Конструктивно колесо это ходовая часть транспортного средства, с помощью колес осуществляется передвижение и выполняется передача вертикальных нагрузок. Помимо того, они смягчают механические воздействия и колебания в момент соприкосновения с дорожным полотном, обеспечивая маневренность и тяговое усилие. От них зависит аэродинамика и управляемость автотранспорта.
Итак, что такое колесо, разобрались. теперь о его составляющих. Колесо включает в себя две конструктивные части: покрышку и диск.
Автомобильный диск
Автодиск – это основной конструктивный элемент для монтажа автомобильной покрышки, передающий на нее вращения от оси. В конструктивном плане диск соединяется с ободом.
Эти колесные изделия могут быть стальными или легкосплавными. В стальных моделях обод приварен к металлической конструкции с помощью сварки. Во втором случае диски имеют целостную структуру.
Автомобильный диск монтируется на ось при помощи ступицы. В качестве элементов крепежа используются болты для легковых авто и шпильки для грузового транспорта. Крепежные отверстия выполняются для соединения колеса со ступицей.
Обычно используется около 4-6 отверстий. Внутренний объем может различаться в зависимости от тормозной системы.
Обод выполняет функцию соединяющего элемента между покрышкой и диском. Как правило, эта деталь представлена в поперечной форме для монтажа колес соответствующих размеров. На легковых авто эта деталь представлена с углубленным центром, а по краям от нее установлены выступы и полки (борта).
С помощью кольцевого выступа покрышка устанавливается на обод. Закраины автошины расположены на полке. Колесо монтируется на внешнюю часть полки. Однако существует конструкции, где колесо охватывает внутреннюю полку.
То есть покрышка захватывает обод. Принято выделять расширенные и стандартные полки. Эти классификации применяются в стандартах Run Flat.
Параметры автомобильного диска:
- Дистанция между закраинами или ширина обода;
- Диаметр, определяется по фиксации полок;
- Колесный выступ, или вылет, представляет собой дистанцию от центровки диска до поверхности соприкосновения со ступицей.
Конструкция автомобильной покрышки
Шина для легкового автомобиля выполняет такую функцию, как сцепление с дорожным покрытием. Это во многом влияет на управляемость и аэродинамику транспортного средства. Кроме того, она способна удерживать общую массу авто.
Как правило, для легкового транспорта используют покрышки без камер. Герметичность в них стабилизируется за счет конструктивных особенностей. В состав бескамерных шин входят:
Каркас представляет собой силовой элемент автомобильной шины. В его структуру входят до 10 слоев кордовых нитей на прорезиненной основе. Кордовые нити создаются на основе искусственных волокон, стекловолокна или металла.
Нить натягивают от одного края покрышки к другому, то есть радиально. В результате это позволяет уменьшать нагрузку на кордовые слои и обеспечивать стабилизацию качения. Практически любые виды легковых автомобилей комплектуются радиальными шинами.
Брекер – это кордовый слой, располагающийся между каркасом покрышки и ее протектором. Он не дает протектору отслаиваться, позволяет смягчать механические нагрузки и усиливать прочность конструкции шины.
Протектор представляет собой внешнюю часть автошины. Этот элемент улучшает сцепление с дорожным покрытием и предохраняет шину от ударов и механических воздействий. Его создают из прорезиненного слоя с рельефным узором на внешней стороне.
Рисунок протектора указывает на способность эксплуатации покрышки в тех или иных условиях.
Протектор на колесе плавно соединяется с боковинами. Зона, где соприкасаются эти два составных элемента, называется плечом протектора. За счет плеча увеличивается жесткость шины и устойчивость к боковым нагрузкам.
Не рекомендуется ездить на автомобиле с изношенными покрышками. Если точнее – то на таких, у которых высота протекторного рисунка составляет 1,6 мм. Этот показатель имеет отношение к легковым автомобилям.
Автошина устанавливается на закрепленный к оси диск или колесную ступицу. Отметим тот факт, что крутящий момент колеса поступает на металлический диск. Легковые автомобили имеют 4 колесных отверстия для крепления болтов. Более габаритные авто комплектуются 5 болтами.
Шины должны иметь одинаковый уровень давления. В противном случае автомобиль теряет дисбаланс и устойчивость на трассе. Стабильный показатель давления воздуха в покрышке – 2 атмосферы.
Для измерения рекомендует применять манометр: в начале, снимается колпак с ниппеля и вставляется насадка прибора. После сильного нажатия манометр снимается и на приборе указывается давление в шине. Если показатель, менее 2 атмосфер, тогда колесо следует подкачать.
Читайте также: Динамики с алиэкспресс отзывы
Корд представляет собой несущую конструкцию автошины. Его внешний вид напоминает металлическую ткань, сплетенную из проволоки. Главная функция корда заключается в уменьшении давления на внутреннюю поверхность шины. Это происходит методом сжатия воздуха и давления с внешней стороны покрышки.
Корды могут иметь радиальное и диагональное расположение. Радиальные нити расположены прямолинейно по отношению к бортам. Таким образом, они позволяют стабилизировать качение и улучшать сцепление с дорожным покрытием.
Диагональные корды соединяются межу собой и боковины соответственно также перекрещиваются друг с другом. Стоит отметить тот факт, что диагональные нити более подвержены к износу.
Поэтому на колесе в результате повреждений может появиться вздутость в форме «шишки». Это может привести к тому, что колесо лопнет в момент передвижения на автомобиле.
Также вулканизаторщики не рекомендуют использовать колеса, у которых корд имеет расслоения, трещины и разрывы. Категорически запрещается использовать на одной оси шины с радиальными и диагональными рисунками протектора.
Теперь каждый автолюбитель будет знать конструкцию и составные части колеса. Запомните! От качества резины и рисунка протектора зависит безопасность в момент передвижения!
Если вы захотите узнать, когда было изобретено первое колесо, то точного ответа на этот простой вопрос узнать не получится, потому как дата эта до сих пор неизвестна. В книгах и сети интернет можно лишь встретить различные предположения на этот счет. Однако доподлинно известно, что в четвертом тысячелетии до нашей эры примитивное колесо уже существовало.
Назначение современного автомобильного колеса сводится к преобразованию крутящего момента, передаваемого от двигателя посредством трансмиссии в поступательное движение транспортного средства, в данном случае – автомобиля. Колеса могут быть ведущими, управляемыми и поддерживающими. К тому же, если учитывать переднеприводные автомобили, то управляемые колеса одновременно являются ведущими. Так как колесо обладает некоторой эластичностью, оно частично поглощает мелкие неровности дорожного покрытия.
Из чего состоит колесо машины?
Если первые колеса изготавливались из дерева или камня, то современное автомобильное колесо имеет весьма сложное строение, которое должен знать каждый автолюбитель. Колесо легкового автомобиля в том варианте, в котором мы привыкли его видеть, состоит из следующих элементов:
- резиновая шина (покрышка);
- камера из тонкой резины;
- воздушный вентиль;
- колесный диск.
На сегодняшний день большинство колес легковых автомобилей не оснащаются устаревшими камерами, и воздух накачивается непосредственно в пространство между шиной и колесным диском. Бескамерная шина намного практичнее, долговечнее и надежнее камерного варианта.
Строение автомобильной шины
Шина современного колеса в процессе эволюции превратилась в изделие с довольно сложным внутренним строением. Стандартная покрышка состоит из следующих частей:
Основой любой шины является прочный каркас или как его еще называют – корд . Многие ошибочно полагают, что корд это стальная проволока в бортах покрышки. Отчасти это правильное мнение, однако, корд располагается по всей площади шины и крепится в бортах к стальной проволоке. Каркас может изготавливаться также из проволоки или капрона, нейлона и подобных материалов.
Современные автомобильные шины по типу каркаса делятся на радиальные и диагональные . Отличить радиальную покрышку очень просто по наличию буквы «R» в маркировке, например 185/60R14. Кроме того на такой шине можно увидеть и надпись «Radial». Диагональные шины очень редко встречаются в свободной продаже, потому как по многим параметрам уступают современным радиальным экземплярам.
Что касается внутреннего строения, то нити каркаса в диагональной шине расположены соответственно по диагонали, и каждый последующий слой перекрещивается с предыдущим. В радиальной покрышке нити каркаса просто натянуты от одного борта к другому без перекрещивания.
Шина с радиальным каркасом более стойка к износу, что соответственно говорит о более долгом сроке эксплуатации до истирания протектора. К тому же, радиальные шины оказывают минимальное сопротивление качению, что весьма положительно сказывается на расходе топлива.
Протектор – это верхняя часть шины, которая контактирует с дорожным покрытием и обеспечивает надежное сцепление с ним. Протектор любой покрышки представляет собой слой резины определенной толщины с всевозможными конфигурациями рисунка. Собственно под рисунком подразумевается весьма сложный рельеф, состоящий из канавок, борозд и выступов.
Читайте также: Где собирается рав 4 для россии
Рисунок протектора каждой линейки шин разрабатывается индивидуально с целью обеспечения максимального сцепления с дорожным полотном, в зависимости от условий эксплуатации.
На данный момент существуют автомобильные шины с дорожным, универсальным внедорожным и прочими рисунками протектора. Однако независимо от конфигурации рисунка все шины делятся на летние, зимние и так называемые всесезонные. Протектор зимних шин имеет более глубокий и рельефный рисунок, нежели летних. Кроме того, верхний слой зимней покрышки выполнен из более мягкой резины. Всесезонные покрышки являются своеобразным маркетинговым ходом и по качеству сцепления с дорогой они сопоставимы с летними экземплярами.
Колесный диск
Связующим звеном между покрышкой и ступицей является колесный диск, на который собственно одевается шина. Диск с надетой шиной – это и есть колесо в сборе, которое при помощи болтов или гаек закрепляется на ступице. В настоящее время наиболее распространенными и самыми дешевыми являются металлические штампованные диски. Однако для улучшения внешнего вида автомобиля и для снижения массы колеса, применяются диски, отлитые из сплавов алюминия и так называемые кованые модели.
Размерность (маркировка) шин и дисков
В инструкции по эксплуатации каждого автомобиля имеется информация о размерности шин и дисков. Каждая автомобильная шина непременно имеет маркировку, которую можно увидеть на ее боковой части. В маркировке содержится информация о ширине и высоте профиля, посадочном диаметре и разновидности покрышки.
Например, маркировка 180/60R14 расшифровывается следующим образом:
- 180 – ширина профиля, измеряется в миллиметрах;
- 60 – процентное соотношение высоты и ширины профиля, в данном случае высота профиля равняется 60% от его ширины;
- R – шина радиальная;
- 14 – посадочный диаметр шины, измеряется в дюймах (один дюйм равняется 2,54 сантиметрам).
Стоит отметить, что ширина профиля не является жестко регламентируемым размером. Например, в зимнее время целесообразно использовать шины с узким профилем, а в летнее – с более широким. Однако не стоит сильно отступать от рекомендованных значений, потому как вопреки ожиданиям, слишком широкая шина на стандартном колесном диске может ухудшить управляемость.
Колесные диски также имеют маркировку о размерности. Для примера рассмотрим маркировку следующего вида: 5,5J*14 ET49 PCD4*100 D56,6 в которой
- 5,5J – ширина диска, измеряется в дюймах;
- 14 – диаметр посадочного места покрышки, измеряется также в дюймах;
- ET49 – вылет диска, измеряется в миллиметрах и указывает на расстояние от продольной оси диска до плоскости ступицы. Чем больше значение, тем более глубоко колесо утоплено в арку;
- PCD4*100 – диск имеет четыре отверстия для крепления к ступице, расстояние между осями отверстий составляет 100 мм;
- D56,6 – диаметр центрального центровочного отверстия в миллиметрах. Данный параметр должен соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации или превышать его (потребуются центровочные кольца).
Немного об эксплуатации шин и дисков
Следует помнить, что правильная эксплуатация может намного продлить срок службы как шин, так и колесных дисков. Перед каждой поездкой, независимо от дальности, следует проверять посредством визуального осмотра состояние колес автомобиля.
Шины ни в коем случае не должны иметь видимых повреждений и «шишек». Если вы заметили на боковой части шины порез или неестественную выпуклость, то в этом случае следует заменить колесо на запаску и посетить шиномонтажную мастерскую для дефектовки и возможного ремонта поврежденного колеса.
Езда на поврежденных шинах недопустима, потому как такая покрышка с большой вероятностью может просто взорваться на большой скорости. А моментальная потеря давления чревата нежелательными последствиями. Кроме того следует постоянно следить за давлением в шинах, которое должно строго соответствовать рекомендуемому. Как повышенное, так и пониженное давление весьма негативно влияет на ресурс шин и управляемость автомобиля.
Устройство автомобильного колеса:
1 — шина;
2 — обод;
3 — ступица
Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска), ступицы и пневматических шин.
В зависимости от конструкции обода и соединительного элемента колеса могут быть разборными и неразборными, дисковыми и бездисковыми. Ступица колеса обеспечивает его свободную установку на оси автомобиля.
Неразборное колесо с глубоким ободом
Обод служит для соединения шины с колесом. С этой целью ему придается специальная форма. Колесо в сборе должно быть сбалансировано, балансировочные грузики крепятся к ободу с помощью пружинных зажимов или клея. На большинстве легковых автомобилей и грузовых небольшой грузоподъемности используются глубокие, неразборные ободья.
Глубокий обод жестко соединяется с диском, который служит для крепления колеса к ступице с помощью болтов или гаек со шпильками. Полки глубокого обода имеют конусную форму для плотной посадки шины на обод. Угол наклона полок составляет, как правило (5±1)°. Полки обода заканчиваются закраинами, имеющими определенную форму и служащих боковыми упорами для шины.
Расстояние между закраинами называется шириной профиля обода. В средней части обода имеется углубление, необходимое для облегчения монтажа и демонтажа шины на обод. Это углубление (ручей) может быть расположено симметрично относительно плоскости колеса или со смещением.
Читайте также: Каркасные шторки на авто
Размеры и профиль обода регламентированы соответствующими стандартами. На каждый обод наносится соответствующая маркировка, из которой можно узнать размеры и профиль. Основные размеры обода, ширину профиля и диаметр, как правило, все изготовители указывают в дюймах, за исключением компании Michelin, которая применяет для этого миллиметры.
Пример маркировки: 5J × 13H2 ET 30, где:
5 — ширина обода в дюймах;
13 — диаметр обода в дюймах;
J и H2 — конструктивные особенности профиля обода;
ET 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiefe — ET) 30 мм.
Положительное (а) и отрицательное (б) плечо обката управляемого колеса
Вылет колеса (выступ) является важным параметром. Любое колесо должно «охватывать» ступицу, к которой оно крепится, потому что центр пятна контакта шины с дорогой смещается относительно вертикальной оси, проходящей через центр ступицы на небольшую величину, которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления автомобиля.
Величина вылета особенно важна для управляемых колес, потому что положение пятна контакта относительно оси поворота колеса играет важную роль в определении характеристик поворота автомобиля.
Неразборные колеса с глубоким ободом обычно центрируются на ступице с помощью центрального отверстия. Если диаметр центрального отверстия больше, чем у посадочной части ступицы, то центрирование осуществляется по коническим (или сферическим) поверхностям в отверстиях диска, предназначенных для крепления болтами или гайками. Иногда для лучшего центрирования и облегчения монтажа используют пластмассовые кольца, которые устанавливаются перед монтажом колеса на ступицу в центральное отверстие диска.
Колесные диски легковых автомобилей изготавливаются штамповкой из стали с последующей сваркой обода и диска или из легких сплавов (алюминиевых или магниевых). Наиболее прочные колеса из легких сплавов — кованые. Они имеют мелкозернистую структуру и высокую прочность при малой массе. Легкосплавные колеса дороже стальных, но эстетически привлекательнее. Колеса изготавливались и из композитных материалов: например, еще в 70-е гг. фирма Citroёn выпускала армированные углепластиковые колеса, которые весили в два раза меньше металлических. Однако из-за высокой стоимости таких колес они устанавливаются только на дорогих спортивных автомобилях.
Конструкция разборного обода грузового автомобиля:
1 — закраина;
2 — обод;
3 — разрезная часть обода;
М — ширина обода;
D — диаметр обода
Разборные ободья применяют для колес большинства грузовых автомобилей и автобусов. Разборные ободья могут быть дисковыми и бездисковыми. Наиболее часто используются разборные ободья с коническими посадочными полками.
Бездисковое колесо, его общий вид (а) и крепление колеса (б):
1 — секторы колеса;
2 — ступица;
3 — крепление;
4 — шпилька;
5 — гайка
Шины грузовых автомобилей имеют большие размеры и высокую жесткость, поэтому монтаж таких шин на неразборные ободья затруднен. Разборные ободья позволяют облегчить эту задачу. Для некоторых шин грузовых автомобилей большой грузоподъемности применяют разборные ободья с распорными кольцами. Такие ободья состоят из двух частей, соединяемых между собой болтами. Такая конструкция надежно удерживает шину на колесе независимо от значения давления воздуха в шине.
Ступицы колес изготавливают из стали или ковкого чугуна. К ним крепятся элементы тормозных механизмов, диски и барабаны. Ступица устанавливается на подшипниках, которые должны воспринимать не только радиальные, но и осевые усилия от действия боковых сил. В ступицах устанавливают конические роликовые или шариковые радиально-упорные подшипники.
В подшипники колес закладывается смазка, выдерживающая высокие температуры. Для предотвращения вытекания смазки и попадания грязи подшипники уплотняются сальниками.
Источник:
