Как крепится колесо автомобиля: Крепление колес — статьи интернет-магазина

Содержание

Как крепятся колеса в автомобилях

Колеса крепятся к ступицам автомобиля болтами или шпильками с гайками (рис. 1). Во втором случае шпильки жестко закреплены в ступице. Наиболее распространенные диаметры резьбы колесного крепежа — 12 и 14 мм с шагом 1,25 или 1,5 мм.

Рис. 1. Разновидности колесного крепежа: а – болт и гайка с конической прижимной частью без подголовка, грани головки выходят на конус; б – болт и гайка с конической прижимной частью и подголовком; в – болт и гайка со сферической прижимной частью и подголовком. Прижимные части болтов и гаек крепления колес могут быть конусными или сферическими и должны обязательно совпадать с профилем отверстий в диске колеса, так как обеспечивают правильную центровку колеса на ступице. Это особенно важно при креплении колеса гайками. Если закрепить колесо только торцами гаек (рис. 2), диск при движении может выскользнуть из-под них, крепление колеса ослабнет, а отверстия и шпильки будут разбиты.

В худшем случае автомобиль «потеряет» колесо — надо ли говорить, как опасно это на высокой скорости?

Рис. 2. Неправильное крепление колеса. Диск, зажатый торцом гайки, а не конусом, едва держится и выскальзывает, стоит автомобилю поехать.

С колесами, крепящимися болтами, эта ошибка практически исключена. Однако установить такое колесо труднее, чем крепящееся гайками. В помощь водителю в ступицы таких колес ввернуты 1-2 направляющих штифта, а если их нет, колесо центрирует поясок ступицы, который входит в центральное отверстие диска.

Перед установкой колес посадочные поверхности ступиц и дисков следует очистить от грязи и нанести на них тонкий слой пластичной или графитовой смазки. Нелишне смазать и резьбу гаек (шпилек) и болтов крепления колес. Болты и гайки со смятыми гранями и поврежденной резьбой лучше своевременно заменить новыми, обязательно аналогичными штатным не только по размеру резьбы, но и по прочности, т.е. не кустарного, а заводского изготовления.

Диск легкосплавного колеса всегда зачастую толще, чем диск стального штампованного, поэтому для крепления литых или кованых колес используют более длинные болты (рис. 3). Длина их резьбовой части (А) должна быть не меньше глубины резьбового отверстия в ступице, но и не больше, иначе болты при вращении колеса могут задевать за детали неподвижного тормозного механизма.

Рис. 3.Стандартные болты не подходят для крепления легкосплавных колес: нужны удлиненные. Размер А должен быть равен толщине фланца ступицы.

Твердость материала легкосплавных колес ниже, чем стальных, поэтому микронеровности диска в зонах контакта с головками стальных болтов или ступицами при установке колеса через некоторое время сминаются и соединение ослабляется. Чтобы избежать повреждения дорогостоящих колес, советуем через некоторое время после их установки на автомобиль подтянуть болты крепления.

Болты или гайки крепления колес обычно затягивают моментом около 10-11 кгс/м, если в Руководстве по эксплуатации автомобиля не указано другое. При перетяжке болтов диск колеса деформируется, профиль отверстия нарушается, и колесо перестает удерживаться на ступице с необходимой силой. Излишним усилием можно также смять грани головки болта и даже оборвать головку. А при перетяжке гайки шпилька может провернуться в отверстии ступицы, и тогда гайку вообще невозможно будет отвернуть без специального инструмента или услуг автосервиса.

«Секретный» крепеж предназначен для отворачивания только особым, индивидуальным ключом, который, как предполагается, имеется только у владельца автомобиля.

Конструкции подобного рода встречаются в продаже, а также изготавливаются умельцами. Что надо помнить при их покупке? Во-первых, действительно ли головка «секретки» недоступна для отворачивания — причем не только штатными ключами, но, к примеру, мощными клещами или молотком и зубилом. Во-вторых, не способен ли оригинальный крепеж выйти из строя от воздействия воды и грязи, а главное, из-за поломки ответной части — ключа. Наконец, особо громоздкий болт способен нарушить балансировку колеса.

Вопрос о совместимости крепежа чаще всего возникает в случае установки «запаски» с диском, отличающимся от остальных, имеющихся на автомобиле. Нет ничего проще, чем возить в багажнике необходимое количество болтов или гаек именно для него. Если же вы переходите на другие диски с целью, например, улучшения внешнего вида автомобиля, то вместе с ними необходимо грамотно подобрать и приобрести соответствующие болты или гайки.

Подготовлено по материалам журнала «За рулем».

На чем держится колесо автомобиля

Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала «За рулем»

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 × 13h4 ET 30, где:
5 — ширина обода в дюймах;
13 — диаметр обода в дюймах;
J и h4 — 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.

Подробнее о колесном диске — в главе Колесный диск

wiki.zr.ru

Колесо (автотранспорт) — Википедия

Автомобильное колесо (в соответствии с действующим ГОСТом РФ) — в просторечии «Колёсные диски»

См. также другие значения термина Диск

Автомобильное колесо является неотъемлемой частью автомобиля и совместно с шиной представляют собой движитель колёсного транспортного средства.

Автомобильное колесо за последние 100 лет претерпело немало изменений, от деревянных колёс до композитов и сверхпрочных сплавов. Первые европейские автомобили были оборудованы спицевыми колёсами аналогичными велосипедным, но эти колёса оказались недостаточно прочными. Первый американский массовый автомобиль Ford Model T выпускался с 1908 по 1927 год с деревянными колёсами. В 1927 году они были заменены на стальные. В 1960-х годах большую популярность получили магниевые диски, лёгкие и прочные диски из сплавов магния изначально были созданы для гонок, но постепенно вышли на массовый рынок. Позже место магниевых дисков заняли более тяжёлые, но более дешёвые в производстве литые алюминиевые диски. На данный момент большинство дилеров выпускает автомобили со стальными (бюджет-эконом вариант) либо литыми алюминиевыми дисками. Кованые диски из сплавов магния по-прежнему используются для гоночных автомобилей, включая Formula 1.

Деревянный диск автомобиля Паккард начала 20-го века
Спицованный диск начала 20-го века
Классический стальной диск 70-х годов производства
Литой алюминиевый диск 90-х годов производства на Феррари

Спицевое колесо[править | править код]

В настоящее время его носителями являются только велосипеды и некоторые мотоциклы. Достоинства спицевых колёс в их высокой энергоёмкости (амортизирующей способности), к недостаткам можно отнести высокую трудоёмкость в производстве колёс и невысокую точность геометрии колеса. Также спицевые колёса можно встретить на выставочных автомобилях или ретро-карах.

Классическое стальное (штампованное) колесо[править | править код]

Cтальной колёсный диск

Является наиболее распространёнными и дешёвым типом колёс в мире, выполняется как правило из листовой стали, довольно прочно, зарекомендовало себя во всех видах транспорта. Преимуществом таких дисков является то, что они подлежат ремонту в случае деформации. Из недостатков отмечается излишний вес. На автомобильные стальные колёса ввиду скромности их дизайна часто устанавливают декоративные колпаки^[en].

Колёса из лёгких сплавов[править | править код]

Колёса из лёгких сплавов (в большинстве случаев алюминиевых) можно поделить на три категории (по технологии производства): литые, кованые и комбинированные (сборные).

Основные преимущества легкосплавных колёс перед стальными:

геометрическая точность,
меньший вес (как правило),
улучшенное отведение тепла от тормозных систем,
разнообразие дизайна колёс.

Eсли стальное колесо типоразмерности 5Jx13 имеет массу 5,5 кг, то легкосплавное литое — около 4,8-5 кг, а кованое — около 4,2-4,5 кг (взвешивание колёс ВАЗ-21099 произведено в испытательной лаборатории компании K&K в 1999 г.). Технически уменьшение массы колеса означает снижение массы неподрессоренных частей и сил инерции. Благодаря этому оно легче «отрабатывает» неровность поверхности дорожного полотна, что даёт более чёткую реакцию подвески автомобиля. В свою очередь улучшается контакт автомобиля с дорогой и его управляемость. Снижение инерционности, соответственно, увеличивает ресурс самого транспортного средства, повышает тормозную и разгонную динамику и как следствие снижает расход топлива.

Литые колёса[править | править код]

Литые изготавливаются методом отливки в форму. Используются как правило алюминиевые, магниевые и очень редко титановые сплавы. После отливки в ряде случаев проводят термообработку отливок (для улучшения механических свойств колеса). Свой конечный вид колесо получает после механической обработки и покраски. По стоимости — это самый окупающийся вид производства легкосплавных колёс.

Кованые колёса[править | править код]

Кованые колёса изготавливаются методом энергоёмкой горячей штамповки. Готовая поковка проходит обязательную термообработку (процесс закалки и старения). Конечный вид диск получает после механической обработки и покраски. По стоимости это один из самых дорогих видов производства легкосплавных колёс (поковка может иметь массу до 25 кг — выход одного колеса 5 кг плюс большие энерго- и трудозатраты).

Комбинированные колёса[править | править код]

Тип колёс, который состоит как правило из двух и более частей. Каждая из которых может быть выполнена по разным технологиям (пример: спицы — алюминиевый сплав, литьё. Обод — титановый прокат, вальцовка.). Спицевое колесо тоже относится к данному типу.

Сборно-разборные диски с креплением на центральной гайке
Снятый диск без шины

Композитные колёса[править | править код]

В настоящее время композитные колёса стоят на некоторых велосипедах и спорткарах. Широкое распространение этого типа ограничено их высокой стоимостью.

Бездисковые колёса[править | править код]

Устройство обода[править | править код]

На велосипедах, мотоциклах и легковых автомобилях обод неразборный. При монтаже шины она преодолевает закраины обода за счёт своей эластичности. Для облегчения монтажа посередине обода делают углубление — «ручей» (может быть расположен симметрично или несимметрично). Когда один борт шины задвигается в ручей, противоположный борт поднимается над закраиной обода.

На грузовых автомобилях используют разборный обод. Одна из закраин обода снимается, что позволяет задвинуть шину на обод или, наоборот, снять шину с обода. После установки шины съёмная закраина фиксируется запорным кольцом.

При использовании шин сверхнизкого давления необходимы дополнительные устройства, чтобы механически зажать борта шины и, таким образом, исключить возможность проворачивания шины относительно обода или её случайной разбортовки во время движения.

Крепление колеса производится посредством резьбовых соединений к колёсной ступице:

Снятый диск без шины с креплением на 5 болтов или гаек.
Диск Мерседеса,прикрученный на 5 болтах

Используются как правило многоточечные крепления (исключение составляют спорткары, и автомобили эксклюзивных моделей).

Все колёса имеют стандартную маркировку параметров, независимо от того, какое это колесо легкосплавное (литое) или стальное (штампованное). Например, 6,5J×16h4 PCD 5×114,3, Offset48 или ET48 DIA67,1.

6.5 — Монтажная ширина обода колеса в дюймах.
J — Профиль обода колеса (пример: JJ, C, CH, HJ и т. д.).
h4 — количество «хампов» (HUMP) Количество кольцевых выступов на ободе колеса вдоль закраин (предназначены для предотвращения схода шины с посадочных мест, при увеличении боковых сил).
16 — Монтажный диаметр обода колеса в дюймах.
LZxPCD 5×114,3 — Количество крепёжных точек (в данном случае 5×). И диаметр окружности (Pitch Circle Diameter), на которой расположены центры крепёжных отверстий, (в данном случае 114,3 мм). У дисков с четырьмя крепёжными отверстиями PCD измеряется как расстояние между центрами противоположных отверстий. У дисков с пятью крепёжными отверстиями измеряется расстояние между центрами самых дальних по отношению друг к другу отверстий и умножается на коэффициент 1,051.
ET48 (или Offset 48) — (ET-EinpressTiefe) Вылет (вынос) привалочной плоскости колеса (плоскость, которой колесо прижимается к ступице) относительно оси симметрии обода. Вылет бывает как положительный, так и отрицательный (пример: ЕТ40 — легковой автомобиль, ЕТ-4 «Джип») измеряется в мм. В данном случае он равен 48 мм.
DIA67,1 — (DIA) Диаметр центрального отверстия, которое отвечает за центровку всего колеса в сборе на ступице автомобиля. Измеряется со стороны привалочной плоскости. В нашем случае равен 67,1 мм.

Многие производители колёс делают DIA большего диаметра, а для центровки на ступице используют переходные кольца (адаптеры).

Дополнительная маркировка[править | править код]

0407 — Дата изготовления. Как правило год и неделя. В данном случае информация означает что диск выпущен в 4 неделю 2007 года.
SAE, ISO, TUV — клеймо контролирующего органа. Маркировка свидетельствует о соответствии колес международным правилам или стандартам.
MAX LOAD 2000LB — обозначение максимальной нагрузки на колесо (обозначают в килограммах или фунтах). В данном случае он равен 2000 фунтов (908 кг)
MAX PSI 50 COLD — обозначение максимального давления в шине. В данном случае давление не должно превышать 50 фунтов на квадратный дюйм (3,5 кгс/кв.см), COLD (холодный) указывает, что измерять давление следует в холодной шине.

Так называемая балансировка не проводиться на разобранном диске т.к. это не эффективно. Соотношение масс резины и диска должны определяться только в сборе и конечная балансировка проводится в собранном виде и с выставленным номинальным давлением. А так же балансировка должна проводиться с использованием фланцевого адаптера т.к. она увеличивает точность балансировки.

Качественные колесные диски производятся далеко не в каждой стране. Причем структура производств этих изделий заметно отличается .Например если в Германии или Италии это производители автозапчастей, то в России это металлургические заводы, занятые первичной выплавкой, а также переплавкой металлов. Впрочем Россия в этом плане не совсем одинока ибо например наиболее крупным производителем литых дисков в США является компания Alcoa, которая одновременно является крупным производителем первичного алюминия. Так же имеют ценность диски фирмы Zinik, которые изготавливают диски для премиальных автомобилей. В России производством дисков занимается Саянский и Красноярский и другие алюминиевые заводы, а также крупнейший в мире завод титана ВСМПО.К примеру в Германии производителями такой продукции являются моторостроительная компания AMG и производители автозапчастей такие как BBS и Lorinser. В Италии так же подобную продукцию производят такие фирмы как например MOMO^[1] ,которые производят тюнинговые запчасти.

В XXI веке появились легкосплавные диски, выполняемые по воле заказчика. На них может быть нанесен определённый узор, они могут быть покрашены в соответствующие заказу цвета, разные украшения, а также вращающиеся колпаки. Но простор для творчества ограничен сохранением физических свойств, необходимых для диска.

В некоторых случаях комплект дисков может стоить даже дороже всей машины если эта машина сравнительно дешёвая. Допустим диски, сделанные на заказ для S-класса могут стоить порядка 20000 евро, при том что стоимость нового Мерседеса S-класса составляет порядка 100000 евро. По этому при невозможности угона такой машины могут украсть сами диски, а покупателем краденого имущества чаще всего оказывается владелец либо подобной машины, либо другой машины, на которой колеса соответствуют типоразмерности. То есть хорошие диски могут представлять собой значительную часть стоимости всей машины.

Есть и более примитивные случаи, когда воруют самый обычный железный диск с самой обычной шиной, продавая его за копейки в ближайший шиномонтаж. Как правило это происходит с грузовиками как европейского так и американского типа. Но если речь идет о машине европейского типа, где пока ещё преобладают стальные диски, основной целью кражи является шина, то при краже колеса с грузовика американского типа целью кражи чаще всего является сам диск, так как он выполнен из легкого алюмо-магниевого сплава и кроме того менее распространен в России по этому даже на вторичном рынке стоит значительно дороже.

Меры защиты[править | править код]

Для защиты от кражи колес применяется так называемая «секретка» или «обманный болт» или же «обманная гайка» в зависимости от типа крепления. Такие болты или гайки имеют специальную головку, которая доступна только одному или нескольким пользователям. Таким образом открутить такой болт или гайку обычным ключом невозможно, но умелые колесокрады чаще всего срезают такую гайку вместе со шпилькой, если конечно туда можно подобраться болгаркой не повредив сам диск . Но в противном случае «секретка» чаще всего защищает диск от кражи хотя бы потому что болт закручивается внутрь самого диска и болт или гайку невозможно срезать не повредив сам диск. В то же время при потере спецголовки для откручивания «секретки» можно столкнуться с проблемой так как сам владелец не сможет поменять колесо.

ru.wikipedia.org

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.

Привод легковых автомобилей

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.

Диск

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:

Летние
Зимние
Всесезонные

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:

Дорожные
Внедорожные
Универсальные

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.

autoleek.ru

Устройство автомобильного колеса: что за незамысловатая деталь?

На повестке дня устройство автомобильного колеса.

Казалось бы, что особенного в колесе? Изобретение из далёкой древности, которое с успехом используется человечеством на протяжении почти всей его истории.

Но если мы говорим о колесе современного авто, а не о каменном круге возрастом в несколько тысячелетий, то сказать о нём есть что. Несмотря на кажущуюся простоту, оно является настоящим инженерным шедевром, а его роль в жизни машины сложно переоценить.

Устройство автомобильного колеса. Не такое простое, как кажется

Формально эта деталь является частью ходовой, и в первую очередь на него возложена задача связать сложный организм машины с дорогой.

По сути, оно является конечной точкой процесса, зарождающегося в двигателе – процесса преобразования энергии топлива во вращение.

В дополнение к этому, наш сегодняшний герой отыгрывает не последнюю роль в безопасности автомобиля, надёжно сцепляясь с покрытием дороги, обеспечивая управляемость машины и её устойчивость.

Одним словом, груз ответственности на нём лежит довольно серьёзный.

Каким образом колесо надёжно выполняет все эти функции? Для этого инженеры придумали особую конструкцию автомобильного колеса, которая состоит из таких частей:

диск;
обод;
шина (покрышка).

Первый элемент из этой тройки служит для соединения колеса с осью. На современных автомобилях делается это при помощи болтовых соединений, причём их количество для гражданских легковых машин может варьироваться от 4 до 6.

Обод в свою очередь выполняет роль посредника между диском и шиной, которая является крайне важным элементом для колеса и связующим звеном между всем автомобилем и дорогой.

Конечно же, с развитием автомобильной промышленности все эти части совершенствовались и преобразовывались, поэтому нам предстоит познакомиться с их разновидностями, устройством и, как следствие, существующими видами колёс.

Колёсный диск: труд инженеров и дизайнеров

Обод и диск – они, по сути, представляют собой единое целое, поэтому разделение между этими элементами весьма условное. Зачастую, когда говорят о диске, имеют в виду обе эти детали вместе – мы поступим так же. Различают такие разновидности дисков:

стальные (обод и диск соединены сваркой). Это классика – дёшево и сердито, из-за чего они получили большое распространение. Недостатки – вес и невозможность придания оригинального дизайна;
легкосплавные (полностью монолитные). Бывают литые диски и кованые. Первые, хотя и позволяют играть с дизайном, но достаточно хрупкие. Вторые — гораздо более крепкие и вообще практически лишены каких-либо недостатков за исключением одного — цены, из-за сложности изготовления. В целом же легкосплавные изделия во многом превосходят своих стальных собратьев – помимо веса и эстетики они ещё и эффективнее охлаждают тормоза, а также не требуют столь кропотливой балансировки.

Шина: под грузом ответственности и автомобиля

Идём дальше – шины. В наши дни покрышки это не просто куски резины, как было на заре автомобилестроения – это поистине высокотехнологичная деталь.

Современные легковушки, как правило, комплектуются бескамерными шинами, варианты с камерами уже давно стали архаизмом и используются иногда на грузовой или специальной технике.

Нас, конечно же, интересует то, что чаще всего встречается на гражданском транспорте.

Бескамерная шина состоит из таких частей:

каркас;
брекер;
боковина;
борт;
протектор.

Основа шины – каркас, который также часто называют кордом. Он представляет собой множество синтетических, стекловолоконных или стальных нитей, которые проложены от одного края покрышки к другому.

ребро;
блок протектора;
канавка;
плечо протектора;
нейлоновый бандаж;
стальной брекер;
радиальный каркас;
кольцо;
борт.

Такая конфигурация корда на сегодняшний день считается наиболее оптимальной. Брекер, по своей сути, тоже состоит из прочных нитей, но расположен исключительно между каркасом и протектором и защищает последний от отслоения и излишних нагрузок.

Наверное, самая знакомая часть шины, которая всегда на виду – протектор. Он представляет собой толстый слой специальной резины, которая имеет специфический рисунок на поверхности.

Форма этого рисунка может быть разной в зависимости от назначения покрышки (летняя, зимняя, всесезонная и так далее).

Протектор с обоих боков переходит в боковины. В современных автомобилях они невысокие (иногда вообще тонюсенькие, если это низкопрофильная резина). И последний элемент – борт. Он отвечает за надёжное крепление к ободу и герметичность всей бескамерной шины, для чего армируется специальным нерастяжимым кольцом.

Когда выбираем колесо…

И в завершение темы, устройство автомобильного колеса, несколько слов о маркировке шин и дисков. Вы наверняка замечали, что на боковинах покрышек нанесено множество разных символов – все они нужны для того, чтобы правильно подобрать резину для автомобиля.

Основными параметрами являются ширина и высота профиля, разновидность шины и посадочный диаметр. Для диска важными значениями считаются его диаметр, ширина обода, а также расстояние между поперечной осью и плоскостью крепления к ступице – так называемый вылет.

Расшифровка индексов нагрузки и скорости:

Как видите, друзья, об автомобильном колесе можно рассказать очень много полезного, хотя на первый взгляд оно и не выглядит такой уж сложной конструкцией.

Надеюсь, вам было интересно! До новых встреч на блоге и не забывайте подписываться!

auto-ru.ru

Из чего состоит колесо автомобиля? — DRIVE2

Оно состоит из двух компонентов: резиновой шины и металлического диска. Шины бывают бескамерные и камерные. Камерные использовались на старых моделях автомобилей. Внутри наполненная воздухом камера, которая должна сохранять герметичность. Поэтому отличием бескамерной шины является наличие уплотняющих буртиков. В бескамерные шины воздух накачивается между покрышкой и диском. Они отличаются надёжностью и удобством. Шина без камеры называется покрышкой.

Металлический каркас (корд), протектор, боковины, борты это то, из чего состоит у автомобиля — колесо.

Диск вместе с приваренным ободом крепится к ступице или полуоси заднего моста при помощи гаек или конических болтов. На грузовых автомобилях обод съёмный.

Корд является несущей частью покрышки, и похож на металлическую ткань, сплетённую из тонкой проволоки. Корд несёт функцию снятия давления с внутренней поверхности покрышки, которое производится сжатым воздухом и давлением снаружи, испытываемым со стороны дороги.
Колёсная шина одевается на прикреплённый болтами либо к ступице колеса, либо к оси, диск. Именно на металлический диск поступает крутящийся момент. У большей части автомобилей диск колёсный крепится четырьмя болтами, однако на маленьких машинах он крепится тремя, а на больших пятью. Отсутствие хотя бы одного болта запрещено ППД.

У зимних покрышек направленный рисунок протектора. Это значит, что направление рисунка должно совпадать со стрелкой, имеющейся на покрышке, так как колесо будет вращаться именно в ту сторону.

Во всех колёсах (в том числе и в запасном) необходимо поддерживать одинаковое давление. Для большинства автомобилей оптимальной является цифра 2 атм. Для измерения давления используйте манометр: надо снять колпачок с колёсного ниппеля и поставить на его место приёмник насадку манометра, сильно нажать до упора и убрать манометр – на нём будет указано давление. Если необходимо подкачайте колесо, но не переусердствуйте: лишнее давление тоже вредно.

При выборе шин руководствуйтесь инструкцией по эксплуатации Вашего автомобиля, где указаны необходимые характеристики. Использование шин, характеристики которых отличаются от рекомендованных производителем, запрещены правилами дорожного движения.

Покупая шины, обратите внимание на надпись сбоку. На маркировке указаны ширина, соотношение профиля шины к её ширине в процентах, посадочный диаметр в дюймах и расположение нитей корда.

Существует несколько признаков неисправности колёс и подвески.
Стуки и посторонний шум возникают из-за ослабленных болтов крепления, поломки пружины и неисправного амортизатора. Для устранения этой неполадки надо подтянуть крепления, а негодные детали и узлы заменить на новые. Из-за износа шаровых шарниров, дисбаланса колёс и нарушенных углах установки передних колёс происходит неравномерный или повышенный износ шин. В этом случае необходимо восстановить углы установки колёс, отбалансировать колёса и поменять стиль вождения. Также из-за дисбаланса колёс возникают повышенные вибрации. Причиной увода машины в сторону является нарушение углов установки передних колёс, неодинаковое давление воздуха в шинах, неодинаковая жёсткость пружин, поломка стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля. При этом надо подрегулировать углы установки передних колёс, как указано в инструкции по эксплуатации автомобиля, заменить узлы и детали.

www.drive2.ru

Автомобильные колеса — Энциклопедия журнала «За рулем»

На автомобильном транспорте преимущественное применение получили колеса, поэтому автомобили часто называют колесным транспортом.
Колеса осуществляют связь автомобиля с дорогой. Они обеспечивают движение, поворот, передают вертикальные нагрузки от автомобиля на дорогу, воспринимают удары и колебания, передающиеся от дороги.
Первые колеса появились еще в глубокой древности. Наверное, к идее колеса человек пришел, подкладывая бревна под перемещаемые грузы. Затем появились первые повозки с деревянными колесами. Вначале использовались колесные пары, в которых два колеса жестко крепились на одной оси, а вращалась только эта ось. Недостаток такой конструкции заключался в том, что при движении на поворотах и неровной дороге, скрепленные между собой колеса не могут проходить различные пути и поэтому проскальзывают и быстро изнашиваются. Выход нашелся в свободной установке колес на неподвижной оси, которую жестко соединяли с повозкой. Со временем первые примитивные колеса, изготовленные из куска дерева, были усовершенствованы. Для облегчения колес стали применяться спицы, в центре колеса появилось утолщение — ступица, а на беговой части колесо упрочняли стальной полосой — шиной. Колеса первых автомобилей были еще деревянными, хотя ступицы уже изготавливали из металла. Такие колеса ограничивали скоростные возможности автомобиля, не обеспечивали безопасность и комфорт при езде. Большим достижением было изобретение пневматической шины. В зависимости от выполняемых функций автомобильные колеса разделяются на ведущие, управляемые, комбинированные (одновременно ведущие и управляемые) и поддерживающие.
Ведущие колеса приводятся во вращение от трансмиссии автомобиля и создают в контакте колеса с дорогой тяговое усилие. Управляемые колеса могут поворачиваться по команде водителя, при этом в контакте колеса с дорогой возникают боковые усилия, которые дают возможность автомобилю изменить направление движения. Поддерживающие колеса не приводят в движение автомобиль и не поворачиваются, а только воспринимают часть нагрузки автомобиля, что уменьшает суммарное давление на опорную поверхность дороги.

wiki.zr.ru

Колесный крепеж — DRIVE2

Разновидности колесного крепежа

Рис. 1. Разновидности колесного крепежа

а – болт и гайка с конической прижимной частью без подголовка, грани головки выходят на конус; б – болт и гайка с конической прижимной частью и подголовком; в – болт и гайка со сферической прижимной частью и подголовком.

Прижимные части болтов и гаек крепления колес могут быть конусными или сферическими и должны обязательно совпадать с профилем отверстий в диске колеса, так как обеспечивают правильную центровку колеса на ступице. Это особенно важно при креплении колеса гайками. Если закрепить колесо только торцами гаек (рис. 2), диск при движении может выскользнуть из-под них, крепление колеса ослабнет, а отверстия и шпильки будут разбиты. В худшем случае автомобиль «потеряет» колесо — надо ли говорить, как опасно это на высокой скорости?

Рис. 2. Неправильное крепление колеса

Диск, зажатый торцом гайки, а не конусом, едва держится и выскальзывает, стоит автомобилю поехать.

Болты или гайки крепления колес обычно затягивают моментом около 10-11 кгс»м, если в Руководстве по эксплуатации автомобиля не указано другое. При перетяжке болтов диск колеса деформируется, профиль отверстия нарушается, и колесо перестает удерживаться на ступице с необходимой силой. Излишним усилием можно также смять грани головки болта и даже оборвать головку. А при перетяжке гайки шпилька может провернуться в отверстии ступицы, и тогда гайку вообще невозможно будет отвернуть без специального инструмента или услуг автосервиса.

Для защиты колес от кражи иногда применяют так называемые «секретные» болты (или гайки). Как правило, чтобы не повредить секретный болт или гайку, при их затяжке применяется меньшее усилие. Поэтому ими заменяют только один болт (гайку) крепления каждого колеса. «Секретный» крепеж предназначен для отворачивания только особым, индивидуальным ключом, который, как предполагается, имеется только у владельца автомобиля.

Крепеж колеса — дело тонкое
На легковых автомобилях колесные диски крепят к ступицам тремя способами: гайками на шпильках, болтами или одной центральной гайкой. Первый более распространен на автомобилях американского и японского производства, второй — европейского, а третий способ применяется лишь на гоночных машинах и поэтому обсуждаться здесь не будет.
Оказаться один на один с проблемой замены колеса может любой автомобилист. Соответственно, каждому, в том числе и тем, кто привык всецело полагаться на специалистов сервиса даже в таких немудреных операциях, мы настоятельно рекомендуем запомнить несколько простейших вещей. Это обеспечит вам безопасность и исключит излишние траты.

Самое основное — каждому типу колесного диска, предназначается строго определенный тип крепежа (гаек или болтов).

Крепеж не должен самоослабляться при движении — это неизбежно приведет к потере колеса со всеми вытекающими последствиями. Водитель с достаточным опытом и довольствующийся умеренной громкостью аудиосистемы сумеет впрочем, распознать ослабление крепления колеса по характерному стуку и вовремя принять меры. Но у многих такого опыта может не оказаться. Самоослабление — наиболее частый итог несоответствия крепежа диску. Напротив, верно подобранный крепеж, как говорят, «самоподтягивается». Кроме того, гайки или болты обеспечивают не только собственно крепление колеса, но еще и центрирование его относительно оси вращения. Достигается это формой нижней кромки гайки, либо головки болта, которые могут иметь вид конуса или сферы. У колесного диска также есть посадочные места для крепежа в форме конусных или сферических углублений. При затягивании происходит точное центрирование пары конус-конус или сфера-сфера. Нарушение этой парности практически гарантирует самоослабление после нескольких километров пробега.

Еще один параметр соответствия, касающийся в основном болтов, — это их длина. Для установки сварноштампованных стальных дисков применяют короткие болты, для цельнолитых легкосплавных – как правило, длинные. Болты обеспечивают взаимостягивание трех элементов: колесный диск — тормозной диск (барабан) — ступица. Ступица имеет отверстия, в которых нарезана резьба по всей ее толщине. Правильно подобранный по длине болт заходит на полную толщину ступицы и выступает на 3 — 4 мм за ее пределы. Большее выступание грозит задеванием болтов за какие-либо неподвижные детали, а то и полным заклиниванием.

Литые диски для автомобилей с креплением колес на шпильках чаще всего изготавливают с выборкой большого диаметра в центре, которая закрывается декоративным колпаком и устраняет необходимость трудоемкой замены шпилек на более длинные. Бывают диски без выборки, но и в этих случаях замены шпилек не потребуется. Гайки, как правило, имеют декоративные колпачки с той же целью — предохранить от коррозии выступающую часть шпильки.

Малый заход болта в ступицу, обусловленный недостаточной его длиной, делает крепление колеса ненадежным и опять-таки почти наверняка приведет к повреждению резьбы и в отверстиях, и на самих болтах. После такой установки колеса уж точно долго не продержатся.

«Противозаконный отъем» колес у добропорядочных граждан автовладельцев пока еще случается, что вызывает появление на рынке запчастей всевозможных болтов и гаек — «секреток». Если вы считаете их применение необходимым, то при покупке сравните их со штатными. В любом случае, на каждое колесо допустима установка только одной «секретки», так как очень нежелательна ее сильная затяжка наравне с основным крепежом.

www.drive2.ru

Строение автомобильных шин

Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.

Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.

Шины обеспечивают:

Сцепление с дорожным полотном;
Сглаживание мелких неровностей дороги;
Возможность движения по поверхностям с разными характеристиками;
Управляемость авто.

Также от этих элементов зависит шумность при движении.

Внутреннее устройство

Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.

Одна из схем шины

Эти слои имеют свое название:

кордовый каркас;
брекер;
протектор.

Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.

Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.

По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.

Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.

Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.

Внешнее устройство

Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:

бортов;
боковин;
плеч;
беговой дорожки.

Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.

От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.

Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.

К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.

В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.

Классификация

Существует несколько критериев, по которым делится автомобильная «резина»:

Способ герметизации внутреннего пространства;
Сезонность использования;
Тип протектора;
Сфера использования.

Все эти критерии достаточно важны и учитываются при выборе авторезины.

Метод герметизации

По способу герметизации, существующие виды автошин делятся на камерные и бескамерные.

В камерных воздух, обеспечивающий необходимое давление внутри, закачивается в специальный резиновый баллон – камеру. Основным недостатком таких колес является легкость повреждения, поскольку даже незначительный прокол камеры приведет к спусканию колеса. Но с другой стороны, изгибы обода диска при сильных ударных нагрузках не приводит к спусканию. На легковых авто камерный тип сейчас используются очень редко.

В бескамерных воздух закачивается в пространство, образованное внутренней поверхностью шины и диском. Они менее «чувствительны» к проколам и способны выдержать до 7-8 пробитий (при условии, что элемент, проколовший шину, остается в ней). Но даже незначительный изгиб обода приведет к «отслаиванию» борта и колесо стравит воздух.

Сезонность использования

По сезонности использования шины делятся на летние, зимние и всесезонные. Отличия между ними сводятся к материалу изготовления (в летних используется жесткая резина, а зимних – мягкая), форме рисунка и глубине протектора. Всесезонный вариант является промежуточным, и должных сцепных качеств не обеспечивает ни зимой, ни летом. Оптимальный период использования такой резины – ранняя весна и поздняя осень.

Тип протектора

По типу протектора виды автошин бывают дорожными, повышенной проходимости и универсальными. Первые предназначены для эксплуатации по твердой поверхности. Шинам повышенной проходимости характерны глубокий протектор и ярко выраженные грунтозацепы, обеспечивающие отличные ходовые качества авто по пересеченной местности. Универсальные колеса подходят как для движения по дороге, так и по бездорожью, но не сильному, поскольку грунтозацепы в них есть, но они не очень «мощные».

Сфера использования

По сфере использования шины бывают общего назначения и спортивные. Все виды автошин общего назначения обладают определенным соотношением высоты профиля к ширине, что обеспечивает необходимый объем для закачки воздуха.

К спортивной резине относятся низкопрофильные шины, слики и полуслики. Низкопрофильные отличаются небольшой высотой боковин. Но для обеспечения нужного объема для закачки воздуха, конструкторы увеличили ширину шин. В результате площадь контакта беговой дорожки возросла, поэтому низкопрофильные шины отличаются улучшенными сцепными качествами. Предназначены они для езды только по твердой поверхности. Благодаря наличию протектора, допускается их использование на дорогах общего назначения.

Слики – исключительно спортивные шины. Их особенность – полное отсутствие рисунка протектора, что обеспечивает максимальное пятно контакта колеса с дорогой. Они применяются только на сухих твердых покрытиях.

Полуслики отличаются от сликов наличием небольшого протектора, в центральной части беговой дорожки, по краям же на поверхности узора нет. Несмотря на имеющийся протектор, использовать такую резину на дорогах общего назначения нельзя, на них можно ездить только по автотрекам.

Самая частая проблема, связанная с шинами во время эксплуатации авто, — проколы, в результате которых воздух их колеса выходит и дальнейшая его эксплуатация невозможна.

Частично эта проблема решилась с появлением бескамерных шин. Как уже указывалось, они способны выдержать определенное количество проколов.

Технология Flat

Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.

Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.

Технология run flat

Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.

Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.

Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.

«Самолечащиеся шины»

Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.

Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.

Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.

autoleek.ru

Колесо или диск — как правильно? — журнал За рулем

Несколько бесов из обслуживающего персонала играли у Колеса — вскакивали на обод, проезжали до стены, соскакивали и мчались обратно.

А. и Б. Стругацкие, «Понедельник начинается в субботу»

Кто изобрел колесо? Науке это неведомо. Более того, древние цивилизации вообще обходились без колес. Зато в интернете давно бродит первоапрельская шутка о доисторических горных свиньях (Sus ludus rotalis), останки которых были найдены в Южных Пиренеях. На их ногах присутствовали костные наросты в виде колес, позволявшие свинкам разгоняться до бешеной скорости. Но в реальности природа предпочла иные движители.

Природный запрет на колеса сказывается и на колесной терминологии. Простейшие, казалось бы, термины часто трактуют и применяют ошибочно, а правильное использование порой выглядит как проявление неграмотности.

Колесная терминология действительно запутанна. И для облегчения понимания иногда проще подстраиваться под конкретную аудиторию, то есть использовать разные выражения на заседаниях кафедры и у прилавков автомагазинов. Но все-таки лучше всегда говорить грамотно. К чему мы вас и призываем.

Ни дна ни покрышки

Что находится между колесом и дорожным покрытием? Шины. Или, как их еще называют, покрышки. Однако, если быть точными, покрышка — это чехол из толстой резины, надеваемый на надувную камеру. Иными словами, камерная шина состояла из камеры и покрышки. Но с появлением бескамерных шин покрышка как отдельный элемент фактически перестала существовать. Кстати, «шинный» ГОСТ Р 52900–2007 указывает, что маркировка должна быть нанесена «на бескамерную шину (покрышку камерной шины)». То есть в одном случае на шину, а в другом — на покрышку. Получается, это не синонимы.

Если машина современная, то она, скорее всего, обута в шины, а вот у камерных «старушек» были покрышки.

Ступица

В любом словаре русского языка ступицей названа центральная часть колесá с отверстием под ось или вал. Так оно и есть, если речь идет о телеге. Но на современном автомобиле это деталь подвески, а не колесá. Например, на переднеприводных машинах ступица — это элемент, передающий момент от ШРУСа ведущему колесу. Ведомые колеса также крепятся к ступицам, но момент при этом не передают.

Где находится диск?

Материалы по теме

Они бывают штампованные, кованые, комбинированные, литые, магниевые… О чем речь? О дисках, конечно же. А чтобы не путать с тормозными, можно конкретизировать: о колесных дисках. Любой продавец вас поймет. Но это грубая ошибка. Правильное название такой детали — колесо! Кто не верит, предлагаю пролистать каталог запасных частей автомобилей ВАЗ — никаких колесных дисков там нет. ГОСТ Р 52390–2005 говорит о том, что колесо — это «вращающийся и передающий нагрузку узел (элемент), расположенный между шиной и ступицей». В техрегламенте ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств» изложены требования к шинам: каждая должна соответствовать «размерности колесá, на котором она смонтирована». Именно колесá, а не диска! В ПДД диски тоже не упоминаются — только шины и колёса. А то, что находится между ступицей и дорóгой, называется «колесо с шиной в сборе».

А куда же делся диск? Формально он присутствует как часть целого: ведь обычно колесо состоит из обода и диска. Но эта конструкция, как правило, неразборная, а потому диск не имеет права на самостоятельное существование.

ШРУС

Как расшифровывается аббревиатура ШРУС, знает почти каждый автомобилист: шарнир равных угловых скоростей. Через ШРУСы крутящий момент от дифференциала передается ведущим колесам. Но зачастую ШРУСом называют деталь, правильное название которой — привод колеса. И такой привод помимо прочих элементов содержит два ШРУСа, которые в документации называют короче: шарнир наружный, шарнир внутренний. Таким образом, момент от трансмиссии передается через внутренний шарнир, вал и наружный шарнир на ступицу с ведущим колесом.

www.zr.ru

Из чего состоит автомобильное колесо, описание конструкция колеса

Конструктивно колесо это ходовая часть транспортного средства, с помощью колес осуществляется передвижение и выполняется передача вертикальных нагрузок. Помимо того, они смягчают механические воздействия и колебания в момент соприкосновения с дорожным полотном, обеспечивая маневренность и тяговое усилие. От них зависит аэродинамика и управляемость автотранспорта.

Итак, что такое колесо, разобрались. теперь о его составляющих. Колесо включает в себя две конструктивные части: покрышку и диск.

Автомобильный диск

Автодиск – это основной конструктивный элемент для монтажа автомобильной покрышки, передающий на нее вращения от оси. В конструктивном плане диск соединяется с ободом.

Эти колесные изделия могут быть стальными или легкосплавными. В стальных моделях обод приварен к металлической конструкции с помощью сварки. Во втором случае диски имеют целостную структуру.

Автомобильный диск монтируется на ось при помощи ступицы. В качестве элементов крепежа используются болты для легковых авто и шпильки для грузового транспорта. Крепежные отверстия выполняются для соединения колеса со ступицей.

Обычно используется около 4-6 отверстий. Внутренний объем может различаться в зависимости от тормозной системы.

Обод выполняет функцию соединяющего элемента между покрышкой и диском. Как правило, эта деталь представлена в поперечной форме для монтажа колес соответствующих размеров. На легковых авто эта деталь представлена с углубленным центром, а по краям от нее установлены выступы и полки (борта).

С помощью кольцевого выступа покрышка устанавливается на обод. Закраины автошины расположены на полке. Колесо монтируется на внешнюю часть полки. Однако существует конструкции, где колесо охватывает внутреннюю полку.

То есть покрышка захватывает обод. Принято выделять расширенные и стандартные полки. Эти классификации применяются в стандартах Run Flat.

Параметры автомобильного диска:

Дистанция между закраинами или ширина обода;
Диаметр, определяется по фиксации полок;
Колесный выступ, или вылет, представляет собой дистанцию от центровки диска до поверхности соприкосновения со ступицей.

Конструкция автомобильной покрышки

Шина для легкового автомобиля выполняет такую функцию, как сцепление с дорожным покрытием. Это во многом влияет на управляемость и аэродинамику транспортного средства. Кроме того, она способна удерживать общую массу авто.

Как правило, для легкового транспорта используют покрышки без камер. Герметичность в них стабилизируется за счет конструктивных особенностей. В состав бескамерных шин входят:

закраины,
каркасы,
боковины,
протекторы,
брекеры.

Каркас представляет собой силовой элемент автомобильной шины. В его структуру входят до 10 слоев кордовых нитей на прорезиненной основе. Кордовые нити создаются на основе искусственных волокон, стекловолокна или металла.

Нить натягивают от одного края покрышки к другому, то есть радиально. В результате это позволяет уменьшать нагрузку на кордовые слои и обеспечивать стабилизацию качения. Практически любые виды легковых автомобилей комплектуются радиальными шинами.

Брекер – это кордовый слой, располагающийся между каркасом покрышки и ее протектором. Он не дает протектору отслаиваться, позволяет смягчать механические нагрузки и усиливать прочность конструкции шины.

Протектор представляет собой внешнюю часть автошины. Этот элемент улучшает сцепление с дорожным покрытием и предохраняет шину от ударов и механических воздействий. Его создают из прорезиненного слоя с рельефным узором на внешней стороне.

Рисунок протектора указывает на способность эксплуатации покрышки в тех или иных условиях.

Протектор на колесе плавно соединяется с боковинами. Зона, где соприкасаются эти два составных элемента, называется плечом протектора. За счет плеча увеличивается жесткость шины и устойчивость к боковым нагрузкам.

Не рекомендуется ездить на автомобиле с изношенными покрышками. Если точнее – то на таких, у которых высота протекторного рисунка составляет 1,6 мм. Этот показатель имеет отношение к легковым автомобилям.

Автошина устанавливается на закрепленный к оси диск или колесную ступицу. Отметим тот факт, что крутящий момент колеса поступает на металлический диск. Легковые автомобили имеют 4 колесных отверстия для крепления болтов. Более габаритные авто комплектуются 5 болтами.

Шины должны иметь одинаковый уровень давления. В противном случае автомобиль теряет дисбаланс и устойчивость на трассе. Стабильный показатель давления воздуха в покрышке – 2 атмосферы.

Для измерения рекомендует применять манометр: в начале, снимается колпак с ниппеля и вставляется насадка прибора. После сильного нажатия манометр снимается и на приборе указывается давление в шине. Если показатель, менее 2 атмосфер, тогда колесо следует подкачать.

Корд

Корд представляет собой несущую конструкцию автошины. Его внешний вид напоминает металлическую ткань, сплетенную из проволоки. Главная функция корда заключается в уменьшении давления на внутреннюю поверхность шины. Это происходит методом сжатия воздуха и давления с внешней стороны покрышки.

Корды могут иметь радиальное и диагональное расположение. Радиальные нити расположены прямолинейно по отношению к бортам. Таким образом, они позволяют стабилизировать качение и улучшать сцепление с дорожным покрытием.

Диагональные корды соединяются межу собой и боковины соответственно также перекрещиваются друг с другом. Стоит отметить тот факт, что диагональные нити более подвержены к износу.

Поэтому на колесе в результате повреждений может появиться вздутость в форме «шишки». Это может привести к тому, что колесо лопнет в момент передвижения на автомобиле.

Также вулканизаторщики не рекомендуют использовать колеса, у которых корд имеет расслоения, трещины и разрывы. Категорически запрещается использовать на одной оси шины с радиальными и диагональными рисунками протектора.

Теперь каждый автолюбитель будет знать конструкцию и составные части колеса. Запомните! От качества резины и рисунка протектора зависит безопасность в момент передвижения!

kolesadom.ru

Устройство автомобиля — познаем то, на чем ездим

Так оказалось, что управлять каким-либо механизмом, не зная как он устроен, попросту невозможно. Предлагаю вашему вниманию ознакомиться с устройством автомобиля. В механику вдаваться не буду, а лишь расскажу общие принципы устройства. Заметка пишется как вводная для группы заметок об устройстве автомобиля.

Кузов

Кузов это та делать, на которой держатся все остальные детали. Кузова бывают трех конструкций:

Рамная
Несущая
Скелетная

В рамной конструкции все детали автомобиля держатся на раме, которая выглядит как две паралельных «рельсы» соединены поперечинами. Такая конструкция достаточно тяжелая, но при этом достаточно прочная. Рамная конструкция характерна для тяжелых грузовиков и джипов.

В несущей конструкции кузов выполнен в виде своеобразной «ванной», спереди к которой прикреплены две балки, которые называются лонжероны. На лонжеронах висит двигатель и подвеска — да в общем вся передняя часть. Внутри самой ванной расположен салон автомобиля. Вес при этом ниже, чем у рамной конструкции, но это в ущерб прочности.

В скелетной конструкции кузов сварен из своеобразных «косточек». При этом фактическая его прочность будет ниже, чем у несущей и рамной конструкции, однако при таком подходе у инженеров появляется простор для создания областей программируемой деформации. Еще одним преимуществом скелетной конструкции является малый вес, от которого в свою очередь зависит расход топлива. При достаточно серьезном ДТП кузов может повести гораздо раньше, чем несущую конструкцию и тем более рамную. Если кузов повело, машину уже не починить.

То, что было описано выше называется остовом кузова(фундамент, основание). К остову приварены различные дуги, на которые в последствии будут прикреплены двери, крылья и крыша. Так же к остову и лонжеронам крепится двигатель и подвеска автомобиля.

Подвеска

Как уже было написано ранее, подвеска колес крепится к остову кузова и лонжеронам. Общего правила крепления подвески не существует. Можно только выделить, что передняя подвеска крепится к лонжерону сверху и к подрамнику снизу, который в свою очередь прикреплен к остову кузова и лонжеронам. Передняя подвеска на современных автомобилях, как правило, имеет рычажный тип, тоесть с одной стороны крепится к кузову через специальные резиновые детали, которые именуются сайлент блоки. Как понятно из названия, задачей сайлент блока является снижение уровня шума при работе подвески. Сайлент блок похож на цилиндт, в центре которого просверлено отверстие и вставлена металлическая втулка. Именно эту втулки и крепят к кузову. Снаружи же сайлент блок обнимает кольцом ухо рычага. Таким образом толстый слой резины становится посредником между кузовом и повеской. С другой стороны рычагов находится шаровый наконечник. Похож он на чупачупс, который вставили в полусферу с отверстием для палочки, а с другой стороны затянули другой полусферой. В итоге «чупачупс» оказался внутри сферы, из которой торчит только палочка. Понятно, что двигая шарик за палочку, он будет крутиться. На конце палочки нарезана резьба, которой рычаг притягивают к стойке или поворотному кулаку. К стойке же или поворотному кулаку крепится колесо и тормозная система.

Задняя подвеска бывает зависимая(в этом случае задние колеса очень плотно друг с другом связаны и совершают похожие движения по вертикали), полузависимая(в таком случае связь между колесами не так сильна и они в определенных пределах могут двигаться независимо друг от друга) и независимая(как понятно из названия, задние колеса никак не связаны друг с другом и могут совершать несинхронные движения). Однако даже самую сильную независимость сглаживает специальная деталь — стабилизатор. Его задачей является синхронизация колес в случае кренов. Если машина начала кренииться налево, при этом левое колесо уходит глубже в арку, а стабилизатор тащит туда же правое колесо, что препятствует крену и дальнейшему перевороту автомобиля. Стабилизаторы ставятся на передние подвески, а так же на задние подвески, если задняя подвеска независимая. Это был стабилизатор крена. Есть так же поперечные и продольные стабилизаторы, задачей которых является удерживать ось в продольном или поперечном положении(другими словами, чтобы сразу пара колес не пыталась сдвинуться вперед или в бок относительно кузова).

Передние и задние колеса упираются сверху в пружины (пружины могут быть или обычные спиральные или ряд пластинок, именуемый ресорами, или эластичные пластинки, которые работают на скручивания, называемые торсионами ), которые создают мягкость автомобиля. В противовес пружинам, чтобы предотвратить их раскачивание и резкое проседания в глубоких кочках ставятся амортизаторы. Задача амортизатора не дать раскачаться колесу, а так же ограничить резкость вертикальных движений.

Двигатель

Если рассказывать примитивно, то двигатель устроен просто. Есть ряд поршней которые то поднимаются то опускаются. При этом они прикреплены к валу(грубо говоря оси) хитрой коленчатой формы. При взрыве топлива внутри камеры сгорания, когда поршень обязательно находится в самой верхней точки своей траектории, воздух начинает расширяться и таким образом толкает поршень вниз, а поршень при этом крутит свой коленчатый вал. Вот и весь двигатель)

К коленчатому валу прикрепляется большая тяжелая шестеренка, которая называется маховик. На самом деле это диск, по краю которого расположены зубцы. Потому он и похож на шестеренку. Сам маховик нужен для того, чтобы сохранять энергию вращения двигателя между взрывами в камере сгорания. А зубцы нужны для того, чтобы электромотор (стартер) в момент запуска двигателя мог расркутить маховик и дать начало серии взрывов внутри камеры сгорания. Как только двигатель начинает крутиться быстро, стартер отключается.

Трансмиссия

Вот и двигатель у нас крутится, но диапазон оборотов двигателя достаточно ограничен, ровно как и его мощность, поэтому, чтобы разогнать автомобиль, необходимо сначала сделать упор на силе, передаваемой колесам, а потом на скорости. Вот тут коробка передач и пригождается. Вспомните курс физики, когда маленькая шестеренка крутила большую. Приложив к маленькой шестеренке диаметром 1 сантиметр силу 1 килограмм, и передавая эту силу на шестеренку диаметром 5 сантиметров, на валу(оси) большой шестеренки мы получил силу 5 килограмм(расчеты и цифры взяты грубо приблизительно, чтобы показать порядки). Можно еще сказать что передаточное число равно 1/5. Это будет первая передача. Однако на первой передаче на один оборот маленькой шестеренки будет приходиться примерно 1/15 оборота большой. Тоесть крутим ось второй шестеренки медленно но сильно. Первая шестеренка, как уже можно догадаться это условно наш маховик. Но маховик же большой, куда еще больше шестеренку то — спросите вы. Да. Я уже говорил, что маховик служил лишь для сохранения энергии вращения двигателя. Однако у него есть еще одна функция. К нему прижимается диск сцепления, в который вставлена как раз ось маленькой шетеренки. Эта ось называется первичный вал. Ось второй шестеренки это вторичный вал. На вторичном валу находится несколько шестеренок разного размера. Это и есть вторые шестеренки. Разным размер нужен для разных передаточных чисел и для управления соотношением сила/скорость. Переключая передачи, маленкая шестеренка переходит с одной шестеренки вторичного вала на другую. Чем меньше вторая шестеренка, тем выше передача(так как выше передаточное число). Вторичный вал жестко сцеплен с колесами. Однако в повороте внешние колеса проходят большее расстояние, чем внутренние. Если левые и правые колеса будут сидеть на одной шесткой оси, в повороте будет повыенный износ резины, а так же снижена управляемость автомобиля. Чтобы этого избежать, в цепь между колесами и коробкой передач включен специальный механизм, именуемый дифференциал. Дифференциал передает вращение двигателя на то колесо, которое легче крутить, в итоге внешнее колесо будет вращаться быстрее, чем внутреннее. Кстати, благодаря дифференциалу, достаточно заехать в глубокую ямку одним ведущим колесом можно в принципе лишиться возможности передвигаться, так как проще всего буде крутить то колесо, которое висит, а все остальные будут стоять на месте. Чтобы этого избежать, инженеры придумали блокировку дифференциала, или другими словами жесткое соединение левого и правого колес одной оси. Если машина полноприводная, то между осями так же есть дифференциал, но логика его работы несколько сложнее и у всех машин разнится. Однако если вывесить одно колесо полноприводного автомобиля, можно так же лишься возможности двигаться и тут так же может пригодиться блокировка меж осевого дифференциала.

Ну и осталось по трансмиссии рассмотреть только способ передать вращение с дифференциала на колеса. Колеса на ямках прыгают, а ось должа передавать вращение жестко. Для этого ось разделили на приводные валы(по сути это круглая палка), на концах которой находятся детали, называемые гранаты(справедливо для передних ведущих колес и задних колес с независимой подвеской). Граната это скорее сленг, правильное же название трипоид или шрус. Это два разных узла. Принцип работы одинаков(два цилиндра один внутри другого), но у трипоида между цилиндрами находятся ролики(или роликовые подшипники), а у ШРУС(шаровая равных угловых скоростей) шарики. У шрус больший угол поворота по сравнению с трипоидом, поэтому как правило трипоиды ставят с внутренней стороны оси или на задних колесах (если они не подруливают и имеют небольшой диапазон вертикальных колебаний). Трипоиды более надежны, но имеют бОльшие ограничения по сравнению со шрусом.

Вот такой автомобиль уже условно может ехать. Если есть вопросы — не стесняйтесь, задавайте.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

myautoexp.ru

Крепление колесных дисков

Поставить колесо на автомобиль – процедура, на первый взгляд, простая, а потому за нее часто готов взяться даже начинающий автомобилист. Но «лезть в воду, не зная броду», опасно для жизни. Подобрать диски – это полдела, необходимо еще и правильно выбрать крепление дисковое и одеть колеса так, как этого требует автопроизводитель.

Всего различают три типа крепления колеса на ступицу, из которых нас интересуют только два: колесные болты и колесные гайки на шпильках. Еще один вид крепления — одной центральной гайкой применяется только на гоночных автомобилях, говорить о которых в этой статье мы не будем.

Болты на колеса

Болты на колеса применяются преимущественно на автомобилях европейского производства. Выбор начинается с того, какие диски у вас стоят – литые или штампованные. Первые более толстые, что и надо в первую очередь иметь в виду подбирая крепления для дисков. Болты для литых дисков должны быть более длинными, чем болты для штампованных дисков.

Если болт для литого диска использовать на штамповке, есть большая вероятность, что он упрется в ступицу, а усердие при закручивании доведет болт до тормозных деталей, из-за чего движение автомобиля станет небезопасным. В противоположной ситуации, когда литые диски закрепляются с помощью болта для штамповки, колесо, закрепленное на меньшее количество витков, может открутиться на ходу.

Болты на колеса могут быть выполнены в разных цветовых решениях, что позволяет подобрать их в цвет дисков, отличаются они материалом из которого изготовлены и покрытием: стальные, титановые, хромированные, никелированные и др. Материал определяет насколько болты колесные восприимчивы к коррозии, а стало быть, как долго они прослужат. Впрочем, разумно покупать новый крепеж непосредственно вместе с новыми дисками.

Выбирая болты на колеса, следует внимательно смотреть и на резьбу, поскольку далеко не все имеют одинаковый шаг. Даже небольшое отклонение шага резьбы от требуемого, испортит резьбу ступицы. Чаще всего болты для дисков имеют шаг 1,25 или 1,5 мм., а диаметр резьбы – 12 или 14 мм. Но ориентироваться надо на то, что указано автопроизводителем.

Гайки на колеса

Гайки для дисков популярны на машинах американского автопрома, а также находят применение на некоторых моделях японских автомобилей и даже на отечественных машинах.
Колесные гайки, равно как и болты выполняются из разных материалов, самый лучший из которых – титан, используемый обычно при тюнинге, но не популярный в массовом использовании из-за высокой стоимости. Кроме того для изготовления может применяться алюминий (кованный с примесями магния и кремния) преимущество которого легкость, а недостаток – невысокая прочность. Поэтому самый распространенный вариант – это стальные колесные гайки.

Гайки на колеса могут быть с буртиком или без него. Также как и в случае с болтами колесными необходимо внимательно смотреть, какая резьба необходима для вашего автомобиля, что позволит избежать неприятностей на дороге. Выбирая гайки на колеса, вы можете остановить свой выбор на открытых или закрытых моделях. Преимущество последних в том, что они лучше защищают от влаги и грязи.

Крепления дисковое: советы по установке

Перед тем, как установить диск на ступицу, необходимо тщательно очистить посадочные места от грязи. Очень важный момент, который вызывает множественные споры – необходимо ли смазывать болты и гайки колесные смазкой. Разъясним ситуацию. Если речь идет о графитовой смазке или смазки на масляной основе – категорически нет, перед тем как закрутить гайки или болты колесные можно резьбу немного обработать аэрозолью или WD-40, делается это чтобы предотвратить преждевременное появление коррозии. Но, ни в коем случае, нельзя оставлять на резьбе жирную смазку, иначе возможно самопроизвольное откручивание колес на ходу. Поэтому даже, если вы устанавливаете колеса на шиномонтаже, проверьте, чтобы «заботливый» работник не смазывал крепления – это грозит серьезным ДТП.

Болты или гайки крепления колес затягивают динамометрическим ключом, как правило, моментом около 10-11 кгс»м, но более точное значение указано в руководстве по эксплуатации автомобиля. Причем, это значение также важно, как и все остальные параметры, на которые надо обращать внимание, поскольку при перетяжке болтов диск колеса деформируется, профиль отверстия нарушается, и колесо перестает удерживаться на ступице с необходимой силой. Если крепление дисковое подобрано верно и правильно установлено, то колеса будут держаться крепко и не «потеряются» на ходу.

Проставки для дисков

Проставки для дисков, в зависимости от целей которые они призваны выполнять, делятся на два типа. Первый – проставки для изменения вылета диска, они устанавливаются между ступицей и диском. Используют их при тюнинге автомобиля, когда надо увеличить колесную базу. Соответственно, здесь выбор исходит от того, насколько вы хотите вынести колеса – ширина проставок колеблется от 3 до 20 мм.

Другой вариант – это проставки, которые изменяют PCD (крепежные отверстия, а также при необходимости изменяют их количество) они прикручиваются болтами, которые вместе с гайками идут в комплекте, непосредственно к ступице, после чего крепится диск. В этом случае увеличивается колесная база до 20 мм на одно колесо. Подобные проставки были распространены, когда разнообразие дисков в определенном размере превышало остальные, сегодня же можно купить диски всех типоразмеров в достаточном ассортименте и проставки для изменения PCD используют, как правило, те, у кого остались диски от старого автомобиля, но не подходящие по своим размерам на новую машину.

Установочные кольца

Несмотря на то, что автопроизводители категорически не рекомендуют устанавливать диски, отличающиеся от стандартных параметров, многие автомобилисты все равно на это идут. Если к этому подходить грамотно, никаких проблем не возникнет. Дело в том, что установка диска с бóльшим центральным отверстием ведет к несоответствию отверстия диска и ступицы, появляется люфт и как следствие дисбаланс колес, для устранения этого используются установочные кольца, которые обеспечивают полное сопряжение центрального отверстия диска с диаметром ступицы. Устанавливаются центровочные кольца своей узкой часть в центральное отверстие диска, а другой широкой частью подходят к ступице.

Чтобы колеса не оторвались – Основные средства

Крепление колес

Крепление колес ослабляется по многим причинам, но самая распространенная – неправильный момент закручивания гаек крепления. Обрыв шпилек в результате слабой затяжки гаек встречается часто. По той же причине нередко разбивает отверстия на дисках, деформирует гайки и шпильки. «Перекручивать» также не рекомендуется: при закручивании с большей, чем надо, силой диск и шпильки можно повредить, и при движении колесо оторвется от транспортного средства. Если закрутить гайку с рекомендованным крутящим моментом (который в общем случае зависит от размера гайки), она не открутится. Но периодически все же следует проверять надежность затяжки и подтягивать гайки крепления колес.

Силы, удерживающие вместе диск колеса и ступицу, создаются силой трения в резьбе гайки на шпильке и силой трения гайки о колесный диск. Прежде чем гайки крепления колеса будут надежно закреплены, их придется подтянуть несколько раз, особенно на новых колесах, у которых слой краски в местах контакта гаек и диска, разрушаясь, дополнительно ослабляет силы трения. На новом грузовике затяжку гаек следует проверять через первые 50…70 и 100…150 км пробега, а затем при каждом регулярном техобслуживании, периодичность которого зависит от условий эксплуатации: это может быть через 15 тыс. км, а может и всего через 3 тыс. км.

Крепление колес прицепов следует подтягивать чаще, чем колес тягача, поскольку при движении прицеп кидает из стороны в сторону и на его колеса действуют боковые силы, которые «разбалтывают», ослабляют крепление колес.

Современные колеса крепятся коническими (более старая конструкция) или фланцевыми гайками. Преимущества крепления фланцевыми гайками в том, что у отверстий крепления отсутствует фаска и, следовательно, исключается такой дефект, как износ («разбивание») фаски. Кроме того, при одинаковом моменте закручивания усилие прижатия фланцевой гайки выше, чем конической. При креплении коническими гайками в случае несовпадения угла конуса гайки и фаски на диске (при использовании неоригинальной гайки) гайка может прочно застрять в отверстии и ее невозможно будет открутить. На фланцевые гайки рекомендуется наносить смазку между шестигранной частью и шайбой. При этом надо следить, чтобы смазка не попала на поверхность шайбы, прижимающейся к диску, и не ослабила силу трения.

С течением времени усилие, с которым прижаты сопряженные поверхности, ослабевает, например, если резьба изношена. Не пытайтесь как-либо отремонтировать изношенную резьбу на шпильках крепления колеса. Если шпилька или гайка неисправна, ее следует заменить.

Также сила прижатия гайки уменьшается под действием вибрации или если поверхность, к которой прижата гайка, покрыта ржавчиной. Но и приржавевшую гайку не открутишь, а колесный диск никакой силой с места не сдвинешь, и иногда приходится разогревать приржавевшие гайки сваркой или даже обрезать шпильки сваркой. Поэтому с коррозией следует бороться и для того, чтобы иметь возможность заменить колесо.

Коррозия не только ослабляет силу закручивания гаек крепления колес. В процессе коррозии на поверхности диска возникают щербины и впадины, уменьшая тем самым эффективную толщину детали и ослабляя ее. Мельчайший дефект поверхности становится концентратором напряжений. Со временем из щербин развиваются трещины. Обычно в программу регулярного технического обслуживания колес входит очистка от ржавчины и покраска колесных дисков. После того как ржавчину удалят (например, металлической щеткой или пескоструйной обработкой), следует осмотреть диск, чтобы выявить признаки трещин или питтинга (точечной коррозии). Если коррозия минимальная, дефекты можно зашлифовать, диск покрасить и снова использовать, но если обнаружатся серьезные дефекты, использовать диск нельзя.

Динамометрический ключ измеряет сопротивление вращению гайки. Если шпилька новая, а на резьбе есть небольшие заусенцы, сопротивление закручиванию будет несколько выше расчетного. После того как гайка будет откручена, во второй раз момент закручивания по «чистой» резьбе будет уже меньше, чем в первый раз.

Подкрашивая колесные диски, надо следить, чтобы краска не попала на резьбу шпилек, потому что при закручивании гаек краска создаст дополнительное сопротивление, показания динамометрического ключа будут некорректными и усилие затяжки будет недостаточным. Слой краски на поверхности диска, контактирующей с гайкой, не должен превышать 0,1 мм. Более толстый слой краски может стать причиной ослабления сил трения и крепления колеса. Некоторые механики сначала прикручивают колеса, а затем уже красят диски вместе с гайками. В этом случае краска предохраняет от коррозии открытые участки резьбы шпилек.

Большое количество ржавчины на резьбе шпильки или гайки также создает дополнительное сопротивление и приводит к неправильному моменту затяжки. Эту проблему иногда помогают решить несколько капель масла, нанесенные на корродировавший участок резьбы. Однако наносить масло следует очень аккуратно – если оно попадет на посадочное место гайки на диске, сила трения ослабнет, показания динамометрического ключа при закручивании будут неправильными и возрастет риск самоотворачивания гайки. Это относится прежде всего к колесам, которые крепятся на шпильках коническими гайками. Впрочем, многие водители не дожидаются, когда на резьбе появится коррозия, а всегда при закручивании конических колесных гаек аккуратно наносят на резьбу консистентную смазку так, чтобы она не попала на коническую часть гайки и в отверстия в диске.

В результате люфта и ударов при движении машины поверхность гайки, прилегающая к диску, может быть повреждена. Повреждаются также диски и шпильки, причем шпильки может оборвать, а диск нередко раскалывается.

Убедившись, что крепление колес в порядке, можно перейти к проверке колесных подшипников и шаровых опор.

Быстрая проверка люфта колеса вручную

Понятно, что вручную проверить люфт можно только на сравнительно небольшом колесе.

Следует поддомкратить одно колесо (лучше начать с переднего) и покачать его за верхний-нижний края, проверяя наличие люфта в шкворне или подшипниках. Для определения величины люфта можно воспользоваться индикатором. Большинство производителей указывают допустимую величину люфта верхней части колеса грузовиков и прицепов в вертикальной плоскости 0,25…0,50 мм. Обычно опытный механик может оценить величину люфта, не пользуясь приборами, «на ощупь», покачивая колесо руками.

Во время покачивания колеса следите за тормозным цилиндром – если он движется вместе с колесом, это верный признак люфта в поворотном шкворне. Если колесо движется само по себе, то скорее всего люфт в подшипнике.

Кроме того, следует проверить люфт колеса в горизонтальной плоскости, покачав его за переднюю-заднюю часть (взяться руками в положении «3 и 9 часов» на циферблате). Движение свидетельствует о люфте в шаровых опорах рулевых тяг. (Но это только при отсутствии люфта в подшипниках ступицы колеса.) Приступая к этой проверке, следует помнить два правила: нельзя смазывать проверяемые узлы перед проверкой, потому что консистентная смазка заполнит зазоры и вы не выявите люфта. И второе: если температура воздуха ниже –5 °С, консистентная смазка загустевает, и вы также не выявите люфт.

Подшипники ступиц

В процессе эксплуатации машины все подшипники изнашиваются и рано или поздно выходят из строя. Если вовремя не заменить изношенный подшипник, он может разрушиться в движении, что очень опасно.

Чтобы подшипники не выходили из строя раньше времени, их надо регулярно смазывать и регулировать. Периодичность смазки определяется заводом – изготовителем машины. Периодичность регулировки, как правило, совпадает с периодичностью смазки. Но при регулировке следует помнить, что небольшой люфт в роликовых конических подшипниках (величина указана выше) не только не вреден, но даже желателен. Допустимо даже, если люфт превышает на 20…50% рекомендуемое значение. Гораздо хуже, если люфта вообще нет либо регулировочная гайка ступичных подшипников затянута слишком сильно – это может привести к перегреву и последующему разрушению подшипников.

Если подшипники ступиц предельно изношены, это почти всегда можно определить по звуку при их вращении. Практически всегда изношенный подшипник перед разрушением шумит при работе значительно больше, чем подшипник исправный. Шум изношенных ступичных подшипников обычно похож на глухое шуршание. Опытный механик всегда определит по звуку, в нормальном ли состоянии подшипник.

Если при движении со стороны ступиц колес появился подозрительный звук, но точно определить его причины и происхождение не удается, надо проделать следующее: поддомкратить колеса, находящиеся на одной оси, и по очереди вращать каждое из них. Если одно колесо при вращении шумит значительно больше другого, высока вероятность того, что скоро на нем подшипники ступицы придут в полную негодность.

Шины

Покрышка, пожалуй, самая дорогая и при этом быстроизнашивающаяся часть колеса. Разрыв покрышки в движении очень опасен. Поэтому необходимо всегда содержать шины в исправном состоянии, своевременно ремонтировать и обслуживать.

Обслуживание шин в основном сводится к регулярной проверке и доведению до нормы давления воздуха в них. Следует поддерживать давление воздуха в шине, рекомендованное заводом-изготовителем, однако при этом надо учитывать, что для продления срока службы покрышки ее лучше перекачать, чем недокачать. Небольшое превышение давления воздуха, как правило, не приводит к неприятным последствиям, зато пониженное давление значительно сокращает срок службы шины. Однако значительное превышение давления снижает устойчивость и проходимость любой колесной машины, поэтому давление, рекомендованное производителем, – оптимальный вариант.

На долговечность шин управляемых колес значительно влияют углы их установки, поэтому схождение-развал управляемых колес следует проверять регулярно. Многие производители автомобилей рекомендуют проверять и регулировать углы установки управляемых колес через каждые 5000 км. При неправильной регулировке протектор может износиться очень быстро – за несколько сотен километров.

Полезные советы

Водитель обязан проверять состояние колес перед началом работы и после окончания смены.

• Проверьте то, что можно заметить невооруженным глазом: нет ли перекосов, биения, несоосности; достаточное ли давление в шинах; не трется ли колесо о другие детали машины – раму, крыло. Обращайте внимание на признаки неравномерного износа на протекторе или боковинах, «пузыри» вследствие разрыва нитей корда и другие дефекты. Не установлены ли в пару разные шины, все ли колпачки вентилей на месте.

• Обратите внимание на все случаи подтекания масла и топлива – эти жидкости могут повредить шины.

• Проверьте, не погнуты и не имеют ли иных повреждений диски, нет ли следов проворачивания шины относительно диска.

• Все оси и колеса должны быть расположены (вращаться) в правильных плоскостях, ходы подвески также должны совершаться в правильных плоскостях. Отклонения могут стать причиной пробуксовки и проскальзывания шин, что, конечно, сокращает срок их службы, создает дополнительно сопротивление качению и вызывает увеличение расхода топлива.

• Удалите все предметы, застрявшие в протекторе и между сдвоенными шинами.

• Осмотрите шины, имеющие порезы или иные дефекты. На внедорожных шинах часто бывают повреждения, но далеко не всегда они опасны и ухудшают ее рабочие характеристики. Если же повреждение действительно серьезное, шину следует заменить или отремонтировать. Обратитесь к квалифицированным специалистам, которые могут определить, возможно ли отремонтировать или следует заменить поврежденную шину. Отверстий от гвоздей можно заделать сколько угодно. Порезов должно быть не более двух. Допускается отверстие в зоне рисунка протектора не более 10 мм длиной. Возможности ремонта в наиболее нагруженных зонах боковин также ограничены.

• Запрещается применять сварку или иным образом нагревать диски вблизи смонтированной шины. Следует обязательно снимать шины перед тем, как производить ремонт диска, связанный с нагревом.

• Прежде чем снимать обод внутреннего или наружного колеса, следует выпустить воздух из обеих сдвоенных шин.

• Запрещается поднимать шины краном, закрепив крюк изнутри за боковину. Используйте плоские ременные стропы, которые должны охватывать шину с наружной стороны.

• Не устанавливайте на управляемые оси поврежденные шины и диски.

• Заменять шины следует заблаговременно. Эксплуатировать шины до тех пор, пока глубина канавок не достигнет предельной величины, невыгодно. Рекомендуется оставить примерно 5 мм рисунка до предельной глубины, чтобы шину можно было восстановить методом наварки.

• Хранить шины следует в прохладном сухом помещении, защищая от воздействия прямого солнечного света, в вертикальном положении, а не складывая стопками.

Крепление колес | AutoDriving.net

В предыдущей статье мы уже рассказывали о устройстве автомобильных колес и шин. Сегодня поговорим о креплении колес.

Колеса автомобиля крепятся к ступицам болтами или гайками (Рисунок ниже). Их количество может быть разным в зависимости от модели автомобиля. Например, на «Оке» три гайки, а на Chevrolet Suburban — восемь.

Диаметр и шаг резьбы также могут быть разными для разных моделей. Болты и гайки крепления колеса нестандартные по исполнению. Они прочнее обычного крепежа и имеют особую форму. Заменять их можно только точно такими же.

Болты и гайки крепления колес

Не хочу вас пугать, но страшнее отвалившегося колеса, может быть, пожалуй, только встречный грузовик. Поэтому креплению колес надо уделять должное внимание.

Для каждой модели автомобиля в зависимости от типа крепежа и конструкции колесного диска предписан свой момент затяжки креплений колес.

Момент указан в руководстве по эксплуатации автомобиля, и его надо строго соблюдать. Если крепеж недостаточно затянут, может произойти самоотворачивание. Но и перетягивать, крайне нежелательно.

Превышение момента затяжки может привести к повреждению резьбы или колесного диска. Это также может обернуться бедой. Кстати, привычкой перетягивать крепеж страдают многие сотрудники шиномонтажных мастерских. Таким образом они пытаются перестраховаться от возможного самоотворачивания.

Избежать проблем поможет использование динамометрического ключа (см. рисунок ниже). Если вы собираетесь обслуживать свою машину самостоятельно, рекомендую вам первое время затягивать колесный крепеж только динамометрическим ключом. После нескольких затяжек руки «запомнят» необходимое усилие, и вы сможете обходиться без него.

Динамометрический ключ

В следующей статье мы расскажем как подобрать нужный диск или шину, какие бывают маркировки шин и дисков.

Устройство для крепления колеса на ступице

Изобретение относится к автомобильной технике. Устройство содержит адаптер, имеющий выступающую часть и диск с отверстиями для средств крепления, прижимающих диск адаптера к ступице. На диске адаптера с наружной стороны установлены штифты, располагаемые в отверстиях обода колеса при установке колеса на ступице. На выступающей части адаптера снаружи выполнена резьба, а на торце выступающей части адаптера выполнено множество выступов, между которыми расположены выемки под фиксатор. Резьба на выступающей части адаптера выполнена под резьбу гайки, навинчиваемой на выступающую часть адаптера и фиксируемой на выступающей части адаптера фиксатором. На наружном торце гайки выполнено множество выступов, между которыми расположены выемки под фиксатор. Гайка снаружи выполнена конической для взаимодействия с посадочной поверхностью обода колеса, при этом в рабочем положении устройства выемки гайки и выемки выступающей части адаптера совмещены и в них расположен фиксатор, выполненный из пластины с центральным отверстием, концы которого расположены в совмещенных выемках гайки и выступающей части адаптера. Торец выступающей части адаптера закрыт заглушкой, имеющей центрирующий выступ, расположенный в центральном отверстии фиксатора, и средства ее фиксации в полости выступающей части адаптера. Технический результат — упрощение конструкции и повышение ее надежности. 1 з.п. ф-лы, 21 ил.

Техническое решение относится к автомобильной технике, в частности к устройствам для соединения ступиц осей ходовой части автомобиля с ободьями колес автомобиля.

Известны технические решения задач адаптации или подгонки узлов крепления к ступицам колес ходовой части, преимущественно автомобиля, различных по своей конфигурации ободьев колес, особенно по ширине обода, по его углублению, в котором расположена ступица и тормозной диск колеса, а также по ширине посадочного места, предназначенного для расположения в нем шины колеса. К таким устройствам относятся известные устройства, описанные в патентной документации различных стран (GB 2455879 A, 24.06.2009; DE 19708908 A1, 30.10.1997; DE 20318726 U1, 13.05.2004; US 4621723, 11.11.1986; US 5584537, 17.12.1996; US 5820224, 13.10.1998; US 5785391 A, 28.07.1998).

В источнике информации GB 2455879 представлено устройство для крепления колеса, включающее ступицу колеса, через которую проходит цапфа оси транспортного средства и на которую крепится колесо посредством центрального элемента крепления, который состоит из крепежного винта, имеющего внешнюю резьбу, свинчивающуюся с внутренней резьбой вала ступицы колеса, коническую щель, совмещенную с крепежным винтом таким образом, что он прижимается к колесу при креплении к ступице, причем крепежный винт заблокирован болтом с внешними зубцами, которые фиксируют зубцы с винтом в одной осевой позиции, а тормозной диск осуществляет фиксацию болтов зажатыми соответствующими рукавами и винтами, которые, по крайней мере, частично располагаются в соответствующих нишах колеса и ступицы.

В источнике информации DE 20318726 представлено, например, устройство для крепления колеса, имеющее адаптер, предназначенный для соединения обода со ступицей различных конструкций, состоящий из диска-адаптера, расположенного между ним и диском, крепящегося к ступице автомобиля, который имеет сборочные отверстия, совпадающие с отверстиями ступицы, а диск-адаптер имеет резьбовые отверстия, совпадающие с отверстиями обода, при этом оба диска соединяются друг с другом через резьбовые и сборочные отверстия, расположенные за пределами отверстий обода и ступицы.

В источнике информации US 5785391 представлено устройство для крепления колеса, содержащее колесный адаптер для установки колес на транспортное средство, имеющий множество штифтов для монтажа колеса, которые расположены в отверстиях под болты заданного диаметра на ступице колеса, последнее имеет множество отверстий под болты иного диаметра, колесный адаптер включает пластины со множеством отверстий, которые адаптированы под штифты, служащие для установки колеса, при этом колесный адаптер также включает множество штифтов, расположенных на пластине адаптера таким образом, чтобы попасть, по крайней мере, в некоторые из отверстий в колесе, а рельефный круговой фланец на пластине адаптера расположен между штифтами и отверстиями.

В источнике информации US 5584537 представлено устройство для крепления колеса, имеющее колесный адаптер со вкручивающейся гайкой для крепления колеса с использованием адаптера, имеющего один конец для крепления колеса к колесной оси, и другой конец с внешней резьбой, используемой для взаимодействия с внутренней резьбой закручивающейся гайки, при этом колесный адаптер со вкручивающейся гайкой включает в себя две полые части, первая из которых является полой, первая часть имеет гладкую внешнюю поверхность, наружная поверхность имеет круглое сечение, резьбовая внутренняя поверхность первой части полого конца имеет круглое сечение и постоянный диаметр и предназначена для взаимодействия с внешней резьбой на другом конце адаптера ступицы, причем отдаленный от центра конец внешней поверхности имеет сравнительно небольшой диаметр, а расположенный ближе к центру конец внешней поверхности имеет больший диаметр, чтобы внешняя поверхность соединялась впритык и могла быть защищена от ступицы колеса; также вторая часть конца колесного адаптера со вкручивающейся гайкой находится рядом с расположенным ближе к центру концом первой части полого конца, вторая часть имеет внешнюю поверхность для взаимодействия с колесной гайкой, насадкой или другим устройством, предназначенным для закрепления колеса в сборе.

В источниках информации US 5820224 и US 4621723 представлены устройства, содержащие установленный между ободом колеса и ступицей адаптер, на удлиненной цилиндрической части которого навинчена гайка крепления обода колеса на ступице.

В источнике информации DE 19708908 представлено устройство, близкое к заявленному техническому решению. Данное устройство содержит адаптер для обода автомобильного колеса, с помощью которого обод фиксируется при помощи зажимной гайки на штыре адаптера, имеющем резьбу, а переходник в свою очередь крепится к ступице на ее стандартные болты посредством гаек, при этом резьба штыря переходника ориентирована таким образом, чтобы направление ее откручивания было противоположно направлению вращения колеса, гайка выполнена гофрированной с целью предотвращения ее откручивания при помощи стандартных инструментов, удерживается на месте за счет зажимного винта, вкручивающегося в зажимную гайку в месте выполненной в ней боковой прорези.

Техническим результатом заявленного устройства является упрощение конструкции и повышение его надежности.

Технический результат получен устройством для крепления колеса на ступице, характеризующимся тем, что оно содержит адаптер, имеющий выступающую часть и диск с отверстиями для средств крепления, прижимающих диск адаптера к ступице, на диске адаптера с наружной стороны установлены штифты, располагаемые в отверстиях обода колеса при установке колеса на ступице, на выступающей части адаптера снаружи выполнена резьба, а на торце выступающей части адаптера выполнено множество выступов, между которыми расположены выемки под фиксатор, резьба на выступающей части адаптера выполнена под резьбу гайки, навинчиваемой на выступающую часть адаптера и фиксируемой на выступающей части адаптера фиксатором, на наружном торце гайки выполнено множество выступов, между которыми расположены выемки под фиксатор, гайка снаружи выполнена конической для взаимодействия с посадочной поверхностью обода колеса, при этом в рабочем положении устройства выемки гайки и выемки выступающей части адаптера совмещены и в них расположен фиксатор, выполненный из пластины с центральным отверстием, концы которого расположены в совмещенных выемках гайки и выступающей части адаптера, при этом торец выступающей части адаптера закрыт заглушкой, имеющей центрирующий выступ, расположенный в центральном отверстии фиксатора, и средства ее фиксации в полости выступающей части адаптера.

В полости выступающей части адаптера выполнен поясок, а заглушка выполнена со средствами ее фиксации, каждое из которых выполнено в виде обладающего упругостью выступа с бородкой на конце, взаимодействующей с пояском.

На фиг.1 показана кинематическая схема устройства для крепления колеса на ступице;

на фиг.2 — схема расположения элементов устройства при его монтаже;

на фиг.3 — адаптер в разрезе;

на фиг.4 — вид А на фиг.3;

на фиг.5 — адаптер, вид сбоку;

на фиг.6 — вид Б на фиг.5;

на фиг.7 — адаптер в пространственном изображении;

на фиг.8 — гайка устройства, вид с торца;

на фиг.9 — сечение В-В на фиг.8;

на фиг.10 — гайка в пространственном изображении;

на фиг.11 — штифт, вид с торца;

на фиг.12 — сечение Г-Г на фиг.11;

на фиг.13 — штифт в пространственном изображении;

на фиг.14 — фиксатор, вид сбоку;

на фиг.15 — вид Д на фиг.14;

на фиг.16 — вид Е на фиг.15;

на фиг.17 — пространственное изображение фиксатора;

на фиг.18 — заглушка, вид с торца;

на фиг.19 — сечение Ж-Ж на фиг.18;

на фиг.20 — пространственное изображение заглушки;

на фиг.21 — устройство с закрепленным на ступице ободом колеса.

Устройство для крепления колеса на ступице (фиг.1) установлено на ступице 1, с которой соединен тормозной диск 2. Устройство закрепляется на ступице 1 при помощи средств 3 крепления (гайки или болты) и служит для соединения со ступицей 1 обода 4 колеса. Устройство включает адаптер 5, имеющий присоединяемый к ступице 1 диск и выполненную заодно с диском выступающую часть (фиг.3-7). В диске адаптера 5 выполнены отверстия 6 под средства 3 крепления, прижимающие диск адаптера 5 к ступице 1. На диске адаптера 5 с наружной стороны установлены штифты 7, располагаемые в отверстиях 8 обода 4 колеса при его установке на ступице 1. На выступающей части адаптера 5 с ее наружной стороны имеется резьба 9 (фиг.3), а на торце этой части — множество выступов 10, между которыми расположены выемки 11 под фиксатор 12 (фиг.1, 2).

Штифты 7 (фиг.11-13) расположены с возможностью их свободного вхождения в отверстия 8 обода 4 колеса (фиг.1). Резьба 9 выступающей части адаптера 5 выполнена под взаимодействующую с ней резьбу 13 корончатой гайки 14 (фиг.8-10), навинчиваемую на выступающую часть адаптера 5 и фиксируемую на ней посредством фиксатора 12. На наружном торце гайки 14 выполнено множество выступов 15, между которыми расположены выемки 16 под фиксатор 12. Гайка 14 снаружи выполнена конической для взаимодействия ее конической поверхности 17 с ответной посадочной конической поверхностью 18 обода 4 колеса (фиг.1, 21). В рабочем положении устройства выемки 16 гайки под фиксатор и выемки 11 выступающей части адаптера 5 совмещены и в них расположен фиксатор 12 (фиг.21).

Фиксатор 12 (фиг.14-17) выполнен в виде фигурной пластины с центральным отверстием 19 в ее более развитой средней части и зауженными концами 20 на периферийных частях, причем зауженные концы 20 пластины должны располагаться в противоположных выемках 16 гайки и совмещенных с ними противоположных выемках 11 выступающей части адаптера 5 (фиг.1, 2). Фиксатор 12 взаимодействует с заглушкой 21 (фиг.18-21), имеющей центрирующий выступ 22, входящий в центральное отверстие 19 фиксатора в рабочем положении устройства, а заглушка 21 имеет средства 23 ее фиксации в полости выступающей части адаптера 5.

В полости выступающей части адаптера 5 выполнен выступающий вовнутрь поясок 24 (фиг.3) для взаимодействия с ним средств 23 (фиг.19, 20) фиксации заглушки 21 (фиг.2). Каждое средство 23 выполнено в виде обладающего упругостью выступа с бородкой 25 на конце (фиг.18-20), взаимодействующей с пояском 24 выступающей части адаптера в рабочем положении устройства.

Каждый штифт 7 закреплен в отверстии 26 адаптера (фиг.2), внутри штифт 7 (фиг.11-13) имеет углубление 27 с гранями 28 под ключ, а снаружи штифт имеет поясок для фиксации штифта на диске 5 адаптера в рабочем положении. Штифт 7 имеет на конце резьбу 29, и он, предпочтительно, завинчивается в отверстие 26 адаптера, в ином случае штифт имеет гладкий конец и запрессовывается в отверстии 26 своей посадочной гладкой частью (не показана). Поясок 30 штифта 7 расположен приблизительно в средней части штифта.

Монтаж устройства выполняют следующим образом. Соединяют адаптер 5 со ступицей 1 средствами 3 соединения (фиг.1). Закрепляют на диске адаптера штифты 7 в отверстиях 26 адаптера (фиг.21). Надевают на штифты 7 обод 4 колеса путем введения штифтов 7 в отверстия 8 обода (фиг.1) и завинчивают гайку 14 на резьбу 9 выступающей части адаптера. При этом коническая поверхность 17 гайки взаимодействует с конической поверхностью 18 обода 4, обод центрируется на адаптере и прижимается к диску адаптера 5. Гайку 14 завинчивают съемной (не входящей в конструкцию устройства) зубчатой головкой 31 (фиг.2, 21), зубья 32 которой вводят в выемки 33 (фиг.8-10) гайки 14. Головку 31 вращают ключом (не показан), вводимым в граненое отверстие 34 головки. Вращение головки 31 осуществляют до совмещения выемок 16 гайки 14 с выемками 11 выступающей части адаптера 5 (фиг.1, 2). После поджатия обода 4 колеса к диску адаптера 5 и совмещения указанных выемок в этих выемках располагают концы 20 фиксатора 12, который занимает положение, показанное на фиг.1, 2 и 21. Затем закрывают торец выступающей части адаптера 5 заглушкой 21, для чего центрирующий выступ 22 (фиг.19) заглушки вводят в отверстие 19 фиксатора 12 (фиг.2) и перемещают с усилием, легким ударом, заглушку 21 в сторону адаптера 5. В результате средства фиксации 23 заглушки изгибаются к центральной оси адаптера, а бородки 25 этих средств входят в зацепление с пояском 24 адаптера. Демонтаж проводят в обратной последовательности.

Работает устройство следующим образом. При вращении ступицы колеса усилие кручения передается на средства 3 крепления (штифты или болты), с них на адаптер 5, с адаптера на штифты 7, а со штифтов 7 на обод 4 колеса. При этом штифты 7 воспринимают на себя основную нагрузку кручения и работают на срез, а средства соединения 3 работают в основном на отрыв. При изменении знака момента кручения на противоположный знак, например, при торможении диска 2 указанные нагрузки меняют свое направление.

Данное устройство повышает надежность соединения обода со ступицей и позволяет изменять вылет обода 4 колеса относительно ступицы 1, а также относительно продольной оси автомобиля на величину толщины t диска адаптера (фиг.3), что позволяет устанавливать на ступице автомобиля колесо с более широким ободом и шиной другого профиля. При необходимости устанавливают другой адаптер, с другой, большей или меньшей толщиной t диска и получают другой вылет обода колеса относительно ступицы и продольной оси автомобиля. С учетом требований безопасности установлено, что увеличение вылета для легковых автомобилей возможно на 5-40 мм, что существенно расширяет возможности использования на автомобиле одной модели различных шин с разными профилями ободьев колес. Это существенно повышает универсальность устройства.

Конструкция устройства существенно упрощена за счет специальной ориентировки его резьбы, исключающей откручивание гайки, поскольку в устройстве применен более надежный, относительно известных аналогов, принцип ее фиксации в рабочем положении.

Благодаря упрощению конструкции устройства повышена его надежность и обеспечена возможность надежного крепления к стандартным ступицам множества типоразмеров колес с различными профилями ободьев и шин.

1. Устройство для крепления колеса на ступице, характеризующееся тем, что оно содержит адаптер, имеющий выступающую часть и диск с отверстиями для средств крепления, прижимающих диск адаптера к ступице, на диске адаптера с наружной стороны установлены штифты, располагаемые в отверстиях обода колеса при установке колеса на ступице, на выступающей части адаптера снаружи выполнена резьба, а на торце выступающей части адаптера выполнено множество выступов, между которыми расположены выемки под фиксатор, резьба на выступающей части адаптера выполнена под резьбу гайки, навинчиваемой на выступающую часть адаптера и фиксируемой на выступающей части адаптера фиксатором, на наружном торце гайки выполнено множество выступов, между которыми расположены выемки под фиксатор, гайка снаружи выполнена конической для взаимодействия с посадочной поверхностью обода колеса, при этом в рабочем положении устройства выемки гайки и выемки выступающей части адаптера совмещены и в них расположен фиксатор, выполненный из пластины с центральным отверстием, концы которого расположены в совмещенных выемках гайки и выступающей части адаптера, при этом торец выступающей части адаптера закрыт заглушкой, имеющей центрирующий выступ, расположенный в центральном отверстии фиксатора, и средства ее фиксации в полости выступающей части адаптера.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в полости выступающей части адаптера выполнен поясок, а заглушка выполнена со средствами ее фиксации, каждое из которых выполнено в виде обладающего упругостью выступа с бородкой на конце, взаимодействующей с пояском.

Элементы конструкции колеса — ободья, ступицы и соединители.

Ободья, ступицы и соединители колес

Обод колеса

Обод служит для установки пневматической шины. По профилю обод может быть глубоким неразборным (рис. 1), который применяется на легковых автомобилях, и плоским, разборным (рис. 2), который устанавливается на большинстве грузовых автомобилей средней грузоподъемности (например, марок ЗиЛ, ГАЗ и т. п.).

Для облегчения монтажа и демонтажа шины в средней части глубокого обода выполняется выемка В. По обеим сторонам обода расположены конические посадочные полки, на которые монтируют борта шин. Наклоны посадочных полок на угол примерно 5˚ обеспечивает плотную посадку шины на ободе.

Обод для бескамерной шины должен иметь на своих посадочных полках специальные кольцевые выступы 4 (рис. 1) тороидальной формы («хэмпы»), предотвращающие самопроизвольное соскальзывание бортов шины (саморазбортовку) в случае критической ситуации во время движения.

Среди разборных ободьев наиболее распространен обод с конической посадочной полкой (рис. 2). Этот обод характеризуется сравнительной простотой монтажа и демонтажа шин грузовых автомобилей, которые имеют большие массы, размеры и жесткость. Бортовое кольцо 1 имеет коническую посадочную полку, которая прижимается к борту шины. Пружинное распорное кольцо 2 устанавливается между ободом и бортовым кольцом, фиксируя последнее.

Шины широкопрофильные, арочные и с регулируемым давлением имеют разборные ободья с распорными кольцами. Распорное кольцо устанавливается по центру плоского обода и обеспечивает надежное зажатие бортов шины между ним и закраинами обода, что исключает проворачивание шины на ободе при снижении давления в ней.

***

Ступица колеса

Ступица конструктивно объединена с мостом автомобиля, но традиционно считается элементом колеса. Она служит для установки колеса на балке моста и обеспечения его вращения. Ступица устанавливается на мосту посредством конических роликовых или шариковых (на некоторых легковых автомобилях) подшипников. К ней также крепятся тормозные барабаны и фланцы полуосей ведущих мостов грузовых автомобилей.

Ступица передних колес, показанная на рисунке 3, установлена в поворотном кулаке 10 на двух конических роликовых подшипниках 1. Наружные кольца (обоймы) подшипников запрессованы в ступицу, а внутренние установлены в цапфу 5. Регулировочная гайка 3 через шайбу 4 обеспечивает нормативный зазор в подшипниках. Подшипники смазываются при сборке, а для защиты их от пыли и грязи с внутренней стороны в ступицу запрессовывается уплотнительная манжета, а с наружной стороны устанавливается защитный колпак 2.

Ступица передних колес переднеприводного легкового автомобиля установлена в поворотном кулаке на двухрядном шариковом подшипнике закрытого типа. Подшипник фиксируется в поворотном кулаке стопорными кольцами.
Ступица с помощью внутренних шлицов соединена с хвостовиком корпуса наружного шарнира привода передних колес и крепится на нем гайкой, которая закрывается пластмассовым колпаком.
К ступице крепится направляющими штифтами тормозной диск. Штифты центрируют относительно ступицы колесо, которое крепится к ней сферическими болтами. Этими же болтами к ступице крепится тормозной диск.

Ступица задних колес у заднеприводных легковых автомобилей обычно отсутствует. Ее заменяет фланец полуоси, которая устанавливается на подшипниках в балке моста.

***

Соединитель колеса

Соединитель колеса обычно выполняется в виде диска. Такие колеса называются дисковыми. Стальной штампованный диск 1 (рис. 1) для увеличения жесткости выполняется выгнутым с выемками В или отверстиями Б. Вырезы и отверстия облегчают колесо и улучшают охлаждение тормозных механизмов. Отверстия А для крепления колеса имеют сферические фаски. Крепление производится с помощью сферических болтов или сферических гаек.

Бездисковые колеса имеют соединитель, изготовленный совместно со ступицей. Они могут быть разъемными в продольной и поперечной плоскостях. Бездисковое колесо (рис. 4) с разъемом в поперечной плоскости состоит из трех секторов 1, которые соединены в единое кольцо с помощью специальных вырезов (скосов), выполненных на торцах секторов 1. При монтаже секторы колеса устанавливаются в определенной последовательности в лежащую шину, а затем вместе с шиной прикрепляются к ступице 2 специальными прижимами 3, шпильками 4 и гайками 5. Такие колеса устанавливаются на грузовые автомобили и автобусы.

По технологии изготовления колеса легковых автомобилей могут быть обычными стальными сварными (из прокатного обода и штампованного диска), литыми и кованными.

Литые колеса изготовляют из сплава алюминия с кремнием путем обтачивания посадочных поверхностей отливок и сверления в них отверстий. Основное преимущество литых колес – их небольшая масса. Малая масса колеса положительно влияет на плавность хода автомобиля и облегчает его обслуживание. Кроме того, применение литых колес позволяет эффективнее охлаждать колесные тормозные механизмы.
Недостатками литых колес являются чрезмерно толстые стенки, возможность появления скрытых пор и раковин, недостаточная прочность при ударной нагрузке и сложность восстановления при повреждении.

Кованые колеса выполняют методом ковки с последующей обработкой. При ковке (или объемной штамповке) из заготовки выковывают поковку, которая затем обрабатывается на токарном станке. Такая технология сложна и дорога, однако кованые диски прочнее и легче литых. Например, 13-дюймовое кованое колесо весит примерно 4,5 кг, а литое колесо такого же размера – почти 6 кг. При этом толщина стенок у кованого колеса составляет 3 мм, а у литого – 5,5 мм. Немаловажным преимуществом кованых колес является большая стойкость к ударным нагрузкам.

Основные размеры обода колес: посадочный диаметр под покрышку и ширина. Например, обычное дисковое колесо для автомобиля ВАЗ-2109 обозначается как 114J-330 (в миллиметрах) или 4 1/2J-13 (в дюймах). Первые цифры обозначают ширину обода, буква J – форму профиля обода, а последние цифры – монтажный диаметр колеса.

Легкосплавные литые или кованые диски обычно имеют дюймовое обозначение. Например, колесо автомобиля ВАЗ-2110 обозначается 5 1/2J13Н2, где дополнительная маркировка Н2 означает наличие на ободе «хэмпов» определенного профиля.

Так как колеса и шины изготовляются со значительными допусками, колесо в сборе может обладать значительной неуравновешенностью (дисбалансом), приводящей к осевому и радиальному биению при вращении колеса. В результате возрастает вибрация, сокращается срок службы шин, амортизаторов, рулевого управления, снижается комфортность езды и т. п.
Для устранения неуравновешенности колес их подвергают балансировке на специальных балансировочных стендах, закрепляя в определенных местах балансировочные грузики. Особенно это актуально для автомобилей, передвигающихся с большими скоростями, поскольку инерционные нагрузки дисбаланса возрастают в квадратичной зависимости от частоты вращения колес.

***

Балансировка колес

Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Основные части автомобильного колеса и шины

Каждый автомобиль, от Ferrari до Ford Pinto, основан на простейшем в управлении механизме: колесе. Нельзя получить около (каламбур) — прямо рядом с огнем колесо может быть величайшим открытием, которое когда-либо делал человек. Без колес и шин легковые и грузовые автомобили были бы немногим больше, чем дорогие украшения для газонов. От машины к машине колеса и шины выполняют одну и ту же функцию; Единственная разница заключается в размере, стиле и структуре.Чтобы расширить вашу базу знаний об автомобилях, грузовиках и принципах их работы, мы рассмотрим основные части автомобильного колеса и шины ниже. Более подробная информация о своем автомобиле поможет вам лучше ухаживать за ним и будет поддерживать его в рабочем состоянии на долгие годы.

Шина

Это довольно просто и очевидно. Все мы знаем, где находится шина и как она выглядит. Шины важны для машины и для плавности хода. Шины делают поездку приятной и плавной, потому что вы буквально едете по воздуху. Современным шинам около 70 лет, а до этого они были из твердой резины и мало обеспечивали амортизацию.Правильная шина на вашем автомобиле важна для безопасности. Шины обеспечивают сцепление с дорогой на мокрой, обледенелой и заснеженной дороге и улучшают управляемость в неблагоприятных условиях.

Обод

Если шина представляет собой обшивку, то обод — это каркас колеса в сборе. Шина оборачивается вокруг обода и поддерживает шину, придавая ей форму и позволяя воздуху заполнять ее. Обода обычно изготавливаются из стали или алюминия и бывают сотнями различных стилей. Они могут поставляться с пластиковыми колпаками или с полированным хромом, чтобы слепить глаза.Стиль обода варьируется от автомобиля к грузовику. Грузовикам нужен более толстый обод, чтобы выдерживать больший вес и стремиться к функциональности, а не форме. Диаметр и ширина обода будут определять, какой стиль и размер шины на нем подойдут.

Центр

Ступица — это центральная часть колеса, к которой крепится обод. Здесь находятся тормозные колодки, суппорты и роторы. Все это крепится к оси и позволяет автомобилю двигаться и останавливаться. Шина прикреплена к ступице, и от ее центра отходят пять болтов вместе с гайками.Ступица является домом для механики колеса и удерживает его прикрепленным к транспортному средству. Когда придет время покупать новые диски и шины, обращайтесь к нам по телефону в региональном RNR Tire Express . У нас есть все необходимое, чтобы ваш автомобиль или грузовик выглядел готовым к дороге.

Что заставляет колеса двигаться в машине?

Автомобиль существует уже более ста лет. За это время его основной состав не изменился. Он по-прежнему приводится в движение двигателем внутреннего сгорания; у него по-прежнему четыре колеса, и простая механика заставляет его двигаться.Хотя в автомобиле используется сложная комбинация машин и электроники, действуют некоторые основные принципы инженерной мысли. Здесь мы объясним одну автомобильную систему, колеса, и то, как они работают. Прочтите, что заставляет колеса двигаться в машине. Здесь мы касаемся основ.

Двигатель

Электрические и гибридные автомобили находятся на подъеме, но в этом блоге мы сосредоточимся на двигателе внутреннего сгорания. Двигатель автомобиля сжигает топливо для производства энергии. Он забирает топливо из бака по топливопроводу в цилиндры — у большинства автомобилей их от четырех до шести.Каждый из них последовательно всасывает небольшое количество топлива вместе с воздухом, прежде чем воспламенится искрой от свечей зажигания. В результате небольшой взрыв горящего топлива толкает поршень в нижней части цилиндра вниз. Каждый поршень прикреплен к ведущему валу, и движение каждого из поршней вниз поворачивает ведущий вал.

Приводной вал

Приводной вал автомобиля — это механическая часть, которая соединяет двигатель с колесами. Приводной вал соединяется с трансмиссией с помощью карданного шарнира.Когда трансмиссия включена и соединение установлено, приводной вал начинает вращаться. Приводной вал проходит по всей длине автомобиля в раздаточную коробку. Вращение перемещает шестерни внутри раздаточной коробки, которая является частью задней оси. Поворотный приводной вал передает мощность на заднюю ось и колеса, активируя их и заставляя автомобиль двигаться вперед.

Колеса и шины

Система двигателя, коленчатого вала, трансмиссии, приводного вала, раздаточной коробки и оси — все работают вместе, чтобы поворачивать колеса.Если какая-либо часть этой системы не работает должным образом, колеса не будут двигаться. Колеса и шины прикрепляются к автомобилю с помощью гаек и болтов и останавливаются с помощью дисковых тормозов. В случае полноприводных грузовиков будет две раздаточные коробки на передней и задней оси. Коробка передач включает каждую раздаточную коробку независимо друг от друга. Грузовики не всегда работают в режиме полного привода, поэтому водитель должен перевести автомобиль в этот режим. Если вы ищете новые шины в Гринвилле, Южная Каролина, приходите к экспертам RNR Tire Express.У нас есть все необходимое для вашего автомобиля или грузовика.

Как работают колеса? | Колеса и оси

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 23 февраля 2021 г.

Колеса повсюду в нашем мире сегодня — в очень очевидных местах (на автомобилях, грузовиках и самолетах), но также спрятаны внутри всего от компьютерные жесткие диски и стиральные машины для электрические зубные щетки и посудомоечные машины. Шесть тысяч лет назад в все.Подъем колеса из простого проигрывателя, который помогал людям лепить глиняные горшки — ключевой компонент в сотнях важных изобретений. все простым и эффективным способом, который помогает нам запечатлеть и использовать энергию и преобразовывать силы. Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: Колесо корабля: Колеса помогают транспортным средствам двигаться, передавая и уменьшая трение. (как мы объясним ниже), но они также работают как рычаги. Если вы так повернете внешнюю сторону колеса, ось в центре поворачивается медленнее, но с большей силой.Другими словами, большой штурвал помогает моряку поворачивать. судовой руль легче, чем маленькое колесо. Если представить, что каждая спица представляет собой рычаг, легко понять, как работает это колесо. Почему колесо не твердое? Толстые спицы обеспечивают большую прочность при меньшем весе по сравнению со сплошным колесом того же размера. Фото Шеннон Хевин любезно предоставлено ВМС США.

Зачем нужны колеса

В наше время мы предполагаем, что должны быть дороги, по которым колеса могут путешествовать по.Но колеса впервые стали использовать на тележках именно потому, что там не было ровных путей для надежной транспортировки. До изобретения тележек люди тащили грузы на санях и рамах. тянутся за животными, такими как лошади и собаки. Сани были эффективный способ перемещения тяжелых грузов до того, как колеса изобретены, но трение их тормозит. Рамы, в которые входит нагрузка притащили и часть понесли, помогите решить эту проблему. А-образный перетаскивание рамки, известное как travois, как полагают, было изобретено тысячи лет назад и коренные американцы использовали его до 19-го века. век.Даже с помощью животной силы трение между неровной землей и корпусом заставляло идет трудно.

Фото: Трение — не проблема, когда вы путешествуете по льду, как и пассажир. этой собачьей упряжке. Но сани не так хорошо двигаются по обычной местности: поэтому колеса были изобретены. Фото Джо Гольдманн, любезно предоставлено Службой охраны рыболовства и дикой природы США.

Как работают колеса?

Перетащить груз с помощью тележки на колесах — далеко легче, чем таскать его по земле — по двум причинам:

Колеса уменьшают трение.Вместо того, чтобы просто скользить по земле, колеса врезаются и вращаются, поворачиваясь вокруг прочных стержней, называемых осями. Это означает единственное трение животные должны преодолеть это в точке, где встречаются колесо и ось — между относительно гладкой внутренней поверхностью колес и одинаково гладкая внешняя поверхность осей вокруг которые они поворачивают.
Колеса обеспечивают рычаги (другими словами, они являются примерами мультипликаторов силы или простых механизмов). Тележку с большими колесами толкать легче, потому что у нее колеса большего диаметра. работают как большие рычаги, увеличивая тянущее или толкающее усилие и делая колеса легче вращать вокруг оси — точно так же Таким образом, длинный гаечный ключ облегчает ослабление гайки.

Давайте рассмотрим обе эти вещи более подробно.

1. Трение переключения на ось

Когда вы толкаете коробку о землю, возникает сильное трение между нижней частью коробка и земля внизу, потому что обе поверхности относительно шероховатые:

Когда вы толкаете тот же ящик, загруженный на тележку с четырьмя колесами, сопротивление намного меньше. Коробка больше не должна скользить землю так, чтобы часть трения исчезла.Однако колеса не устраняют трение полностью, как думают некоторые — это далеко не так! Между четырьмя колесами и землей должно быть трение, иначе они просто соскользнут (как будто что-то толкают по льду). Трение между каждым колесом и землей помогает ему «вкопаться», чтобы колесо могло вращаться.

Тележку толкать легче, потому что единственное реальное трение, с которым вам нужно работать, — это между четырьмя колесами и их осями. Когда вы толкаете тележку, относительно гладкие внутренние поверхности колес вращаются и скользят вокруг относительно гладких внешних сторон осей.Важное слово здесь — гладкий ; Ключ к тому, как колеса уменьшают трение, заключается в том, что они могут плавнее скользить вокруг своих осей, чем объект может скользить по неровной поверхности. Если бы земля всегда была гладкой, как лед, нам вообще не понадобились бы колеса и оси — мы могли бы просто скользить и скользить везде! Иногда колеса и оси разделены шарикоподшипниками (маленькие сферические шарики из твердого металла, часто смазываемые маслом или консистентной смазкой), которые помогают еще больше уменьшить трение между двумя поверхностями, катаясь в пространстве между ними.Без подшипников или без них трение намного меньше, чем при толкании коробки прямо по земле, и поэтому тележка облегчает перемещение грузов:

2. Предоставление кредитного плеча

Колеса на тележках помогают и в другом важном отношении: они работают как рычаги. Обод колеса поворачивается на большее расстояние, чем ось, поэтому в случае, когда вы толкаете тележку сзади или тянете ее спереди, на оси действует большее усилие, чем на обод. Это означает, что это действительно помогает, если у вашей тележки есть большие колеса, потому что они дают вам больше рычагов, увеличивают вашу толкающую силу и помогают преодолеть силу трения на осях.

Поверните колесо у обода, и прилагаемая вами сила (красная стрелка) умножится, чтобы получить большую силу на оси (синяя стрелка). Чем больше колесо, тем больше эффект, потому что радиус колеса работает как рычаг. Чем больше колесо, тем длиннее рычаг, и тем больше у вас будет рычагов.

Вместо этого поверните колесо в центре, и оно будет работать в обратном направлении. Теперь обод колеса идет дальше и быстрее. Вот как вы можете использовать колесо побольше, чтобы увеличить скорость.Однако, если вы приложите силу к центру колеса, рычаг будет работать в обратном направлении, и вы получите меньшее усилие на ободе, даже если там вы наберете больше скорости. Как и в случае с шестернями, вы не можете одновременно увеличивать силу и скорость. Если вы увеличиваете один из них, вы должны уменьшать другой, иначе вы использовали бы колесо, чтобы получать энергию из воздуха (что нарушает основной закон физики, называемый сохранением энергии).

Кто изобрел колесо?

Люди использовали животных для перевозки задолго до изобретение колеса и даже до развития человека поселения и сельское хозяйство на Ближнем Востоке около 8000–9000 лет до нашей эры.Считается, что в Китае приручили и одомашнили собак. 13000 г. до н. Э .; лошади были приручены гораздо позже, около 4500 г. до н. э. Животных, используемых для перевозки людей таким образом, называют зверями. груз.

Никто точно не знает, когда, где и как были изобретены колеса. Считается, что гончарные круги широко использовались около 7000 лет назад в Месопотамия (регион Ближнего Востока, в настоящее время в значительной степени оккупированный Ираком): легко представить, как горшечнику пришла в голову идея после того, как многократно вращая табурет, чтобы работать над горшком с разных ракурсов.Мы не знаем, когда гончарный круг был тоже был изобретен, но некоторые историки считают, что он может быть датирован 8000 годом до нашей эры. В самом начале форме, это было немного больше, чем поворотный стол или «турнет», установленный на центральная опора.

Фото: Сделать круглый горшок на гончарном круге намного быстрее и проще, которым также можно украсить готовый горшок. Некоторые колеса медленно поворачиваются вручную; другие быстро вращаются с помощью педали. Фото Дж. Эрика и Эдит Мэтсон любезно предоставлено Библиотека Конгресса США, Отдел эстампов и фотографий [LC-DIG-matpc-20729].

Возможно, кто-то в конце концов превратил поверните колесо на 90 градусов, чтобы создать новый вид транспорта, или возможно, колесо было полностью изобретено для этой новой цели, но еще 1000–1500 лет прошло до того, как колеса впервые стали использоваться на телегах. Скорее всего, кто-то, используя стволы деревьев в качестве катков, реализовал свое дело. было бы проще, если бы журналы можно было как-то закрепить на месте под груз, нарезанный, как салями, чтобы им было легче проходить и вокруг препятствий. Такая эффективная идея должна была получить широкое распространение и колесо попало в Европу и Азию в следующие тысячелетие.

Фото: Ранние колеса делали из закругленных срезов стволов деревьев или комков камня. с прорезанными отверстиями для оси. Такие твердые колеса превратились в более легкие и быстрые полутвердые колеса. с большой массивной доской посередине и несколькими спицами по диагоналям. Колеса со спицами, как и модель колеса тележки, показанная здесь, продвинуть идею дальше, отказавшись от стольких максимально тяжелая масса без ущерба для прочности. Это сделало возможным изобретение быстрых колесниц, такие как те, которые использовались во времена Римской империи.

Колеса работают более эффективно, если у них ровное дорожное покрытие. путешествовать по. Римляне первыми начали строительство дорог примерно с 300 г. до н. Э. способ связать разрозненные части своей империи. Роман дороги были построены аналогично современным из слоев различные материалы, в том числе большие валуны для поддержки веса, и камни меньшего размера, песок и плитка для дренажа. Часто цемент и бетон (еще один важный римский технология) использовались для связывания сыпучих материалов.Сверху имелась износостойкая поверхность из сплющенные камни, разрезанные и соединенные вместе, как лобзик. Римские дороги были построены прямыми линиями, чтобы свести к минимуму время в пути.

Разработка колеса

С точки зрения фундаментальной науки, колеса, на которых сегодня практически идентичны тем, которые впервые использовались в древности: хотя и построены из более сложных материалов, они по-прежнему по существу плоские диски, вращающиеся на твердых осях. Более интересным является колеса эволюционировали другими путями в диапазоне все более и более сложные машины.

Фото: Шестерня произошла от колеса и оси. Поставил много шестерен вместе, и вы можете преобразовывать силу и скорость в машине всеми способами.

С зубьями вокруг обода колеса становятся шестернями, способный изменять крутящий момент (вращающую силу) машины или ее скорость: шестерни позволяют велосипеду двигаться быстро или очень медленно подниматься на холм — при этом велосипедист будет крутить педали с одинаковой скоростью в обоих случаях. Установленные в барабаны колеса могут использоваться как лебедки для подъема воды из колодцев, скал. из шахт или с якорей на корабли: простые машины такого типа известные как кабестаны и лебедки.Лебедки с несколькими колесами, связаны несколькими отрезками троса, становятся шкивами: мощные машины что значительно увеличивает тяговые силы, позволяя человеку поднимать многие раз их собственный вес.

Фото: Гидротурбины (как эта с Плотина Гранд-Кули в штате Вашингтон, США) также произошла от колеса и оси. Фото любезно предоставлено Бюро мелиорации США.

Колеса — сердце турбин (машины, улавливающие энергию движущейся жидкости или газа): водяные колеса и ветряные мельницы, самые цивилизованные важные источники энергии машин в средние века, оба развивались от опорного колеса, вращающегося вокруг оси.Двигатели слишком полагаются на колеса преобразовывать топливо в энергию и управлять транспортным средством: в современном автомобиле двигатель, например, топливо сгорает в цилиндрах насосов поршней назад и далее, поворачивая смещенную от центра ось, известную как коленчатый вал, который затем приводит в действие коробку передач и опорные колеса.

За 7000 лет колесо вышло далеко за рамки своего первоначального использования. как инструмент для изготовления гончарных изделий. Помогая нам перемещать грузы, обуздывать энергию, и трансформируйте силы, это простое, но удивительно эффективное изобретение буквально позволил людям завоевать мир!

Как это работает: трансмиссия

Независимо от того, водите ли вы спортивный автомобиль мощностью 500 л.с. или экономичный хэтчбек мощностью 96 л.с., вся мощь под капотом вашего автомобиля или грузовика будет бесполезна, если крутящий момент двигателя не передается на ведущие колеса через сложный лабиринт шестерен.

Фактически, трансмиссия может быть наименее понятной частью транспортного средства. Новые инновации в области полного привода и полного привода только усугубили эту путаницу для многих водителей. Вот пример, который поможет объяснить эту загадку под половицей: что на самом деле происходит, когда вы нажимаете на педаль акселератора.

ПРИВОД ПЕРЕДНЕГО КОЛЕСА

Хотя передний привод можно найти в такой классике, как Cord 1929 года, чрезвычайно популярная современная конфигурация основана на Mini 1959 года.Его создатель, сэр Алек Иссигонис, поместил небольшой двигатель поперечно — сбоку — под капот, установил трансмиссию и дифференциал в единое целое, называемое трансмиссией, и установил его под двигателем и в задней части. В то время как у некоторых передних водителей трансмиссия устанавливается продольно — от передней к задней, но все компоненты по-прежнему находятся впереди. Поскольку передние колеса должны управлять, а также двигаться, они соединены с полуосями полуосей через сложные универсальные шарниры, называемые шарнирами равных угловых скоростей, которые могут плавно передавать мощность при жестком шарнирном сочленении.

ПРО

• Больше места для людей и груза.
• Повышенная экономия топлива за счет меньшего веса.
• Улучшенное сцепление с дорогой в мокрую погоду за счет веса, приходящегося на ведущие колеса.

CON
• Повышенный износ передних шин и подвески.
• Стесненный моторный отсек затрудняет обслуживание.
• Ограничение мощности, с которой передние колеса могут справиться, не делая рулевое управление непредсказуемым.
• Уменьшение тяги в сырую погоду при модернизации.

Коробка передач

Любая трансмиссия работает точно так же, как любая трансмиссия. Разница заключается в следующем: вместо того, чтобы быть соединенным через длинный приводной вал с задней осью, выходной вал трансмиссии приводит в движение большую шестерню, которая зацепляется непосредственно с зубчатым венцом дифференциала. А сам дифференциал (который был бы установлен на задней оси в автомобиле с передним приводом) расположен в картере коробки передач, установленной параллельно трансмиссии.При подаче мощности дифференциал распределяет ее на два передних колеса через полуоси.

Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

CVT набирают популярность и используются в нескольких новых Фордах, Сатурнах и Ауди. Вместо шестерен в вариаторе используется ремень между двумя шкивами. Один приводится валом от двигателя, другой приводит вал в блок дифференциала и ведущие оси. Оба шкива разделены так, чтобы их половины могли скользить ближе друг к другу и дальше друг от друга.По мере того, как ремень перемещается выше и ниже в шкивах, эффективные передаточные числа между ведущим и ведомым валами изменяются.

ПРИВОД ЗАДНЕГО КОЛЕСА

По-прежнему классический, задний привод был практически единственной трансмиссией в течение многих лет. Продольно установленный двигатель с трансмиссией, прикрепленной непосредственно к нему, передает мощность через карданный вал на блок дифференциала на задней оси. Дифференциал поворачивает усилие на 90 ° и передает его на задние колеса.(Некоторые спортивные автомобили, такие как Corvettes, Ferraris и Porsche, размещают комбинированную трансмиссию и дифференциал — или коробку передач — в задней части.)

Карданный вал соединяется с помощью универсальных шарниров вилочного типа и шлицевого компенсатора для обеспечения вертикального и продольного перемещения подвески.

PRO
• Лучшее распределение веса спереди / сзади обеспечивает более гибкое управление.
• Простота обслуживания благодаря разнесенным компонентам.
• Меньший износ, поскольку передние колеса не должны одновременно управлять автомобилем и тянуть его за собой.

CON
• Плохое сцепление с мокрой дорогой и устойчивость без сложных электронных средств управления.
• Уменьшенное пассажирское и грузовое пространство.

Механическая коробка передач

Коробка передач соединена с двигателем через подпружиненный диск сцепления, покрытый с обеих сторон фрикционным материалом. Сцепление должно быть выключено для переключения передач, а трансмиссия должна быть в нейтральном положении или сцепление должно быть выключено, чтобы автомобиль можно было остановить при работающем двигателе.Трансмиссия состоит из входного вала от двигателя и выходного вала к ведущим колесам. Входные шестерни могут скользить вперед и назад, чтобы зацепиться со своими выходными сопряженными. Конусы синхронизатора между скользящими шестернями и валом обеспечивают плавное переключение передач. Реверс-редуктор находится на собственном валу.

Автоматическая коробка передач

Масляный преобразователь крутящего момента, увеличивающий крутящий момент двигателя внутри корпуса трансмиссии, допускает некоторое проскальзывание, поэтому автомобиль можно остановить во время работы двигателя.Фрикционная муфта, встроенная в центр гидротрансформатора, блокирует его входной и выходной валы с одинаковой скоростью для движения по шоссе. Управляемое компьютером гидравлическое давление выбирает, какая комбинация шестерен в нескольких планетарных передачах может вращаться, изменяя соотношения между входным и выходным валами.

Открытый дифференциал

На повороте внешние колеса прорезают более широкую дугу, чем внутренние. Дифференциал должен гарантировать, что внешние и внутренние колеса могут вращаться с разной скоростью (отсюда и название), при этом обеспечивая мощность на оба колеса.Основной корпус дифференциала содержит большую коронную шестерню, которая входит в зацепление с малой ведущей шестерней, приводимой в действие приводным валом. Соотношение между зубчатым венцом и ведущей шестерней известно как передаточное число главной передачи или передаточное число задней оси. Кольцевая шестерня также вращает несущий элемент, содержащий крестовины с перпендикулярным зацеплением, которые позволяют левому и правому осям вращаться независимо. Оборотная сторона: колесо с наименьшим сцеплением ограничивает мощность, прилагаемую к дороге.

Дифференциал повышенного трения

Концепция обеспечения тяги нескользящему ведущему колесу с помощью дифференциала повышенного трения возникла, по крайней мере, в конце 1950-х годов.Хотя сейчас в старой теме есть много морщин, суть осталась прежней. Звездочки механически связаны для распределения крутящего момента независимо от условий. Это можно сделать, просто добавив подпружиненные блоки сцепления, которые предотвращают вращение крестообразных шестерен. Затем мощность передается на оба колеса до предела мощности пакетов сцепления. Пауки также могут быть пневматически или электрически заблокированы вместе, но это нарушает функцию дифференциала.

ПРИВОД НА ЧЕТЫРЕ И Полноприводные

С точки зрения тяги, лучший из миров — это когда и передние, и задние колеса приводят автомобиль в движение.Однако передняя и задняя оси вращаются с разной скоростью, за исключением движения по идеально прямой. Таким образом, единственный способ привести автомобиль в действие при поворотах по сухой дороге — это наличие разницы между ними. (На скользкой поверхности проскальзывание покрышек компенсирует разницу в скорости вращения колес.)

Многие автомобили с полным приводом имеют большую часть трансмиссии с аналогичными моделями с передним приводом, но добавляют компактный межосевой дифференциал, карданный вал и задний дифференциал. В полноприводных автомобилях используется раздаточная коробка, расположенная после трансмиссии, которая при необходимости передает мощность как на переднюю, так и на заднюю оси.При включении раздаточная коробка приводит в движение два отдельных карданных вала, которые приводят в действие отдельные дифференциалы. На настоящих полноприводных автомобилях, движущихся по бездорожью в режиме полного привода, межосевой дифференциал не используется.

PRO
• Максимальное сцепление с различными поверхностями.

CON
• Увеличенный вес, что снижает экономию топлива.
• Больше вещей, которые нужно сломать.
• Более высокая стоимость.

ПРИВОД БУДУЩЕГО

Через два десятилетия вы можете ожидать, что ваш автомобиль будет приводить в движение электрическую энергию.Скорее всего, у него будет относительно небольшой электродвигатель на каждое колесо, а концепции переднего, заднего и полного привода станут устаревшими. Электроника сможет направлять мощность на любое одно колесо, на все колеса одновременно или на любую комбинацию. Либо водородный топливный элемент, либо двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, включающий генератор, будет поставлять электричество. Поскольку затраты на разработку топливных элементов по-прежнему огромны, более экономичной альтернативой может быть замена заправочных станций водородными заправочными станциями.

Вискомуфта

Это дифференциал без шестерен. Входной вал от коробки передач (на передних колесах) и выходной вал к задним колесам несут серию пластин, которые попеременно переплетены и расположены близко друг к другу. все пластины плавают в специальной жидкости, которая при необходимости передает мощность от входных пластин к выходным. Если передние ведущие колеса начинают пробуксовывать, их валы и диски вращаются быстрее остальных.Эта разница скоростей внутри корпуса перемешивает и нагревает жидкость, которая делает ее густой и более плотно связывает чередующиеся пластины. Некоторый крутящий момент теперь передается на более цепкие колеса, пока вращающиеся колеса не восстановят сцепление с дорогой.

Torsen Дифференциал

Torsen датируется 1983 годом. С тех пор он использовался различными автопроизводителями, включая Audi и Hummer. Torsen умножает крутящий момент, поступающий от оси, которая начинает вращаться или теряет сцепление с дорогой, и передает его на более медленно вращающуюся ось с лучшим сцеплением.Шестерни обеспечивают соотношение крутящего момента и смещения 4: 1, что означает, что они могут передавать в четыре раза больше мощности на нескользящую ось, чем может поддерживать скользящая ось. Одним из больших преимуществ систем Torsen является то, что, поскольку они чисто механические, они очень быстро реагируют на проскальзывание.

Раздаточная коробка

Это отдельная коробка передач, установленная за трансмиссией. Мощность поступает в раздаточную коробку и направляется только на задние колеса или на передние и задние колеса.Отдельный карданный вал соединяет раздаточную коробку с дифференциалом передней оси. Большинство раздаточных коробок также имеют два передаточных числа: высокий и низкий. Хотя на многих автомобилях все еще есть раздаточная коробка с ручным включением, некоторые из них теперь предлагают включение с электрическим приводом.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

Как работает трансмиссия автомобиля

Добро пожаловать в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.

В нашей первой статье из этой серии мы обсудили все тонкости работы автомобильного двигателя. Мы узнали, что в результате кучи крошечных взрывов двигатель вашего автомобиля вызывает вращательное движение в коленчатом валу. Это вращательное движение, называемое крутящим моментом , и является движущей силой автомобиля.

Все хорошо.Но как передать крутящий момент от двигателя, чтобы двигать колеса автомобиля?

Ответ на этот вопрос — тема сегодняшней публикации: трансмиссия.

Что такое трансмиссия

Трансмиссия — это не отдельная часть вашего автомобиля, а скорее набор частей, которые работают вместе, чтобы передавать крутящую силу, вырабатываемую вашим двигателем, на колеса, чтобы ваш автомобиль мог двигаться.

Возможно, вы уже встречали слово «трансмиссия». Хотя это часто используется как синоним трансмиссии, это не одно и то же.Трансмиссия включает в себя все, что заставляет автомобиль двигаться, включая двигатель. Трансмиссия включает в себя то, что движет автомобилем, а не , включая двигатель. Именно на этих эксклюзивных деталях двигателя мы сосредоточимся ниже.

Есть несколько вариантов трансмиссии. В этой статье я остановлюсь на двух компонентах, используемых в большинстве автомобилей: на заднеприводной и переднеприводной. В следующей статье мы познакомимся с удивительно сложным миром полного привода и полного привода!

Задний привод

В устройствах с задним приводом мощность передается на задние колеса для перемещения автомобиля.Это трансмиссия, которая существует дольше всего и до сих пор используется во многих легковых и грузовых автомобилях.

Такая компоновка обеспечивает множество преимуществ по сравнению с передними колесами. Во-первых, он более равномерно распределяет вес между шинами, что, в свою очередь, обеспечивает лучшее рулевое управление и управляемость. Во-вторых, задний привод обеспечивает более эффективное торможение по сравнению с переднеприводными автомобилями. Наконец, что, вероятно, наиболее важно, задняя трансмиссия разделяет функции рулевого управления и управления автомобилем, что может улучшить управляемость и ускорение.В автомобилях с задним приводом только задние колеса должны перемещать автомобиль. В переднеприводных автомобилях колеса должны перемещать автомобиль вперед или назад. и поворачивают его влево или вправо. Мы поговорим об этом подробнее, когда будем обсуждать переднеприводную трансмиссию ниже.

Задний привод состоит из следующих основных частей:

Коробка передач. Я планирую посвятить целую статью тому, как работают трансмиссии, но пока поймите, что трансмиссия контролирует количество мощности, которое передается от вашего двигателя к вашим колесам.В заднеприводных автомобилях трансмиссия прикреплена к задней части двигателя посредством маховика. Трансмиссия принимает вращающееся движение — крутящий момент — от коленчатого вала двигателя и передает его …

Приводной вал. Приводной вал представляет собой вращающуюся трубку, которая соединяется с задней частью трансмиссии и передает крутящую силу, начатую в двигателе, на заднюю часть автомобиля в дифференциале (подробнее об этом чуть позже). Конструкции приводных валов бывают двух типов: торсионная трубка и Hotchkiss.

Приводные валы с торсионной трубкой использовались на старых автомобилях и до сих пор используются на некоторых грузовиках и внедорожниках. Сам карданный вал заключен в трубку . Тормозные трубки соединяют трансмиссию и дифференциал посредством одного карданного шарнира, или коротко карданного шарнира.

Приводные валы Hotchkiss являются наиболее распространенной конструкцией приводных валов. В отличие от приводных валов с торсионной трубкой, приводные валы Hotchkiss имеют открытую конструкцию, что означает, что вы действительно можете видеть вращение приводного вала под автомобилем, когда он движется.Кроме того, вместо использования одного карданного шарнира для соединения трансмиссии и дифференциала, приводные валы Hotchkiss используют два карданных шарнира.

Дифференциал. Дифференциал — это деталь размером с дыню, которая находится между двумя задними колесами. Это последняя остановка трансмиссии перед передачей крутящего момента на задние колеса. Дифференциал передает крутящий момент, заставляя их вращаться, что, в свою очередь, приводит в движение автомобиль.

Он называется «дифференциалом», потому что он позволяет двум задним колесам на одной оси двигаться с различных скоростей.Вы, вероятно, думаете: «Когда мои задние колеса будут двигаться с разной скоростью?» Что ж, обычный случай — это когда вы заходите за угол. Когда вы делаете поворот вправо, ваше внутреннее колесо (правое колесо) проходит меньшее расстояние, чем ваше внешнее колесо (левое колесо). Чтобы не отставать от внутреннего колеса, внешнее колесо должно вращаться немного быстрее. Это возможно благодаря дифференциалу. Если бы между обоими колесами было прочное соединение, одно из колес должно было бы скользить, чтобы ось продолжала двигаться.

Если вы хотите лучше понять, как работает дифференциал, посмотрите это потрясающее видео 1937 года:

Передний привод

Сегодня многие автомобили используют передний привод. Вместо задних колес движением движутся передние колеса. Следовательно, вам не нужен длинный приводной вал, который проходит по всей длине автомобиля, чтобы передавать крутящий момент для перемещения колес. Все компоненты трансмиссии — трансмиссия, дифференциал и приводные валы — находятся в передней части автомобиля.Чтобы все эти компоненты располагались спереди, в автомобилях с передним приводом двигатель размещается в автомобиле боком. Это называется «поперечным размещением двигателя». Откройте капот автомобиля — если двигатель работает горизонтально, а не вертикально, вероятно, у вас переднеприводный автомобиль.

Поскольку все части переднеприводной трансмиссии расположены в передней части автомобиля, вы можете сделать их меньше и легче. Или вы можете сделать машины больше, но просто чтобы было больше места для пассажиров.Следовательно, большинство минивэнов используют передний привод.

Еще одно преимущество переднеприводных автомобилей заключается в том, что поскольку передняя часть автомобиля имеет больший вес из-за того, что все компоненты трансмиссии находятся спереди, она обеспечивает большее сцепление с скользкими поверхностями, такими как снег. Однако вы получаете это преимущество только на более низких скоростях. Когда вы едете на более высоких скоростях, задний привод действительно обеспечивает лучшее сцепление с дорогой.

Передняя трансмиссия имеет такую же базовую настройку, что и трансмиссия на задние колеса, но детали немного другие:

Коробка передач. Вместо трансмиссии у большинства передних трансмиссий есть трансмиссия. Коробка передач объединяет трансмиссию и дифференциал в одно целое. Если у вас переднеприводный автомобиль и вы хотите заработать бонусные баллы Car Guy, называйте свою трансмиссию не трансмиссией, а трансмиссией.

В то время как большинство автомобилей, в которых используются коробки передач, устанавливают их непосредственно рядом с двигателем, некоторые спортивные автомобили используют коробки передач на заднеприводных поездах для равномерного распределения веса.

Полуось. Поскольку все компоненты трансмиссии находятся в передней части автомобиля, автомобили с передним приводом не нуждаются в длинных приводных валах для передачи крутящего момента на колеса. Вместо этого полуось соединяется от коробки передач с колесом в сборе.

Вместо карданных шарниров полуоси соединяют трансмиссию и колесо в сборе с шарнирами равных угловых скоростей или ШРУСами. ШРУСы используют механизм на шарикоподшипниках для уменьшения трения и обеспечения более сложных движений колес, используемых в автомобилях с передним приводом — помните, автомобили с передним приводом должны не только двигать автомобиль вперед, но и поворачивать его влево и вправо. .

Ну вот и все — основы трансмиссии. Теперь вы можете объяснить своему пятилетнему сыну, как движется ваша машина. Если вам нужна дополнительная информация об автомобильных системах, посмотрите книгу How Cars Work . Это очень помогло мне в моих исследованиях. Автор отлично справляется с переводом вещей на язык, понятный даже новичку.

В следующем сеансе Gearhead 101 мы рассмотрим еще два типа трансмиссии: полный привод и 4X4.

Иллюстрации Теда Слампяка

Теги: Автомобили

Анатомия колеса 101: Структура

Добро пожаловать в раздел «Анатомия колеса 101». Сегодня мы рассмотрим основные структурные аспекты автомобильных колес, уделяя особое внимание внешнему двигателю или структурной поверхности колеса. Студенты, если вы все займите свои места, мы можем начать занятие.

Внешняя поверхность — это часть колеса, которую вы можете видеть, когда оно прикручено к автомобилю. Мы часто называем его «косметической поверхностью», но это также и структурная поверхность колеса, поскольку другая сторона, по сути, должна быть открытым цилиндром.Это делает внешний безликий напрямую уязвимым для ударных повреждений, поскольку открытый цилиндр просто согнуть легче, чем конструкцию, но это также может значительно усугубить нанесенное повреждение.

Центральный канал

Конструктивно пустое пространство внутри центрального отверстия является одним из самых важных мест на колесе. Это отверстие входит в конец оси, когда колесо прикручивается. Именно эта посадка между сиденьем оси и центральным отверстием действительно выдерживает вес автомобиля, поскольку гайки служат только для удержания колеса на оси.По этой причине OEM-колеса изготавливаются таким образом, чтобы плотно прилегать к осевым сиденьям предназначенных для них автомобилей. При покупке колесных дисков на вторичном рынке необходимо следить за тем, чтобы центральное отверстие было такого же размера или больше, чем размер OEM — достаточно большого, чтобы поместиться на ось. Большинство правильных колес послепродажного обслуживания будут иметь центральные отверстия, которые больше, чем размер OEM, поэтому зазор между ними должен быть заполнен «проставками с центром в ступице», чтобы избежать повреждения обоих колес и гаек.

Пластина

Вокруг центрального отверстия обычно имеется значительный кусок металла, который прерывается только отверстиями для болтов.Мы называем это тарелкой. Пластина является сердечником колеса, точкой контакта с опорой оси, болтами проушины и боковой поверхностью ротора. Все остальное на колесе подключено обратно к пластине.

Спицы

По сути, спицы — это конструкции между пластиной и внешним краем колеса. Они спроектированы так, чтобы связывать колесо вместе, поддерживать внешний край и противостоять ударам. Дизайн спиц сильно различается, от классических 5-спицевых узоров до замысловатых наложений нескольких феерических фраз с буквой «Y».Важно отметить, что прочность и устойчивость конструкций спиц к повреждениям также различаются, потому что, если спица треснет в результате удара, характер структурных отношений таков, что попытки отремонтировать ее с помощью сварки будут неразумными и, возможно, опасными.

Блюдо

Хотя это также относится к внешней части колеса из трех частей, тарелка обычно считается той частью колеса, которая выходит за пределы спиц. Колесо, в котором спицы утоплены в дюймах ниже кромки, называется «колесом с глубоким углублением».«Колеса с глубоким покрытием в основном созданы для внешнего вида, а дополнительное пространство используется для демонстрации полировки или другой красивой отделки. Однако чем глубже тарелка, тем более уязвима поверхность колеса для ударных повреждений, поскольку внешний обод болтается в пространстве. Чем больше расстояние от спиц, тем больше рычагов воздействия необходимо для того, чтобы согнуть этот внешний обод или, в худшем случае, сложить тарелку относительно спицы и разбить ее. Этот вид трещины также небезопасно ремонтировать, так как ремонт неизбежно слабее исходного и может привести к катастрофическому отказу.

Окружность болта

Окружность болта — это окружность, описываемая центрами болтов проушин. Его диаметр необъяснимо называется диаметром окружности болта или BCD. Количество болтов плюс BCD составляет набор болтов, так что 5 болтов с проушинами на 4,5-дюймовом BCD можно описать как разболтовку 5×4,5 дюйма. Расположение болтов различается у разных производителей автомобилей, иногда даже у разных модельных рядов. Например, большинство колес BMW имеют размер 5×120 мм, за исключением некоторых очень ранних моделей 4×100 мм, в то время как почти все колеса Mercedes имеют размер 5×112 мм, поэтому вы не можете скрестить колеса с одного на другое.

Шток клапана

Где-то на колесе нужно просверлить небольшое отверстие для стержня клапана, того универсального механизма, с помощью которого мы наполняем шины воздухом. Просто это небольшое отверстие часто делает одну сторону колеса легче, чем другую — достаточно, чтобы хороший балансировщик вращения часто вынужден был это компенсировать. Штоки клапанов варьируются от старых добрых защелкивающихся резиновых штоков до причудливых металлических штоков с резиновыми прокладками и до нынешнего обязательного взрыва модулей TPMS со штоками клапанов на них.

На этом мы завершаем наш модуль по структурным аспектам автомобильных колес. Спасибо за внимание, и, пожалуйста, присоединяйтесь к нам в следующий раз на Wheel Anatomy 201, в котором основное внимание будет уделено внешнему цилиндру и точкам передачи энергии колеса.

Что заставляет колеса двигаться в машине?

Ключевым компонентом, заставляющим колеса автомобиля двигаться (и в конечном итоге приводить в движение автомобиль), является двигатель внутреннего сгорания. Большинство автомобилей сегодня используют бензин для работы двигателя, который, в свою очередь, приводит в движение автомобиль.Весь процесс можно разбить на несколько частей.

Источник энергии: топливо

Бензин, который вы заливаете в машину, получают из сырой нефти. После того, как нефть была извлечена из земли, она попадает на нефтеперерабатывающий завод, где нагревается и разделяется на различные части. Самые легкие части, содержащие бензин, испаряются и конденсируются в отдельном резервуаре, в то время как более тяжелые части опускаются на дно. После дальнейшей обработки бензин готов к использованию в качестве топлива для автомобилей.

Сгорание: сжигание топлива

Двигатель автомобиля сжигает бензин для выработки энергии.Он работает, всасывая бензин из бака по топливной магистрали в один из его цилиндров. Двигатели разные, но у типичного четыре или шесть цилиндров. Каждый из них последовательно всасывает небольшое количество бензина вместе с небольшим количеством воздуха, прежде чем воспламенить его искрой от свечей зажигания. Небольшой взрыв в результате горящего топлива толкает поршень в нижней части цилиндра вниз. Это движение вниз от каждого из цилиндров поворачивает приводной вал двигателя. Газы, образующиеся при сгорании, включая углекислый газ и водяной пар, выводятся из цилиндра и покидают выхлопную трубу автомобиля в качестве выхлопа.

Подключение питания: приводной вал

Приводной вал автомобиля — это механическая часть, которая соединяет двигатель с колесами. Приводной вал, который на большинстве автомобилей проходит по всей длине автомобиля к задним колесам, вращается, когда двигатель внутреннего сгорания сжигает бензин. Поворотный приводной вал передает мощность на заднюю ось и колеса, которые также заставляют их вращаться, перемещая автомобиль вперед.

Колеса и шины

Большинство автомобилей имеют четыре металлических колеса, прикрепленных к концам осей, передней и задней.Несмотря на то, что колеса вращались бы без шин, машина далеко не уехала. Шины обеспечивают сцепление колес с дорогой. Без них колеса машины быстро вращались бы на дороге, не двигая машину вперед. Колеса также могут повредить асфальтированную дорогу. Шины изготовлены из специальной закаленной резины, которая плотно прилегает к колесам автомобиля (резина жидкая, без предварительной затвердевания).

Различные типы двигателей

Не все автомобили оснащены двигателями внутреннего сгорания.