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.

Катки гламура: зачем нужны большие колеса

Покупая новую машину, многие задумываются над возможностью установки колес большего посадочного размера. Зачастую в списке заводских опций есть возможность поставить колесики на 2-3 дюйма больше, чем штатные. Но зачем?

Как менялся размер колес в разные эпохи

История изменения размеров посадочного диаметра и внешнего размера колес показывает две тенденции. Сначала постепенного уменьшения колеса, а потом резкий рост посадочного диаметра и внешнего. Придется вспомнить историю столетней давности.

Самые старые машины использовали довольно большие даже по современным меркам колеса. Например, на Mercedes Simplex 1902 года использовались колеса 910 х 90 и 1020 х 120 на передней и задней осях, а это почти 40 дюймов в диаметре! Посадочный размер (т.е. без учета высоты профиля резины) был поменьше, но явно больше 20 дюймов.

Собственно, иначе было нельзя, дороги были грунтовыми, разбитыми тележными колесами, и каждая машина представляла из себя фактически суровый внедорожник. А широкие колеса научатся делать намного позже, до вытеснения диагональных покрышек радиальными высота профиля будет оставаться значительной, не меньше 70% ширины. Но это уже несколько другая история…

Сами колесные диски на этой модели были деревянными, но в последние годы выпуска были заменены новинкой — штампованными стальными. Красивые спицованные диски набрали популярность немного позднее.

Прошло полвека… В пятидесятые годы машины еще ходили на узких и тонких колесах, хотя и далеко не метрового диаметра. Проходимость легковушкам уже не требовалась, но размер уменьшался медленно — типичный наш Москвич 402 ездил на колесах размерности 5.6 х 15. Самые маленькие колеса встречались на машинах с семидесятых и до начала 90-х годов, посадочный диаметр уменьшился до 13-14 дюймов, а высота профиля покрышки постепенно снизилась до 75 и 65 процентов.

На фото: Москвич 402 — диаметр колеса 15 дюймов и Skoda Rapid — диаметр 13 дюймов

Но в дальнейшем мы наблюдаем устойчивый рост размера колес. Посадочный диаметр покрышек вырос даже на самых маленьких машинах до 15 дюймов, а самыми ходовыми размерами покрышек стали 16 и 17”. И причина явно не в ухудшении качества дорог и необходимости повышения проходимости машин. Но тогда в чем? В моде?

Мода на повышение размера, конечно, имеет место быть, но ею одной не объяснить эту тенденцию. Машина на больших колесах, несомненно, зачастую красивее и куда ближе к дизайнерским скетчам, чем внешность серийного экземпляра. Да и с дизайном диска можно развернуться. Но существуют и объективные причины для роста размера.

Почему колесо с большим наружным диаметром лучше?

Самой важной причиной является рост площади контакта колеса и дороги. Можно, не делая покрышку мягче, увеличить площадь соприкосновения с дорогой за счет уменьшения кривизны колеса в точке контакта. Разница эта невелика, но зато позволяет решать сразу две проблемы.

Во-первых, улучшения сцепления колес с дорогой, что уменьшает тормозной путь и повышает безопасность управления машины в целом. Во-вторых, улучшения экономичности — можно использовать колесо с большим давлением, не опасаясь ухудшения сцепления колес с дорогой.

В свою очередь увеличение рабочего давления покрышки позволяет сделать управление машиной точнее, уменьшить подламываемость боковины колеса — беды всех пневматических шин. При увеличении боковой нагрузки на колесо пятно контакта покрышки и дороги искривляется, форма протектора уходит от оптимальной, а часть покрышки просто теряет контакт с дорогой, тем самым ухудшая сцепление.

Подламыванием называется ситуация, когда боковая часть покрышки теряет форму из-за перегрузки, при этом покрышка контактирует с дорогой боковой частью, а беговая дорожка колеса почти не задействована. Соединение покрышка-колесный диск при этом может потерять герметичность, колесо разбортироваться и, как результат, полная потеря сцепления колес с дорогой.

Улучшается и проходимость, за счет увеличения длины клина «уплотнения» — зоны, в которой мягкий грунт дороги не расходится в стороны, а «подминается» колесом и набирает прочность. И, разумеется, большое колесо позволяет увеличить дорожный просвет.

Чем плох большой наружный диаметр колес?

К сожалению, нельзя просто увеличивать диаметр колес для улучшения сцепления. У увеличения есть множество отрицательных факторов. В первую очередь, такое колесо будет тяжелее маленького, на него пойдет больше резины и металла.

Возрастут вредные неподрессоренные массы (то есть масса колеса и половина массы рычагов подвески), а это ухудшает комфорт и сцепление колес с дорогой. Оно займет больше места в кузове и будет создавать больше вредной турбулентности воздуха. А еще большое колесо будет менее жестким, что отрицательно повлияет на управляемость машины. Но со всеми этими недостатками можно успешно бороться.

Почему же растет посадочный диаметр покрышки?

Понятно, что большое колесо будет иметь преимущество над малым в сцеплении с дорогой только в том случае, если боковина не будет подламываться и терять форму в поворотах, а жесткость колесного диска позволит избежать его изгиба под воздействием боковых сил. То есть негативные эффекты от роста массы колеса не перевесят положительные.

Выход нашли в уменьшении высоты профиля покрышки, что повлекло за собой соответствующее увеличение посадочного диаметра. Высота боковины в этом случае уменьшается, и она лучше противостоит поперечным усилиям. Колесный диск имеет жесткость куда выше, чем резина. А если еще и использовать легкосплавный колесный диск, то он будет еще жестче стального и суммарная масса покрышки с диском может уменьшиться.

А еще увеличение внутреннего диаметра колеса, то есть диаметра диска, очень полезно для тормозных механизмов. В силу конструктивных особенностей на массовых автомобилях дисковые тормозные механизмы размещают внутри диска колеса. А значит, размер диска ограничивает и размеры тормозного диска и суппорта. Тормоза большего диаметра лучше охлаждаются, обеспечивают более эффективное замедление и имеют еще много плюсов.

И о недостатках низкопрофильной резины…

Не бывает идеальных технических решений. Уменьшение высоты профиля покрышки при увеличении посадочного диаметра тоже имеет свои минусы. Меньшая высота «резинового слоя» влечет за собой увеличение жесткости качения — больше вибраций и ударов приходится на долю подвески и кузова машины.

Сказывается и увеличение рабочего давления колеса, оно от этого становится еще жестче. Сама покрышка становится заметно дороже в связи с увеличением требований к прочности боковины и сложности сохранения формы широкой покрышки с невысокими бортиками. С недостатками низкопрофильной резины должны справляться новые подвески и более современные амортизаторы, но все равно при сравнении колес разного посадочного диаметра на одной и той же машине лучший комфорт обеспечит резина с более высоким профилем.

Почему так дороги «большие» колеса с завода?

Часто в числе опций для машин есть колесные диски большего диаметра, но доплата за них значительно больше цены комплекта таких же фирменных дисков у дилера. В чем тут подвох?

Дело в том, что при выборе этой опции иногда изменяются и параметры подвески и тормозной системы. Устанавливается комплект амортизаторов с параметрами для более тяжелых и жестких колес, а тормозные механизмы ставятся большего диаметра. Кстати, вы не сможете поставить на такую машину зимний комплект колес с дисками на дюйм-два меньше, они просто не налезут на суппорт, даже если на более простые комплектации авто они подходят.