На что крепятся колеса автомобиля?

Колеса и шины автомобиля. Их устройство и маркировка

Что такое колеса?

Колесо — это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.

Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные. Одинарное колесо устанавливается на одной ступице и несет одну шину, а сдвоенное имеет два обода, смонтированных на одной ступице и несущих две шины.

На автомобилях применяются следующие виды колес:

  • дисковые колеса
  • колеса с разборным ободом
  • составные колеса

Дисковое колесо — это неразборный узел, состоящий из обода колесного диска. Дисковое колесо грузового автомобиля может иметь составной обод, один из бортов которого состоит из съемного разрезного замочно-посадочного кольца и съемного бортового кольца, которые в сборе образуют обод. Варианты исполнения дисковых колес представлены на рисунке:

Рис. Исполнения дисковых колес:
а — колесо с цельным неразборным ободом (1 — посадочная полка; 2 — монтажный ручей; 3 — диск колеса); б — колесо со вставным ободом (1 — бортовое кольцо; 2 — замочно-посадочное кольцо; 3 — диск колеса)

Колесо с разборным ободом — это колесо, в котором один или два разборных обода крепятся непосредственно на ступице, развитой до размера обода. Такие колеса широко применяются на тяжелых автомобилях и автобусах.

Составное колесо состоит из двух элементов, каждый из которых включает часть обода. После сборки элементы образуют обод с двумя закраинами. Такие колеса применяются для крупногабаритных широкопрофильных шин и шин с регулируемым давлением.

Типоразмер колесного диска может быть обозначен следующим образом:

5,5 J x 15 H2 ET30

Здесь: 5,5 — указание ширины обода в дюймах. Данное значение выбирается из стандартного ряда: 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0 дюймов (размер а на рисунке);

J — тип конструкции боковых закраин обода диска (может быть J, JJ, JK, К или L);

15 — монтажный диаметр обода в дюймах. Стандартный ряд для легковых автомобилей — 10; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; l9 дюймов, для грузовых автомобилей и прицепов — 16; 20; 22,5; 24 дюйма (размер dM на рис. 4.25);

H2 — тип конструкции кольцевых выступов на посадочных полках обода, служащих для надежного удержания бескамерной шины на диске (например, Н, Н2, FH, АН и др.);

ET30 — вылет колеса в миллиметрах. Вылет — это расстояние между продольной плоскостью симметрии обода и привалочной плоскостью ступицы колеса.

Рис. Колесо с разборным ободом: 1 — обод, 2 — прижим; 3 — ступица

Соединение колеса со ступицей обеспечивает передачу крутящего момента и центрирование колеса на ступице. Крепление штампованных дисковых колес легковых автомобилей производится, как правило, с помощью болтов или гаек, имеющих коническую центрирующую поверхность. Центрирование литых дисков колес осуществляется по посадочному пояску ступицы. Узел крепления включает шпильки и унифицированные гайки, снабженные свободно вращающимися шайбами, которые исключают возможность повреждения диска. Вместо шпилек и гаек могут использоваться болты.

Соединение дискового колеса со ступицей грузовых автомобилей осуществляется с помощью шпилек и гаек со сферической опорной поверхностью или шпилек и унифицированных гаек со свободно вращающимися шайбами.

Крепление колес с разборным ободом производится специальными крепежными элементами (прижимами), которые прижимают коническую посадочную поверхность обода к соответствующей поверхности ступицы, имеющей угол наклона 28°.

Пневматическая шина — это упругая оболочка, предназначенная для установки на ободе колеса и заполняемая воздухом под давлением. Основным элементом шины является покрышка, непосредственно воспринимающая нагрузки на шину со стороны дороги. Она состоит из каркаса, протектора, брекера, бортов и боковин.

Каркас — это силовая часть покрышки, состоящая из одного или нескольких слоев корда, закрепленных на боковых кольцах.

Протектор — наружная резиновая часть покрышки с рельефным рисунком, обеспечивающая сцепление шины с дорогой предохраняющая каркас от повреждений.

Брекер — часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и способствующая более равномерному распределению по поверхности колеса действующих на него нагрузок.

Борта — это жесткие части покрышки, служащие для крепления шины на ободе.

Боковины — резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от механических повреждений и проникновения влаги.

По конструкции каркаса и брекера различают диагональные и радиальные шины. По способу герметизации внутренней полости (при сборке с ободом) шины бывают камерные и бескамерные.

Рис. Типы рисунков протектора шин

По типу рисунка протектора различают шины:

  • с дорожным рисунком в виде шашек или ребер, разделенных канавками; предназначены для эксплуатации преимущественно на дорогах с усовершенствованным капитальным покрытием
  • с универсальным рисунком в виде шашек и ребер в центральной зоне беговой дорожки и грунтозацепами по ее краям; предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным и облегченным покрытием
  • с рисунком повышенной проходимости, в котором имеются высокие грунтозацепы, разделенные выемками; предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах
  • с зимним рисунком, имеющим острые кромки выступов; предназначены для эксплуатации на заснеженных и обледенелых дорогах и могут оснащаться шипами противоскольжения
  • с направленным рисунком, не симметричным относительно радиальной плоскости колеса
  • с всесезонным рисунком

Маркировка автомобильных шин

При изготовлении шины легкового автомобиля на ее борт может наноситься следующая маркировка:

175 / 70 R 13 82 Т

Здесь: 175 — ширина профиля шины в миллиметрах;

70 — высота профиля шины, выраженная как процентное отношение к ширине. В указанном случае высота составляет 70 % от ширины (175 мм), т.е. 122,5 мм. Часто высоту профиля называют серией. Иногда в обозначениях шины номер серии отсутствует. Эти шины называют полнопрофильными. Отношение высоты к ширине такой шины составляет 80…82 %;

R — буквенный индекс радиальной шины (R). В диагональных шинах буквенный индекс отсутствует;

13 — обозначение посадочного диаметра шины, соответствующее монтажному диаметру обода в дюймах;

82 — индекс или коэффициент нагрузки. Это условный показатель, указывающий на допустимую нагрузку на шину. Иногда нагрузка указывается на самой шине. Например, за надписью Max Load
следуют два числа: первое — в килограммах, второе — в фунтах;

T — индекс скорости. Данный показатель указывает на максимально допустимую скорость, при которой производитель гарантирует сохранение заложенных эксплуатационных характеристик шины. Соответствие скоростей и индексов приведено на рисунке.

Рис. Соответствие индексов предельно допустимой скорости шины

Помимо типоразмера на боковине покрышки обязательно указываются товарный знак, наименование фирмы-производителя и название модели шины.

Кроме перечисленных на шину могут быть нанесены другие обозначения:

  • TUBE TYPE — камерная конструкция шины
  • TUBELESS — бескамерная конструкция шины
  • Е — знак официального утверждения типа с номером страны, выдавшей такое утверждение в соответствии с требованиями Правил ЕЭК ООН № 30 и № 54
  • DOT — соответствие шины стандартам США
  • MAX LOAD — максимальная нагрузка, кг (фунты)
  • MAX PRESSURE — максимальное внутреннее давление в шине, кПа
  • ROTATION > — направление вращения (иногда указывается в виде стрелки)
  • LEFT — шина устанавливается на левую сторону автомобиля
  • RIGHT — шина устанавливается на правую сторону автомобиля
  • OUTSIDE (Side Facing Out) — внешняя сторона установки
  • INSIDE (Side Facing Inwards) — внутренняя сторона установки
  • TWI — указатель расположения индикатора износа протектора
  • REGROOVABLE — шина допускает углубление рисунка протектора нарезкой
  • M+S, M*S, WINTER — обозначение шины с зимним типом рисунка протектора
  • ALL SEASONS — обозначение шины со всесезонным типом рисунка протектора
  • TEMPERATURE — температурный режим, характеризующий способность шины противостоять температурным воздействиям. Подразделяется на три категории: А, В и С

Шины грузовых автомобилей и автобусов могут обозначаться следующим образом:

Здесь: 10,00 — ширина профиля шины в дюймах
R — буквенный индекс радиальной шины
20 — обозначение посадочного диаметра обода колеса
146/143 — индексы несущей способности шины для одинарных и сдвоенных колес
j — индекс скорости

Широкопрофильные шины с регулируемым давлением могут иметь следующую маркировку:

Здесь: 1300 — условный наружный диаметр шины, мм
530 — условная ширина профиля шины, мм
533 — условный диаметр обода, мм

На восстановленных покрышках и бескамерных шинах должна быть сохранена или восстановлена первоначальная маркировка.

На боковине должны быть дополнительно обозначены:

  • наименование или товарный знак предприятия, проводившего восстановление
  • класс восстановления
  • дата восстановления (месяц и год)
  • штамп ОТК
  • заводской номер шины
  • балансировочная метка (для шин, проходивших балансировку)

Особенности креплений колес легкового автомобиля

Каждому автомобилисту нужно уметь выполнять крепеж колес на своем автомобиле и знать, как работает механизм крепления запасного колеса. Пробой может произойти далеко от автосервиса. В таком случае возможность и безопасность дальнейшего движения будет зависеть от того, насколько правильно установлена запаска.

  1. Виды и особенности крепления колес на ступице
  2. Гайки-секретки и болты-эксцентрики
  3. Использование проставок
  4. Почему может ослабнуть крепление колеса
  5. Конструктивные особенности крепления запасного колеса на легковых автомобилях
  6. В багажнике
  7. Под капотом
  8. На задней двери автомобиля
  9. На багажнике на крыше
  10. Под днищем, сзади

Виды и особенности крепления колес на ступице

Перед установкой колеса обязательно нужно очистить от грязи место посадки.

Диск крепится к ступице двумя способами:

  • специальными болтами;
  • с помощью шпилек с гайками.

На ступице имеется 2 или 3 специальных штифта. Соответственно, на диске для них предусмотрены отверстия. После размещения диска на штифтах, колесо отцентрируется.

Болты для крепления колес должны соответствовать марке авто.

Читайте также  Чем обработать кузов нового автомобиля?

Колесный крепеж с использованием шпилек более прост в применении. Он дает возможность уменьшить количество деталей. К ступице шпильками крепится тормозной диск и колесо. Различают три типа шпилек по способу крепления в ступице:

  • вворачиваемые;
  • запрессованные;
  • закладные.

Шпильки с резьбой на двух концах (вворачиваемые) могут иметь ограничительный буртик со стороны короткой резьбы. Шпилька вворачивается в ступицу короткой резьбой. Заменить ее не сложно даже своими силами.

Запрессованную шпильку снять гораздо сложнее. Она имеет резьбу с одной стороны. Для запрессовки на нее нанесены шлицы и ограничительная шляпка.

Закладные шпильки также имеют резьбу с одного конца. С внутренней стороны находится специальная головка. Шпилька вставляется с обратной части ступицы, головка удерживает ее от проворачивания.

На шпильки надевается тормозной барабан и колесный диск. Затягивание производится гайками.

Шпильки могут иметь два вида резьбы. Правую, или нормальную резьбу. И левую, обратную резьбу. Производители устанавливают на ступицы правой стороны шпильки с правой резьбой. На левую сторону монтируют шпильки с левой резьбой. Это повышает безопасность и надежность крепления.

Гайки-секретки и болты-эксцентрики

Выбор крепежных элементов желательно производить в специализированных магазинах. Прижимная сторона гаек и болтов имеет форму конуса или сферы и должна соответствовать профилю отверстия в диске. Гайки можно разделить на:

  • стандартные;
  • нестандартные;
  • специальные.

Стандартные гайки имеют форму шестигранника и закручиваются обыкновенным баллонным ключом. Они имеют сквозную резьбу.

Нестандартные гайки могут иметь закрытую резьбу, они выполнены в форме колпачков. Их откручивают внутренним шестигранником, обыкновенным ключом, или ключами TORX.

Крепеж колес также выполняется с помощью гаек-секреток. Данный тип гаек и болтов производится под специальный ключ. Делается это с целью предотвращения хищения. Гайки-секретки и болты-эксцентрики устанавливаются по одной штуке на колесо.

Следует обратить внимание на диаметр и шаг резьбы. Традиционно используется крепеж диаметром 12 и 14 мм. Шаг резьбы может быть 1,25 или 1,5 мм.

Использование проставок

Проставки устанавливаются между ступицей и диском и выполняют две цели:

  • изменение величины выступа диска при тюнинге. Ширина проставок может быть от 3 до 20 мм;
  • изменение крепежных отверстий или количества отверстий. Эти проставки крепятся болтами к ступице.

Почему может ослабнуть крепление колеса

Ослабление крепежа приводит к обрезанию шпилек или болтов, повреждению колесных дисков. Основные причины:

  • использование поврежденных дисков;
  • слабая затяжка гаек (болтов);
  • несоответствие колесных дисков крепежным элементам.

Отдельные водители считают запаску не слишком важной деталью: на нее можно поставить резину похуже и диск особого внимания не требует. Это опасное заблуждение. Все без исключения диски нужно осматривать на наличие трещин и раковин. На скорости при эксплуатации поврежденного диска возникает биение. Если вовремя не остановиться, можно спровоцировать аварию.

При затяжке болтов или гаек следует обратить внимание на силу затяжки. Большинство водителей притягивают гайки на глаз. Даже в автосервисах динамометрический ключ используется редко. Проехав десяток километров после ремонта, следует перетянуть крепление колес.

Каждому виду диска соответствует свой крепеж. Диски бывают трех видов:

  1. Железные (штампованные).
  2. Литые.
  3. Кованые.

Литые и кованые диски толще штампованных. Для их установки применяются более длинные шпильки или болты крепления колес. Если при установке железного диска использовать болт большей длины, он будет выступать с обратной стороны ступицы и задевать детали тормозного механизма. Также опасно использовать короткий болт при установке литого диска. Резьбовая часть болта должна входить в ступицу на всю толщину фланца.

Конструктивные особенности крепления запасного колеса на легковых автомобилях

Отдельные европейские производители вместо запаски комплектуют автомобили компрессором и баллоном герметика. В лучшем случае авто снабжается «докаткой». Это уместно при наличии широкой сети автосервисов. На российских дорогах запаска просто необходима, ведь можно не просто поймать шиной гвоздь, но и повредить диск, когда до автосервиса больше сотни километров. Места крепления запасок варьируются, в зависимости от конструкции машины и ее предназначения.

В багажнике

В авто семейства ВАЗ (классика) запаска крепится в багажнике с левой стороны, в специальном кармане. Она фиксируется ремнем, извлечь ее очень просто. Минус – занимает 1/3 и без того небольшого багажника. Во многих современных марках автомобилей в багажнике имеется углубление для запаски. Недостаток – чтобы достать ее, нужно освободить багажник.

Под капотом

Крепление под капотом (Лада 4×4) очень удобно. Нужно просто открыть капот и открутить болт крепления запасного колеса. К сожалению, шина подвергается большим колебаниям температуры. Это снижает срок ее годности. В японском заднеприводном автомобиле Ниссан Серена такое крепление более оправданно.

На задней двери автомобиля

Возможно, самое удобное крепление запасного колеса – на заднюю дверь. Таким способом производится крепеж в автомобилях Шевроле Нива и УАЗ Патриот.

На багажнике на крыше

При установке газового оборудования владельцы автомобилей вынуждены искать место для крепления запаски. Иногда ее размещают на багажнике, на крыше автомобиля.

Под днищем, сзади

Крепление запасного колеса на Лада Ларгус, на внедорожниках Киа и Хендай предполагает размещение запаски под днищем, сзади автомобиля.

В Ларгусе для снятия запаски нужно отвернуть болт в багажнике и снизу отстегнуть кронштейн. Такое же крепление предусмотрено на Рено Дастер. Чтобы положить запаску обратно, придется стать на колени, что особенно нежелательно в дождливую погоду.

На внедорожниках такое расположение запаски удобно только при ремонте на ровной площадке. Подъем и опускание колеса водитель выполняет с помощью лебедки. На бездорожье или в снегу без помощи лопаты достать запаску очень трудно.

Еще один недостаток такого расположения – запаску очень легко похитить. Трос лебедки перекусывается за несколько секунд. Учитывая, что запаску практически не видно из-под машины, пропажу часто не сразу замечают. Поэтому разработана и устанавливается специальная механическая защита. Кожух закрывает трос лебедки и крепится срывными болтами. Это позволяет предотвратить вандальный демонтаж.

Необходимо в обязательном порядке обращать внимание на место крепления запаски при выборе автомобиля. Ведь в городе можно обойтись и «докаткой», а на бездорожье и пара запасных колес не помешает.

Устройство автомобильного колеса

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.

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.

Читайте также  Что нужно сделать при продаже автомобиля?

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.

Чем опасен перетянутый крепеж колеса? На чем держится колесо автомобиля

Назначение, функции

В целом, колеса автомобиля делятся на три категории, в зависимости от выполняемой ими функции, — ведущие, управляемые, поддерживающие. На ведущие колеса подается вращение и благодаря контакту с дорогой они заставляют автомобиль двигаться. Но в процессе передвижения авто необходимо изменять направление движение, маневрировать и за это отвечают управляемые колеса.

Грузовые авто предназначены для транспортировки грузов и для снижения нагрузки на ведущие и управляемые колеса, в конструкцию ходовой части добавлены поддерживающие. Они не приводят в движение авто, не участвуют в обеспечении маневрирования, их задача – принятие части нагрузки «на себя».

В легковых авто используется 4 колеса, в грузовиках же их количество может достигать и 12, а в спецтехнике – до 24. Примечательно, что на грузовиках обычно колеса разделены по категориям – одни из них ведущие, вторые – управляемые, остальные – поддерживающие.

Привод легковых автомобилей

Что касается легкового транспорта, то у них используемые виды колес автомобиля могут делиться как по назначению, так и быть совмещенными. К примеру, в заднеприводных моделях колеса, установленные на задней оси – ведущие, а на передней – управляемые. А вот в переднеприводных версиях – колеса передней оси являются одновременно и ведущими, и управляемыми, задние же выполняют лишь поддерживающую функцию.

Конструктивные особенности и отличия

Автомобильные колеса различают по принадлежности к тому или иному автомобилю, по типу применяемых шин, по конструкции и технологии изготовления. По технологии изготовления такие колеса могут быть стальными сварными (из прокатанного обода и штампованного диска), литыми и коваными.

Технология изготовления литых колес включает заливку расплавленного металла (обычно это алюминиевый или магниевый сплав) в форму, его остывание, последующее обтачивание посадочных поверхностей и сверление отверстий в полученной отливке. К числу недостатков литых колес относятся чрезмерно толстые стенки, возможность наличия скрытых пор и раковин, недостаточную прочность (при ударе они деформируются и даже раскалываются) и невозможность восстановления.

Чем отличается кондиционер от климат-контроля?

При ковке (или объемной штамповке) из заготовки выковывают так называемую поковку, которая затем обрабатывается на токарном станке. Такая технология сложна и дорога, однако кованые диски прочнее и легче. Например, 13-дюймовое кованое колесо весит 4,9 кг против 6,0 кг у литого, а толщина стенок составляет только 3,0 мм против 5,5 мм у литого. При этом кованый диск лучше «переносит» удары. Поэтому для российских дорог кованые диски предпочтительнее, несмотря на их дороговизну.

Главное преимущество легкосплавных колес перед обычными стальными — в меньшей массе. Снижение массы колеса в сборе с шиной ведет к уменьшению неподрессоренных инерционных масс и улучшению условий работы подвески, так как колесо быстрее «повинуется» возвращенному действию пружины, амортизатора и быстрее восстанавливает потерянный контакт с дорогой. Это улучшает комфортабельность езды и делает более безопасным движение на большой скорости.

Требования к колесам. Составные элементы

Конструкция этих составляющих ходовой части включает в себя два компонента – диск и шину. Но несмотря на это, устройство колеса автомобиля – достаточно сложное и к ним выдвигается немало требований:

  • быть прочными;
  • обеспечивать хорошее сцепление с дорожным покрытием;
  • надежно крепиться к ходовой части;
  • поглощать воздействия от мелких неровностей дороги;
  • служить длительный срок.

Колесный диск выступает в качестве посадочной основы для шины и одновременно обеспечивает крепление колеса к ходовой части. На эту составляющую воздействуют значительные нагрузки во время движения, поскольку они первые принимают на себя колебания от неровностей дороги и передают их на подвеску.

Когда выбираем колесо…

И в завершение темы, устройство автомобильного колеса, несколько слов о маркировке шин и дисков. Вы наверняка замечали, что на боковинах покрышек нанесено множество разных символов – все они нужны для того, чтобы правильно подобрать резину для автомобиля.

Основными параметрами являются ширина и высота профиля, разновидность шины и посадочный диаметр. Для диска важными значениями считаются его диаметр, ширина обода, а также расстояние между поперечной осью и плоскостью крепления к ступице – так называемый вылет.

Расшифровка индексов нагрузки и скорости:

Как видите, друзья, об автомобильном колесе можно рассказать очень много полезного, хотя на первый взгляд оно и не выглядит такой уж сложной конструкцией.

Колесный диск состоит из двух элементов – самого диска и обода. Выпускается четыре вида автомобильных дисков – стальные сварные (штампованные), цельнолитые (легкосплавные, кованные), комбинированные и композитные. В первом виде диск и обод – два разных элемента, соединенных между собой при помощи сварки. В литых дисках его составляющие – единая неразъемная конструкция.

Третий тип – это так называемые комбинированные или разборные диски, бывают двух- или трехсоставными. Являются лучшими дисками по всем характеристикам, поскольку центральная секция обычно выполняется литой и соответственно можно получить любой дизайн, а обод выполняется методом штамповки. Четвертый и самый редкий тип – композитные, стоимость их просто запредельная из-за сложной технологии производства и поэтому увидеть их можно только на спорткарах.

Диск – элемент обеспечивающий крепление колеса. Для этого в нем по центру проделано посадочное отверстие, по окружности которого расположены крепежные отверстия. Количество крепежных отверстий на легковых авто варьируется от 3 до 5, на грузовых же их обычно 6-8. Фиксация диска на ступице осуществляется либо болтами, либо шпильками с гайками.


Конструкция литого диска

Обод предназначен для установки шины. Он обладает сложным поперечным профилем, которое необходимо для правильной и надежной посадки ската. Если рассматривать обод в профиль, то он имеет ступенчатую форму.

Центр обода представлен в виде утопленной площадки, к которой примыкается диск. С обоих сторон от центра сделаны ступеньки, которые сформированы кольцевым выступом (хампом), полкой и бортом.

Хамп предназначен для фиксации шины в ободе и предотвращает ее уход к центру обода. Полка выступает в качестве посадочной площадки для борта ската. Борт обода удерживает шину на полке и не дает ей «слезть».

Отметим, что это самый распространенный тип диска. Но на грузовых авто и спецтехнике можно встретить иные виды дисков авто – с фиксирующим кольцом, разборные (диск состоит из двух половин, стягивающихся болтовым соединением).

Износ автомобильных шин

В процессе движения автомобиля шина подвергается постоянному износу. Износ шины сказывается ее эксплуатационных показателях, в том числе и на длине тормозного пути. Каждый дополнительный миллиметр износа протектора увеличивает длину тормозного пути на 10-15%.

Важно! Допустимая глубина протектора для зимних шин составляет 4 мм, а для летних – 1,6 мм.

Виды износа шин и их причины

Для наглядности виды и причины износа шин представим в виде таблицы.

Вид износа шины Причина
Износ протектора посередине покрышки Неправильное давление воздуха в шине
Трещины и выпуклости на боковой стенке шины Удар шины о бордюр или яму
Износ протектора по краям покрышки Недостаточное давление в шинах
Плоские пятна износа Особенности вождения: резкое торможение, занос или ускорение
Односторонний износ Неправильный сход-развал

Проверить износ шин можно визуально при помощи индикатора уровня износа шин, представляющего собой участок протектора, отличающийся от его основы размерами и формой.


Индикатор износа в виде цифр

Индикатор износа шин может быть:

  • классическим – в виде сепаратного протекторного блока высотой 1,6 мм, расположенного в продольной канавке шины;
  • цифровым – в виде выдавленных в протекторе цифр, соответствующих определенной глубине протектора;
  • электронным – одна из функций системы контроля давления в шинах.

Устройство шины

Шина – вторая составляющая колеса. Она также обладает достаточно сложной конструкцией, поскольку в ее задачу входит обеспечение сцепления с дорожным полотном, принятие и гашение колебаний от мелких неровностей, удержание веса. Для выполнения своих функций шина должна быть прочной, но при этом и эластичной. Отметим, что шина является своего рода оболочкой, которая заполняется наполнителем – воздухом или специальными газами.

Читайте также  Что лучше галоген или светодиод в автомобиле?

Шина состоит из эластичного радиального каркаса, задающего форму изделию, на который последовательно нанесены резиновая прослойка, брекер (силовой металлический корд), бандаж из нитей (капроновый корд) и протектор. По внутренней окружности радиальный каркас формирует посадочный борт шины, в который для жесткости установлено проволочное кольцо.


Одна из схем шины

Видимыми элементами шины являются протектор, выступающий в качестве основной рабочей поверхности (он контактирует с дорожным полотном) и боковины. Переход между этими элементами получил название – плечо.

Для обеспечения сцепления с дорогой, протектор обладает сложным узором, который формируется ребрами, блоками с канавками и ламелями.

Строение шины автомобиля

Автомобильная шина бывает как бескамерной, так и камерной. В камерной шине содержится камера из резины, которая наполняется воздухом. Бескамерная шина имеет название «покрышка». Она состоит из корда, бортов, боковин и протектора. Каркас является наиболее важной составляющей покрышки, ее основой. При его создании используется специальная ткань – корд. Он, можно сказать, «чувствует» давление воздуха и нагрузку дороги. Материалы корда: нейлон, хлопок и другие… Идеальным решением будет брекер с нитками корда, которые были свиты из тоненьких металлических проволочек. Если сравнивать с текстильным кордом, этот меньше растягивается. Но он имеет ряд минусов: он менее вынослив к нагрузкам. Если у вас произойдет прокол шины, в брекере будет вода, и он постепенно начнет ржаветь. Но существует замена этому. Какая же? Можно использовать синтетику, а синтетика в свою очередь обладает преимуществами.

Что такое протектор

Протектор или по-другому беговая дорожка – это достаточно плотный слой резины с конкретным рисунком. Он помещен на внешней поверхности покрышки и плотно прилегает к поверхности дороги. Рисунок протектора может быть как крупный, так и мелкий. Соответственно зимой используют шипованный протектор.

Бескамерная шина не имеет камеру с воздухом. Пустота между ободом и покрышкой достаточно герметичная потому, что она, как правило, заполнена воздухом. У диска бескамерной шины присутствует буртики на ободе, они используются как уплотнители. Нельзя упускать из виду этот момент. Буртики не будут мешать, если вы будете использовать покрышки с камерой, диски можно выбрать любые, на свой вкус.

Радиальное и диагональное строение

Нити диагональных шин размещаются вместе, перекрестно. Угол наклона равен 35-38 градусам. Нити совмещают боковины покрышки по диагонали. Эти покрышки используют исключительно в спецтехнике и грузовых автомобилях. Нити радиальных шин располагаются под прямым углом. Современные автомобили оборудованы именно радиальными шинами. Также эти шины обеспечивают наиболее хорошее сцепление колес с дорогой, мало сопротивляются с качением и имеют больший срок службы. Автомобиль с радиальными шинами имеет лучшую устойчивость на дороге, большую экономичность и динамичность. Протектор должен приспосабливаться к неровностям дороги для того чтобы он лучше держал дорогу. Корд практически не мешает этому. Если боковина шины будет изменена, деформирована, то управлять автомобилем будет сложнее. Чтобы этого не произошло, нужно силовое кольцо, которое состоит из множества слоев корда. Обычно его называют брекером, он не допускает каких-то сильных деформаций в направлении боковины. Для того чтобы брекер был достаточно жестким, в нем нити уложены диагонально а не радиально.

Устройство автомобилей

Ободья, ступицы и соединители колес

Обод колеса

Обод служит для установки пневматической шины. По профилю обод может быть глубоким неразборным (рис. 1), который применяется на легковых автомобилях, и плоским, разборным (рис. 2), который устанавливается на большинстве грузовых автомобилей средней грузоподъемности (например, марок ЗиЛ, ГАЗ и т. п.).

Для облегчения монтажа и демонтажа шины в средней части глубокого обода выполняется выемка В. По обеим сторонам обода расположены конические посадочные полки, на которые монтируют борта шин. Наклоны посадочных полок на угол примерно обеспечивает плотную посадку шины на ободе.

Обод для бескамерной шины должен иметь на своих посадочных полках специальные кольцевые выступы 4 (рис. 1) тороидальной формы («хэмпы»), предотвращающие самопроизвольное соскальзывание бортов шины (саморазбортовку) в случае критической ситуации во время движения.

Среди разборных ободьев наиболее распространен обод с конической посадочной полкой (рис. 2). Этот обод характеризуется сравнительной простотой монтажа и демонтажа шин грузовых автомобилей, которые имеют большие массы, размеры и жесткость. Бортовое кольцо 1 имеет коническую посадочную полку, которая прижимается к борту шины. Пружинное распорное кольцо 2 устанавливается между ободом и бортовым кольцом, фиксируя последнее.

Шины широкопрофильные, арочные и с регулируемым давлением имеют разборные ободья с распорными кольцами. Распорное кольцо устанавливается по центру плоского обода и обеспечивает надежное зажатие бортов шины между ним и закраинами обода, что исключает проворачивание шины на ободе при снижении давления в ней.

Ступица колеса

Ступица конструктивно объединена с мостом автомобиля, но традиционно считается элементом колеса. Она служит для установки колеса на балке моста и обеспечения его вращения. Ступица устанавливается на мосту посредством конических роликовых или шариковых (на некоторых легковых автомобилях) подшипников. К ней также крепятся тормозные барабаны и фланцы полуосей ведущих мостов грузовых автомобилей.

Ступица передних колес, показанная на рисунке 3, установлена в поворотном кулаке 10 на двух конических роликовых подшипниках 1. Наружные кольца (обоймы) подшипников запрессованы в ступицу, а внутренние установлены в цапфу 5. Регулировочная гайка 3 через шайбу 4 обеспечивает нормативный зазор в подшипниках. Подшипники смазываются при сборке, а для защиты их от пыли и грязи с внутренней стороны в ступицу запрессовывается уплотнительная манжета, а с наружной стороны устанавливается защитный колпак 2.

Ступица передних колес переднеприводного легкового автомобиля установлена в поворотном кулаке на двухрядном шариковом подшипнике закрытого типа. Подшипник фиксируется в поворотном кулаке стопорными кольцами.
Ступица с помощью внутренних шлицов соединена с хвостовиком корпуса наружного шарнира привода передних колес и крепится на нем гайкой, которая закрывается пластмассовым колпаком.
К ступице крепится направляющими штифтами тормозной диск. Штифты центрируют относительно ступицы колесо, которое крепится к ней сферическими болтами. Этими же болтами к ступице крепится тормозной диск.

Ступица задних колес у заднеприводных легковых автомобилей обычно отсутствует. Ее заменяет фланец полуоси, которая устанавливается на подшипниках в балке моста.

Соединитель колеса

Соединитель колеса обычно выполняется в виде диска. Такие колеса называются дисковыми. Стальной штампованный диск 1 (рис. 1) для увеличения жесткости выполняется выгнутым с выемками В или отверстиями Б. Вырезы и отверстия облегчают колесо и улучшают охлаждение тормозных механизмов. Отверстия А для крепления колеса имеют сферические фаски. Крепление производится с помощью сферических болтов или сферических гаек.

Бездисковые колеса имеют соединитель, изготовленный совместно со ступицей. Они могут быть разъемными в продольной и поперечной плоскостях. Бездисковое колесо (рис. 4) с разъемом в поперечной плоскости состоит из трех секторов 1, которые соединены в единое кольцо с помощью специальных вырезов (скосов), выполненных на торцах секторов 1. При монтаже секторы колеса устанавливаются в определенной последовательности в лежащую шину, а затем вместе с шиной прикрепляются к ступице 2 специальными прижимами 3, шпильками 4 и гайками 5. Такие колеса устанавливаются на грузовые автомобили и автобусы.

По технологии изготовления колеса легковых автомобилей могут быть обычными стальными сварными (из прокатного обода и штампованного диска), литыми и кованными.

Литые колеса изготовляют из сплава алюминия с кремнием путем обтачивания посадочных поверхностей отливок и сверления в них отверстий. Основное преимущество литых колес – их небольшая масса. Малая масса колеса положительно влияет на плавность хода автомобиля и облегчает его обслуживание. Кроме того, применение литых колес позволяет эффективнее охлаждать колесные тормозные механизмы.
Недостатками литых колес являются чрезмерно толстые стенки, возможность появления скрытых пор и раковин, недостаточная прочность при ударной нагрузке и сложность восстановления при повреждении.

Кованые колеса выполняют методом ковки с последующей обработкой. При ковке (или объемной штамповке) из заготовки выковывают поковку, которая затем обрабатывается на токарном станке. Такая технология сложна и дорога, однако кованые диски прочнее и легче литых. Например, 13-дюймовое кованое колесо весит примерно 4,5 кг, а литое колесо такого же размера – почти 6 кг. При этом толщина стенок у кованого колеса составляет 3 мм, а у литого – 5,5 мм. Немаловажным преимуществом кованых колес является большая стойкость к ударным нагрузкам.

Основные размеры обода колес : посадочный диаметр под покрышку и ширина. Например, обычное дисковое колесо для автомобиля ВАЗ-2109 обозначается как 114J-330 (в миллиметрах) или 4 1/2J-13 (в дюймах). Первые цифры обозначают ширину обода, буква J – форму профиля обода, а последние цифры – монтажный диаметр колеса.

Легкосплавные литые или кованые диски обычно имеют дюймовое обозначение. Например, колесо автомобиля ВАЗ-2110 обозначается 5 1/2J13Н2, где дополнительная маркировка Н2 означает наличие на ободе «хэмпов» определенного профиля.

Так как колеса и шины изготовляются со значительными допусками, колесо в сборе может обладать значительной неуравновешенностью (дисбалансом), приводящей к осевому и радиальному биению при вращении колеса. В результате возрастает вибрация, сокращается срок службы шин, амортизаторов, рулевого управления, снижается комфортность езды и т. п.
Для устранения неуравновешенности колес их подвергают балансировке на специальных балансировочных стендах, закрепляя в определенных местах балансировочные грузики. Особенно это актуально для автомобилей, передвигающихся с большими скоростями, поскольку инерционные нагрузки дисбаланса возрастают в квадратичной зависимости от частоты вращения колес.