shiny (Колеса и шины)

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

В обиходе под словом «колесо» многие подразумевают автомобиль­ное колесо в сборе, состоящее из собственно колеса и шины. Между тем в автомобильной промышленности колесом считают только проме­жуточный (между ступицей автомобиля и шиной) элемент конструкции автомобиля.

Обычное (серийное для всех российских легковых автомобилей) дис­ковое колесо состоит из двух элементов — обода и диска, соединенных между собой точечной контактной сваркой.

Обод — это кольцеообразная (определенного профиля) часть колеса, на которую монтируется и опирается шина.

Диск — центральная часть колеса, несущая обод и имеющая поса­дочные отверстия для крепления к ступице. Часто дисковое колесо называют просто диском (очевидно, во избежание путаницы между колесом в сборе и колесом как элементом конструкции автомобиля), что конечно, неверно. Ибо, на самом деле бывают разборные колеса, где обод и диск скреплены резьбовыми соединениями, а так же бездис­ковые колеса (например, на грузовиках «КамАЗ») или колеса с диска­ми в виде кольцевых фланцев (автомобили ЗАЗ).

КОЛЕСА

Автомобильные колеса различают по их принадлежности к тому или иному автомобилю, по типу применяемых шин, по конструкции и техно­логии изготовления.

Здесь пойдет речь только о колесах неразборной конструкции для камерных и бескамерных шин.

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 сложность (часто невозможность) восстановления.

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.

Рис.1. Основные элементы и размеры колеса легкового автомобиля:

А — закраина обода; Б — полка; В — кольце­вой выступ («хамп») для дополнительной фикса­ции бортов бескамерной шины; Г — плоскость крепления; а — монтажный диаметр; б — шири­на обода; в — выпет (расстояние между плоско­стью симметрии обода и крепежной плоскостью колеса); г — диаметр центрального отверстия под ступицу; д — диаметр окружности располо­жения крепежных болтов (шпилек)

Главное преимущество легкое-плавных 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.

Основные элементы и разме­ры колеса легкового автомобиля показаны на рис. 1.

Для зарубежных колес размер «в» обозначается «ЕТ», «г» — «DIА» и «д» — «РСD».

Колесо обозначается основны­ми размерами обода — монтаж­ным (посадочным) диаметром (а) и шириной (б). Например, обычное дисковое колесо для автомобилей ВАЗ-2108, —2109 обозначается как 114J-330 (в миллиметрах) или 4 ½ J-13 (в дюймах). Первые цифры означают ширину обода, буква J — форму профиля обода, а последние цифры — монтажный диаметр колеса.

Для легковых автомобилей российского производства рекомендова­ны следующие размеры колес:

114J-330 (4 ½ J-13), 127J-330 (5J-13) — автомобили ВАЗ (кроме 1111);

127J-355 (5J-14) — Москвич-2141;

140J-355 (5 ½ J-14), 152 J-355 (6 J14) — ГАЗ-31029;

152L-380 (6L-15 ) — автомобили типа УАЗ-31512.

135/80R12 (4J) — ВАЗ-1111, 11113.

Легкосплавные литые или кованые колеса обычно имеют дюймовое обозначение. Например, «вазовское» бескамерное колесо имеет обо­значение 4 ½ J -13Н2 или 5J-13Н2, где дополнительная маркировка Н2 означает наличие на ободе «хампов» определенного профиля.

Колеса российского производства должны иметь следующую маркировку (рис. 2).

Основные параметры колес некоторых автомобилей отечественного производства приведены в табл. 1.

Рис.2. Маркировка колеса (по часовой стрелке):

клеймо Госстандарта РФ;

товарный знак завода-изготовителя; вылет в миллиметрах; месяц и год изготовления (например, 6/99 — июнь 1999 г.)

Таблица (Основные параметры колес некоторых отечественных легковых автомобилей)

Модель автомобиля	Москвич –2140	Москвич -2141	ВАЗ «Жигули»	ВАЗ «Самара»	ВАЗ «Нива»	ГАЗ-31029
Размер колеса	5J13	5J-14	4 ½J –13	5J-13	6J-16	6J-14
Вылет (в), мм	30	45	29	38	17	0
Диаметр расположения крепежных болтов (д), мм	115	108	98	98	139,7	139,7
Диаметр отверстия под ступицу (г), мм	74	60	58,1	58,1	108	90

ШИНЫ

Пневматические шины легковых автомобилей различаются по спосо­бу герметизации внутреннего объема, расположению нитей корда в каркасе, отношению высоты к ширине профиля, типу протектора и по ряду некоторых других специфических особенностей, вызванных назна­чением и условиями эксплуатации шин.

По способу герметизации внутреннего объема, шины бывают камерными и бескамерными.

Камерные шины (рис. 3) состоят из покрышки и камеры с вентилем. Размер камеры всегда несколько меньше внутренней полости покрышки во избежание образования складок в накачанном состоянии. Вентиль представляет собой обратный клапан, позволяющий нагнетать воздух в шину и препятствующий его выходу наружу.

Бескамерные шины (рис. 4) отличаются наличием воздухонепро­ницаемого резинового слоя, наложенного на внутренний слой каркаса покрышки (вместо камеры) и имеют следующие особенности:

Рис. 4. Бескамерная шина:

1 — протектор; 2 — герметизирующий воздухо­непроницаемый резиновый слой; 3 — каркас;

4 — вентиль колеса; 5 — обод

Рис. 3. Камерная шина в сборе с колесом:

1 — обод колеса; 2 — покрышка; 3 — камера; 4 — вентиль

меньшая масса;

повышенная безопасность при езде, так как в случае прокопа воздух выхо­дит только в месте прокопа (при мел­ких прокопах достаточно медленно);

простота ремонта в случае проко­ла (нет необходимости в демонтаже);

усложненный и более квалифи­цированный монтаж-демонтаж, часто только на специальном шиномонтажном станке, при наличии компрессора требуют колеса с ободами спе­циального профиля и повышенной точности изготовления.

Колеса для бескамерных шин, кроме этого, должны обладать вы­сокой герметичностью сварного шва (колеса с диском), а также иметь на посадочных полках обода спе­циальные кольцевые выступы тороидальной формы («хампы»), предотв­ращающие самопроизвольное соскальзывание бортов шины (разбортигровку) в случае критических ситуаций во время движения.

В российских условиях эксплуатации бескамерные шины еще не полностью вытеснили камерные по двум основным причинам. Во-первых, при коррозион­ном или механическом повреждении ободов шины начинают пропускать воз-дух и во-вторых, после монтажа бескамерной шины ее непросто вновь накачать

Рис. 5. Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины:

1 — борта; 2 — бортовая проволока; 3 — каркас;

4 — брекер; 5 — боковина; 6 — протектор

ручным или ножным насо­сом (необходима подача воз­духа компрессором).

Камерные и бескамер­ные шины по расположе­нию нитей корда в каркасе покрышки могут быть как диагональной, так и радиальной конструкции. Поперечные разрезы диаго­нальных и радиальных по­крышек показаны на рис.5.

В диагональных шинах нити корда в смежных сло­ях ткани располагаются (пе­ресекаются) под некоторым углом между собой (95— 115°). Число смежных сло­ев обычно равно четырем.

В радиальных шинах все нити корда расположены параллельно по радиусу от одного борта к другому и не пересекаются между собой. Эта «незначительная» (на первый взгляд) разница обеспечивает лучшие экс­плуатационные свойства радиальных шин практически вытеснивших диаго­нальные шины из употребления во всем мире. У радиальных шин значи­тельно меньшее сопротивление качению и еще более заметное увеличе­ние срока службы (пробега) шины. Сравнить эксплуатационные характери­стики радиальных шин с диагональными можно по данным табл. 2.

Устройство современной радиальной металлокордной шины показано на рис. 6.

Рис.6. Конструкция радиальной металлокордной шины:

1 — протектор; 2 — брекер из нескольких слоев нейлоновой ткани (сверху) и металлокорда (снизу);

3 — радиальные нити металлокордного каркаса

Таблица 2. (Сравнение эксплуатационных характеристик радиальных и диагональных шин)

Эксплуатационные показатели	Оценка радиальных шин в сравнении с диагональными
Эластичность каркаса	Больше
Внутреннее трение	Меньше
Сопротивление качению	Меньше
Расход топлива	Меньше
Увод (боковой) — смещение колеса вместе с авто­мобилем из-за деформации шины (угол искривления пятна контакта) или отклонение автомобиля от заданной траектории под действием внешних сил	Меньше
Управляемость автомобиля	лучше
Пробег шин	заметно больше
Нагрев (от внутреннего трения)	меньше
Износостойкость	выше
Подверженность каркаса разрушению (при ударах, порезах и т.п.)	большая
Требования к технологии и материалу брокера (металлокорду)	выше
Прочность и долговечность каркаса металлокордных шин	на хороших дорогах — лучше на плохих дорогах — хуже

Конструктивные элементы и основные размеры шин диагональной или радиальной конструкции показаны на рис. 7.

В каждой шине можно выделить следующие основные элементы.