Какие колеса устанавливают на автомобилях

Размерность шин – массовые заблуждения и реальность

Очень часто приходится слышать фразы типа: «у тебя какого радиуса колеса, пятнадцатого?» Или «у меня радиус 16, но на зиму поставлю семнадцатый, чтоб повыше машина была»… Такие слова можно услышать как из уст людей, далеких от автомобилей, так и от «как бы профессионалов», вроде работников шиномонтажа или менеджеров по продажам в автосалоне.

Некоторые вещи нудно звучат и трудно запоминаются, но знать их нужно. Особенно автолюбителям. Особенно считающим себя специалистами и имеющим по любому поводу собственное мнение. Дьявол кроется в мелочах, и как раз об одной такой мелочи эта статья.

Не бывает у шины радиуса

Многие сейчас даже не поймут, к чему я клоню. «Ну, радиус, и что? У меня вот колеса 195-65R15, радиус 15, все ж написано, че ты умничаешь?!» Вот то, что умничаю. R15 к радиусу никакого отношения не имеет. Ни R, ни 15.

Сейчас в интернете можно найти массу информации, только такие мелочи, как маркировка автомобильных покрышек, не относятся к самым востребованным. Мы лучше пообсуждаем мощность двигателя или количество «плюшек» в салоне, да? А выбор колес оставим менеджеру в магазине. Ну или у друга спросим. Он-то точно в курсе! У него уже третья машина!

На самом деле, разбираться в этих скучных цифрах не помешает даже просто для общего развития. Тем более, что это и сэкономить поможет, и на поведение машины повлиять, но об этом позже. Пока что — чистый ликбез, дабы потом можно было хорошо понимать друг друга.

Итак, 195/65R15. Классический случай. Присядем на корточки возле своего автомобиля. Первая цифра — это ширина беговой части покрышки, грубо говоря, ширина протектора. Выражается в миллиметрах. То есть 195 мм. — это ширина вашего колеса. С пониманием этой цифры у большинства проблем нет.

Через дробь 65 — это величина профиля. Выражается в процентах от ширины. Не в миллиметрах! Профиль — это часть покрышки, «торчащая над диском». Боковина. То есть, высота этой боковины будет 195х65%=125,75 мм. А не 65 мм. И не что-то еще. Более того, из этой схемы однозначно следует, что высота 65% при ширине 195 будет одна, а если покрышка с маркировкой (условно) 225/65R15 — уже совсем другая! 225х65%=146,25 мм. Хотя цифры 65 — одинаковые!

R — это радиальная конструкция шины, а точнее, способ укладки металлического корда внутри нее. Когда-то конструкция шины предполагала диагональную укладку, но это было давно. Сейчас «диагональных» шин уже почти не встретишь, все сплошь радиальные, и буква R никому ничего нового не сообщит, только споры о пресловутом радиусе вызовет…

Ну и, наконец, цифра 15. Это диаметр. Диаметр посадочной части покрышки, внутренний диаметр, та часть, которая с диском соприкасается. Выражается в дюймах. 1 дюйм = 2,54 см. То есть 15х2,54=38,1 см Это еще и наружный диаметр диска, если кто не догадался…

Какие шины можно ставить, а какие нельзя?

А дальше начинается самое интересное. Мы можем играть этими цифрами, если хотим поставить на машину другие шины (диски). В идеале, главное — чтобы общий диаметр не отличался, либо отличался незначительно. Пример.

Колесо 195/65R15 имеет вот такой общий диаметр: 38,1 см — внутри, плюс 125,75 мм х2 = 251,5 мм (профиль же и сверху, и снизу есть). Переведем в сантиметры для простоты, получится 38,1 см+25,15 см=63,25 см. Вот как! Это и есть диаметр колеса в сумме.

Теперь при желании поставить другие колеса владелец автомобиля должен понимать следующее: эту цифру автопроизводители понимают так же, как и мы. Учитывая диаметр колеса, проектируется подвеска, тормозная система и кузов. Поэтому для одной и той же модели автомобиля (например, для Фольксваген Поло седан) официально допустимы три размерности колес. Самая простая версия довольствуется 175/70R14 (общий диаметр 60,06 см), 185/60R15 (60,3 см) и 195/55R15 (59,55 см).

Получается, что «колесо на 14» БОЛЬШЕ, пусть и незначительно, чем колесо на 15 в случае 195/55. Это к вопросу, затронутому выше, о том, чтоб на зиму колеса побольше поставить. Нужно все внимательно посчитать. Будет ли большая цифра диаметра означать и больший размер колеса в целом? Далеко не всегда.

Источник

Размерность шин и колес для автомобилей

Маркировка автомобильных покрышек для большинства автолюбителей является непростой задачей, так как многие не знакомы с обозначениями, указанными на внешней стороне стенок резины.

Между тем, диаметр колеса – параметр, с помощью которого можно подобрать автошины на автомобиль, удовлетворяющие технические характеристики транспортного средства. Данные параметры важны при выборе летних или зимних колес, и во время плановой замены шин с целью улучшения отдельных характеристик машины.

Прежде, чем подбирать диаметр колеса автомобиля, важно понимать, какой нужен профиль шины и вылет дисков для получения рекомендованных к установке значений. Чтобы обеспечить наилучшую управляемость, устойчивость машины на дороге и высокую проходимость, необходимо подбирать параметры, соответствующие техническому регламенту авто, условиям эксплуатации. Ниже представлена информация об обозначении маркировки и конструкции шин, а также о том, как можно подобрать покрышки, используя шинный калькулятор.

Что такое диаметр и радиус

Несмотря на большое количество информации, обозначений на покрышках, которые указывает производитель, многие водители путают радиус колес и диаметр, или вовсе понимают под разными понятиями один параметр. На практике изготовители резины не применяют параметр «радиус», поскольку он означает расстояние от центра шины до ее края. Такое измерение колес не используется.

Производители покрышек измеряют размер обода в дюймах, поэтому конструкция шины и диски имеют ничто иное как диаметр. Под ним подразумевают расстояние между противоположными краями покрышек. Окружность измеряется по линии, проходящей через центр колеса. Этот параметр используется чаще, поскольку он легко измеряется, а также показывает оптимальные значения, позволяющие точно подобрать диск или автошины на любое авто. Выделяются и другие показатели:

Стоит отметить, что буква R не имеет отношения к радиусу, как многие думают. Она обозначает тип шины – существуют радиальные и диагональные модели. Первые, которые имеют маркировку R, отличаются строением каркаса. Здесь корд натягивается между бортами без перехлеста нитей. Эластичная оболочка колеса обтягивается специальным поясом, изготовленным из прочного корда, который не деформируется под нагрузкой. Такая технология делает конструкцию покрышек прочной, улучшает сцепление резины с дорогой.

Диагональные шины имеют схожий протектор, идентичный радиус, однако отличаются соединением нитей. В отличие от моделей с маркировкой R, здесь нити в конструкции располагаются по диагонали между бортами. Брекерный слой, удерживающий и стабилизирующий покрышки, менее устойчив во время качения, что приводит к быстрому износу шин.

Какие бывают размеры

Производители предлагают модели покрышек с разными параметрами и радиусом. В зависимости от типа автомобиля, водители могут подобрать диаметр легкового колеса от 13 до 20, а также ширину обода, которая измеряется в дюймах. Между моделями есть существенная разница. В них отличается высота профиля в сантиметрах, скоростные качества, износостойкость. Поскольку измерять самостоятельно, какие колеса подойдут на автомобиль, непросто, многие автопроизводители указывают рекомендуемые параметры колес на стойке двери авто.

Чтобы установить колеса правильно, покрышки нужно подбирать с учетом их типоразмера. Данный параметр наносится на боковину резины в следующем виде: 225/45/R 18 84Т. Расшифровать маркировку можно следующим способом:

Источник

Как устроено колесо, расшифровка маркировки шин автомобиля, конструкция дисков

В статье расскажу, как устроено колесо автомобиля, про требования, предъявляемые к колесам, маркировку колесных шин и расшифровку их обозначений. Знать устройство колеса и обозначение шин автомобиля, необходимо для правильной подборки необходимых покрышек под личные запросы и стиль вождения.

При выборе новых шин необходимо знать их конструкцию и параметры, которые должны подходить к условиям их эксплуатации, кроме того, знание и понимание влияния силы, воздействующей на автомобиль, при различных условиях движения поможет принять правильное решение в критической дорожной ситуации и избежать повышенного износа покрышек.

Разный рисунок протектора шин ставит владельца транспортного средства перед задачей в правильности выбора, да и как правильно накачать колеса автомобиля, не многие знают. Еще необходимо знать устройство диска колеса автомобиля при использовании бескамерных шин.

Устройство колеса автомобиля: назначение и требования

Устройство колеса и шины автомобиля должны отвечать требованиям, которые обеспечивают безопасность движения. Шины движущегося автомобиля должны преодолевать трение качения. Величина трения качения, которую они должны преодолевать, составляет примерно одну десятую от соответствующего трения скольжения.

Колесо установлено на ступицу с помощью роликовых подшипников, которые дополнительно снижают трение качения. Значительно большее сопротивление, которое можно изменить, это сопротивление качению, оно зависит от типа дорожного покрытия, а не только от покрышки.

Для обеспечения максимальной эффективности работы специально настроенных систем подвески в современных автомобилях необходим хороший контакт с дорожной поверхностью. Покрышки выполняют эту функцию, причем первоочередную роль здесь играет обеспечение безопасности и комфорта. Колесо должно:

В свою очередь шина движущегося на любой скорости и при любых погодных условиях транспортного средства должна:

Устройство колеса

Колесо автомобиля состоит из обода и шины. Чтобы понимать, как устроено колесо автомобиля, необходимо знать, какие бывают типы ободов и их различия.

Типы автомобильных колес классифицируются по конструкции и по типоразмеру: колеса с литыми дисками; колеса со штампованными стальными дисками; колеса со спицами.

Кроме этого, колеса различают по типу обода: обод с углубленной центральной частью (глубокий обод); плоский обод; обод с наклонной полкой.

Колеса с литыми дисками

Имеется существенное различие между колесами с легко сплавными (алюминиевыми) дисками и со стальными дисками. Колеса с литыми дисками характеризуются высокой прочностью и точно обработанным седлом обода.

Благодаря небольшой массе, колеса с легко сплавными дисками подходят для спортивных автомобилей. Диски колес могут быть литыми или коваными. Колеса с литыми дисками, вследствие их высокой прочности, применяют на грузовиках большой грузоподъемности и на автобусах.

Колеса с литыми дисками для коммерческих автомобилей имеют плоский обод или обод с наклонной полкой. Для обеспечения возможности установки покрышек, эти колеса снабжены составными ободами.

Колеса со штампованными стальными дисками

Колеса со штампованными стальными дисками используют на легковых автомобилях и на коммерческих автомобилях малой грузоподъемности. Секции обода приварены одна к другой. Предусмотренные отверстия снижают его массу и обеспечивают более эффективное охлаждение тормозов.

Эти колеса имеют простую конструкцию и невысокую себестоимость, в них обеспечена герметичность посадочной полки обода.

Как правило, они имеют обод с углубленной центральной частью, что облегчает установку покрышек.

Ободья с углубленной центральной частью, размеры

Выемка в основании обода обеспечивает возможность установки покрышки и увеличивает объем воздуха. Для обеспечения хорошей посадки покрышки на посадочной полке (это особенно важно при использовании бескамерных шин) на седле обода предусмотрена канавка.

К размерам, определяющим тип колеса, относятся: внутренний поперечный размер шины определяет ширину необходимого обода, а посадочный диаметр борта – его диаметр. Осевая линия колеса может не совпадать с фланцем крепления.

Расстояние смещения осевой линии обода относительно фланца крепления называется офсет.

Осевая линия может проходить через точку поворота фланца и улучшать характеристики передней подвески.

Конструкция шины

Внешняя поверхность шины, находящаяся в контакте с дорожным покрытием, имеет рисунок в форме канавок, которые помогают обеспечить хорошее сцепление с мокрым дорожным покрытием, называется протектором.

Именно эта поверхность передает усилия водителя, прикладываемые к рулевому колесу и педали тормоза, на дорогу и обеспечивает тяговое усилие.

Боковина покрышки обладает гибкостью, но при этом требуется, чтобы она выдерживала определенные ударные воздействия.

Шина имеет многослойную конструкцию – до 8 слоев, от которых зависят прочность, управляемость, ходовые качества и способность выдерживать тепловые воздействия.

Кольца бортов покрышки – это прочные замкнутые кольца, изготовленные из стальной проволоки и впаянные в борт покрышки для создания герметичного уплотнения с ободом.

Слои корда обеспечивают более устойчивое поведение автомобиля на дороге и более эффективное рассеивание теплоты при высоких скоростях движения.

Обозначение колесных шин

Маркировка автомобильных шин на боковине содержит информацию о характеристиках шины, помогает правильно подобрать и эксплуатировать покрышку.

Например, маркировка 195/65 R 15 91T расшифровывается так: 195 = ширина протектора 195 мм. 65 = высота боковины, измеренная в процентах от ширины протектора (в примере – 126 мм). R = шина радиального типа. 15 = диаметр обода 15 дюймов. 91 = максимальная грузоподъемность (в примере – 600 кг). T = максимальный класс скорости (в примере – 190 км/ч).

Профиль шины это величина относительная, поэтому, при подборе шин необходимо учитывать, что если вы вместо типоразмера 195/65 R15 захотите поставить покрышки с размером 205/65 R15, то увеличится не только ширина покрышки, но и высота.

Рисунок протектора

Протектор шины, контактируя с дорожным покрытием, должен выдерживать очень большую нагрузку и гарантировать надежное сцепление с любыми поверхностями, иметь высокую износоустойчивость к абразивным воздействиям и не перегреваться при нормальном режиме работы.

При направленном рисунке протектора шины достигается лучшее сцепление с влажной поверхностью, курсовая устойчивость и управляемость.

Разный рисунок протектора на внутренней и на внешней стороне имеют шины с асимметричным протектором, они имеют более высокие динамические характеристики по сравнению с обычными или шинами с протектором, которые имеют направленный рисунок.

Как правило, конструкция внутренней стороны протектора ориентирована на обеспечение наилучшего сцепления с влажной поверхностью, а внешней стороны – на эффективное преодоление поворотов.

Шины этого типа можно устанавливать с любой стороны, они не являются направленными. Важную роль играет правильность посадки покрышки и правильная ориентация рисунка протектора.

Глубина протектора шин

Глубина протектора, в первую очередь, обеспечивает каналы для прохождения воды. На рисунке показана шина в разрезе и глубина протектора.

Когда вследствие износа глубина протектора уменьшается до такой степени, при которой не обеспечивается удовлетворительное вытеснение воды и снега, шина теряет сцепление из-за недостаточного контакта с дорогой.

Возникает так называемый эффект Аква планирования, который очень опасен. Для точного измерения глубины износа протектора следует использовать глубиномер и произвести замеры в нескольких точках по окружности.

Между выступающими частями протектора находятся индикаторы износа шины. Эти индикаторы указывают на достижение минимальной глубины протектора. Визуальный осмотр показывает, что протектор изношен до уровня, на котором располагается индикатор износа.

Накачивание шин

Правильное накачивание шин автомобилей играет очень важную роль, избыточное или недостаточное давление воздуха влияет на эффективность рулевого управления, торможения и на тяговое усилие, кроме этого, существенно возрастает износ покрышек. Правильно накачанная шина обеспечивает оптимальный контакт с дорожной поверхностью.

Как правильно накачивать шины указано в инструкции по эксплуатации автомобиля. У многих автомобилей имеется табличка на центральной стойке кузова со стороны передней левой или правой двери, где есть параметры давления в шинах при различной нагрузке на автомобиль.

Если шины недостаточно накачаны, снижается эффективность управления, возникает тенденция к уводу в сторону и появляется повышенный износ кромок протектора. Если шины перекачаны, рулевое управление становится легче, и наблюдается быстрый износ центральной части протектора.

Силы, воздействующие на автомобиль

Когда сила, например, движущая сила, передается в контактной зоне катящегося колеса, между шиной и поверхностью дороги возникает относительное движение или проскальзывание. Наличие проскальзывания означает, что расстояние, преодолеваемое автомобилем, меньше расстояния, соответствующего окружности качения шины.

Скольжение выражается в процентах. Это разница между расстоянием, которое прошло бы катящееся колесо без передачи усилия, и фактическим пройденным расстоянием с передачей усилия. При торможении с заблокированными колесами скольжение составляет 100%. Скольжение изменяется под влиянием следующих факторов, перечисленных ниже.

Статический коэффициент трения зависит от характера дорожного покрытия (бетон, асфальт или булыжная мостовая), от состояния дороги (сухая или влажная) и от характеристик покрышки.

На рисунке ниже показаны силы, передаваемые шинами к дорожному полотну. Эти силы воздействуют на автомобиль в большей или меньшей степени, которая зависит и от характера дороги, и от мастерства водителя.

Центр тяжести транспортного средства – это непостоянный фактор, зависящий от нагрузки на автомобиль и от сложности рельефа местности (угла наклона).

На безопасность движения и комфорт влияет балансировка колеса. Правильно от балансированное, оно нормально работает и не оказывает негативного влияния на работу рулевого управления, подвески и тормозов.

Не от балансированное колесо вызывает его вибрацию при вращении. По мере увеличения скорости вибрация возрастает и может превратиться в колебание колеса в вертикальной плоскости.

Силы, которые заставляют вращающееся колесо перемещаться вверх и вниз, – это силы статического дисбаланса. Силы, которые заставляют вращающееся колесо перемещаться из стороны в сторону, – это силы динамического дисбаланса.

Неприемлемо большие силы дисбаланса могут вызывать преждевременный износ покрышек, элементов рулевого управления и подвески. Балансировку колес проверяют на специальных стендах, для устранения дисбаланса на обод устанавливают балансировочные грузики.

Износ протектора зависит от целого ряда причин, однако есть два типичных фактора, связанных с системой рулевого управления. Неправильно отрегулированное схождение или расхождение приводит к быстрому и интенсивному износу протектора, одинаковому на двух передних колесах. Износ этого типа называют “пилообразным”.

Если острые края секций проектора обращены внутрь, к центру автомобиля, – это указывает на повышенное схождение колес. Если острые кромки обращены наружу, – это указывает на повышенное отрицательное схождение (расхождение).

Если неправильно отрегулирован развал, возникает угловой износ протектора. Например, при наличии повышенного отрицательного развала шины изнашиваются на внутренней стороне.

Если развал на двух сторонах автомобиля неодинаков, возникает боковой увод к той стороне, на которой положительный развал больше. В большинстве передне-приводных автомобилей развал не регулируется, и неисправные (изношенные или поврежденные) элементы следует заменять.

Выводы

Теперь Вы знаете, как устроено колесо автомобиля и из чего оно состоит, что поможет в правильном выборе и эксплуатации шин, сделает передвижение на автомобиле комфортным и продлит срок службы покрышек. Своевременное обслуживание ходовой части автомобиля и контроль минимально допустимой глубины протектора обеспечат безопасное дорожное движение.

Правильное накачивание шин автомобилей продлит срок их службы и снизит расход топлива. Колеса – это то, что соединяет нас с этим миром на дороге, и от их надежности зависит не только Ваша продолжительность жизни, но и окружающих.

Не забывайте про важность периодической проверки колес, и удачи Вам на дорогах. Подписывайтесь на рассылку и поделитесь в комментариях, какими критериями Вы руководствуетесь при выборе новых шин и как потом меняется поведение автомобиля при различных условиях движения.

Источник

Колеса для автомобилей. Виды, конструкция, обозначение колес

Колеса воспринимают всю массу колесной машины, осуществляют кинематическую связь трансмиссии с опорной поверхностью, обеспечивая передвижение и маневрирование колесной машины, а также способствуют (вместе с шинами) частичному сглаживанию и поглощению воздействий от неровностей опорной поверхности.

1. Требования, предъявляемые к колесам

К колесам автомобилей и тракторов предъявляются следующие требования:

2. Классификация колес

По принадлежности к типу колесной машины:

В каждой группе колеса различают по габаритным размерам и грузоподъемности (максимальной радиальной нагрузке), а колеса для легковых автомобилей – и по максимальной скорости движения автомобиля.

По типу применяемых шин:

Для обеспечения герметичности посадки бескамерных шин на обода колес к поверхностям посадочных полок и закраин ободов предъявляются повышенные требования по чистоте и шероховатости.

По конструкции обода:

Рисунок 1. Полуглубокий обод дискового колеса: 1 – диск колеса; 2 – основание обода

Основные присоединительные размеры автомобильных колес с разборными ободами регламентированы ГОСТ 10409.

По технологии изготовления:

3. Конструкции колес

3.1. Дисковые колеса

Производство дисковых колес в настоящее время является преобладающим в силу простоты конструкции, высокой точности крепления колес на ступицах и отработанности технологии серийного производства.

Основными характеристиками дисковых колес являются ширина профиля обода b, посадочный диаметр d и угол наклона посадочных полок γ_пп.

Для легковых, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости применяются дисковые колеса с неразборными (асимметричными или симметричными) глубокими ободами, имеющими угол наклона посадочных (конических) полок γ_пп = 5 0 (рисунок 2). Конические полки улучшают посадку бортов шины на ободе, увеличивают срок службы бортов, обеспечивают надежную передачу шиной крутящего момента.

Неразборный глубокий обод состоит из следующих элементов:

Рисунок 2. Асимметричный обод дискового колеса для легковых автомобилей: 1 – закраина; 2 – полка; 3 – ручей; b – ширина профиля обода; d – посадочный диаметр; f – глубина ручья; h_з – высота закраины; 5 0 – угол наклона посадочных полок

Асимметричный обод имеет смещение ручья к наружной стороне колеса для того, чтобы оставалось больше места для размещения тормозного механизма.

Для надежной посадки бортов радиальных бескамерных шин и предотвращения их сползания с полок ободов колес, что при криволинейном движении автомобиля с частично пониженным давлением воздуха хотя бы в одной из шин может привести к потере управляемости, полки ободов для легковых автомобилей изготовляют, как правило, с безопасными контурами.

Рисунок 3. Симметричный обод с комбинированным подкатом: 1 – подкат с внутренней стороны обода; 2 – плоский подкат с наружной стороны обода

Наибольшее применение нашли: подкат («Hump», обозначается H) и плоский подкат («Flat-Hump», обозначается FH). Подкат (рисунок 3) представляет собой расположенный по поверхности одной из полок обода закругленный выступ 1, а плоский подкат – выступ 2 с относительно острой кромкой.

Рисунок 4. Обод с двусторонним подкатом

В процессе эксплуатации радиальных бескамерных шин было установлено, что безопасные контуры целесообразно применять на обеих сторонах ободов для легковых автомобилей (рисунок 4). Это двусторонний подкат (обозначается Н2) или комбинированный подкат (обозначается СН), при котором наружная полка обода выполняется с плоским подкатом, а внутренняя – с подкатом.

Разборные обода бывают двух- или трехкомпонентными (рисунок 6).

При одинаковом основании 1 трехкомпонентный обод (рисунок 6, а) состоит из бортового кольца 3, выполненного в виде закраины, и разрезного замочного кольца 2, а двухкомпонентный (рисунок 6, б) – из разрезного бортового кольца 3, одновременно выполняющего функцию замочного.

Рисунок 5. Неразборный обод с крутыми полками: 1 – закраина; 2 – полка; 3 – ручей; b – ширина профиля обода; d – посадочный диаметр; 15 0 – угол наклона посадочных полок

К недостаткам двухкомпонентного обода относятся пониженная жесткость разрезного бортового кольца, наличие острых кромок в месте разреза и зазора в стыке.

Рисунок 6. Колесо с плоским разборным ободом: а – трехкомпонентный обод; б – двухкомпонентный обод; 1 – основание обода; 2 – замочное кольцо; 3 – бортовое кольцо; 4 – диск колеса; 5 – посадочная полка; b – ширина профиля обода; γ_пп – угол наклона посадочных полок; d – посадочный диаметр; D₁ – диаметр расположения крепежных отверстий; D₂ – диаметр центрального отверстия

Колеса с разборными ободами с косыми полками являются наиболее простыми по конструкции и широко распространенными, несмотря на то, что при одинаковой массе могут воспринимать меньшую нагрузку по сравнению с неразборными колесами с ободами с крутыми полками. Кроме того, они оставляют меньше места для охлаждения тормозных механизмов и больше нагреваются.

Для автомобилей, оборудованных шинами с регулируемым давлением воздуха, применяются дисковые колеса с разъемным ободом и с внутренним распорным кольцом, которые бывают обычного и уширенного профиля, а также колеса с полуглубоким ободом с тороидальными посадочными полками.

Дисковое колесо с разъемным ободом (рисунок 7) состоит из диска 4 и приваренного к нему обода 2, бортового 3 и посадочного 5 колец и распорного кольца 1. Диск и бортовое кольцо при монтаже шины соединяются болтами 6 с гайками 9. Разрезное распорное кольцо со специальным шарнирным замком прижимает борта шины к закраинам обода.

Рисунок 7. Дисковое колесо с разъемным ободом и распорным кольцом: 1 – распорное кольцо; 2 – обод колеса; 3 – бортовое кольцо; 4 – диск колеса; 5 – посадочное кольцо; 6 – болт крепления бортового кольца; 7 – покрышка; 8 – камера; 9 – гайка крепления бортового кольца

У современных армейских автомобилей, оборудованных системой регулирования давления воздуха в шинах, передача крутящего момента от шины к ободу при минимально- допустимом внутреннем давлении воздуха в шине обеспечивается плотной посадкой бортов шины на конических полках обода.

Распорное кольцо в этом случае удерживает борта шины от случайного сползания с конических полок обода.

Дисковое колесо с полуглубоким ободом с тороидальными посадочными полками (рисунок 8) также состоит из диска 10 и приваренного к нему обода 1. Оба бортовых кольца 2 – съемные, причем наружное – фиксируется замочным разрезным кольцом 7. Ограничитель 8 обеспечивает фиксацию наружного и замочного колец в строго определенном положении. В ограничителе одновременно фиксируется защитный кожух шланга подвода воздуха после установки колеса на ступицу.

Тороидальные поверхности посадочных полок обода обеспечивают постоянный натяг между покрышкой и ободом, надежную посадку бортов покрышки на полки обода без распорного кольца при заданном диапазоне изменения давления воздуха в шине.

Колесо с ободом такой конструкции в случае герметизации вентиля позволяет устанавливать на него бескамерные шины с регулируемым давлением воздуха.

Рисунок 8. Дисковое колесо с полуглубоким ободом с тороидальными посадочными полками: 1 – обод колеса; 2 – бортовые кольца; 3 – ободная лента; 4 – камера; 5 – уплотнитель вентильного паза; 6 – покрышка; 7 – замочное кольцо; 8 – ограничитель; 9 – вентиль камеры; 10 – диск колеса; 11 – балансировочный груз; 12 – скоба крепления груза

Для шин грузовых автомобилей большой грузоподъемности и автобусов соответствующих классов применяются дисковые колеса с плоскими разборными ободами, имеющими две съемные закраины (рисунок 9).

Для шин тракторов общего назначения и универсально-пропашных тракторов применяются дисковые колеса по конструкции аналогичные колесам грузовых автомобилей.

Рисунок 9. Колесо широкопрофильной шины: 1 – основание обода; 2 – закраина; 3 – посадочное кольцо; 4 – замочное кольцо; 5 – диск колеса

Рисунок 10. Изменение колеи ведущих колес трактора путем перестановки обода относительно диска: 1 – диск заднего ведущего колеса; 2 – кронштейн обода колеса; 3 – фланец вала привода колеса

Ступенчатое изменение колеи задних ведущих колес предусмотрено в конструкции трактора МТЗ-80 (рисунок 11). Ступица колеса закреплена на полуоси 1 с помощью шпонки и вкладыша 3. Во вкладыше смонтирован червяк 2, витки которого заходят в прорези полуоси. Поворачивая червяк, можно передвинуть ведущее колесо на полуоси и получить требуемую для работы колею. Для этого необходимо поднять домкратом колесо и ослабить болты крепления вкладыша к ступице колеса.

Чтобы получить наибольшую колею, диски ведущих колес трактора должны быть расположены выпуклой частью внутрь.

Рисунок 11. Заднее ведущее колесо трактора МТЗ-80: 1 – полуось; 2 – червяк; 3 – вкладыш; 4 – дополнительный груз

Для увеличения сцепления ведущих колес трактора с опорной поверхностью при выполнении сельскохозяйственных работ на диски вешают дополнительные грузы 4, которые снимают при использовании трактора на транспортных работах.

Дисковым колесам присущи следующие недостатки:

Наибольшую удельную грузоподъемность, превышающую примерно на 30…35 % удельную грузоподъемность колес с разборными ободами с косыми полками, имеют колеса с широкими неразборными ободами с крутыми полками, на которые монтируются радиальные бескамерные шины для грузовых автомобилей с отношением Н/В = 0,7…0,8 (рисунок 12).

Рисунок 12. Колесо с широким неразъемным ободом

В дисковых колесах для снижения массы предусматривают отверстия, которые одновременно служат для удобства монтажа и демонтажа и для вентиляции тормозных механизмов.

3.2. Бездисковые колеса

Бездисковые колеса применяют на грузовых автомобилях, у которых номинальная нагрузка на колесо превышает 20 кН и тракторах общего назначения с колесной формулой 4К4б. Они состоят из обода и спицевой ступицы. Обода на ступицах крепят прижимами, болтами или шпильками и гайками, имеющими только правую резьбу.

Известны две принципиально отличающиеся конструкции бездисковых колес: с продольно-разборными и поперечно-разборными ободами. Крепление бездисковых колес на ступицах осуществляется по единым схемам.

В настоящее время бездисковые колеса с продольно-разборными ободами (рисунок 13) нашли достаточно широкое применение в автомобильной промышленности. Однако им присущи недостатки, сдерживающие дальнейшее их распространение:

Рисунок 13. Бездисковые колеса с продольно-разборными ободами: а – крепление сдвоенных колес; б – крепление одиночного колеса; 1 – обод; 2 – прижим; 3 – ступица; 4 – распорное кольцо; А – коническая поверхность

Бездисковые колеса с поперечно-разборными ободами (рисунок 14) считаются более перспективными [6, 10, 13]. Обод обычно состоит из трех сегментов 1 равного размера, замыкаемых при сборке в единое кольцо, и имеет кольцевой внутренний выступ с коническим поясом, обращенным к ступице 2 колеса. Аналогичный конический пояс имеет и ступица. Таким образом, центрирование обода по ступице осуществляется этими коническими поверхностями. Крепление обода к ступице осуществляется зажимами 4, затягиваемыми гайками 3 на шпильках 5. Эта конструкция позволяет практически устранить перечисленные выше недостатки как дисковых, так и бездисковых колес с продольно-разборными ободами.

Колеса с поперечно-разборными ободами по сравнению с колесами с продольно-разборными ободами имеют следующие недостатки:

Рисунок 14. Бездисковое колесо с поперечно-разборным ободом: 1 – сегменты обода; 2 – спицевая ступица колеса; 3 – гайка; 4 – зажим; 5 – шпилька

У тракторов общего назначения бездисковая конструкция ведущих колес позволяет сократить габаритную ширину при сохранении дорожного просвета, так как конечные передачи при бездисковых колесах располагаются внутри ободов колес.

3.3. Колеса для специальных колесных машин

К колесам для специальных колесных машин относятся колеса для арочных шин, пневмокатков и колесных машин большой грузоподъемности.

Для арочных шин применяются специальные колеса с мягким резиновым уплотнителем (рисунок 15). Они состоят из специального обода – сферической обечайки 1 – с приваренными к нему внутренними бортовыми кольцами 5 и диском 2, съемных бортовых колец 4, резиновых уплотнительно- компенсирующих колец 3 и крепежных болтов и гаек.

Герметизация осуществляется зажатием бортов шины между съемными бортовыми, резиновыми и внутренними бортовыми кольцами. Диаметр уплотнительно-компенсирующего кольца, а также его жесткость выбирают из условия необходимого усилия нажатия на борт шины при минимально допустимой его толщине. В этом случае борт шины не имеет остаточной деформации. Такой способ герметизации является наиболее целесообразным для колес арочных и широкопрофильных бескамерных шин грузовых автомобилей, работающих в тяжелых дорожных условиях, а также для колес пневмокатков.

Рисунок 15. Дисковое колесо для арочной шины: 1 – обод колеса; 2 – диск; 3 – резиновое кольцо; 4 – бортовое кольцо; 5 – внутреннее бортовое кольцо

Обода пневмокатков по принципу закрепления бортов шины сходны с ободами арочных шин.

Рисунок 16. Колесо для крупногабаритной шины: 1 – обод; 2 – закраина; 3 – посадочное кольцо; 4 – замочное кольцо

Колеса для колесных машин большой грузоподъемности, в основном, бездисковые (рисунок 16). Они состоят из основания обода 1, изготовленного сваркой, посадочного кольца 3, съемных закраин 2 и съемного замочного разрезного кольца 4. Монтаж и демонтаж крупногабаритных шин на ободах производят с использованием специального оборудования.

4. Материалы и технология изготовления колес

Колеса крупносерийного производства изготавливаются в основном методом холодной штамповки из стального листа и состоят из обода и соединенного с ним сваркой диска. Колеса из алюминиевого или магниевого сплавов изготавливаются методами кокильного литья под низким давлением или горячей объемной штамповки (ковки).

Основными преимуществами колес из стального листа являются низкая стоимость и возможность восстановления (рихтовки) после деформации (смятия, изгиба). К их недостаткам можно отнести низкую коррозионную стойкость, относительно большую массу (например, масса колеса легкового автомобиля размером 5 1 /₂Jх13 составляет в среднем 6,5 кг) и невыразительный дизайн.

Литые колеса из алюминиевого или магниевого сплавов (рисунок 17) обладают высокой коррозионной стойкостью и весьма выразительным дизайном. По сравнению с колесами из стального листа той же размерности они имеют меньшую массу (на 15 и 30 %, соответственно) и большую прочность. В результате у автомобиля с такими колесами снижается неподрессоренная масса, что благоприятно сказывается на работе подвески. При одинаковой эффективности работы амортизаторов обеспечивается лучший контакт колес автомобиля с опорной поверхностью. Меньший момент инерции литых колес обеспечивает автомобилю лучшие динамические и тормозные свойства. Кроме того, легкие сплавы обладают хорошей теплопроводностью, что в совокупности с большими отверстиями в дисках способствует более эффективному охлаждению тормозных дисков и суппортов.

Рисунок 17. Литые колеса

Основными недостатками литых колес являются:

Общим же недостатком кованых и литых колес, проявляющимся при эксплуатации автомобиля на разбитых дорогах, является их высокая жесткость. Эти колеса (в отличие от обычных стальных колес) практически не обладают податливостью, в результате чего, прямые удары в них передаются непосредственно на подвеску и ходовую часть автомобиля и в значительной степени снижают их ресурс.

Колеса из магниевых сплавов легче и прочнее, чем из алюминиевых. Однако они не нашли широкого применения из-за низкой коррозионной стойкости. Для защиты таких колес от воздействия окружающей среды их покрывают защитными лаками или красками, что приводит к дальнейшему увеличению их стоимости.

Материалами для колес из полимерных композиционных материалов являются армированные пластики на основе стеклянных, углеродных или гибридных волокон и термореактивных (полиэфирных, эпоксидных, эпоксифенольных) или термопластичных связующих (поликарбонатных, полиамидных). Стеклонаполненные термопласты перерабатываются в изделия высокопроизводительным методом литья под давлением, а стеклопластики на основе полиэфирных и фенольных смол, являющиеся наиболее дешевыми материалами, – методом прессования.

На рисунке 18 показаны примеры конструкций колес из стеклопластика для грузовых (рисунок 18, а, колесо с разъемным ободом) и легковых (рисунок 18, б, неразборное колесо) автомобилей, изготовленных методами прессования из препрега и литья под давлением из стеклонаполненного поликарбоната, соответственно.

На рисунке 19 показана конструкция колеса для шины регулируемого давления, где основание обода изготовлено методом намотки стеклоткани, пропитанной связующим составом на основе эпоксидной смолы. В таблице 1 приведены методы изготовления колес из полимерных композиционных

материалов, которые зависят от объема производства, применяемого материала и конструкции колеса.

Рисунок 18. Колеса из стеклопластика

Таблица 1. Методы изготовления колес из полимерных композиционных материалов

производстваОсобенности конструкционного

изготовленияСлоистый стеклопластик на основе

полиэфирного связующего холодного

отвержденияОпытное,

единичноеНе ограниченыКонтактное

формованиеСлоистый стеклопластик на основе

полиэфирного связующего горячего

отвержденияМелкосерийноеРазъемное колесо с элементами

постоянного или переменного

сечения, пригодными для

прямого прессованияПрессованиеПрепрег или дозируемый

прессматериалСреднесерийноеРазъемное колесо с элементами

постоянного сечения, пригодными

для прямого прессованияПрессованиеСтеклонаполненный термопластКрупносерийноеНеразъемное колесо

простой конфигурации и

небольшого размераШтамповкаСтеклонаполненный термопластКрупносерийноеНеразъемное колесо

сложной конфигурацииЛитье под

давлениемСлоистый стеклопластик на основе

эпоксидного связующего горячего

отвержденияСерийноеОбодная часть

разъемного колесаНамотка

Применение полимерных композиционных материалов существенно расширяет возможности конструкторов в области разработки нетрадиционных конструкций колес. Например, выполняя дисковую часть колеса сферической или эллиптической при радиальном расположении армирующих волокон, принципиально возможно создание колес, повышающих плавность хода автомобиля, которые будут функционировать как амортизаторы системы подрессоривания и низкопрофильные шины.

Рисунок 19. Конструкция колеса с основанием обода из полимерного композиционного материала: 1 – основание обода; 2 – бортовые кольца; 3 – торцевое кольцо; 4 – фланцевое кольцо; 5 – штифтово-болтовые соединения

5. Обозначения колес

Устанавливаемые стандартами различных стран обозначения колес наносятся на одну из сторон диска колеса или обода бездискового колеса и включают:

Размеры ободов дисковых колес включают ширину профиля и посадочный диаметр обода в дюймах или миллиметрах, разделенные знаком «х» для неразборных глубоких ободов (5Jх13) и ободов с крутыми полками (9.00х19,5) и знаком «-» – для разборных полуглубоких (228Г-508) и плоских ободов (10.0-20; 330-533). Буквы между цифрами указывают на различную форму закраин и различное исполнение полок и ручья (информацию можно найти в справочной литературе).

При наличии безопасного контура на полках ободов для легковых автомобилей этот контур указывается в обозначении после размеров обода (например, 5Jх13Н2, где Н2 означает двусторонний подкат). Также указывается вылет колеса (ЕТ) в миллиметрах, например, ЕТ30. Таким образом, полная характеристика дисковых колес для легковых автомобилей имеет вид, приведенный на рисунке 20.

Рисунок 20. Характеристика дискового колеса легкового автомобиля

Расположение ручья глубокого обода колеса (симметричное или асимметричное) видно по колесу и не маркируется.

Соответствие размеров шин легковых автомобилей размерам профиля ободьев колес приведено в таблице 2.

Таблица 2. Соответствие размеров шин размерам профилей ободьев колес

шины135/80R12155/80R13155/65R13

145/80R13175/70R13185/65R13

175/60R13Обозначение

обода колеса4,00В4½J5J5J, 5½J5½JОбозначение

шины155/65R14185/70R14

165/65R14175/65R14185/55R14

165/55R14205/70R14Обозначение

обода колеса4,5J, 5J,

5½J5J, 5½J5J, 5½J, 6J6J6J, 6½JОбозначение

225/75R15Обозначение

обода колеса5½J, 6J6J6J, 6½J6½J, 7J7JОбозначение

шины175/80R16205/60R16235/60R16

245/50R16Обозначение

обода колеса5½J, 6J6J, 6½J, 7J6½J, 7J7J, 7½J8JОбозначение

265/65R17Обозначение

обода колеса7J7J, 7½J7½J, 8J8J8J, 8½JОбозначение

шины235/60R18255/55R18

275/40R18Обозначение

обода колеса7½J7½J, 8J8J8J, 8½J8½J, 9JОбозначение

шины225/55R19235/55R19

235/35R19255/30R19265/50R19Обозначение

обода колеса7½J8J8J, 8½J8½J, 9J9J, 9½JОбозначение

225/30R20245/40R20265/50R20275/40R20305/50R20

285/50R20Обозначение

обода колеса8J8J, 8½J8½J, 9J8½J, 9J,

9½J9J, 10JОбозначение

шины245/40R22265/40R22295/40R22

285/45R22305/40R22305/30R26Обозначение

обода колеса8½J9½J9½J, 10J,10J, 10½J10J

6. Способы крепления и центрирования колес

Колеса крепятся к ступицам и вращаются на них. Существует два типа ступиц: фланцевые и спицевые.

На легковых автомобилях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности и тракторах для дисковых колес применяются фланцевые ступицы (рисунок 21). Колесо автомобиля крепится к фланцу ступицы 5, вращающейся на роликовых подшипниках 4 и 6, установленных на цапфе 17 поворотного кулака.

Рисунок 21. Фланцевая ступица: 1– колпак ступицы; 2 – гайка; 3 – стопорная шайба; 4 и 6 – подшипники; 5 – ступица; 7 – сальник; 16 – упорная шайба; 17 – цапфа

На грузовых автомобилях для бездисковых колес применяются спицевые ступицы (см. рисунок 14, поз. 2). В их конструкции пять или шесть спиц выполняют функции дисков колес, а разъемно-разборный обод 3 (рисунок 22) устанавливают на конических посадочных поверхностях, выполненных на концах спиц 1. Колесо от поперечных перемещений удерживается прижимами, крепящимися на шпильках 2 к спицам.

Рисунок 22. Спицевая ступица: 1 – спица; 2 – шпилька крепления прижима; 3 – разъемно-разборный обод

Ступицы колес изготавливают литьем из ковкого чугуна.

Применяются два способа центрирования дисковых колес при креплении на ступицах:

Рисунок 23. Крепежные детали: а и б – с конической прижимной частью; в – со сферической прижимной частью

Внутренний диаметр центрального отверстия и наружный диаметр ступицы имеют размеры с допусками. Зазор между указанными деталями может составлять от 0,2 до 0,6 мм. Крепежные отверстия – цилиндрические, требующие лишь грубой обработки. Их диаметр на 3…4 мм больше диаметра шпильки, что необходимо для предотвращения двойной посадки.

Рисунок 23. Крепежные детали: а и б – с конической прижимной частью; в – со сферической прижимной частью

Рисунок 24. Центрирование по центральному отверстию одиночных (а) и сдвоенных (б) колес

Преимуществом способа центрирования по центральному отверстию в диске является малое радиальное биение колеса, поэтому такое центрирование применяется также на спортивных легковых автомобилях, а недостатком – коррозия в зоне центрирования как при стальных колесах, так и колесах из легких сплавов.

Центрирование разъемных в продольной плоскости ободов на ступицах (передние и задние внутренние колеса) и прижимах (задние наружные колеса) осуществляется по коническим поверхностям А (см. рисунок 13), которые имеют обода в замочной части с внутренней стороны.

Присоединительные размеры для крепления дисковых колес стандартизованы и включают:

Вылет колеса – расстояние от плоскости симметрии обода до плоскости крепления к фланцу ступицы. Вылет колеса может быть положительным (как показано на рисунке 25) и отрицательным.

Рисунок 25. Параметры дисков: PCD – диаметр расположения крепежных отверстий; ЦО – диаметр центрального отверстия; ЕТ – вылет колеса

Формула колеса (рисунок 26) (например, PCD 4/100) указывает, что крепежных отверстий – 4, а диаметр окружности расположения их центров – 100 мм. Параметр PCD должен обязательно соответствовать автомобилю, так как, если диаметр расположения отверстий будет отличаться всего на 2…3 мм, то колесо при качении будет иметь биение. Колеса легковых автомобилей имеют 3…6 отверстий.

Рисунок 26. Формула расчета PCD по расстоянию между центрами отверстий (А)

В таблицах 3 и 4 приведены основные характеристики колес некоторых легковых автомобилей и значения коэффициентов ширины обода их шин.

Таблица 3. Основные характеристики колес некоторых легковых автомобилей

Анализ данных таблицы 4 позволяет определить коэффициент ширины обода (отношение ширины профиля обода колеса к ширине профиля шины, b/В) шин для легковых автомобилей, который составляет 0,69…0,92. При этом на легковые автомобили устанавливаются как низкопрофильные (с посадочным диаметром d от 12 до 17”), так и сверхнизкопрофильные шины (d ≥ 13”).

Таблица 4. Значения ширины обода шин легковых автомобилей

Источник