Устройство, конструкция, параметры колесных шин и дисков автомобиля

Камерные шины

В XXI веке, камерные шины практически вымещены с рынка бескамерными аналогами. Новые технологии, позволили улучшить конструкцию колеса и сделать его производство менее затратным.


Среди самых общеизвестных недостатков камерных покрышек, можно вспомнить такие, как:

  • увеличение массы собранного колеса, что повышало статический дисбаланс (колесо подпрыгивает) обеспечивая дополнительную нагрузку на подвеску, сокращая её срок службы;
  • быстрая утечка воздуха в момент прокола, что застигало врасплох водителей и повышало риск аварийной ситуации;
  • неремонтопригодность собранного колеса после прокола. Необходимо было сделать разбортировку, найти место повреждения, отремонтировать камеру и только после этого поставить покрышку на диск;
  • При покупке, колёса выходили более дорогими, так как вместе с шинами приходилось приобретать камеры.

Кроме минусов, есть и плюсы. Например, если покрышка прохудилась, то её можно эксплуатировать ещё какое-то время. Такая ситуация может быть связана с тем, что резину определённой модели, очень сложно достать в магазинах.

Как оказалось, отличить бескамерные шины от камерных, достаточно легко. Визуальный осмотр и выискивание индекса на покрышке, в считанные секунды помогут определить тип изделия. Если остаются сомнения, то можно разбортировать колесо и определить его комплектность.

Что такое разноширокие колеса

Что такое разноширокие колеса? Это комплект колёс для одного автомобиля с разной шириной профиля. Гонщики и стритрейсеры называют их — спарки. Для примера возьмём не гоночный автомобиль, а серийный купе Mercedes CLC (2008). Производитель заранее разрабатывает ходовую часть машины, используя следующие размеры шин:

  • передняя ось — 205/55 R16;
  • задняя ось — 225/50 R

Как видно, покрышки для задней оси шире на 20 мм, а высота профиля ниже на 5 единиц. Низкий профиль снижает диаметр колеса, повышая крутящий момент. Такая формула расчёта используется многими автоконцернами в марках машин: BMW, Ford, Porsсhe (VW group), Lexus (Toyota) с двигателями от 200 л/с.

Для каких автомобилей подходят

Необходимо понимать, резина с усиленными боковинами предназначена для определенных автомобилей. Устанавливать ее, к примеру, на Daewoo Matiz бесполезно. Перечислим транспортные средства, наиболее подходящие для подобных шин.

  • Автомобили, предназначенные для больших скоростей. Спортивная машина может разгонятся до 270 км/ч. Обычная резина на таких скоростях с большей долей вероятности быстро порвется, а усиленная боковина защищает от повреждений.
  • Внедорожники. Надежная резина является важным элементом поездок по бездорожью. Во время таких поездок часто приходится наезжать на различные препятствия, боковина должна быть нормально защищена от повреждений.
  • Если вы просто часто выезжаете в места с некачественной дорогой. Тогда проблем с резиной у вас будет немного, служить она будет дольше.

Достоинства и недостатки

Достоинства

Бездисковые колеса по сравнению с дисковыми имеют меньшую массу (на 10-15 %), более удобны при монтаже и демонтаже в случае выполнения ремонтных работ с шинами, обеспечивают лучшие условия охлаждения тормозных механизмов, имеют меньший вес; более надежное крепление колеса к ступице, исключающее самоотвинчивание крепежных гаек; более быстрый и легкий демонтаж; меньшие радиальные и осевые биения; лучший доступ к вентилям внутренних задних шин; лучшие вентиляционные качества, облегчающие теплоотвод от шин и тормозных барабанов.

Недостатки

  • Сложность обеспечения герметичности обода при применении бескамерных шин.
  • Сложность обработки посадочных и стыковых поверхностей секторов.
  • Большая металлоемкость.

Бескамерные шины – как устроены

Бескамерная шина, сама является камерой. Для герметизации, внутренняя поверхность покрышки обладает усиленным слоем резины, толщиной 2 мм. Во избежание утечки воздуха в месте соединения с диском, борт шины имеет более мягкую структуру и округлую конструкцию, в виде замка. Основные технические преимущества перед камерной шиной выглядят так:

  • шины меньше нагреваются во время движения, так как отсутствует трение с камерой;
  • после прокола, возможно отремонтировать колесо без разбортировки;
  • при попадании «шпиона» в протектор, в большинстве случаев можно продолжить движение;
  • меньший вес колеса, так как отсутствует камера, которая весит порядка 0,6 – 1,7 кг. (последний вес для а/м «Газель»).

Дополнительно стоит сказать, что у бескамерных шин улучшенная теплоотдача. Это значительно снижает риск разрыва колеса, при движении на трассе в жаркую погоду.

Колеса грузовых автомобилей из легких сплавов

Колеса из легких сплавов используются, в частности, при перевозках, когда экономия массы имеет большое значение

Сюда от­носится перевозка цистерн, где очень важно не превышать максимальной снаряженной массы. В этих ситуациях более дорогие легко­сплавные диски обычно окупаются в течение первого года эксплуатации

Кованое легкосплавное колесо состоит из монолитного блока высокопрочного алю­миниевого сплава. Блок прессуется в форму колеса на мощных прессах. После ковки колесо подвергается тепловой обра­ботке для улучшения своих механических свойств.

Эта высокоточная обработка обеспечивает абсолютно точное вращение каждого колеса, без биения. Радиальное и поперечное биение отсутствуют. Перед полировкой колеса до блеска в нем сверлятся вентиляционные от­верстия и отверстия под болты.

Преимуществами легкосплавных колес являются улучшенные вибрационные харак­теристики, чуткое реагирование подвески, снижение расхода топлива и более высокая полезная нагрузка.

В следующей статье я расскажу об автомобильных шинах.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Повышенный износ шин

Износ шин зависит от целого ряда факторов, однако есть два типичных фактора, связанных с системой рулевого управления. Неправильно отрегулированное схождение или расхождение приводит к быстрому и интенсивному износу протектора, одинаковому на двух передних шинах. Износ этого типа называют “пилообразным”.

Если острые края секций проектора обращены внутрь, к центру автомобиля, это указывает на повышенное схождение колес. Если острые кромки обращены наружу, это указывает на повышенное отрицательное схождение (расхождение).

Если неправильно отрегулирован развал колес, возникает показанный угловой износ протектора. Например, при наличии повышенного отрицательного развала колес шина изнашивается на внутренней стороне.


Если развал колес на двух сторонах автомобиля неодинаков, возникает боковой увод к той стороне, на которой положительный развал больше. В большинстве переднеприводных автомобилей развал колес не регулируется, и неисправные (изношенные или поврежденные) элементы следует заменять.

Своевременное обслуживание ходовой части автомобиля и контроль минимально допустимой глубины протектора обеспечивают безопасное дорожное движение

Не забывайте про важность периодической проверки колес, и удачи Вам на дорогах

Строение автомобильной шины

Шина может быть камерной или бескамерной. В камерной шине находится резиновая камера, которая и заполняется воздухом. А сама шина без камеры называется покрышкой. Покрышка состоит из каркаса (корда) и протектора, а также боковин и бортов.

Каркас шины является главной частью покрышки, ее силовой основой. Он выполняется из нескольких слоев специальной ткани – корда. Корд воспринимает давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки от дороги снаружи. Материалом нитей корда могут служить: хлопок, вискоза, капрон, нейлон, металлическая проволока, стекловолокно и прочие материалы.

Протектор это толстый слой резины с определенным рисунком, он расположен на наружной поверхности покрышки и непосредственно соприкасается с поверхностью дороги.

Рисунок протектора может быть дорожным, универсальным и специальным, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.

В бескамерной шине отсутствует, и не предусмотрена, резиновая камера для воздуха. Полость, заключенная между покрышкой и ободом должна быть герметичной, так как непосредственно она и заполняется воздухом. Поэтому диск для бескамерной шины отличается от обычного диска наличием уплотняющих буртиков на ободе

При покупке дисков на это следует обращать внимание. Если же вы используете шины с камерой, то подойдут любые диски, буртики вам не помешают

Шины бывают с диагональным и радиальным расположением нитей корда, в зависимости от конструкции каркаса.

В диагональных шинах нити корда располагаются перекрестно, угол их наклона составляет 35 — 38°. То есть они соединяют боковины покрышки по диагонали.

В радиальных шинах нити корда расположены почти под прямым углом по отношению к бортам. Основными достоинствами радиальных шин являются: хорошее сцепление с дорогой, малое сопротивление качению и большой срок службы. Так как они более эластичны, чем диагональные, то поездка на автомобиле становится более комфортной и безопасной. Однако при грубом обращении с радиальными шинами, срок их службы может снизиться до первого наезда на бордюрный камень, ввиду слабых по прочности боковин таких шин.

Маркировка шин

При покупке шин внимательно изучайте их маркировку. Например, на боковине шины можно увидеть надпись 175/70 R13. Это означает:

  • 175 –ширина профиля шины в миллиметрах;
  • 70 – соотношение высоты профиля шины к ее ширине в процентах;
  • R – радиальная шина (с радиальным расположением нитей корда);
  • 13 – посадочный диаметр шины в дюймах (один дюйм равен 2,54 сантиметра);

Параметры шин и дисков для конкретной модели вашего автомобиля вы можете найти в заводской инструкции по его эксплуатации.

Зимняя резина летом

Максимально яркая разница в использовании летних и зимних шин летом проявиться на мокром асфальте. Кроме того, зимняя резина в летнее время может навредить водителю в момент экстренного торможения.

Чтобы лучше показать, как отличить зимнюю резину от летней, можно провести небольшие испытания — аквапланирование. На мокрой дороге после дождя с лужами и потоком воды на летней резине нежелательные эффекты появляются уже на скорости около 80 км/ч. В случае, если будет установлена зимняя, то такой же эффект будет наблюдаться уже при 70 км/ч.

Если провести тестирование экстренным торможением, то не остается никаких сомнений в том, что летом зимние покрышки использовать совсем нецелесообразно. Тормозной путь, в сравнении с летними колесами, будет больше на 30% и более. Это говорит о том, что ездить летом на зимней резине очень рискованно и небезопасно.

Насколько важно соответствие шин различным погодным условиям, можно понять, посмотрев хотя бы один заезд «Формулы 1». Больше половины комментариев составляет обсуждение того, какие шины на каком болиде стоят, нужно ли их менять, сколько они прошли кругов и т

п. В гран-при изменение температуры воздуха или асфальта на пару градусов может серьёзно повлиять и на результат, и на безопасность. Что же говорить про сезонные колебания в нашем континентальном климате?

Так какая связь между температурой и выбором покрышки? — Прямая. Все когда-нибудь видели эффектные кадры, как разбиваются предметы, опущенные в жидкий азот: супернизкие температуры разрушают связи и предмет становится хрупким. Но даже разница в 10-20 ˚С может кардинально изменить свойства материи. Всё это справедливо и по отношению к резине как основному компоненту автомобильных шин. Чем ниже температура, тем твёрже покрышка. При этом снижаются её сцепные свойства, что отрицательно сказывается на управляемости и торможении. При повышении температуры увеличиваются сцепные свойства, возникает большее сопротивление качению, и как следствие, растёт расход топлива и износ шины.


Для того чтобы эти процессы сбалансировать, шинные компании разработали летние и зимние покрышки, которые отличаются химическим составом и рисунком протектора.

Резина, используемая в летних шинах, более жёсткая , выдерживает контакт с разогретым в жару асфальтом, достаточно износостойка. Её свойства сбалансированы между сцеплением с поверхностью и сопротивлению качению, шина достаточно эластична, чтобы «держать» автомобиль на заложенном курсе, но при этом не изнашивается за 100 км пробега. При низких температурах покрышка становится жёсткой, а способность к уверенному контакту с дорогой стремительно уменьшается, процесс качения начинает больше походить на скольжение.

Зимние шинные имеют более мягкий состав резины , поэтому при плюсовых температурах она становится очень мягкой и быстро изнашивается. Но когда показания термометра ниже 0, зимняя шина достаточно эластична, чтобы давать возможность уверенно управлять автомобилем. Помимо самого химического состава, зимняя шина может быть более пористой для увеличения площади контакта. Особенно это хорошо сказывается на движении по льду, когда мельчайшие неровности цепляются за почти гладкую поверхность, сокращая тормозной путь.

Пограничной температурой для обоих типов шин является +10 ˚С. При её установлении лучше «переобуться».

Что же касается рисунка , то в летнем варианте он имеет больше продольных и выводящих канавок, которые необходимы для увода влаги из пятна контакта и уменьшения последствий аквапланирования. Такие же выводящие канавки характерны и для зимних шин, но они более глубокие, а блоки, которые они разделяют, более крупные. Часть рисунка имеет поперечную направленность для лучшего сцепления со скользкой поверхностью.

Есть ещё и так называемые «всесезонные» шины . Это самый бюджетный вариант, но он имеет больше недостатков, позаимствованных у летних и зимних покрышек, чем достоинств. Так, летом эти шины из-за большей мягкости быстрее изнашиваются, а зимой менее эластичны. Лучше всего «всесезонка» ведёт себя в околонулевых температурах.

Любой автомобилист, у которого есть хотя бы небольшой стаж езды, знает на своем опыте, как важно выбрать хорошую резину. От нее зависит качество и безопасность езды

Кроме того, в нашей стране обязательно нужно ездить на резине, соответствующей сезону. Из-за этого уже штрафуют. И дело не в том, что сотрудникам ГИБДД нужно обязательно к чему-то придраться, просто это действительно создает опасность, когда водитель не «переобул» машину, причем, не только для него самого, но и для остальных участников дорожного движения. Очень важно, еще и правильно выбрать шины.

Угол схождения колес

Угол схождения колес (разность расстояний между внутренними поверхностями задней и передней частей шин переднего либо заднего моста (Б – А)) необходим для того, чтобы обеспечить параллельное качение колес, так как при движении автомобиля из-за установки колес с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колес на угол 0,5-1,0 от вертикальной плоскости автомобиля, что приводит к качению колес по расходящимся дугам. Кроме того, угол схождения предохраняет колеса от проскальзывания при наличии люфта в сочленениях рулевых тяг, подшипниках колес.

Углы схождения колес изменяются из-за изнашивания шарнирных соединений рулевой трапеции и деформации ее рычагов.

Угол схождения колес вызывает увеличенный ступенчатый износ протектора с образованием острых кромок, направленных к продольной оси автомобиля (при увеличенном угле) или наружу (при уменьшенном угле).

Характерной особенностью подвески переднеприводных автомобилей являются близкие к нулю или даже отрицательные значения углов развала и схождения колес. Расположение передних колес под такими углами обеспечивает их параллельность при движении, когда на них передается крутящий момент от двигателя автомобиля.

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!

Угол поперечного наклона оси стойки

Угол поперечного наклона оси стойки определяется углом, образуемым осью стойки, верхняя часть которой отклонена внутрь, с вертикальной плоскостью. Угол считается положительным, если нижняя часть оси наклонена назад.

Такой наклон оси совместно с углом развала уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси подвески с дорогой и точкой центра контакта шины, т.е. уменьшается плечо А момента, который необходимо приложить при повороте колес автомобиля, а значит, облегчает управление автомобилем.

Этот угол также содействует улучшению стабилизации передних колес автомобиля, особенно при небольших скоростях движения. Благодаря поперечному наклону при повороте автомобиля происходит небольшой подъем его передней части. Масса поднятой части автомобиля стремиться вернуть колесо после поворота в положение, соответствующее прямолинейному движению.

Разность внутреннего и наружного углов поворота необходима для исключения проскальзывания колес при их повороте.


Неправильные установка углов развала, схождения и соотношение углов поворота колес приводят к тому, что в местах контакта колес с дорогой они не только продолжают вращаться, но и частично скользят по ней. Проскальзывание колес приводит к повышенному изнашиванию шин, дополнительным энергетическим затратам. Неточно установленные углы поперечного и продольного наклона оси нарушают стабилизацию колес. В связи с этим пятна контакта шин левого и правого колес располагаются неодинаково по отношению к проекции оси поворота на плоскость дороги.

На предприятиях автосервиса для определения углов установки колес используют:

  • динамические (фиксирующие диагностические параметры вращающихся колес автомобиля)
  • статические (для проверки углов установки колес неподвижного автомобиля) стенды

История

Бездисковые колёса начали появляться ещё в 1920-х годах XX века, однако своё распространение стали получать ближе к 1940-м годам. Наиболее распространенным типом такого колеса стала конструкция стала типа «Трилекс» (TRILEX), разработанная в Швейцарии в 1929 году[источник не указан 317 дней]. Их начали применять на грузовых автомобилях грузоподъёмностью свыше 6-8 тонн и общей массой свыше 10-12 тонн, то есть у тех, у которых номинальная нагрузка на колесо превышала 20 кН, а также на автобусах или троллейбусах, созданных на шасси или агрегатной базе таких грузовиков. В Европе и США массовое применение бездисковых колёс на тяжёлом автотранспорте получило широкое распространение к 1950-м годам.

В СССР первым серийным дорожным грузовым автомобилем, получившим бездисковые колёса, стал МАЗ-500, а внедорожными — полноприводные армейские грузовики ЯАЗ-214 и МАЗ-502. Позднее бездисковые колёса стали применять и на тяжёлых грузовиках КамАЗ и КрАЗ. С начала 1960-х такой тип колёс стали устанавливать и на новые модели советских автобусов и троллейбусов. Например, на троллейбусах ЗиУ-5 (с 1963 года), на автобусах ЛАЗ-699 и ЛиАЗ-677 — машинах, имевших полную массу более 12-14 тонн. Широко бездисковые колёса применялись и на автобусах Ikarus, особенно на моделях, предназначенных для экспорта в СССР.

К 1980-ым годам на Западе, постепенно, начали отказываться от широкого применения бездисковых колёс на автомобильном транспорте. В странах постсоветского пространства отказ от использования типа таких колес начался, примерно, с конца 1990-х. Большая часть современного грузового автотранспорта вновь использует колёса с дисками.

Устройство жесткого диска

Конструкция устройства жесткого диска — стандартна. Основной элемент — диски, изготовленные из алюминия, керамики или стекла (их может быть от 1 до 10). В просторечии они иногда называются пластинами или блинами. Диски покрыты тонким слоем ферромагнитного вещества, который и делает возможным запись и хранение информации. Для защиты слоя его сверху покрывают одним или (в дорогих моделях) несколькими слоями разного состава.

Блины надеты на подвижную ось (шпиндель), и зафиксированы сверху прижимным кольцом. Необходимые зазоры между дисками обеспечивают разделительные кольца, изготовляемые из полимеров или немагнитных сплавов. Кроме колец, между дисками находятся пластиковые или алюминиевые подковообразные пластины-сепараторы. Их назначение — оптимизация воздушных потоков внутри гермозоны и снижение уровня сопутствующих шумов. Считается, что алюминиевые сепараторы лучше справляются с задачей (они заодно охлаждают разогретый вращающимися дисками воздух).

Внутри корпуса находится двигатель, который раскручивает шпиндель и разгоняет до нужной скорости диски. Он управляется и питается через контактную площадку.

Для каждой «рабочей» поверхности диска есть одна (и только одна) магнитная головка, которая крепится на так называемом слайдере. Миниатюрная пластинка (слайдер) позволяет головке «планировать» над поверхностью диска. Слайдер крепится на пружинной подвеске. Несколько головок соединяются в блок (БМГ). Он установлен на кронштейне, в просторечии — «коромысле» с помощью подшипника, обеспечивающего их плавное перемещение. Конструкцию двигает привод БМГ, состоящий из катушки и двух мощных магнитов. Движение контролируют два ограничителя БМГ. Фиксатор обеспечивает неподвижность головок в зоне парковки.

Ток, поступающий с головок, настолько слаб, что для его усиления прямо на БМГ расположен чип, называемый предусилителем. Как понятно уже из названия, он усиливает сигнал (который сам не дойдет до платы управления, затухнув в пути) и посылает его через кабель на контактную площадку.

Все вышеописанное помещается в металлический корпус — короб, наглухо закрытый крышкой с резиновой прокладкой. Открывать его следует только в исключительных случаях — сбить тонкую настройку внутренних элементов винчестера очень легко.

Корпус называется гермоблоком («банкой» на профессиональном жаргоне). Иногда так называют емкость со всем содержимым. Короб не является полностью герметичным и имеет небольшое отверстие для выравнивания давления. Поскольку для правильного функционирования жесткого диска необходим очень чистый воздух, отверстие закрыто многослойным фильтром. Часто в фильтр добавляют силикагель — это помогает регулировать влажность внутри гермозоны.

Другой фильтр, называемый циркуляционным, расположен на пути воздушных потоков и собирает микроскопические частицы металла и смазки, неизбежно образующиеся в процессе работы любого, даже самого тонкого, устройства.

На внешней стороне корпуса находится плата управления, координирующая работу винчестера. Посредине платы находится процессор, который иногда еще называют микроконтроллером. Новые модели, как правило, состоят из двух частей: самого процессора, выполняющего необходимые расчеты и устройства чтения и записи. Устройство (или по-другому «канал») получая сигнал с головок, преобразует его в двоичный код. В режиме записи оно наоборот, превращает данные в аналоговый код. Процессор также управляет другими компонентами платы через порты ввода и вывода. С начинкой гермозоны он сообщается через контактную площадку.

Здесь же находится стандартный чип памяти, часть которой занята прошивкой. Следующий чип — контроллер, управляет двигателем, вращающим шпиндель с дисками, и блоком головок. Он также контролирует расположенные на плате источники питания, которые поставляют энергию процессору.

На плате установлена автономная флэш-память (в ней находится часть прошивки). После включения компьютера контроллер загружает ее и начинает выполнять полученные команды.

Датчики вибрации (на плате их может быть от двух и больше), улавливают сотрясения и передают данные контроллеру. Последний должен немедленно остановить диски и вернуть головки на парковочное место. Увы, помогает не всегда.

Другое, более надежное защитное устройство на плате — ограничитель напряжения. При его перепадах жертвует собой и сгорает.

Итоги

Владелец велосипеда при выборе должен ориентироваться на главный показатель – свой стиль езды. Отчего стоит в дальнейшем и отталкиваться, чтобы определиться насколько прочным должен быть обод. В зависимости от метода изготовления, используемого материала и количества стенок внутри, будет меняться конечная стоимость и устойчивость конструкции к ударам и другим внешним воздействиям от степени агрессивности езды.

Наиболее часто используемый вариант, это обод из сплава алюминия и двумя перегородками внутри, он является оптимальным по стоимости и износостойкости для большинства велосипедистов.


С этим читают