Зачем нужны квадратные колёса?

Колёса в виде квадрата, это такая шутка? Нет, энтузиасты по всему миру всерьёз пытаются найти применение колёсам столь необычной формы. И их труды не лишены здравого смысла…

Колесо не зря имеет круглую форму. Такая форма позволяет катиться по дороге плавно, быстро и без толчков. А что если нет ровной дороги, а есть сложно пересечённая местность? Своё решение проблемы представил в 1954 году американский инженер Альфред Сфредд. Он предложил инновационную концепцию некруглого колеса. Вот как сам специалист обозначил преимущества своего ноу-хау:

Судя по эскизам, изобретение предназначалось для нужд американской армии. Инженер намеревался поставить на квадратные колёса танки, военные тягачи и грузовики.

Увы, смелое изобретение американца не нашло отклика ни в военных, ни в гражданских кругах. Всё таки круглое колесо оказалось гораздо привычнее и универсальнее своего квадратного «собрата».

Однако в наше время энтузиасты нет-нет, да и пробуют воплотить в жизнь изобретение незадачливого американца. Например, велосипед с квадратными колёсами.

На таком транспортном средстве не поездишь на обычной дороге. А что если перед вами не ровное асфальтное полотно, а ступеньки лестницы или сложно пересечённая горная местность?

А ещё находятся энтузиасты, которые пытаются заменить привычные круглые колёса на квадратные в обычных автомобилях. Например, авторы популярного TV-шоу «Разрушители легенд» решили поставить на квадратные колёса пикап.

Скажем честно, получилось не очень… Пикап не проехал и минуты. К тому же машину трясло так, что она чуть не развалилась на ходу.

Увы, ноу-хау так и не нашлось места в нашей повседневности. Однако в 21 веке путёвку в жизнь получают самые необычные изобретения. Возможно, квадратные колёса ещё найдут широкое применение в нашей жизни!

Секреты балансировки: Квадратные колеса

Анатолий Вайсман

Подайте круглое!

Затрясло машину — не паникуй: устранить причину, случается, проще пареной репы. Скажем, при езде по ровному асфальту колеблется руль. Всегда виноваты колеса! Особенно если машина с легким реечным управлением — например, переднеприводный ВАЗ. С колесом следует обращаться на «вы»: чем быстрей оно крутится, тем жестче требования к точности его формы, качеству балансировки и монтажа. Если балансировка «на троечку», при вращении колеса инерционная сила «тяжелого места» и вызывает тряску. А дальше простая арифметика. Допустим, за один оборот колесо проходит 2 м, трясет же сильней всего на 90 км/ч (25 м/с). Значит, резонансная частота колебаний — 12,5 Гц. Запомни: руль может успокоить лишь ювелирная балансировка передних колес. Тщательно ее делают не все и не везде, так что ищи опытных мастеров.

Картина вибраций не всегда проста. Если трясет лишь одно колесо, то все зависит от его дисбаланса и скорости вращения. Максимум — все на той же резонансной скорости. Но если всякий раз после поворота дороги руль трясет иначе, чем до него, значит, не в порядке оба передних колеса. Пройденные ими пути в повороте разные — взаимоположение «тяжелых мест» и их действие на руль меняются. Если с постоянной скоростью гнать круг за кругом по дорожке трека, вибрации будут нарастать и убывать.

Медленно вращая колесо, контролируем биение обода в поперечном направлении. Дополнительно проверим и шину. Биение свыше 0,5 мм нежелательно. Столь же важно ограничить и радиальное биение колеса. Только колесо правильной формы есть смысл балансировать.

Но иногда такое бывает и на прямом шоссе. А о причине немногие догадываются — это плохо сбалансированные колеса. разного размера! Объяснение элементарное: вот ты заменил свежей запаской колесо с протектором, изношенным на 1,5 мм. Если запаска проходит за оборот все те же 2 м, то работавшее колесо — 1,9906 м. С каждым оборотом «тяжелое место» одного колеса смещается относительно другого — и вибропортрет машины будет повторяться через 423 м пути. Конечно, чем больше разница в размерах шин, тем чаще повторы. Ну а все это могут дополнительно запутать скользкие дороги! Короче, если не хочешь головоломок — следи за балансировкой.

Увы, этим проблема не исчерпывается. Например, коленвал отлично уравновешен, а деформированное колесо, как его ни балансируй, продолжает сильно трясти. Ехать на таком «колесе» — увольте! Подайте круглое. Сравним (рис. 1, а, б) поведение деформированного колеса на гладком покрытии и исправного — на ухабистом. Если бугор на шине воспроизводит протяженность и высоту бугра на покрытии, то траектория оси колеса при медленном движении одна и та же. При высокой скорости могут быть свои нюансы, но все же тряска от кривой шины неизбежна.

Как на ходу узнать, что колесо или шина кривые? Если мягко водит руль или кузов покачивает при скоростях 5–10 км/ч, когда роль дисбаланса ничтожна, значит, хотя бы одно колесо повреждено. Все, что сказано выше про переменную тряску в поворотах и т. п., справедливо и для кривых колес.

Итак, одной балансировки колесу мало — важно, чтобы в контакте с дорогой у вращающегося колеса не было геометрических биений — радиальных, осевых и любых иных. А то ведь и совершенно круглое, оказавшись на деформированной ступице, может подкинуть загадку. Вот недавний случай. Водитель ощутил тряску руля — отдал колеса в балансировку. Сделали — опять трясет. Повторили — снова. Прибыл ко мне. Не без труда нашли причину — гнутая ступица! Потому исправное колесо и катилось зигзагом.

А вот типичная ошибка неопытного автомобилиста: навешивает вместо проколотого колеса запаску — и опускает машину при незатянутых болтах — после, мол, лучше затянутся! Ну а колесо под нагрузкой сместится относительно ступицы вверх, насколько позволят зазоры. Если теперь затянуть болты, трение не даст колесу сцентрироваться — и оно будет вращаться с эксцентриситетом е (рис. 2), обзаведется дисбалансом и будет лупить по дороге с амплитудой 2е.

Шишка на протекторе или бугор на покрытии? Как источники толчков, ударов, вибраций они, в сущности, равнозначны!

Правильно начинать не с балансировки, а с корректировки геометрии: радиальные и осевые геометрические биения шины должны быть как можно меньше. Лишь потом отправляйтесь балансировать.