Устройство автомобильного колеса

Устройство автомобильного колеса:
1 — шина;
2 — обод;
3 — ступица

Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска), ступицы и пневматических шин.
В зависимости от конструкции обода и соединительного элемента колеса могут быть разборными и неразборными, дисковыми и бездисковыми. Ступица колеса обеспечивает его свободную установку на оси автомобиля.

Неразборное колесо с глубоким ободом

Обод служит для соединения шины с колесом. С этой целью ему придается специальная форма. Колесо в сборе должно быть сбалансировано, балансировочные грузики крепятся к ободу с помощью пружинных зажимов или клея. На большинстве легковых автомобилей и грузовых небольшой грузоподъемности используются глубокие, неразборные ободья.
Глубокий обод жестко соединяется с диском, который служит для крепления колеса к ступице с помощью болтов или гаек со шпильками. Полки глубокого обода имеют конусную форму для плотной посадки шины на обод. Угол наклона полок составляет, как правило (5±1)°. Полки обода заканчиваются закраинами, имеющими определенную форму и служащих боковыми упорами для шины.
Расстояние между закраинами называется шириной профиля обода. В средней части обода имеется углубление, необходимое для облегчения монтажа и демонтажа шины на обод. Это углубление (ручей) может быть расположено симметрично относительно плоскости колеса или со смещением.

Размеры и профиль обода регламентированы соответствующими стандартами. На каждый обод наносится соответствующая маркировка, из которой можно узнать размеры и профиль. Основные размеры обода, ширину профиля и диаметр, как правило, все изготовители указывают в дюймах, за исключением компании Michelin, которая применяет для этого миллиметры.
Пример маркировки: 5J × 13H2 ET 30, где:
5 — ширина обода в дюймах;
13 — диаметр обода в дюймах;
J и H2 — конструктивные особенности профиля обода;
ET 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiefe — ET) 30 мм.

Положительное (а) и отрицательное (б) плечо обката управляемого колеса

Вылет колеса (выступ) является важным параметром. Любое колесо должно «охватывать» ступицу, к которой оно крепится, потому что центр пятна контакта шины с дорогой смещается относительно вертикальной оси, проходящей через центр ступицы на небольшую величину, которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления автомобиля.
Величина вылета особенно важна для управляемых колес, потому что положение пятна контакта относительно оси поворота колеса играет важную роль в определении характеристик поворота автомобиля.

Неразборные колеса с глубоким ободом обычно центрируются на ступице с помощью центрального отверстия. Если диаметр центрального отверстия больше, чем у посадочной части ступицы, то центрирование осуществляется по коническим (или сферическим) поверхностям в отверстиях диска, предназначенных для крепления болтами или гайками. Иногда для лучшего центрирования и облегчения монтажа используют пластмассовые кольца, которые устанавливаются перед монтажом колеса на ступицу в центральное отверстие диска.
Колесные диски легковых автомобилей изготавливаются штамповкой из стали с последующей сваркой обода и диска или из легких сплавов (алюминиевых или магниевых). Наиболее прочные колеса из легких сплавов — кованые. Они имеют мелкозернистую структуру и высокую прочность при малой массе. Легкосплавные колеса дороже стальных, но эстетически привлекательнее. Колеса изготавливались и из композитных материалов: например, еще в 70-е гг. фирма Citroёn выпускала армированные углепластиковые колеса, которые весили в два раза меньше металлических. Однако из-за высокой стоимости таких колес они устанавливаются только на дорогих спортивных автомобилях.

Конструкция разборного обода грузового автомобиля:
1 — закраина;
2 — обод;
3 — разрезная часть обода;
М — ширина обода;
D — диаметр обода

Разборные ободья применяют для колес большинства грузовых автомобилей и автобусов. Разборные ободья могут быть дисковыми и бездисковыми. Наиболее часто используются разборные ободья с коническими посадочными полками.

Бездисковое колесо, его общий вид (а) и крепление колеса (б):
1 — секторы колеса;
2 — ступица;
3 — крепление;
4 — шпилька;
5 — гайка

Шины грузовых автомобилей имеют большие размеры и высокую жесткость, поэтому монтаж таких шин на неразборные ободья затруднен. Разборные ободья позволяют облегчить эту задачу. Для некоторых шин грузовых автомобилей большой грузоподъемности применяют разборные ободья с распорными кольцами. Такие ободья состоят из двух частей, соединяемых между собой болтами. Такая конструкция надежно удерживает шину на колесе независимо от значения давления воздуха в шине.
Ступицы колес изготавливают из стали или ковкого чугуна. К ним крепятся элементы тормозных механизмов, диски и барабаны. Ступица устанавливается на подшипниках, которые должны воспринимать не только радиальные, но и осевые усилия от действия боковых сил. В ступицах устанавливают конические роликовые или шариковые радиально-упорные подшипники.
В подшипники колес закладывается смазка, выдерживающая высокие температуры. Для предотвращения вытекания смазки и попадания грязи подшипники уплотняются сальниками.

Герметик, камера, жгут или заплатка что лучше для шины: ремонтируем пробитые колеса

Трудно в это поверить, но запасное колесо в машине все чаще становится дополнительной опцией. Благо иностранные производители все-таки адаптируют свои модели для нашего рынка и кладут в багажник хотя бы «докатку». А что делать, если колесо пробито вдали от цивилизации, а в машине по какой-то причине запаски нет? Ну, или тратиться на шиномонтаж в наше непростое время нет желания и возможности? Корреспонденты журнала «Движок» выяснили на собственном опыте, как отремонтировать бескамерную шину и что лучше – заплатка или жгут – при проколе колеса.

В качестве «жертвы» для эксперимента в гараже был найден комплект старых зимних покрышек Hankook на дисках. Шипов и протектора на них почти не осталось, зато все шины оказались без проколов и порезов — несколько замеров давления это подтвердили. Все четыре колеса были накачаны ровно до двух атмосфер.

Роль пойманного шурупа или гвоздя сыграли шило и отвертка, а в качестве «спасателей» мы выбрали четыре самых популярных способа ремонта шин в полевых условиях:

1) ремкомплекты, состоящие из жгутов из сырой резины;
2) герметик-балончик;
3) заплатка-«грибок»;
4) резиновая автомобильная камера.

Все покрышки для упрощения процедуры пробивались вручную с рабочей стороны протектора — сначала шилом, а затем отверткой, толщина которой сопоставима со среднестатистическим гвоздем. Соответственно, для большей реалистичности мы давали шинам спуститься до того состояния, чтобы это стало заметно визуально.

Ремкомплекты-жгуты

В магазине мы обнаружили целых три варианта ремкомплекта отечественной фирмы Airline, в которых на первый взгляд предлагалось плюс-минус одно и то же, но за разные деньги. Ради интереса мы купили все три, чтобы заодно понять, чем они друг от друга отличаются.

ATRK‑2 (131 рубль) и ATRK‑3 (165 рублей) на вид почти одинаковые, разве что в более дорогом помимо шила с игольчатым наконечником, напильника для зачистки повреждения и жгутов присутствовал тюбик клея-активатора. Самый дорогой набор ATRK‑4 за 705 рублей вдобавок включал удобный футляр-органайзер, запасной игольчатый наконечник, двукратный запас жгутов и складное лезвие.

По инструкции перед установкой жгута место прокола необходимо зачистить специальным напильником, который входит во все комплекты. Беда в том, что его толщина — добрые полсантиметра, так что протиснуть его в стандартный прокол от гвоздя оказалось серьезной проблемой: пробить насквозь несколько слоев покрышки так, чтобы напильник более-менее свободно ходил в отверстии, очень непросто. В этом плане лучшим оказался инструмент из самого дешевого набора за 131 рубль, где напильник был винтовым и вкручивался в покрышку как саморез. А вот c напильниками-терками из наборов ATRK‑3 и ATRK‑4 мы намучились.

Дальше предстояла процедура насаживания жгута на игольчатый наконечник и втискивания его в зачищенное отверстие. К нашему большому удивлению, полностью металлический инструмент из самого дорогого набора не выдержал испытания — обломалась губка наконечника. Самое интересное, что проблемой это не стало: в наборе нашелся запасной наконечник. Получается, производитель знает о слабости металла инструмента?!

С наконечниками из наборов ATRK‑2 и ATRK‑3 трудностей не возникло. Более того, пластиковые ручки под хват оказались удобнее прямого железного «штопора» из набора ATRK‑4.

Надо сказать, что вдавливание наконечника со жгутом даже в прочищенное и расширенное отверстие требует немалой физической силы. Причем это нужно успеть сделать на еще не полностью спущенной шине, иначе она будет продавливаться под нажимом.

Что касается клея-активатора из набора ATRK‑3, то он используется как растворитель жгута для окончательного закупоривания прокола с внешней стороны. Его нужно наносить не на весь жгут, а только на кончики, иначе жгут расплавится целиком и воткнуть его в прокол уже не получится.

Результат ремонта ремкомплектами Airline мы признаем положительным. Отремонтированное колесо, накачанное до двух атмосфер, за сутки так и не спустило. Однако возни и физической нагрузки при таком способе ремонта немало. Кроме того, из трех разных наборов лучше всего собрать один — с инструментом из ATRK‑2, клеем из ATRK‑3, боксом, ножом и запасом жгутов из ATRK‑4.

Баллончик с герметиком

Следующий способ ремонта проколов — баллончик со специальным раствором, который впрыскивается прямо через ниппель в пробитое колесо. Некоторые автопроизводители используют этот способ даже штатно (вместо запаски), однако отечественные автомобилисты в целом относятся к подобному «ремонту» скептически.

Мы купили первый попавшийся баллон — Runway за 400 рублей. Все, что необходимо в таком случае сделать, — присоединить штуцер баллончика к ниппелю колеса и нажать на клапан. Очень удобно, что вместе с впрыскиванием клеящего раствора происходит и подкачка колеса: баллончик вкачивает целую атмосферу воздуха.

Однако процедура требует дополнительных условий. Во-первых, ниппель обязательно должен быть сверху, чтобы раствор растекся по всей шине. Во-вторых, после впрыскивания нужно аккуратно проехать небольшое расстояние, чтобы состав еще более равномерно распределился по колесу, и только после этого накачать его до конца.

Единственный нюанс: после процедуры желательно продуть (очистить) ниппель, поскольку образовавшаяся на воздухе пена забивает его клапан и колесо может чуть травить. Ну и не совсем понятно, нужно ли затем как-то избавляться от герметика и ремонтировать колесо полноценно.

В целом, скепсис убираем. Заделанное герметиком Runway колесо также за сутки не спустило. Учитывая простоту использования и то, что в колесо без использования насоса закачивается столько воздуха, что давление увеличивается на целую атмосферу, – признаем способ действенным.

Заплатка-«грибок»

Сразу же предупредим, что этот и последующий способ самостоятельного ремонта пробитого колеса потребуют его разбортировки, так что назвать их простыми никак не получится. Если быть еще точнее, это скорее пригодится в безвыходной ситуации с большим запасом времени, поскольку ручная разбортировка колеса подручными средствами потребует немалых мучений и сил, — занятие не для всех. Нашей же главной задачей является проверка самого пластыря-«грибка», так что с позволения читателя и для ускорения теста мы все-таки воспользуемся помощью шиномонтажа.

Цена заплатки копеечная — от 20 до 50 рублей за штуку. Правда, поштучно они продаются редко: основные покупатели таких вещей — шиномонтажи и автосервисы, так что обычно пластыри-«грибки» реализуются мелким и средним оптом в комплекте от 15 штук.

Принцип работы «грибков» примерно такой же, как и у любой резиновой заплатки. Металлическая «ножка» в резиновой обертке вытаскивается изнутри через прокол, запечатывая собой отверстие и заклеивая «шляпкой» всю окружность вокруг пробоя.

Проблема в том, что предназначена заплатка-«грибок», как и жгут, для немалой дырки в колесе. Толщина «ножки» такова, что протискивается она в отверстие диаметром не менее 3–4 мм, иначе резиновая оболочка «ножки» просто съезжает. Расковыривать прокол от гвоздя до такого размера нет смысла, а потому «ножку» можно срезать и приклеить только заплатку.

Однако и тут все не так просто: клеевая основа заплатки сама по себе очень слабая и просто так не приклеится. На шиномонтажах с шины счищают внешний слой, обезжиривают поверхность, наносят клей-активатор и на шину, и на «ножку грибка» и только потом устанавливают заплатку, прижимая ее специальным ручным катком.

Имитируя полевые условия, мы протерли место прокола салфеткой, намазали заплатку клеем-активатором из набора ATRK‑3 и придавили место прокола ногой на несколько минут. Как оказалось, этого тоже было достаточно. Собранная шина ни за несколько часов, ни за сутки не спустила.

Камера

Дедовский метод ремонта колеса, который, например, использовали герои фильма «Бумер», когда волей случая попали в глухую деревню. Собственно, обстоятельства при таком способе должны быть схожие, поскольку колесо вновь потребует разбортировки, а значит, немалых заморочек и сил.

Главное преимущество перед предыдущим способом — необязательность каких-либо дополнительных средств подготовки шины. Нужна только камера, причем практически любая: относительно размера колеса можно брать разброс плюс-минус один-два размера по диаметру.

Соответственно, главная задача — достаточно аккуратно и равномерно внедрить камеру в покрышку и выдернуть штатный ниппель, вместо которого вытянуть ниппель камеры. Все это далеко непросто и требует существенных физических затрат в полевых условиях, а потому мы снова доверили дело профессионалу. Однако если сама камера целая, то и эффективность такого метода максимальная: на отремонтированном подобным способом колесе можно смело ездить до следующего пробоя.

Каков итог?

На удивление, абсолютно все способы ремонта шин показали себя эффективными и надежными — ни одно из колес так и не спустило. А поскольку ни один из методов ремонта не является финансово затратным, решающими параметрами стали простота использования и трудозатраты.

1) Итак, самым оперативным и простым способом в полевой починке пробитого колеса журнал «Движок» признает баллончик с герметиком. На ремонт уходит буквально несколько минут. В определенных ситуациях нет необходимости даже использовать насос. Цена в 400 рублей неразорительна. К тому же починить колесо таким способом способен даже ребенок. Срок годности 5 лет превращает баллончик с герметиком в крайне полезную составляющую набора автомобилиста. Единственный нюанс — не совсем ясная перспектива дальнейшей жизни колеса с герметиком внутри.

2) На втором месте — ремкомплекты со жгутами. Причем, как показала практика, самый дорогой набор не обязательно самый удобный. Два главных преимущества — невысокая цена и возможность починить колесо, не снимая его с машины. Причем способ является капитальным, то есть дальнейший профессиональный ремонт, скорее всего, уже не потребуется. Однако возни и физических усилий предстоит немало.

Оставшиеся два метода ремонта шин, повторимся, исключительно на экстремальный случай, когда другого выхода нет, поскольку требуют разбортировки колеса.

3) Дедовский вариант с установкой камеры в бескамерную шину, во‑первых, проще, во‑вторых, надежнее заплатки. Главная задача — найти в округе хоть какую-нибудь целую камеру, что на самом деле может оказаться гораздо проще, чем поиск работающего деревенского шиномонтажа или автомагазина с ремкомплектами шин. Кроме того, установка камеры способна вернуть к жизни не просто пробитую шину, а даже порезанную или разорванную.

4) Последнее место занимает установка заплатки-«грибка», которая, будем откровенны, распространена как профессиональный ремонт проколов. Обязательная разбортировка колеса и необходимость использования дополнительных инструментов и химических средств никак не стыкуются с полевыми условиями работы при пробое шины. Процесс ремонта представляет собой слишком сложную процедуру, чтобы считать его удобным.