Конструкция колеса автомобиля – Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала «За рулем»

Содержание

Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала «За рулем»

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 × 13h3 ET 30, где:
5 — ширина обода в дюймах;
13 — диаметр обода в дюймах;
J и h3 — 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.

Подробнее о колесном диске — в главе Колесный диск

wiki.zr.ru

Устройство автомобильного колеса: что за незамысловатая деталь?

На повестке дня устройство автомобильного колеса.

Казалось бы, что особенного в колесе? Изобретение из далёкой древности, которое с успехом используется человечеством на протяжении почти всей его истории.

Но если мы говорим о колесе современного авто, а не о каменном круге возрастом в несколько тысячелетий, то сказать о нём есть что. Несмотря на кажущуюся простоту, оно является настоящим инженерным шедевром, а его роль в жизни машины сложно переоценить.

Устройство автомобильного колеса. Не такое простое, как кажется

Формально эта деталь является частью ходовой, и в первую очередь на него возложена задача связать сложный организм машины с дорогой.

По сути, оно является конечной точкой процесса, зарождающегося в двигателе – процесса преобразования энергии топлива во вращение.

В дополнение к этому, наш сегодняшний герой отыгрывает не последнюю роль в безопасности автомобиля, надёжно сцепляясь с покрытием дороги, обеспечивая управляемость машины и её устойчивость.

Одним словом, груз ответственности на нём лежит довольно серьёзный.

Каким образом колесо надёжно выполняет все эти функции? Для этого инженеры придумали особую конструкцию автомобильного колеса, которая состоит из таких частей:

  • диск;
  • обод;
  • шина (покрышка).

Первый элемент из этой тройки служит для соединения колеса с осью. На современных автомобилях делается это при помощи болтовых соединений, причём их количество для гражданских легковых машин может варьироваться от 4 до 6.

Обод в свою очередь выполняет роль посредника между диском и шиной, которая является крайне важным элементом для колеса и связующим звеном между всем автомобилем и дорогой.

Конечно же, с развитием автомобильной промышленности все эти части совершенствовались и преобразовывались, поэтому нам предстоит познакомиться с их разновидностями, устройством и, как следствие, существующими видами колёс.

Колёсный диск: труд инженеров и дизайнеров

Обод и диск – они, по сути, представляют собой единое целое, поэтому разделение между этими элементами весьма условное. Зачастую, когда говорят о диске, имеют в виду обе эти детали вместе – мы поступим так же. Различают такие разновидности дисков:

  • стальные (обод и диск соединены сваркой). Это классика – дёшево и сердито, из-за чего они получили большое распространение. Недостатки – вес и невозможность придания оригинального дизайна;
  • легкосплавные (полностью монолитные). Бывают литые диски и кованые. Первые, хотя и позволяют играть с дизайном, но достаточно хрупкие. Вторые — гораздо более крепкие и вообще практически лишены каких-либо недостатков за исключением одного — цены, из-за сложности изготовления. В целом же легкосплавные изделия во многом превосходят своих стальных собратьев – помимо веса и эстетики они ещё и эффективнее охлаждают тормоза, а также не требуют столь кропотливой балансировки.

Шина: под грузом ответственности и автомобиля

Идём дальше – шины. В наши дни покрышки это не просто куски резины, как было на заре автомобилестроения – это поистине высокотехнологичная деталь.

Современные легковушки, как правило, комплектуются бескамерными шинами, варианты с камерами уже давно стали архаизмом и используются иногда на грузовой или специальной технике.

Нас, конечно же, интересует то, что чаще всего встречается на гражданском транспорте.

Бескамерная шина состоит из таких частей:

  • каркас;
  • брекер;
  • боковина;
  • борт;
  • протектор.

Основа шины – каркас, который также часто называют кордом. Он представляет собой множество синтетических, стекловолоконных или стальных нитей, которые проложены от одного края покрышки к другому.

 

  1. ребро;
  2. блок протектора;
  3. канавка;
  4. плечо протектора;
  5. нейлоновый бандаж;
  6. стальной брекер;
  7. радиальный каркас;
  8. кольцо;
  9. борт.

Такая конфигурация корда на сегодняшний день считается наиболее оптимальной. Брекер, по своей сути, тоже состоит из прочных нитей, но расположен исключительно между каркасом и протектором и защищает последний от отслоения и излишних нагрузок.

Наверное, самая знакомая часть шины, которая всегда на виду – протектор. Он представляет собой толстый слой специальной резины, которая имеет специфический рисунок на поверхности.

Форма этого рисунка может быть разной в зависимости от назначения покрышки (летняя, зимняя, всесезонная и так далее).

Протектор с обоих боков переходит в боковины. В современных автомобилях они невысокие (иногда вообще тонюсенькие, если это низкопрофильная резина). И последний элемент – борт. Он отвечает за надёжное крепление к ободу и герметичность всей бескамерной шины, для чего армируется специальным нерастяжимым кольцом.

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.

Надеюсь, вам было интересно! До новых встреч на блоге и не забывайте подписываться!

auto-ru.ru

Из чего состоит автомобильное колесо, описание конструкция колеса

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:

  1. закраины,
  2. каркасы,
  3. боковины,
  4. протекторы,
  5. брекеры.

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.

Корд

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!

kolesadom.ru

2.3. Конструкции колес

2.3.1. 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 ободаb,посадочный диаметрd
и угол наклона посадочных полок γпп.

Для легковых,
легких грузовых автомобилей и автобусов
особо малой вместимости применяются
дисковые колеса с неразборными
(асимметричными или симметричными)
глубокими ободьями, имеющими угол
наклона посадочных (конических) полок
γпп
= 50 (рис.
2.2). Конические полки улучшают посадку
бортов шины на ободе, увеличивают срок
службы бортов, обеспечивают надежную
передачу шиной крутящего момента.

Рис. 2.2. Асимметричный
обод дискового

Колеса для легковых автомобилей:

1 — закраина; 2 —
полка; 3 — ручей; b
— ширина

профиля обода; d-
посадочный диаметр;

f
— глубина ручья; hз— высота
закраины;

угол наклона
посадочных полок — 50

Неразборный
глубокий обод состоит из следующих
элементов:


закраин 1, представляющих собой боковые
упоры для бортов шины;


полок 2, представляющих собой посадочные
места бортов шины и осуществляющих
передачу сил в окружном направлении;


ручья 7, который для осуществления
монтажа и демонтажа шины выполняется
глубоким (глубокий обод).

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 ободьев колес, что при криволинейном
движении автомобиля с частично пониженным
давлением воздуха хотя бы в одной из
шин может привести к потере управляемости,
полки ободьев для легковых автомобилей
изготовляют, как правило, с безопасными
контурами.

Рис. 2.3. 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 представляет собой расположенный
по поверхности одной из полок обода
закругленный выступ (рис. 2.3, поз. 1), а
плоский подкат – выступ с относительно
острой кромкой (рис. 2.3, поз. 2).

В процессе
эксплуатации радиальных бескамерных
шин было установлено, что безопасные
контуры целесообразно применять на
обеих сторонах ободьев для легковых
автомобилей (рис. 2.4). Это двусторонний
подкат (обозначается Н2) или комбинированный
подкат (обозначается СН), при котором
наружная полка обода выполняется с
плоским подкатом, а внутренняя – с
подкатом.

Рис. 2.4. Обод

с двусторонним

подкатом

Для грузовых автомобилей,
автобусов и троллейбусов при установке
радиальных бескамерных шин применяются
дисковые колеса с неразборными ободьями
с крутыми полками, имеющими угол наклона
150 (рис.
2.5), а при установке камерных шин – колеса
с плоскими разборными ободьями с косыми
(коническими) посадочными полками,
имеющими угол наклона 50.

Рис. 2.5.
Неразборный
обод с крутыми полками:

1 — закраина; 2 —
полка; 3 — ручей;

b
— ширина профиля обода; d
— посадочный диаметр;

угол наклона
посадочных полок – 150

Разборные
ободья бывают двух- или трехкомпонентными
(рис. 2.6).

При одинаковом
основании 1 трехкомпонентный обод (рис.
2.6, а) состоит из бортового кольца 3,
выполненного в виде закраины, и разрезного
замочного кольца 2, а двухкомпонентный
(рис. 2.6, б) – из разрезного бортового
кольца 3, одновременно выполняющего
функцию замочного.

Шина на
посадочной полке 5 удерживается бортовым
кольцом, причем, у трехкомпонентного
обода функцию второй посадочной полки
выполняет замочное кольцо, а у
двухкомпонентного – само бортовое
кольцо.

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

а)
б)

Рис. 2.6. 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; γпп
— угол наклона посадочных полок; d
— посадочный диаметр; D1
— диаметр расположения крепежных
отверстий; D2
— диаметр центрального отверстия

Колеса с разборными
ободьями 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
ободьями 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 (рис. 2.7) 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.

Рис. 2.7. 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 (рис. 2.8) 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.

Рис. 2.8. Дисковое
колесо с полуглубоким ободом

studfiles.net

Автомобильные колеса.

Колеса автомобилей



Общие сведения о колесах

Колесо – одно из величайших изобретений человека. В природе ни одно живое существо не снабжено подобным движителем – кто-то бегает на ногах, кто-то плавает при помощи плавников и хвоста, кто-то летает, ползает, использует реактивную энергию, в общем – животные и даже некоторые растения передвигаются по поверхности и недрам нашей планеты,

в ее атмосфере и водной среде при помощи самых разнообразных средств перемещения, но колесами не пользуется никто.

А ведь во многих случаях колесо – незаменимый движитель, способный быстро и экономично перемещать по земной поверхности тела любой массы и формы. По этой причине можно считать колесный движитель уникальным продуктом человеческого гения. И этот движитель в качестве средства передвижения по суше используется автомобилями.

Конечно же, колеса современных автомобилей существенно отличаются от тех примитивных катков и деревянных кругов, которые использовались человеком в качестве движителя древних повозок и колесниц. Конструкция автомобильного колеса в результате «технической эволюции» претерпела значительные изменения, поскольку на этот элемент автомобиля возлагаются важные функции, влекущие за собой строгие требования.

***

Требования, предъявляемые к колесам

Колеса обеспечивают связь автомобиля с дорогой, воспринимая всю массу автомобиля с пассажирами и грузом, а также динамические нагрузки, передаваемые на раму или кузов автомобиля. Они обеспечивают поступательное движение автомобиля и изменение направления его движения, а обладая эластичной шиной, они смягчают толчки и удары, возникающие при движении.

От характера взаимодействия колес с дорогой зависят тяговые и тормозные свойства автомобиля, плавность хода, экономичность, проходимость, устойчивость, управляемость, и, конечно же, комфорт и безопасность самого перемещения.

К автомобильным колесам предъявляются следующие требования:

  • минимальное сопротивление качению;
  • высокие долговечность и износостойкость;
  • демпфирующие (смягчающие) свойства;
  • бесшумность работы;
  • легкость монтажа и демонтажа;
  • самоочищаемость беговой части шины при движении по деформируемым грунтам;
  • минимальные биение и дисбаланс;
  • для повышения плавности хода автомобиля колеса должны иметь минимальный вес.

К основным элементам автомобильного колеса относятся шины, ободья, соединительные элементы и ступицы. Все эти составные части могут быть выполнены в широком диапазоне конструктивных особенностей в зависимости от назначения автомобиля, условий его эксплуатации и других требований.

***

Типы автомобильных колес

Автомобильное колесо состоит из следующих элементов (рис. 1): шины, ободьев 3, 10, соединительных частей с деталями крепления и ступицы. Соединительной частью может быть диск 4, неразборно присоединенный к ободу (дисковое колесо) или спицы, представляющие собой часть ступицы (бездисковое колесо или спицевое колесо).

Ступица обеспечивает установку колеса на балке моста на подшипниках. Если ступица отсутствует, колесо устанавливается на фланце полуоси, которая, в свою очередь, устанавливается на подшипниках в балке моста.



Автомобильные колеса классифицируются по двум основным показателям – назначению и конструкции.

По назначению различают ведущие, управляемые, комбинированные и поддерживающие колеса.

Ведущие колеса преобразуют подводимый к ним крутящий момент в тяговую силу, а свое вращение – в поступательное движение автомобиля.

Управляемые колеса изменяют направление движения автомобиля, оставаясь ведомыми, т. е. они не воспринимают крутящий момент от трансмиссии автомобиля и служат лишь для маневрирования.

Поддерживающие колеса также являются ведомыми и служат для восприятия осевой нагрузки и толкающей силы от рамы или кузова автомобиля, преобразуя ее в свое вращательное движение. Поддерживающие колеса часто выполняют на специальной подъемной оси грузовых автомобилей или полуприцепов, и при движении автомобиля без груза они вместе с осью поднимаются к раме автомобиля, чтобы уменьшить сопротивление качению. Колеса задних осей автомобильных прицепов тоже в большинстве случаев являются поддерживающими.

Комбинированные автомобильные колеса являются одновременно и ведущими и управляемыми. К такому типу колес, например, относятся передние колеса переднеприводных легковых автомобилей.

По конструкции колеса бывают дисковые, бездисковые и спицевые.

В дисковых колесах стальной штампованный диск приваривается к ободу, а в литых колесах из легких сплавов (алюминиевых, магниевых) диск отливается совместно с ободом.

Бездисковые колеса имеют соединитель, изготовленный совместно со ступицей. Бездисковые колеса имеют ряд существенных преимуществ перед дисковыми – они проще по конструкции, имеют меньшую массу (на 10…15%), большую долговечность, более низкую стоимость, удобнее при монтаже и демонтаже, обеспечивают лучше охлаждение тормозных механизмов.

Кроме того, они дают возможность устанавливать на одной и той же ступице ободья разной ширины, что позволяет использовать различные шины на одном и том же автомобиле. Бездисковые колеса устанавливаются, например, на автомобилях марки «КамАЗ».

В спицевом колесе в качестве соединителя используют спицы. Спицевые колеса применялись на первенцах автомобилестроения, в конструкции колес современных автомобилей спицы встречаются крайне редко, главным образом – на спортивных автомобилях, обеспечивая меньшую массу колеса и лучшее охлаждение тормозных механизмов.

В настоящее время в массовом производстве спицевые колеса для автомобилей практически не применяются из-за недостаточной надежности соединительных элементов – спиц, которые, к тому же, нуждаются в постоянном обслуживании. Их чаще можно увидеть в колесах велосипедов и мотоциклов, где весу колеса уделяется большое внимание.

***

Автомобильные шины



k-a-t.ru

Устройство колеса автомобиля. Типы конструкций и маркировка

Из различных книг и других источников информации можно узнать, что первые колеса появились примерно за три тысячи лет до нашей эры. Об этом свидетельствуют различные изображения, на которых были нарисованы первые в мире повозки и колесницы.

Одна из версий свидетельствует о том, что первые колеса создавали по образу солнца. Колесный круг считался божественным символом для некоторых племен и народов. Толщина обода колеса достигала больших размеров, из-за этого его масса была слишком большой. Соответственно, скорость транспорта была довольно низкая. Колесо имело вид деревянного диска, который насаживался на ось и закреплялся клином. Предшественником колеса был деревянный каток.

Колесо

Колеса первых автомобилей были деревянными и ничем не отличались от колес конных повозок. Затем люди придумали и создали колеса с деревянными спицами и металлическим ободом. Вскоре на смену деревянным спицам придумали спицы из проволоки, как у велосипедов и мотоциклов. Шины изготавливали в виде плоских резиновых лент. Через некоторый промежуток времени, благодаря техническому прогрессу, люди создали пневматические колеса.

Особенность устройства колеса автомобиля заключается в том, что оно передает крутящий момент благодаря системе рычагов, и таким образом приводит в движение любое транспортное средство для передвижения. В современном мире колесо состоит из двух основных элементов, таких как резиновая шина и металлический диск. В наше время устройство колеса автомобиля упростили и сделали его намного прочнее и качественнее. Колеса бывают камерные и бескамерные. В бескамерных отсутствует камера между диском и покрышкой. Шина герметично прилегает к диску, сидя плотно на ободе. Колесо – важная часть автомобиля, оно состоит из обода и фланца.

Обод – это одна из частей колеса, на него надевается шина. Фланец — диск, расположенный в центральной части обода, с его помощью закрепляется колесо на ступице оси автомобиля. Обод является важной частью колеса.

Автомобильные колеса теперь доступны на всех мировых рынках. От качества колеса зависит его цена. Существуют сотни фирм, выпускающих шины для колес автомобилей. Давайте узнаем, зачем же нужна шина.

Она предназначена для надежного сцепления колеса и дорожного покрытия при движении и поворотах, а также для смягчения ударов; обеспечивает проходимость автомобиля на различных дорогах или по бездорожью. Шины делаются из натурального или синтетического каучука. Шина без камеры является покрышкой, которая состоит из корда, боковин и протектора. Самые огромные в мире шины для автомобилей выпускает компания Bridgestone. Они имеют маркировку 59/80R63, ширина 59 дюймов, внутренний радиус 63 дюйма, внешний — 80 дюймов. Эти шины устанавливаются на большие колеса. Их высота достигает четырех метров. Такой тип колес автомобиля имеет тяжелую конструкцию. На шине имеется протектор. Протектор — основой слой резины, отвечающий за сцепление колеса с дорогой, а также защищает внутренние части резины и всего колеса от повреждений при взаимодействии с дорожной поверхностью. Различают универсальный, дорожный или специальный. Шины изготавливают под все размеры диска колеса.

Шины классифицируются следующим образом:

  • Камерные и бескамерные — по строению внутренней поверхности колеса.
  • Диагональные — по строению каркаса. Диагональные шины — те, в которых установлено перекрестное расположение слоев корта. Угол их наклона составляет 35-38 градусов.
  • Радикальные — по таких шинах расположение нитей корта параллельное, под прямым углом.
  • Универсальные, сезонные (зимние и летние), повышенной проходимости – по ширине и высоте рисунка протектора на шинах.

Диски

Диск — это одна из частей устройства колеса автомобиля. Диски производят из различный металлов. Они состоят из следующих элементов, которые мы разберем подробней. Для тюнинга автомобиля выпускают специальные размеры дисков колеса. Диски измеряются в дюймах, к примеру: на 14 дюймов, на 17, на 21 и так далее.

  • Боковины.
  • Корд.
  • Металлический каркас.

Борт предназначен для закрепления шины на ободе, а также для ее герметизации между диском. В основе борта — кольцо, сделанное из прорезиненной стальной проволоки. Борт является слоем корда, завернутого по кругу кольца из проволочного наполнительного резинового шнура. Обладая высокой прочностью и жесткостью за счет стального кольца и монолитности, а также наполнительного шнура, борт считается самой жесткой частью на диске. Он способен выдержать сильные удары.

Боковины состоят из тонкого слоя эластичной резины, который расположен между плечевой зоной и бортом. Боковина предназначена для защиты протектора шины от механических повреждений и попадания влаги, также она является продолжением протектора.

Корд – это то, что находится внутри резины. Он может быть сделан из металлических, стеклянных, полимерных нитей.

Диски делают из стали, алюминия, магния. Сталь используется для дешевых колес. Из алюминия делаются легкосплавные диски. Этот вид металла — легкий и недорогой, устойчив к коррозии. Марка используемого алюминия — 6061. Характеристика его свойств идеально подходит для изготовления колес.

Из магния производят колеса для гоночных авто. Диски получаются прочными и легкими. Изготовление такого типа колес требует наличия профессионального оборудования, так как процесс обработки магния очень сложен из-за его реакции на высокую температуру плавления. Также диски производят из карбона и титана. Из этих материалов получаются легкие и прочные колеса.

Маркировка колес

Наличие на шине надписи P195/55 R15 84 H означает ее размер и категорию. Приведем расшифровку:

  • Р – обозначает категорию для легковых автомобилей, а 195 – это ширина шины в мм.
  • 55 — это серия шины.
  • R — конструкция шины (радикальная). Кстати, радиус никакого отношения к этой букве не имеет.
  • 15 — диаметр диска.
  • 84 — максимальная нагрузка на колесо (следует смотреть в специальных таблицах).
  • H — максимальная скорость (также нужно смотреть в таблицах).

Еще указывается производитель шины, к примеру: Hada, Avon, Nitto, страна-изготовитель и знак предприятия, на котором сделан данный товар. Также имеются четыре цифры, которые обозначают дату изготовления.

Теперь разберем основные символы на шинах:

  • MAX LOAD — допустимая максимальная нагрузка в кг.
  • TUBE TYRE – шина с камерой.
  • TUBELESS – шина бескамерная.
  • MAX PRESSURE – допускаемый объем давления в шинах в кПа.
  • REINFORCED – суперусиленная шина. Обладает уникальными свойствами.
  • RADIAL – ширина радиальной конструкции.
  • REGROOVABLE – максимальное углубление рисунка протектора при нарезке.
  • DSI, TWI – расположение индикаторов износа.
  • ALL STEEL — надпись предназначена для шин с каркасом и металлокордным брекером.
  • M&S – всесезонные шины. Mud & Show – переводится как грязь+ снег.
  • Rotation – обозначает, что шина имеет направление и на ней указана стрелка.
  • All Season – шины, которые используют круглый год.
  • Inside и Outside, а также Side Facing Inwards и Side Facing Out, — асимметричные шины. При установке бывают левые или правые, то есть Left или Right.
  • AQUA, WATER, RAIN — обозначает, что шины обладают высокой защитой и устойчивостью при дождливой погоде.
  • E – Европейский стандарт безопасности.
  • DOT – стандарт безопасности США
  • Traction А, В, С — способность к торможению на мокрой поверхности.
  • Treadwear – износостойкость шины (пробег).
  • Temperature А, В, С – термостойкость при высоких скоростях.

Примечание

Маркировка колес автомобилей зависит от категории автотранспорта, страны, климатических условий. Необходимо внимательно выбирать размер колеса. На грузовые автомобили на задние мосты и прицепы устанавливают по несколько пар. Большие колеса, малые, средние – на каждый вид покупается свой размер шины.

Ремонт колеса автомобиля

Нередко нам приходится сталкиваться с проблемами на дорогах. Одна из них – это повреждение дисков колес и прокол шин. Давайте рассмотрим, как можно справиться с этой проблемой.

Ремонт дисков колес зависит от его типа и материала изготовления. Как именно будет проводиться ремонт колес? С использованием каких технологий и сколько времени это займет? Во многом это зависит от самого диска. При ремонте дисков устанавливают небольшие грузики для дисбаланса. Ремонт колес автомобилей достаточно прост.

Диски бывают литые, кованые и штампованные. Литые диски – это самый распространенный вид. Для их изготовления применяют легкие сплавы металлов. В результате получается прочная и легкая конструкция, заметно легче стальных дисков и сделанная гораздо точнее. Литые диски легче, чем другие виды, но допустимый дисбаланс меньше, чем у штампованных. Штампованные диски намного слабее литых, они изготавливаются из прокатной углеродистой стали путем штампования. Кованые — еще менее распространенный вид дисков. Но они обладают преимуществом перед штампованными и литыми, намного прочнее и более износостойкие.

При повреждении литого диска используют не прокат, а правку, то есть вытягивают его на специальных станках. Сваркой наращивают утраченные при повреждении элементы. Штампованный диск восстанавливают прокатом. Это позволяет структура материала, из которого он сделан. Диск намного эластичней и поддается прокату. Кованые диски ремонтируются так же, как и литые.

Автомобильные колеса получают различные повреждения, которые часто можно самостоятельно устранить. Но при серьезных повреждениях лучше обратитесь в автосервис, воспользуйтесь эвакуатором. Автомобильные колеса, имеющие порезы и шинные шишки, являются опасными для езды. При обнаружении таких дефектов лучше сразу все исправить.

Ремонт шин

Давайте разберем, что собой представляет прокол. Это повреждение шинной части в области протектора. Имея инструмент и набор специальных заплаток, его можно устранить в любых условиях своими руками, а затем добраться до сервиса.

Боковой порез можно отремонтировать только на вулканизации. Это наиболее опасный тип повреждения колеса. Рекомендуется при себе иметь запасное колесо.

Заклеиваем прокол своими руками

Проделываем следующие действия:

  • Снимаем и сдуваем колесо
  • Вытаскиваем его из диска.
  • Осматриваем место повреждения.
  • Смотрим, чтобы жгут или заплатка, которую мы поставим, соответствовали размеру прокола.
  • Очищаем поверхность от грязи и пыли.
  • Затыкаем жгутом дырку, порез или прокол (можно использовать два жгута).
  • Накачиваем колесо.

Рассмотрим следующий тип колеса

У грузовых автомобилей установлены бездисковые или дисковые колеса. У КАМАЗа колеса оснащены пневматическими шинами. Колеса подразделяются на ведомые и ведущие, а также комбинированные. Колесо грузовика состоит из обода и диска. Устройство колеса автомобиля грузового типа — особое. Диск оснащен плоским ободом. На грузовых автомобилях на заднюю ось устанавливают по два колеса. Диск внутреннего колеса крепится на шпильки колпачковыми гайками, а наружный прикручивается коническими. У гаек, расположенных с правой стороны, нарезана правая резьба, с левой стороны нарезана левая. Запасное колесо на КАМАЗ устанавливается сзади кабины. Оно подается специальным гидравлическим отводом. Также на некоторые типы грузовиков устанавливают неразборные колеса.

Бездисковые колеса применяются на грузовых автомобилях КАМАЗ и МАЗ. В настоящее время их используют для автобусов и тяжелогрузных автомобилей. Они состоят из спицевой ступицы и обода. Такие типы колес легко обслуживаются и восстанавливаются при повреждениях. На КАМАЗ колеса подбирают и устанавливают по специальной категории грузоподъемности.

Ступица колеса

Ступица — важная часть крепления колеса на ось. Оно крепится через подшипник. Подшипник колес является важной частью, так как от него зависит безопасность управления автомобилем. Также на ступицу устанавливают тормозной барабан или диск. Она обеспечивает вращательные движения колеса.

Подшипник крепится на ось упорной шайбой и гайкой. Зажимая или ослабляя гайку, мы прижимаем или расслабляем ролики. Таким образом производится регулировка для удаления люфта. Подшипник колеса не защищен от попадания грязи и пыли, поэтому требует постоянного ухода и облуживания. Сальник подшипника приходит в негодное состояние, из-за этого из него начинает вытекать смазочный материал. Обычно это происходит при нагревании детали или взаимодействии с водой. А при износе сальника в подшипник попадает грязь, пыль, песок. Это приводит к его износу и требует замены.

Подшипник с переднего колеса состоит из трех частей: обоймы (внешней и внутренней), кассеты с роликами. При установке их смазывают «Литолом». Это смазка, наносится она внутрь подшипника. Не рекомендуется вскрывать подшипник, а также заменять в нем смазку.

При износе подшипника его заменяют при помощи выпрессовки. Не рекомендуется выбивать его молотком. Прессовка позволяет легко извлечь изношенный подшипник из посадочного места.

Гайки

Основным элементом крепления колеса на ступицу являются гайки. Они имеют форму шестиугольника и бывают различных видов по форме резьбы и размеру. Их изготавливают из алюминия, хрома-ванадия, стали и титана.

Алюминиевые гайки очень дорогие. Их изготавливают для гоночных автомобилей. Они мало весят, это обеспечивает снижение лишнего веса колеса. Алюминиевые гайки мягкие и требуют постоянной затяжки колеса. При покупке обязательно уточните, какие точно подходят гайки на ваш автомобиль.

Гайки из хром-ванадия стоят столько же, как и алюминиевые. Но они намного тяжелее. Самые дорогие гайки — из титана, они применяются для тюнингованных автомобилей. Они очень прочные и легкие и превосходят по качеству все остальные изделия.

Стальные — это самые простые и популярные гайки. Являются самым распространенным видом на мировом рынке. Их различают по типу обработки: оцинкованные или хромированные. Они доступны по цене.

В заключение

Покупайте только качественные колеса, от них зависит безопасность управления автомобилем. При износе одного колеса рекомендуется менять пару.

fb.ru

Строение колеса и автомобильной шины


Строение колеса и автомобильной шины

В данной статье мы рассмотрим строение колеса и автомобильной шины, расскажем из чего состоит колесо автомобиля и чем различается радиальная шина от диагональной.

Строение колеса автомобиля

Колеса принимают крутящий момент от двигателя, и за счет сил сцепления с дорогой обеспечивают движение автомобиля, а также они воспринимают и сглаживают удары и толчки от неровностей поверхности дороги. От них зависят возможность разгона и торможения, управляемость и устойчивость, плавность хода и безопасность автомобиля.

Колесо автомобиля состоят из:

  • диска с ободом,
  • шины.

Диск, с приваренным к нему ободом, крепится к ступице колеса с помощью конических болтов или гаек. В дальнейшем, диск вместе с ободом будем называть просто – диском, так как на легковых автомобилях, в отличие от грузовиков, обод не является съемным, а составляет с диском одно целое.

Какие существуют автомобильные диски, вы можете из данной статьи.

Строение автомобильной шины

Шина может быть камерной или бескамерной. В камерной шине находится резиновая камера, которая и заполняется воздухом. А сама шина без камеры называется покрышкой. Покрышка состоит из каркаса (корда) и протектора, а также боковин и бортов.

Каркас шины является главной частью покрышки, ее силовой основой. Он выполняется из нескольких слоев специальной ткани – корда. Корд воспринимает давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки от дороги снаружи. Материалом нитей корда могут служить: хлопок, нейлон, металлическая проволока, стекловолокно и прочие материалы (из чего делают шины для авто?).

Протектор это толстый слой резины с определенным рисунком, он расположен на наружной поверхности покрышки и непосредственно соприкасается с поверхностью дороги.

Рисунок протектора может быть дорожным, универсальным и специальным.

В бескамерной шине отсутствует, и не предусмотрена, резиновая камера для воздуха. Полость, заключенная между покрышкой и ободом должна быть герметичной, так как непосредственно она и заполняется воздухом. Поэтому диск для бескамерной шины отличается от обычного диска наличием уплотняющих буртиков на ободе. При покупке дисков на это следует обращать внимание. Если же вы используете шины с камерой, то подойдут любые диски, буртики вам не помешают.

Шины бывают с диагональным и радиальным расположением нитей корда.

В диагональных шинах нити корда располагаются перекрестно, угол их наклона составляет 35 — 38°. То есть они соединяют боковины покрышки по диагонали.

диагональные шины радиальные шины

В радиальных шинах нити корда расположены почти под прямым углом по отношению к бортам. Основными достоинствами радиальных шин являются: хорошее сцепление с дорогой, малое сопротивление качению и большой срок службы. Так как они более эластичны, чем диагональные, то поездка на автомобиле становится более комфортной и безопасной. Однако при грубом обращении с радиальными шинами, срок их службы может снизиться до первого наезда на бордюрный камень, ввиду слабых по прочности боковин таких шин.

Маркировка шин
При покупке шин внимательно изучайте их маркировку. Например, на боковине шины можно увидеть надпись 175/70 R13. Это означает:

  • 175 –ширина профиля шины в миллиметрах,
  • 70 – соотношение высоты профиля шины к ее ширине в процентах,
  • R – радиальная шина (с радиальным расположением нитей корда),
  • 13 – посадочный диаметр шины в дюймах (один дюйм равен 2,54 сантиметра).

real-avto.com