Дисковое колесо грузового автомобиля

Дисковое колесо грузового автомобиля состоит из штампованного диска (1) [рис. 1, а)] и плоского обода (2), на который надевается пневматическая шина (5), закреплённая съёмным неразрезным бортовым кольцом (3). Обод данного колеса называется трёхкомпонентным. У некоторых автомобилей (например, ГАЗ-53А) шина крепится одним съёмным разрезным бортовым кольцом (6) [рис. 1, б)], одновременно выполняющим функции замочного кольца (двухкомпонетный обод).

Рис. 1. Автомобильные колёса.

а) – Дисковое колесо грузового автомобиля (трёхкомпонентный обод);

б) – Дисковое колесо грузового автомобиля (двухкомпонентный обод);

в) – Бездисковое колесо грузового автомобиля (трёхкомпонентный обод);

г) – Дисковое колесо легкового автомобиля с глубоким неразборным ободом (однокомпонентный обод);

3) – Разрезное замочное кольцо;

4) – Неразрезное бортовое кольцо;

5) – Пневматическая шина;

6) – Разрезное бортовое кольцо;

8) – Ободная лента.

Закраина обода (2) и бортовые кольца (4) либо (6) образуют конические посадочные полки, которые обеспечивают плотную посадку шины на обод и исключают возможность проворачивания. При снятых бортовых и замочных кольцах шина свободно надевается на плоский обод в слабоподкаченном состоянии. После установки замочного кольца и накачки шины давление сжатого воздуха надёжно удерживает кольцо от выпадания.

Передние дисковые колёса крепятся к шпилькам ступицы гайками со сквозными сферическими опорами, которые обеспечивают центровку колеса по крепёжным отверстиям, а задние сдвоенные – футорками (колпачковыми) и обычными гайками. Футорки обеспечивают надёжное крепление внутреннего колеса, а обычные гайки – наружного колеса. Во избежание самоотворачивания гаек в процессе движения автомобиля на правом колесе они имеют правую резьбу, а на левом – левую.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Колеса для грузовых автомобилей

Колеса для грузовых автомобилей технологи­чески значительно сложнее колес легковых автомобилей. В то время как колеса легковых автомобилей «заточены» на максимальную скорость, колеса грузовых автомобилей перевозят большой тоннаж при одновременно высокой скорости. К примеру, в Европе грузовики дальнего следования перевозят 40 тонн груза на скорости 80 км/ч. Вот о том, чем отличаются колеса для грузовых автомобилей, мы и поговорим в этой статье.

При определении минимального размера шин для оси грузовика необходимо всегда исходить из конструктивно обусловленной допустимой нагрузки на ось и максимальной скорости. Основными функциями колеса яв­ляются принятие нагрузки автомобиля и сил воздействия дорожного полотна, передача крутящего момента с осей на шины и при­нятие и передача сил торможения и ускоре­ния, а также боковых сил при прохождении поворотов.

Обод колеса для грузового автомобиля

В ежедневном использовании понятия «обод» и «колесо» часто путают. Понятие «обод» часто используют, когда на самом деле имеется в виду целое колесо. Обод — это радиально крайняя внешняя часть колеса (кроме шины), которая служит для монтажа и герметизации шины. Кроме того, обод яв­ляется фундаментальным соединительным элементом между диском колеса и шиной. Все типичные задачи для грузовиков, такие как монтаж колеса, центровка и передача динамических движущих сил, выполняются колесным диском.

Требование к ободу грузового автомобиля

Чем больше передаваемая нагрузка и гру­бее дорога, тем важнее учитывать следую­щие — иногда противоречащие друг другу — требования к конструкции обода. Высокая грузоподъемность должна достигаться путем проектирования колеса соответствующей формы и использования оптимальных ма­териалов. Для повышения безопасности движения совершенно необходима высокая усталостная прочность. Малая масса колеса оптимизирует полезную нагрузку и необхо­дима, поскольку колесо, как неподрессоренная, вращающаяся масса, оказывает влияние на всю вибросистему автомобиля в целом.

Стальные диски грузового автомобиля

Современные стальные ободья большей частью изготавливаются из стали горячего проката с высоким пределом текучести при растяжении. Конструкция представляет собой колесо (рис. «Конструкция колеса грузового автомобиля» ), состоящее из соб­ственно обода и колесного диска. Обе ча­сти свариваются между собой внутренними поверхностями. Расположение и тип этих сварных швов выбираются таким образом, чтобы обеспечить высокую усталостную прочность. Колесо крепится к ступице бол­тами, вставляемыми в монтажные отверстия. Ступица центрует колесный диск с помощью центрального отверстия. Вентиляционные отверстия и щели в колесном диске с одной стороны служат для уменьшения массы, а с другой — для вентиляции тормозной системы и улучшения общего вида. Стальные диски очень прочные.

Строение обода колеса

Обод состоит из следующих элементов (рис. «Строение обода» ). Борт обода выполняет роль бокового упора для бортовой проволоки шины поглощает силы, возникающие под действием давления шины и осевой нагрузки шины. Посадочная полка обода центрует шину в радиальном направлении и поглощает в частности, силы, создаваемые весом автомобиля. В зависимости от типа используемого обода V-образные посадочные полки располагаются под углом 5 или 15°. Хамп увеличивает высоту по всей окружности посадочной полки, чтобы бортовая проволока бескамерной шины надежнее сидела на ободе при низком давлении. Основание обода соединяет посадочные полки с обеих сторон и может принимать форму плоского основания в многоручьевых, или глубокого основания в одноручьевых ободах.

Типы конструкций ободов колес грузового автомобиля

Типы конструкций ободов (рис. «Типы конструкций ободов» ) и их раз­меры зависят от предназначения шины. Могут использоваться следующие различные типы ободов.

Обод с утопленным центром (рис. а, «Типы конструкций ободов» ) состоит из одной части. Основание обода углублено для монтажа шины. Размер колеса обозначается как «х». Обод с утопленным центром используется на легких грузовиках.

Коническая 15° посадочная полка обода (рис. b и с, «Типы конструкций ободов» ) состоит из одной части. Основание обода углублено на 15° для мон­тажа шины. Размер колеса обозначается как «х». Коническая 15° посадочная полка обода с прогнутым основанием требуется для реа­лизации преимуществ бескамерной шины, в том числе и на тяжелых грузовиках.

Коническая 5° посадочная полка обода (рис. d, «Типы конструкций ободов» ) состоит из нескольких частей. Тот факт, что обод состоит из нескольких частей, означает необходимость использования камеры. Основание обода углублено на 5°. Размер колеса обозначается как «-». Шина удерживается с одной стороны монтируемой комбинацией боковины и стопорного кольца. Преимущества этих систем ободов проявля­ются при замене колес. Однако они тяжелы и не имеют таких же хороших ходовых свойств, как у одноручьевых ободов.

Размер колеса грузового автомобиля

Базовый размер обода у грузового автомо­биля на диске с конической 15° посадочной полкой составляет в показанном примере 22,5×8,25 дюйма. Ширина обода — это внутренний размер между бортами обода (рис. 7). Высота борта — это внутренняя вы­сота борта обода. Номинальный диаметр — это расстояние от одной посадочной полки обода до другой.

Колесный диск грузового автомобиля

Колесный диск соединяет обод со ступицей. Из монтажных размеров колеса — централь­ного отверстия, диаметра окружности под отверстия крепления колеса к ступице, от­верстий под болты и вылета обода (рис. «Поперечное сечение колеса» ) — последний является ключевым для движения шины во всех положениях колеса. Вылет обода равен нулю, когда центр обода совме­щается с поверхностью крепления колесного диска к ступице. У двойных шин их двойной промежуток вычисляется на основе двойного вылета обода плюс двойная толщина колес­ного диска.

Центрирование колеса

Различают центровку по ступице и центровку по болтам. Колесо, центрованное по сту­пице, имеет цилиндрические отверстия под болты. Колесо центрируется путем надевания колеса на ступицу. Точность центровки по ступице можно повысить с помощью цен­трующих втулок (3-4 втулки на колесо), вставляемых поверх болтов в отверстия для болтов в диске.

Центровка по болтам производится путем сферического или конического фрезерова­ния отверстий под болты в диске. Центровка по болтам оказывается очень точной при пре­цизионном сверлении отверстий под болты.

Радиальное и поперечное биение колеса

Хорошая центровка колеса крайне важна для грузовиков, движущихся с большой скоро­стью, а также тогда, когда колеса большие и тяжелые. В частности, для грузовиков, движущихся с большой скоростью, сведение радиального и поперечного биения к мини­муму и на посадочных площадках, и на бортах обода совершенно необходимо для обеспече­ния плавности хода. Это повышает безопас­ность и экономию топлива.

Колеса грузовых автомобилей из легких сплавов

Колеса из легких сплавов используются, в частности, при перевозках, когда экономия массы имеет большое значение. Сюда от­носится перевозка цистерн, где очень важно не превышать максимальной снаряженной массы. В этих ситуациях более дорогие легко­сплавные диски обычно окупаются в течение первого года эксплуатации.

Кованое легкосплавное колесо состоит из монолитного блока высокопрочного алю­миниевого сплава. Блок прессуется в форму колеса на мощных прессах. После ковки колесо подвергается тепловой обра­ботке для улучшения своих механических свойств.

Эта высокоточная обработка обеспечивает абсолютно точное вращение каждого колеса, без биения. Радиальное и поперечное биение отсутствуют. Перед полировкой колеса до блеска в нем сверлятся вентиляционные от­верстия и отверстия под болты.

Преимуществами легкосплавных колес являются улучшенные вибрационные харак­теристики, чуткое реагирование подвески, снижение расхода топлива и более высокая полезная нагрузка.

Маркировка грузовых дисков

При выборе дисков для грузового транспорта необходимо ориентироваться на параметры транспортного средства. С ними можно ознакомиться в техническом паспорте авто. Эти показатели имеют немаловажное значение для правильной установки и эксплуатации колеса.

Особенности и виды грузовых дисков

Независимо от производителя, диски для грузового транспорта состоят из нескольких частей. Например:

1. Обод. На его выполняется монтаж шины.
2. Фланец. Посредством его использования колесо крепится к ступице транспортного средства.

Есть такие виды дисков, конструкция которых не имеет фланца. В данном случае колесо крепится к ступице при помощи использования клиньев для крепления. Они прижимают обод к полым дискам.

Существует несколько видов дисков. Среди них можно выделить следующие:

1. Бескамерные и камерные. Бескамерные отличаются меньшим весом и высоким показателем герметичности. Они гарантируют безопасность эксплуатации, в отличие от камерных.
2. Неразборные и разборные. Вторые характеризуются высоким уровнем безопасности и надежности. Неразборные представлены в виде цельной конструкции.
3. Литые, кованные и штампованные. Отличаются между собой технологией процесса изготовления.
4. Из черных и легкосплавных металлов. Использование легких металлов обуславливает уменьшение веса на 30% по сравнению с дисками, выполненных из черных металлов.

Следует отметить и внешние признаки, по которым можно отличить бескамерные и камерные грузовые диски. Например:

• форма хампов (у дисков без камер посадочная платформа расположена под углом 15 градусов, а у камерных – практически ровная. Угол наклона не превышает 5 градусов);
• воздушный вентиль (вентиль у бескамерных дисков крепится прямо на сам диск. У дисков с камерой вентиль через отверстие выходит наружу).

Грузовой транспорт, осуществляющий международные перевозки, оснащен преимущественно диски без камер. Они могут быть выполнены, как из сплава черных металлов, так и легких металлов. Дабы снизить количество расхода топлива на грузовом транспорте, в Европе предпочитают использовать бескамерные диски, изготовленные из легких металлов.

Критерии правильного выбора колес

Несмотря на визуальную схожесть, существует ряд признаков, которые отличают колеса. Их необходимо учитывать при выборе. В противном случае не исключена возможность того, что транспортное средство выйдет из строя.

Особенно важно учитывать эти критерии при осуществлении перехода от колес с одним типоразмером на другой. В данном случае рекомендуется обращать внимание на данные, указанные на маркировке колес.

Среди них следует выделить такие критерии выбора:

1. Величина вылета. Вылет колеса представляет собой расстояние между привалочной плоскотью и серединой диска. В случае установки нового колеса, вылет которого отличается от предыдущего, изменяется ширина колеи, что приводит к сложности при управлении транспортным средством. Это связано с тем, что проворачивание колес машины, каждое из них имеет свой радиус, а нарушение вылета приводит к смене радиуса окружности движения колеса и его проскальзывании в момент поворота.

2. Ширина колесного обода. Увеличение или уменьшение этого показателя может привести к его несовместимости с данными типоразмера шины и ширины колесного обода. В результате нарушается корректность эксплуатации колеса. Нередко ради увеличения грузоподъемности транспортного средства водители прибегают к замене шин 280 – 508 на шины 300 – 508, не меняя колес. Это может привести к касанию боковин сдвоенных шин. Специалисты не рекомендуют устанавливать колеса с разной шириной, располагая их на одной оси. В результате нагрузка на 4 колесах, с одинаковым давлением распределяется неравномерно. Это приводит к тому, что шины изнашиваются намного быстрее, сокращается пробег шин.

3. Грузоподъемность. Этот показатель считается не менее важным, чем предыдущие. Не всегда его можно определить визуально. Это связано с тем, что внешне похожие колеса имеют разную способность к нагрузке. Колеса с разной способностью выдерживать нагрузку заменять не рекомендуется. В противном случае не исключена возможность их быстрого износа, а также понижается степень безопасности эксплуатации транспортного средства.

4. Крепление колес. К выбору гаек, посредством которых выполняется крепление колес к ступице, следует относиться очень внимательно и требовательно. Форма крепежных отверстий гаек может бать с плоской, конусной либо сферической плоскостью прилегания. Гайки, обладающие разной формой крепежных отверстий не являются взаимозаменяемыми. Если пренебречь этим правилом, не исключена возможность того, что колесо отсоединится во время движения автомобиля.

5. Маркировка колес. Современные производители не всегда указывают маркировочные данные на колесах. Как правило, указывается код колеса, который дает возможность найти все необходимые параметры колеса в каталоге. Сегодня можно заметить некоторые изменения в указании маркировки на колесах. Например, при указании данных вылета сдвоенных колес не используется обозначение ЕТ. Его заменяет обозначение OS (используется в том случае, если привалочная плоскость выступает в виде наружной поверхности диска. Эта величина всегда имеет отрицательное значение) либо IS (применяется в том случае, когда привалочная плоскость расположена внутри пространства колеса. Этот показатель имеет всегда положительное значение). Некоторые производители при нанесении маркировки на колесах указывают данные ширины обода и диаметр посадочных полок на ободе. Редко производители прибегают к указанию таких данных как разновидность центровки колеса, диаметр отверстия на ступице, расстояние между крепежными отверстиями, их форма.

Если возникают проблемы с точной информацией о маркировке колес при их выборе, рекомендуется обратиться за помощью к консультанту.

Как определить соответствие диска шине

Основой любого транспортного средства считаются диски и шины. Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобиля необходимо чтобы они имели сходные силовые показатели:

• индекс уровня допустимой нагрузки;
• допустимый индекс скорости.

Кроме этого одинаковыми также должны быть и сопрягаемые размеры соответствия:

• типоразмер шины;
• ширина ее диска;
• диаметр отверстия посадки шины и диска.

Существует также дополнительный признак устройства диска, который считается определяющим ее особенностей и возможностей монтажа на разные ступицы оси. К ним относятся, например, показатель вылета консоли.

Одним из определяющих параметров, указывающих на соответствие и совместимость диска и шины, является их типоразмер. Этот показатель должен быть одинаковым для шины и диска.

Специалисты отличают 2 вида типоразмеров диска:

1. Рекомендуемый. Размер, который максимально точно совпадает с размером шины.
2. Допустимый. Допустимое расхождение, которое не влияет на эксплуатацию и качество колес. Это связано с тем, что шина, которая правильно закреплена на диске, обязательно надежно защемляется на диске. Полностью исключена возможность проворачивания шины. Если защемление выполнено очень крепко или не достаточно сильно, это отрицательно сказывается на эксплуатации не только колеса, но и всего транспортного средства.

Существует негласное правило, согласно которому величина посадочной ширины диска должна быть на 30% меньше, чем показатель ширины профиля шины. Соблюдение этого правила позволяет минимизировать износ шины во время эксплуатации транспортного средства.

Если допущена ошибка, о время которой шины установлены на диски с разными показателями, не исключена возможность возникновения таких отрицательных последствий:

• возникает отличие между пятнами контакта разных шин;
• инерционные характеристики правых и левых колес отличаются между собой;
• автомобилем становится сложно управлять, его начинает вести в сторону;
• увеличивается вероятность деформации шины, что влечет за собой неравномерное распределение нагрузки на все элементы конструкции ходовой части транспортного средства.

Не стоит пренебрегать рекомендациями специалистов и ради повышения уровня грузоподъемности транспортного средства устанавливать шины и диски с разными показателями максимальной нагрузки. Соблюдение указанных критериев и показателей, которые необходимо учитывать при выборе шин и дисков, помогут продлить срок эксплуатации колес, а также обеспечить безопасную эксплуатацию транспортного средства.