرخ به طرفين ميشود.
بالانسهايي براي رفع اثر نقاط سبک يا سنگين انجام ميشود که عبارتند از:
· بالانس استاتيکي: بالانس استاتيکي با استفاده از بالانسر حبابي انجام ميشود. قابل توجه است که اين نوع بالانس، ايراد حاصل از نابالانسي ديناميکي را برطرف نميکند.
· بالانس ديناميکي: بالانس استاتيکي با استفاده از بالانس دوراني حاصل ميشود. در اين حالت، مجموعه رينگ و تاير هم استاتيکي و هم ديناميکي بالانس ميشوند.
لنگي نيز ممکن است بر اثر نصب نامناسب تاير بر روي رينگ، استفاده از رينگهاي نامناسب و ... به وجود آيد. ميزان کم لنگي قابل پذيرش است، اما ميزان زياد آن باعث ايجاد ارتعاش و سايش بيش از حد تاير ميشود. در ادامه به تشريح انواع لنگي ميپردازيم.
· لنگي شعاعي: در اين نوع لنگي، ارتعاشات به واسطه لنگي (خارج از محور بودن) محور چرخ ايجاد ميشود که باعث ميشود در حين دوران مجموعه رينگ و تاير داراي حرکت ارتعاشي به سمت بالا و پايين باشند.
· لنگي جانبي: در اين نوع لنگي شاهد حرکت جانبي (تلوتلو خوردن) مجموعه رينگ و تاير ميباشيم.
ترتيب صحيح بسته شدن پيچهاي چرخ
به‌منظور پيشگيري از تاب برداشتن و مونتاژ صحيح و راحت رينگ بر روي مجموعه توپي و کاسه چرخ، نحوه صحيح بسته شدن پيچهاي چرخ بر روي رينگ در شکل ذيل نمايش داده شده است.
اندازه صحيح چرخ نسبت به سيستم تعليق
مسئله مهم ديگر، چگونگي قرارگرفتن چرخ روي سيستم تعليق است و يا به بياني سادهتر، برخورد بيرون‌زدگي چرخ با لبه گلگير در سمت بيروني و برخورد چرخ با متعلقات داخل گلگير که باعث بروز مشکلاتي چون پارگي تاير و نچرخيدن کامل فرمان ميشود. بديهي است که با بزرگ کردن بيش از حد تاير و رينگ با اين مشکل مواجه خواهيم شد. اما در مواردي با افزايش تنها 1 سايز Plus به چرخ و يا حتي با خريد رينگي با سايز مشابه با رينگ اصلي نيز با اين مشکل مواجه خواهيم شد و دليل آن رعايت نشدن Offset در رينگ است.
براي تفهيم بهتر مطلب فوق، در ادامه به نمايش بخشهاي مختلف رينگ و تاير و تشريح برخي فواصل ابعادي روي رينگ ميپردازيم.
Offset
فاصله بين وسط رينگ تا محلي از رينگ که بر روي ديسک پيچ ميشود را Offset ميگويند. سه نوع مختلف Offset وجود دارد که در زير ميبينيد.
· حالت Zero: زماني است كه محل پيچ شدن چرخها دقيقا در وسط رينگ قرار دارد.
· حالت Positive: حالتي است که بيشتر خودروها و خصوصاً خودروهاي ديفرانسيل جلو دارا هستند و در اين حالت پهناي چرخ و خط فرضي وسط رينگ به سمت داخل گلگير متمايل ميشود و مزيت اين نوع رينگها، پيشگيري از برخورد تاير با لبه گلگير و پيشگيري از فشار آمدن به بلبرينگ چرخ و پيچهاي چرخ است.
· حالت Negative: حالتي است که بعضي از رينگهاي اسپرت دارا هستند و پهناي چرخ به سمت خارج خودرو متمايل است. مزيت اين نوع رينگها پهنتر شدن خودرو و پايداري بيشتر خودرو ميباشد و به دليل حالت تورفتگي، ظاهر زيباتري نيز دارند. اما عيب آنها، فشار آوردن بر روي بلبرينگ چرخ، فشار زياد بر پيچهاي چرخ و همچنين احتمال برخورد تاير به داخل گلگير در هنگام پيچاندن فرمان و برخورد قسمت خارجي تاير با لبه گلگير ميباشد. البته اين معايب براي خودروهايي که به صورت استاندارد، رينگهاي Negative Offset داشته باشند وجود ندارد و فقط زماني که جايگزين رينگ Positive Offset ميشوند، پديد ميآيد.
زماني که ميزان Offset از حالت استاندارد خارج شود، تغييراتي در نحوه هندلينگ خودرو به وجود خواهد آمد. زماني که از رينگي با اندازه مشابه اندازه قبلي استفاده ميکنيم، لازم است که Offset رينگ جديد، دقيقا با Offset استاندارد برابر باشد. اما زماني که پهناي رينگ تغيير ميکند، ديگر مقدار Offset قبلي قابل قبول نيست و بايد نسبت به ميزان فضاي موجود در پشت تاير، همچنين فاصله تا لبه گلگير و سايز تاير و رينگ، Offset مطلوب را مشخص نمود. رابطهاي کلي در اين زمينه وجود دارد که Offset نبايد بيشتر از 20درصد از حالت استاندارد کارخانه سازنده خودرو خارج شود. همچنين حداقل فاصله رينگ جديد با متعلقات سيستم ترمز بايستي 3mm باشد.
لازم به ذکر است که Offset را باحروف اختصاري ET به همراه يک عدد دو رقمي (به ميليمتر) که معرف ميزان مثبت يا منفي بودن Offset است را نشان ميدهد. مثلاً ET25 يعني 25ميليمتر آفست مثبت.
به طور کلي، افزايش بيش از حد پهناي تاير باعث گيرکردن تاير به گلگير، پارگي تاير، افزايش مصرف سوخت و انتقال بيشتر ضربات دستاندازها به اتاق ميشود و استهلاک بيشتر و سفتي فرمان را نيز سبب ميشود اما در عوض کنترل بهتري را در اختيار راننده قرار ميدهد و در پيچها نيز بسيار راحتتر عمل ميکند. در مقابل تايرهاي پهن، تايرهاي باريکتر کنترل کمتري دارند و در پيچها ضعيفتر عمل ميکنند، اما ضربات وارده به اتاق را نيز کاهش ميدهند. از نظر ارتفاع تاير نيز، تايرهاي با ديواره کوتاه، کنترل بهتري داشته و فرمان خودرو سريعتر و نرمتر پاسخ ميدهد.
Backspace
به فاصله پشت رينگ تا محل نصب پيچ بر روي توپي يا کاسه چرخ Backspace گويند.
با توجه به معرفي دو پارامتر ابعادي آفست و Backspace، ميزان آفست براساس رابطه ذيل قابل محاسبه ميباشد.
