Колесо автомобиля

Колеса – составляющие ходовой части, обеспечивают связь автомобиля с дорогой, причем это единственные элементы в конструкции машины контактирующие с дорожной поверхностью. Основная функция колес – обеспечение движения авто. Именно они за счет взаимодействия с дорожным полотном преобразуют вращение, полученное от силовой установки и трансмиссии, в перемещение автомобиля.

Назначение, функции

В целом, колеса автомобиля делятся на три категории, в зависимости от выполняемой ими функции, — ведущие, управляемые, поддерживающие. На ведущие колеса подается вращение и благодаря контакту с дорогой они заставляют автомобиль двигаться. Но в процессе передвижения авто необходимо изменять направление движение, маневрировать и за это отвечают управляемые колеса.

Грузовые авто предназначены для транспортировки грузов и для снижения нагрузки на ведущие и управляемые колеса, в конструкцию ходовой части добавлены поддерживающие. Они не приводят в движение авто, не участвуют в обеспечении маневрирования, их задача – принятие части нагрузки «на себя».

В легковых авто используется 4 колеса, в грузовиках же их количество может достигать и 12, а в спецтехнике – до 24. Примечательно, что на грузовиках обычно колеса разделены по категориям – одни из них ведущие, вторые – управляемые, остальные – поддерживающие.

Что касается легкового транспорта, то у них используемые виды колес автомобиля могут делиться как по назначению, так и быть совмещенными. К примеру, в заднеприводных моделях колеса, установленные на задней оси – ведущие, а на передней – управляемые. А вот в переднеприводных версиях – колеса передней оси являются одновременно и ведущими, и управляемыми, задние же выполняют лишь поддерживающую функцию.

Требования к колесам. Составные элементы

Конструкция этих составляющих ходовой части включает в себя два компонента – диск и шину. Но несмотря на это, устройство колеса автомобиля – достаточно сложное и к ним выдвигается немало требований:

• быть прочными;
• обеспечивать хорошее сцепление с дорожным покрытием;
• надежно крепиться к ходовой части;
• поглощать воздействия от мелких неровностей дороги;
• служить длительный срок.

Колесный диск выступает в качестве посадочной основы для шины и одновременно обеспечивает крепление колеса к ходовой части. На эту составляющую воздействуют значительные нагрузки во время движения, поскольку они первые принимают на себя колебания от неровностей дороги и передают их на подвеску.

Колесный диск состоит из двух элементов – самого диска и обода. Выпускается четыре вида автомобильных дисков – стальные сварные (штампованные), цельнолитые (легкосплавные, кованные), комбинированные и композитные. В первом виде диск и обод – два разных элемента, соединенных между собой при помощи сварки. В литых дисках его составляющие – единая неразъемная конструкция.

Третий тип – это так называемые комбинированные или разборные диски, бывают двух- или трехсоставными. Являются лучшими дисками по всем характеристикам, поскольку центральная секция обычно выполняется литой и соответственно можно получить любой дизайн, а обод выполняется методом штамповки. Четвертый и самый редкий тип – композитные, стоимость их просто запредельная из-за сложной технологии производства и поэтому увидеть их можно только на спорткарах.

Диск – элемент обеспечивающий крепление колеса. Для этого в нем по центру проделано посадочное отверстие, по окружности которого расположены крепежные отверстия. Количество крепежных отверстий на легковых авто варьируется от 3 до 5, на грузовых же их обычно 6-8. Фиксация диска на ступице осуществляется либо болтами, либо шпильками с гайками.

Конструкция литого диска

Обод предназначен для установки шины. Он обладает сложным поперечным профилем, которое необходимо для правильной и надежной посадки ската. Если рассматривать обод в профиль, то он имеет ступенчатую форму.

Центр обода представлен в виде утопленной площадки, к которой примыкается диск. С обоих сторон от центра сделаны ступеньки, которые сформированы кольцевым выступом (хампом), полкой и бортом.

Хамп предназначен для фиксации шины в ободе и предотвращает ее уход к центру обода. Полка выступает в качестве посадочной площадки для борта ската. Борт обода удерживает шину на полке и не дает ей «слезть».

Отметим, что это самый распространенный тип диска. Но на грузовых авто и спецтехнике можно встретить иные виды дисков авто – с фиксирующим кольцом, разборные (диск состоит из двух половин, стягивающихся болтовым соединением).

Устройство шины

Шина – вторая составляющая колеса. Она также обладает достаточно сложной конструкцией, поскольку в ее задачу входит обеспечение сцепления с дорожным полотном, принятие и гашение колебаний от мелких неровностей, удержание веса. Для выполнения своих функций шина должна быть прочной, но при этом и эластичной. Отметим, что шина является своего рода оболочкой, которая заполняется наполнителем – воздухом или специальными газами.

Шина состоит из эластичного радиального каркаса, задающего форму изделию, на который последовательно нанесены резиновая прослойка, брекер (силовой металлический корд), бандаж из нитей (капроновый корд) и протектор. По внутренней окружности радиальный каркас формирует посадочный борт шины, в который для жесткости установлено проволочное кольцо.

Одна из схем шины

Видимыми элементами шины являются протектор, выступающий в качестве основной рабочей поверхности (он контактирует с дорожным полотном) и боковины. Переход между этими элементами получил название – плечо.

Для обеспечения сцепления с дорогой, протектор обладает сложным узором, который формируется ребрами, блоками с канавками и ламелями.

Разновидности шин

Поскольку автомобили эксплуатируются при разных дорожных условиях, то производителями выпускаются различные виды шин автомобиля. Это позволяет обеспечить оптимальные ходовые качества при тех или иных условиях. Достигаются необходимые показатели двумя факторами – материал изготовления и рисунок протектора.

В целом, все выпускаемые шины можно разделить на две категории по таким критериям как сезонность использования и характер дорожного полотна.

По сезонности использования шины делятся на:

При изготовлении летнего варианта используется твердая резина, что обеспечивает отличное сцепление с дорогой. Предназначены они для использования по твердому сухому покрытию.

Зимние делаются мягкими чтобы в условиях пониженных температур обеспечивалась должная эластичность изделию. Также такие шины отличаются глубоким рисунком протектора. Помимо этого, многие модели оснащаются стальными шипами, обеспечивающими хорошее сцепление колеса на ледяной поверхности.

Что касается всесезонных шин, то в мире такой тип используется только в некоторых северных странах. Эти шины делаются из резины средней жесткости, что обеспечивает приемлемое сцепление с дорогой летом и сохраняет эластичность зимой.

Что касается типов шин, разделяющихся по характеру дорожного полотна, то они делятся на:

Дорожный вариант предназначен для использования на твердом покрытии. Внедорожные шины, отличающиеся более развитым протектором с сильными грунтозацепами, позволяют передвигаться на рыхлых поверхностях – песок, грязь. Универсальные же совмещают в себе качества дорожных и внедорожных шин.

Помимо этих двух критериев шины можно разделить еще по одному критерию – рисунку протектора. Он бывает симметричным, направленным и ассиметричным.

Симметричные шины обладают хорошими ходовыми качествами на сухой поверхности и имеют рисунок, который позволяет устанавливать колеса любым способом (менять местами, перекручивать на 180 град.).

Направленный рисунок обеспечивает самые лучшие ходовые качества в условиях движения по мокрой поверхности, но их ставить нужно только в строго определенном направлении.

Ассиметричные шины отличаются тем, что одна часть протектора обладает направленным рисунком, а вторая – симметричным. Это обеспечивает таким колесам неплохие показатели во время движения как по сухой, так влажной дороге.

Напоследок отметим, что при своей внешней простоте колеса автомобилей играют очень важную роль в обеспечении безопасности движения, поэтому подходить к их выбору следует очень тщательно.

Для чего нужны колеса?

Колесо современного автомобиля представляет собой устройство, на которое в конечном итоге поступает крутящий момент, вырабатываемый ДВС. За счет принимаемого крутящего момента и сцепления с поверхностью дороги колеса обеспечивают движение автомобиля, попутно воспринимая и частично компенсируя толчки, передаваемые на кузов от неровностей дороги.

Колеса самым непосредственным образом влияют на мягкость и плавность хода автомобиля, его устойчивость и управляемость, способность разгоняться и тормозить, а также на безопасность движения.

Автомобильное колесо состоит из двух основных компонентов: резиновой шины и металлического диска, на который надевается шина.

Колесные шины бывают двух видов: камерные и бескамерные. Камерная шина состоит из двух частей: резиновой камеры, которая наполняется воздухом, и покрышки, внутри которой находится камера.

На современных автомобилях используются бескамерные шины: в них нет камеры и воздух накачивается в пространство между покрышкой и колесным диском. Бескамерные шины считаются намного более удобными и надежными в эксплуатации.

Покрышка включает в себя следующие составные элементы:

• металлический каркас — корд;
• протектор;
• боковины;
• борта.

Несущей частью покрышки и ее силовой основой является корд, который внешне представляет собой нечто вроде металлической сетки, сплетенной из тонкой проволоки. Корд принимает на себя давление как изнутри покрышки, производимое сжатым воздухом, так и снаружи, со стороны дороги.

В современных колесах используются каркасы (корды) двух видов: с диагональным и радиальным расположением нитей.

В покрышках с диагональными нитями они располагаются перекрестно по отношению друг к другу под углом примерно 35–45°. В результате боковины покрышки соединяются по диагоналям. Такие шины отличаются высокой надежностью и хорошей сопротивляемостью при наезде на препятствия (бордюры, камни и т. п.). Однако они не столь эластичны, как радиальные.

В покрышках с радиальными нитями они располагаются почти перпендикулярно по отношению к бортам. Среди достоинств таких шин в первую очередь следует отметить относительно небольшое сопротивление качению и обеспечение хорошего сцепления с поверхностью дорожного покрытия. По сравнению с диагональными покрышками радиальные являются более мягкими и эластичными.

Однако данное свойство имеет и обратный эффект: покрышки с радиальными нитями чувствительны к резким наездам на препятствия, поэтому уже после первого попадания в выбоину на дороге или наезда на камень либо бордюр на вашем колесе может появиться заметная «шишка».

ПРИМЕЧАНИЕ
«Шишками» водители называют выступы на покрышке, которые появляются в результате неаккуратной езды или высокого износа. Эксплуатировать автомобиль, имеющий «шишку» хотя бы на одном колесе, предельно опасно: в частности, это колесо может лопнуть во время движения, что приведет к ДТП.

В соответствии с действующими ПДД запрещается эксплуатация автомобиля, шины которого имеют порезы, разрывы и иные мест ные повреждения, которые обнажают корд покрышки. Кроме того, нельзя ехать на машине, если у покрышки имеются расслоения корда, а также отслоения протектора и боковины. Запрещается установка на одну ось автомобиля радиальных шин совместно с диагональными, а также шин с разным рисунком протектора.

ПРИМЕЧАНИЕ
Однако ПДД разрешают, чтобы рисунок протектора пары передних колес отличался от рисунка протектора пары зад них колес.

Протектором называется верхняя часть покрышки, которая непосредственно соприкасается с поверхностью дороги и обеспечивает должное сцепление с ней. По своей конструкции протектор представляет собой толстый слой плотной резины, на который нанесен рисунок (рис. 5.12).

Рисунок протектора состоит из набора борозд, канавок и выступов и представляет собой сложный рельеф. Это необходимо для обеспечения хорошего и надежного сцепления автомобиля с поверхностью дорожного полотна во избежание заносов. По мере эксплуатации автомобиля шина изнашивается и рисунок протектора стирается.

ВНИМАНИЕ
Эксплуатация автомобиля с изношенными колесами запрещена ПДД. Изношенными признаются покрышки, у которых остаточная высота рисунка протектора составляет менее 1,6 мм (имеются в виду легковые автомобили; для автобусов, грузовиков, мотоциклов и мопедов иные нормы допуска).

В настоящее время существуют покрышки с разным рисунком протектора: дорожным, специальным, универсальным и др. В зависимости от рисунка протектора все покрышки можно разделить на две категории: зимние и летние. Зимняя резина отличается более глубоким и рельефным рисунком протектора, что обеспечивает хорошее сцепление даже на обледенелой дороге и предотвращает пробуксовку колес при движении по сугробам.

Отметим, что многие зимние покрышки имеют направленный рисунок протектора. Это означает, что при их установке следует соблюдать направление рисунка, которое должно со ответствовать имеющейся на покрышке стрелке: колесо должно вращаться именно в эту сторону. Следовательно, каждая покрышка может устанавливаться только на одну сторону автомобиля.

Шина колеса надевается на металлический колесный диск. Диск крепится болтами непосредственно либо к ступице колеса, либо к полуоси. Именно на колесный диск в конечном итоге поступает крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания.

У большинства легковых автомобилей диск крепится четырьмя болтами. Однако на небольших машинах предусмотрено крепление диска тремя болтами, а на больших — пятью.

ПДД запрещают эксплуатацию автомобиля, у которого хотя бы на одном колесе отсутствует хотя бы один болт, а также имеются трещины колесного диска или ободьев.

Каждому водителю рано или поздно придется самостоятельно менять колесо. Помните: болты следует закручивать не по порядку, а по диагонали, чтобы предотвратить перекос колеса. И затягивать их следует не сразу, а постепенно: сначала нужно «наживить» все болты, чтобы они немного касались своими головками поверхности диска, а затем поочередно и постепенно закручивать их.

Пока машина стоит на домкрате, следует хорошо затянуть все болты. Однако окончательную подтяжку нужно делать, когда уже домкрат снят и машина стоит на колесе.

Все шины в обязательном порядке имеют маркировку, которая содержит информацию об их основных характеристиках. Эта маркировка имеет четыре реквизита, таких как:

• ширина профиля покрышки, выраженная в миллиметрах;
• отношение высоты профиля покрышки к ее ширине в процентном выражении;
• вид покрышки — с диагональным или радиальным расположением нитей корда;
• посадочный диаметр шины, выраженный в дюймах.

Вот пример маркировки шины: 185/75R14.

Это означает, что ширина профиля данной шины составляет 185 мм, соотношение высоты профиля и ширины — 75 %, расположение нитей корда — радиальное (R), а посадочный диаметр шины равен 14 дюймам (1 дюйм — 2,54 см).

В инструкции по эксплуатации каждого автомобиля указывается, какие именно шины должны быть установлены. В соответствии с ПДД запрещается эксплуатация транспортного средства, шины которого не соответствуют характеристикам, установленным для данного автомобиля заводом-изготовителем.

Каждое колесо автомобиля должно быть отбалансировано. С этой целью на колесный диск крепятся специальные металлические грузики (это делается на СТО или на шиномонтаже). На неотбалансированных колесах вы сможете ехать только очень медленно: при движении по трассе с большой скоростью такие колеса будут вибрировать.

Учтите, что нарушенная балансировка колес или ее отсутствие приводит к преждевременному износу не только шин, но и элементов подвески автомобиля, рулевого механизма, тормозной системы и трансмиссии.

Во всех колесах автомобиля (включая «запаску») должно поддерживаться одинаковое давление воздуха. Для большинства современных легковых машин оптимальным является давление 2 атм. Для измерения давления в шинах предназначен специальный прибор — манометр.

Чтобы измерить давление, снимите колпачок с ниппеля колеса, поставьте на это место приемник-насадку манометра, сильно нажмите до упора и снимите манометр: в результате этих действий стрелка покажет давление.

При необходимости колеса нужно подкачать. Однако излишнее давление тоже вредно, поэтому в таких случаях необходимо выпустить лишний воздух.

СОВЕТ
Помните, что проверять давление в шинах нужно хотя бы раз в две-три недели. Езда на автомобиле с разным давлением в шинах приводит к их преждевременному износу, а также к неустойчивому поведению машины на дороге.