Если вам случалось пройти по улицам крупного города с человеком, который неравнодушен к автомобилям, вы, конечно, видели, какими влюбленно-сумасшедшими глазами он провожает отдельные четырехколесные экземпляры. А ежели этот маньяк еще и озвучивает свои мысли, что проносятся у него голове под стать объектам его страсти, то через некоторое время вам становится ясна некая закономерность: когда ваш приятель обращает особое внимание на какую-нибудь деталь автомобиля безотносительно его марки, чаще всего это оказываются диски.
Для внешнего вида авто этот элемент является столь же важным атрибутом, как для человека – его ботинки (аналогия почти полная). Аккуратная, начищенная «обувь» способна оживить изрядно потертый «костюм». Поэтому эстеты в этом вопросе крайне щепетильны.
Впрочем, помимо эстетического значения, любой аксессуар в наш рациональный век выполняет массу утилитарных функций. К колесному диску это утверждение относится в полной мере.
Колесо осуществляет связь автомобиля с дорогой, обеспечивая его движение. Оно же через пневматическую шину воспринимает все неровности и изменения в профиле дороги.
В нормативной литературе «диском» называется соединительный элемент между ступицей и ободом. Поэтому мы будем использовать технически грамотное определение «колесо» и подразумевать под этим понятием колесный диск и обод непосредственно в сборе (без шины).
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИКолесо легкового автомобиля включает в себя обод и диск.
ОбодВнешняя часть колеса – обод – представляет собой цилиндр сложного профиля, предназначенный для установки на нем шины. Эластичные и высокие борта покрышек легковых автомобилей позволяют использовать неразъемные обода – наиболее технологичные, жесткие, обладающие малой массой и легко поддающиеся герметизации.
Обод состоит из закраин (1), полок (2) и ручья (3).
Закраины фиксируют положение шины, ограничивая ее перемещение. Они должны обладать достаточной жесткостью и прочностью, чтобы воспринимать усилия, создаваемые бортами шины, а также нагрузки от монтажного инструмента и от дефектов трассы (при наезде на препятствия, с пробоем).
Полки, на которые шина опирается, выполняют обычно под углом в 5 градусов, что конструктивно улучшает плотность посадки шины.
Для безопасного использования бескамерных шин полки снабжают специальными кольцевыми выступами – подкатами (хампами), имеющими заостренный или округлый профиль. Этот элемент предохраняет борта от соскакивания в ручей при интенсивном повороте или при пониженном давлении накачки (частичной разгерметизации). Подкаты на обеих полках увеличивают безопасность, но затрудняют перебортовку колеса. По этой причине один из парных хампов зачастую имеет несколько меньшую высоту, чем его сосед.
Ручей, облегчающий монтаж и демонтаж шины, исполняют достаточно глубоким. Это, в свою очередь, увеличивает поперечную жесткость обода.
Хотя наиболее технологичным является симметричное расположение ручья, однако чаще всего по компоновочным соображениям его несколько смещают относительно продольной плоскости симметрии наружу. Такая конструкция дает больший простор для размещения тормозных механизмов колеса.
ДискДисковая часть колеса выполняется обычно несколько выгнутой наружу. Это опять же вызвано компоновочными соображениями, и вдобавок сложный профиль способствует увеличению поперечной жесткости диска.
В плоскости диска в обязательном порядке имеются крепежные отверстия и центральное отверстие для установки колеса на ступицу. Помимо этого проделывается и еще ряд отверстий-окон, выполняющих сразу несколько функций: декоративная привлекательность и разнообразие дизайна, уменьшение массы, вентиляция тормозного механизма. При значительной величине окон (обычно на литых и кованых колесах) промежутки между ними именуют спицами. Иногда, для усиления отвода тепла от тормозов, их выполняют в виде лопастей, нагнетающих внутрь воздух. Однако в этом случае правое и левое колесо не являются взаимозаменяемыми.
МАРКИРОВКАЧасть изложенной выше информации, а также масса других крайне полезных сведений отражена в маркировке, проставленной на колесе.
По международным соглашениям основой обозначения являются характеристики обода, расположенные в определенной последовательности: ширина обода по посадочным полкам между закраин (в дюймах); буквенное обозначение формы закраины; пометка «х» для неразъемных и «–» для разъемных ободов; посадочный диаметр – максимальный диаметр конических полок обода, на который монтируется шина (в дюймах); буквенное обозначение типа посадочной полки – информация о наличии хампов, их количестве и форме; значок «-S» (или его отсутствие) для обозначения симметричности профиля диска (встречается крайне редко).
Пример: 5J x 13 Н2. Это колесо с шириной обода 5 дюймов, с самой распространенной закраиной типа J (высотой 17,3 мм), неразборное, с посадочным диаметром, равным 13 дюймам, и с двумя обычными хампами на полках обода (FH – для усеченных хампов, СН – для комбинированных и SL – отсутствие хампов), несимметричное.
Также обычно на диске проставляется дата изготовления, максимальная статическая нагрузка
(в кгс или фунтах), знак соответствия нормативам (в России – по ГОСТу Р50460) и величина вылета обода (в мм). Последний параметр означает расстояние от продольной плоскости симметрии обода до привалочной плоскости диска. Наиболее распространенные обозначения: OFFSET, ET
и DEPORT. В случае отрицательной величины вылета его длина помечается знаком «–». Например:
ЕТ –15.
Вылет для колес каждого автомобиля рассчитывается производителем. И соблюдение этого параметра при изготовлении или подборе колеса является важным условием его безопасного расположения в колесной арке. К тому же разность расчетной и реальной величин образует своего рода плечо, и сила, действующая на него, нагружает элементы подвески и поворотный механизм. Результатом может стать опасное отклонение автомобиля от курса. Допущение составляет порядка ±5 мм.
В зависимости от страны-производителя маркировка может также включать клеймо рентгеноскопии, предельное давление в шине и т. д. Если вы не уверены в глубине своих познаний по этому вопросу, то лучше проконсультируйтесь у специалиста.
При подборе колеса для конкретного автомобиля обязательно нужно знать диаметр посадочного цилиндра ступицы, чтобы ему с минимальным зазором соответствовал диаметр центрального отверстия диска (DIA). Некоторые производители в целях расширения сферы применимости своих колес выпускают модели с заведомо большими значениями DIA. Для установки таких колес используются центровочные переходные кольца.
Также необходимо знать диаметр расположения отверстий крепления колеса (наиболее распространенное обозначение – PCD). Если он проставлен в маркировке, то вслед за аббревиатурой указывается количество отверстий и диаметр их расположения (в мм), разделенные слэшем. Например: PCD 5/108.
В случае, когда величина PCD не указана, ее можно определить самостоятельно при помощи линейки или рулетки. Для этого нужно либо измерить расстояния между центрами диаметрально противоположных отверстий (если их количество четное), либо измерить расстояние между центрами соседних отверстий (L) и воспользоваться простейшими геометрическими формулами (если количество нечетное). Так, например, для трех отверстий PCD = L * 1,155, для пяти – PCD = L * 1,701.
ТРЕБОВАНИЯ К КОЛЕСАМКаким должно быть колесо? В первую очередь прочным, чтобы выдерживать стандартные нагрузки при обычной езде, а также пиковые нагрузки во время внештатных ситуаций: наезды на препятствия, аварии и т. д. Поэтому при подборе колеса следует помнить, что обозначенная на нем предельная статическая нагрузка как минимум должна быть не меньше четверти максимальной массы снаряженного автомобиля, указанной в сопроводительных документах.
Второе важнейшее требование, предъявляемое к колесам, — это их малый вес. Колеса входят в состав неподрессоренных частей автомобиля. Уменьшение их массы крайне благотворно сказывается на работе подвески. Динамическая нагрузка на нее снижается; увеличивается плавность хода и обеспечивается лучший контакт колес с дорогой на неровностях (колеса «слушаются» упругих элементов подвески).
По расчетам специалистов, снижение массы колеса (неподрессоренных частей) на 1 кг при определенных скоростных режимах эквивалентно изменению массы кузова (подрессоренных частей) на 15 кг. То есть для четырех колес это составит изменение в 60 кг, что сравнимо с весом взрослого человека.
При вращении тяжелого тела гироскопический эффект проявляется в полной мере, поэтому колесо с пониженной массой проще и повернуть, что, в свою очередь, снижает нагрузку на систему управления. Да и разгон-торможение осуществляется за меньшие промежутки времени у колес с меньшей инерцией вращения (менее массивных).
Таким образом, при облегчении колеса мы имеем целый комплекс положительных изменений, вплоть до снижения расхода топлива и повышения безопасности водителя.
Следующим важным моментом является точность исполнения колеса – отсутствие у него радиальных и осевых биений.
Дисбаланс возникает в том случае, когда центр масс колеса смещен относительно его геометрического центра. Действующая на неуравновешенную массу центробежная сила возрастает пропорционально квадрату частоты вращения. Возникающие при этом вибрации ухудшают комфортабельность и устойчивость автомобиля на больших скоростях, а также отрицательно влияют на элементы подвески и систему управления.
По ГОСТу 37.001.429-98 для колес, производимых в России в настоящее время, отклонения на участках, максимально удаленных от оси вращения (на ободе), не должны превышать 1 мм в радиальном направлении и 0,7 мм в осевом.
Балансировка колес производится на специальных стендах путем крепления на ободе уравновешивающих грузиков (при помощи прижимных скобок или клея). Осуществлять данную операцию нужно на накачанном колесе в сборе с шиной и повторять регулярно в процессе эксплуатации автомобиля (дисбаланс может изменяться из-за неупругих деформаций колеса и неравномерного износа шины).
«ОРИГИНАЛ И СТАНДАРТ»Все параметры колеса рассчитываются в конструкторских отделах автозаводов. Изготовлением же занимается множество предприятий. Фирма-производитель автомобилей может либо иметь собственные мощности для выпуска колес, либо комплектовать свою продукцию колесами, заказанными у «независимых» поставщиков, на них специализирующихся.
И в том и в другом случае лейбл на диске будет указывать на принадлежность к автомобильной компании (FORD, FIAT, OPEL и т. д.). Колеса, помеченные таким образом, установлены ли они сразу, продаются ли они в автосалоне отдельно, как запчасти, именуются «оригинальными». А полностью идентичные им, либо те же самые, но под маркой непосредственного изготовителя (КрКЗ, ВСМПО, AEZ и т. д.) считаются уже «стандартными» и принадлежат к так называемому вторичному рынку.
Известный и разрекламированный лейбл может увеличивать цену колеса в полтора раза.
МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИВ зависимости от того, каким способом и из чего изготовлены колеса, существенно отличаются их технические характеристики, внешний вид и цена.
ШТАМПОВАНЫЕ СТАЛЬНЫЕ КОЛЕСАСталь является самым дешевым конструкционным материалом. Поэтому стальные колеса вплоть до середины двадцатого века монопольно властвовали на дорогах, да и сейчас по годовому объему выпуска в мире они с большим отрывом твердо удерживают лидирующее место.
Составные части колеса – обод и диск – выштамповываются из стального листа, вальцуются и привариваются друг к другу.
Сталь не обладает коррозийной стойкостью, по этой причине колеса, изготовленные из нее, покрывают грунтовкой, эмалью и лаком.
Главными достоинствами этих колес считаются традиционно невысокая цена и достаточная пластичность материала, позволяющая колесу при ударе не лопаться, а деформироваться. Последнее обстоятельство – крайне важный аргумент в пользу безопасности, потому что колесо не разрушается полностью, сохраняя какое-то подобие своей геометрии
и не исключая вероятности отсутствия разгерметизации шины.
По этой же причине стальные колеса после повреждений могут подлежать рихтовке (восстановлению).
Из недостатков штампованных колес обычно выделяют их высокую массу, обусловленную необходимой толщиной стенок, недостаточную геометрическую точность изготовления, слабую коррозийную устойчивость и не слишком разнообразный дизайн.
Характерные представители
На российском рынке стальных штампованных колес основную конкурентную борьбу ведут немецкие производители и предприятия, расположенные на территории СНГ. Вот некоторые из них:
* КрКз
* Etd - Asterro
* KFZ
* Mefro
ЛИТЫЕ ЛЕГКОСПЛАВНЫЕ КОЛЕСАНе довольствуясь конструкционными характеристиками стали, инженеры начали искать более легкие материалы. Так, в шестидесятых годах были впервые изготовлены колеса из алюминиевого сплава. А в дальнейшем стали еще использовать и магний (другие металлы не прижились).
Имея дело с этими материалами, колеса стало целесообразно изготавливать литьем. Наиболее распространен гравитационный метод – литье под низким давлением, с противодавлением.
Отливке можно придать практически любую форму, благодаря чему изготовленные таким способом колеса обладают самым разнообразным дизайном и отличаются плавностью линий. Они требуют лишь незначительной доводки режущим инструментом, и их геометрия практически идеальна (допуск на радиальные и осевые биения обода составляет 0,1 – 0,15 мм).
Эти сплавы легче и прочнее стали, что позволяет снизить массу колеса на 15-20% (около 1 кг) и увеличить прочностные характеристики в полтора раза.
Немаловажное значение имеет и тот факт, что теплопроводность легких сплавов выше, чем у стали, в несколько раз. Это обстоятельство способствует существенно лучшему отводу тепла от тормозных механизмов.
Преимущества легкосплавных литых колес кроме этого заключаются в высокой демпфирующей способности и хорошей коррозийной устойчивости алюминия (даже утратив лакокрасочное покрытие, он способен образовывать на своей поверхности защитную оксидную пленку).
Магниевые колеса превосходят алюминиевые по всем показателям, кроме хрупкости и устойчивости к коррозии. Они требуют крайне качественного защитного покрытия, и, дабы не разрушать его, балансировочные грузики нужно крепить на обода только при помощи клея.
Помимо этого общими недостатками литых колес являются: высокая цена, определяемая используемым материалом, и то, что при сильных динамических нагрузках они не мнутся, а колются, так как отливка имеет кристаллическую структуру. Правда, в последнее время разработчики активно борются с этим неприятным явлением.
Характерные представители
Российский рынок литых легкосплавных колес существенно более разнообразен, нежели его «стальной собрат». Объем потребления, по оценкам экономистов, составляет ориентировочно около 1000000 штук в год. Основная конкурентная борьба происходит между российскими, немецкими, итальянскими и турецкими компаниями, и объективно выделить среди них однозначно какого-либо лидера весьма сложно (хотя некоторые марки и разрекламированы больше остальных). Не может не радовать тот факт, что по качеству продукции отечественные производители явно не на последних местах (по совокупности показателей в арьергард некоторые специалисты склонны ставить турецкие предприятия).
* AEZ
* ARTEC
* BBS
* ALESSIO
* ВИКОМ
* K&K
* KORMETAL
КОВАНЫЕ ЛЕГКОСПЛАВНЫЕ КОЛЕСАКовка – объемная штамповка – на данный момент вершина конструкторской мысли в сфере производства колес для автомобилей. Впервые эта технология была разработана и применена в России в середине 80-х на оборонном предприятии «Вилс». В этом отношении нам вообще повезло. В России простаивает масса высокотехнологичных оборонных заводов, готовых производить что угодно, лишь бы окончательно не обанкротиться. Нам по сравнительно низким ценам доступны колеса массового выпуска, которые на Западе считают целесообразным использовать только для спортивных и гоночных автомобилей (технология производства там несколько отличается).
Поковка, получаемая путем поэтапной деформации заготовки, обрабатывается и доводится полностью на станках с режущим инструментом. В результате крайне много металла выгорает и уходит в стружку – теряется более половины расходуемого материала.
Для осуществления этих действий требуется дорогостоящее, сложное и мощное оборудование (усилие пресса достигает 20 тонн). Однако преимущества полной механообработки изделия налицо: прочность выше, чем у стальных колес, в 2,5 раза и превышение в 2 раза уровня требуемых по ГОСТу пластических свойств. Объясняется это сохранением у металла волокнистой структуры. Поэтому под воздействием предельных динамических нагрузок такие колеса не колются, а сминаются, и никаких трещин не возникает – можно пытаться рихтовать. Также происходит уменьшение массы по сравнению с литыми колесами на 15-20% (со стальным штампованными – на 40-55%), крайне высокая демпфирующая способность, отсутствие литейных раковин и вредных внутренних напряжений, предельная геометрическая точность исполнения и отсутствие дисбаланса, высокая коррозионная стойкость для алюминиевых колес (не требуется защитного покрытия).
В этом отношении максимальный выигрыш технических характеристик мы получим при использовании в качестве материала магния. Его плотность в 4,5 раза меньше, чем у стали, и в 1,5 раза – чем у алюминия. Кованные магниевые колеса называют «колесами будущего». Их демпфирующая способность в несколько десятков раз выше, а масса на 35% ниже, чем у кованых алюминиевых.
Единственный недостаток кованых колес – это их цена (хотя она и существенно ниже, чем у именитых литых зарубежных собратьев). Да еще, быть может, тот факт, что для некоторых автомобилей они, пожалуй, «слишком хороши»: в серьезной аварии они останутся целы, а вот подвеска придет к общему знаменателю (хотя подобный взгляд на проблему весьма спорен).
* БКМПО
* КУМЗ
* КРАМЗ
* ВСМПО
Жизнь Енота
