какие колеса устанавливают на автомобилях
Колеса и шины автомобиля. Их устройство и маркировка
Что такое колеса?
Колесо — это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.
Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные. Одинарное колесо устанавливается на одной ступице и несет одну шину, а сдвоенное имеет два обода, смонтированных на одной ступице и несущих две шины.
На автомобилях применяются следующие виды колес:
Дисковое колесо — это неразборный узел, состоящий из обода колесного диска. Дисковое колесо грузового автомобиля может иметь составной обод, один из бортов которого состоит из съемного разрезного замочно-посадочного кольца и съемного бортового кольца, которые в сборе образуют обод. Варианты исполнения дисковых колес представлены на рисунке:
Рис. Исполнения дисковых колес:
а — колесо с цельным неразборным ободом (1 — посадочная полка; 2 — монтажный ручей; 3 — диск колеса); б — колесо со вставным ободом (1 — бортовое кольцо; 2 — замочно-посадочное кольцо; 3 — диск колеса)
Колесо с разборным ободом — это колесо, в котором один или два разборных обода крепятся непосредственно на ступице, развитой до размера обода. Такие колеса широко применяются на тяжелых автомобилях и автобусах.
Составное колесо состоит из двух элементов, каждый из которых включает часть обода. После сборки элементы образуют обод с двумя закраинами. Такие колеса применяются для крупногабаритных широкопрофильных шин и шин с регулируемым давлением.
Типоразмер колесного диска может быть обозначен следующим образом:
5,5 J x 15 H2 ET30
Здесь: 5,5 — указание ширины обода в дюймах. Данное значение выбирается из стандартного ряда: 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0 дюймов (размер а на рисунке);
J — тип конструкции боковых закраин обода диска (может быть J, JJ, JK, К или L);
15 — монтажный диаметр обода в дюймах. Стандартный ряд для легковых автомобилей — 10; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; l9 дюймов, для грузовых автомобилей и прицепов — 16; 20; 22,5; 24 дюйма (размер dM на рис. 4.25);
H2 — тип конструкции кольцевых выступов на посадочных полках обода, служащих для надежного удержания бескамерной шины на диске (например, Н, Н2, FH, АН и др.);
ET30 — вылет колеса в миллиметрах. Вылет — это расстояние между продольной плоскостью симметрии обода и привалочной плоскостью ступицы колеса.
Рис. Колесо с разборным ободом: 1 — обод, 2 — прижим; 3 — ступица
Соединение колеса со ступицей обеспечивает передачу крутящего момента и центрирование колеса на ступице. Крепление штампованных дисковых колес легковых автомобилей производится, как правило, с помощью болтов или гаек, имеющих коническую центрирующую поверхность. Центрирование литых дисков колес осуществляется по посадочному пояску ступицы. Узел крепления включает шпильки и унифицированные гайки, снабженные свободно вращающимися шайбами, которые исключают возможность повреждения диска. Вместо шпилек и гаек могут использоваться болты.
Соединение дискового колеса со ступицей грузовых автомобилей осуществляется с помощью шпилек и гаек со сферической опорной поверхностью или шпилек и унифицированных гаек со свободно вращающимися шайбами.
Крепление колес с разборным ободом производится специальными крепежными элементами (прижимами), которые прижимают коническую посадочную поверхность обода к соответствующей поверхности ступицы, имеющей угол наклона 28°.
Пневматическая шина — это упругая оболочка, предназначенная для установки на ободе колеса и заполняемая воздухом под давлением. Основным элементом шины является покрышка, непосредственно воспринимающая нагрузки на шину со стороны дороги. Она состоит из каркаса, протектора, брекера, бортов и боковин.
Каркас — это силовая часть покрышки, состоящая из одного или нескольких слоев корда, закрепленных на боковых кольцах.
Протектор — наружная резиновая часть покрышки с рельефным рисунком, обеспечивающая сцепление шины с дорогой предохраняющая каркас от повреждений.
Брекер — часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и способствующая более равномерному распределению по поверхности колеса действующих на него нагрузок.
Борта — это жесткие части покрышки, служащие для крепления шины на ободе.
Боковины — резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от механических повреждений и проникновения влаги.
По конструкции каркаса и брекера различают диагональные и радиальные шины. По способу герметизации внутренней полости (при сборке с ободом) шины бывают камерные и бескамерные.
Рис. Типы рисунков протектора шин
По типу рисунка протектора различают шины:
Маркировка автомобильных шин
При изготовлении шины легкового автомобиля на ее борт может наноситься следующая маркировка:
175 / 70 R 13 82 Т
Здесь: 175 — ширина профиля шины в миллиметрах;
70 — высота профиля шины, выраженная как процентное отношение к ширине. В указанном случае высота составляет 70 % от ширины (175 мм), т.е. 122,5 мм. Часто высоту профиля называют серией. Иногда в обозначениях шины номер серии отсутствует. Эти шины называют полнопрофильными. Отношение высоты к ширине такой шины составляет 80…82 %;
R — буквенный индекс радиальной шины (R). В диагональных шинах буквенный индекс отсутствует;
13 — обозначение посадочного диаметра шины, соответствующее монтажному диаметру обода в дюймах;
82 — индекс или коэффициент нагрузки. Это условный показатель, указывающий на допустимую нагрузку на шину. Иногда нагрузка указывается на самой шине. Например, за надписью Max Load
следуют два числа: первое — в килограммах, второе — в фунтах;
T — индекс скорости. Данный показатель указывает на максимально допустимую скорость, при которой производитель гарантирует сохранение заложенных эксплуатационных характеристик шины. Соответствие скоростей и индексов приведено на рисунке.
Рис. Соответствие индексов предельно допустимой скорости шины
Помимо типоразмера на боковине покрышки обязательно указываются товарный знак, наименование фирмы-производителя и название модели шины.
Кроме перечисленных на шину могут быть нанесены другие обозначения:
Шины грузовых автомобилей и автобусов могут обозначаться следующим образом:
Здесь: 10,00 — ширина профиля шины в дюймах
R — буквенный индекс радиальной шины
20 — обозначение посадочного диаметра обода колеса
146/143 — индексы несущей способности шины для одинарных и сдвоенных колес
j — индекс скорости
Широкопрофильные шины с регулируемым давлением могут иметь следующую маркировку:
Здесь: 1300 — условный наружный диаметр шины, мм
530 — условная ширина профиля шины, мм
533 — условный диаметр обода, мм
На восстановленных покрышках и бескамерных шинах должна быть сохранена или восстановлена первоначальная маркировка.
На боковине должны быть дополнительно обозначены:
Размерность шин – массовые заблуждения и реальность
Очень часто приходится слышать фразы типа: «у тебя какого радиуса колеса, пятнадцатого?» Или «у меня радиус 16, но на зиму поставлю семнадцатый, чтоб повыше машина была»… Такие слова можно услышать как из уст людей, далеких от автомобилей, так и от «как бы профессионалов», вроде работников шиномонтажа или менеджеров по продажам в автосалоне.
Некоторые вещи нудно звучат и трудно запоминаются, но знать их нужно. Особенно автолюбителям. Особенно считающим себя специалистами и имеющим по любому поводу собственное мнение. Дьявол кроется в мелочах, и как раз об одной такой мелочи эта статья.
Не бывает у шины радиуса
Многие сейчас даже не поймут, к чему я клоню. «Ну, радиус, и что? У меня вот колеса 195-65R15, радиус 15, все ж написано, че ты умничаешь?!» Вот то, что умничаю. R15 к радиусу никакого отношения не имеет. Ни R, ни 15.
Сейчас в интернете можно найти массу информации, только такие мелочи, как маркировка автомобильных покрышек, не относятся к самым востребованным. Мы лучше пообсуждаем мощность двигателя или количество «плюшек» в салоне, да? А выбор колес оставим менеджеру в магазине. Ну или у друга спросим. Он-то точно в курсе! У него уже третья машина!
На самом деле, разбираться в этих скучных цифрах не помешает даже просто для общего развития. Тем более, что это и сэкономить поможет, и на поведение машины повлиять, но об этом позже. Пока что — чистый ликбез, дабы потом можно было хорошо понимать друг друга.
Итак, 195/65R15. Классический случай. Присядем на корточки возле своего автомобиля. Первая цифра — это ширина беговой части покрышки, грубо говоря, ширина протектора. Выражается в миллиметрах. То есть 195 мм. — это ширина вашего колеса. С пониманием этой цифры у большинства проблем нет.
Через дробь 65 — это величина профиля. Выражается в процентах от ширины. Не в миллиметрах! Профиль — это часть покрышки, «торчащая над диском». Боковина. То есть, высота этой боковины будет 195х65%=125,75 мм. А не 65 мм. И не что-то еще. Более того, из этой схемы однозначно следует, что высота 65% при ширине 195 будет одна, а если покрышка с маркировкой (условно) 225/65R15 — уже совсем другая! 225х65%=146,25 мм. Хотя цифры 65 — одинаковые!
R — это радиальная конструкция шины, а точнее, способ укладки металлического корда внутри нее. Когда-то конструкция шины предполагала диагональную укладку, но это было давно. Сейчас «диагональных» шин уже почти не встретишь, все сплошь радиальные, и буква R никому ничего нового не сообщит, только споры о пресловутом радиусе вызовет…
Ну и, наконец, цифра 15. Это диаметр. Диаметр посадочной части покрышки, внутренний диаметр, та часть, которая с диском соприкасается. Выражается в дюймах. 1 дюйм = 2,54 см. То есть 15х2,54=38,1 см Это еще и наружный диаметр диска, если кто не догадался…
Какие шины можно ставить, а какие нельзя?
А дальше начинается самое интересное. Мы можем играть этими цифрами, если хотим поставить на машину другие шины (диски). В идеале, главное — чтобы общий диаметр не отличался, либо отличался незначительно. Пример.
Колесо 195/65R15 имеет вот такой общий диаметр: 38,1 см — внутри, плюс 125,75 мм х2 = 251,5 мм (профиль же и сверху, и снизу есть). Переведем в сантиметры для простоты, получится 38,1 см+25,15 см=63,25 см. Вот как! Это и есть диаметр колеса в сумме.
Теперь при желании поставить другие колеса владелец автомобиля должен понимать следующее: эту цифру автопроизводители понимают так же, как и мы. Учитывая диаметр колеса, проектируется подвеска, тормозная система и кузов. Поэтому для одной и той же модели автомобиля (например, для Фольксваген Поло седан) официально допустимы три размерности колес. Самая простая версия довольствуется 175/70R14 (общий диаметр 60,06 см), 185/60R15 (60,3 см) и 195/55R15 (59,55 см).
Получается, что «колесо на 14» БОЛЬШЕ, пусть и незначительно, чем колесо на 15 в случае 195/55. Это к вопросу, затронутому выше, о том, чтоб на зиму колеса побольше поставить. Нужно все внимательно посчитать. Будет ли большая цифра диаметра означать и больший размер колеса в целом? Далеко не всегда.
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.
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:
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.
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.
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:
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:
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.
Автомобильные колеса
рис 9.1. Основные элементы конструкции автомобильного колеса:
Рис. 9.3. Разборный трехкомпонентный обод:
Обозначения шин
Пневматические шины для легковых автомобилей, мотоциклов и других машин
Диагональные шины с отношением высоты профиля Н к его ширине В, равным 0,88 и более, имеют дюймовое обозначение, например:
где: 8,40 — обозначение номинальной ширины профиля (в дюймах); 15 — номинальный посадочный диаметр обода (в дюймах).
Диагональные шины с Н/В, равным 0,82, имеют смешанное обозначение (в миллиметрах и дюймах), например:
где: 155/6,15 — обозначение номинальной ширины профиля (в мм/дюймах); — номинальный посадочный диаметр обода (в дюймах).
Радиальные шины имеют смешанное обозначение, буквенный индекс R и дополнительный индекс серии (Н/В), например:
где: 205 — обозначение номинальной ширины профиля (в мм);
70 — серия, номинальное соотношение высоты профиля шины к его
ширине, Н/В (в данном случае 70%); R — обозначение радиальной шины;
14 — номинальный посадочный диаметр обода (в дюймах). Приводим еще один пример:
где С — индекс, означающий, что покрышка предназначена для лёгких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости и подлежит сертификации в соответствии с Правилами №54 ЕЭК ООН.
Пневматические шины для грузовых автомобилей, автобусов, троллейбусов и дорожно-строительныхмашин
Широкопрофильные шины имеют, например, следующее обозначение:
где: номинальный наружный диаметр (в мм);
530 — номинальная ширина профиля (в мм); 533 — номинальный диаметр обода (в мм).
Шины обычного профиля имеют например, следующее обозначение:
где: 12,00 — номинальная ширина профиля (в дюймах);
20 — номинальный посадочный диаметр обода (в дюймах); R — буквенный индекс шин радиальной конструкции.
Шины радиальные низкопрофильные имеют, например, следующее обозначение:
где: — номинальная ширина профиля (в мм);
80 — серия, отношение высоты профиля шины к его ширине, Н/В (в данном случае 80%); 22,5— номинальный посадочный диаметр обода (в дюймах); R — буквенный индекс шин радиальной конструкции.
Ряд шин имеют двойное обозначение размеров — в миллиметрах и дюймах, например:
где: 320; 215 — номинальная ширина профиля покрышки (в мм);
508; 381 — обозначение номинального посадочного диаметра обода (в мм);
Индекс несущей способности (ИНС) (грузоподъемности)
пневматических шин
Рис. 10.2. Пример маркировки шины российского производства для легкового автомобиля:
Обозначение шины — на зарубежных шинах обозначение часто сопровождается дополнительным буквенным символом, стоящим перед размером шины или после него.
* В связи с тем что данная маркировка требует большой развернутой информации, приводим ее не в подрисуночной подписи крис. 10.4, а в нижеизложенном тексте до конца Приложения 10.5.
Рис. 10.3. Маркировка шины TYRex All Steel производства ОАОСибур Русские
Рис. 10.4. Типовая маркировка шины иностранного производства
LT перед размером шины — LT245/75R16 — означает, что шина спроектирована для легких грузовиков, джипов или полноразмерных вэнов;
LT после размера шины — может означать то же, что и в предыдущем случае: 7.50/75R16LT; либо что шина предназначена для обода большего, чем стандартный, диаметра: 8.75R16.5LT; либо что шина имеет большую ширину профиля, например для езды по грязи или песку: 31xl0.50R15LT;
С после размера шины — например, 195/70R15C — означает, что это шина для коммерческих грузовиков;
ST перед размером шины — например, ST225/75R15 — означает, что шина разработана только для прицепов;
Индекс несущей способности (грузоподъемности) — две или три цифры, соответствующие максимально допустимой нагрузке на шину (см. Приложение 10.2);
Индекс скорости — буква латинского алфавита, соответствующая максимально допустимой скорости шины (см. Приложение 10.3); Грязь + Снег — обозначение условий эксплуатации шины; Снежинка — дополнительный знак условий эксплуатации;
Знак сертификации в качестве оригинального оборудования автомобиля. Многие автомобильные компании требуют, чтобы на шине, принятой для комплектации, был этот знак. Примеры таких маркировок приведены в таблице 10.5.1.
30P.S.i. MAX COLD INFL 1145 LBS MAX LOAD
означает, что максимальное давление в холодной шине должно быть 30 фунтов на квадратный дюйм при максимальной нагрузке на колесо 1145 фунтов.
Знаки соответствия правилам ЕЭК (Европейской Экономической Комиссии). Согласно правилам ЕЭК все шины, эксплуатирующиеся в Европе, должны быть сертифицированы в одном из утвержденных национальных сертификационных центрах. Иногда сертификация производится двумя такими центрами. Знак соответствия содержит в круге или прямоугольнике указание на то, где шина была сертифицирована, и номер этого сертификата. Если шина, дополнительно к обычным испытаниям на надежность и прочность, соответствует также нормам по уровню шумообразования, то в конце номера сертификата через дефис проставляется букваs, как показано ниже:
ЕЗ) 0259091 е2] 026549 0224420-s
БукваЕ илие и последующая цифра представляют собой код, на основе которого можно определить страну, где была сертифицирована шина. Соответствие кодов и стран приведено в таблице 10.5.2.
Знак соответствия требованиям DOT США. В соответствии с требованиями Департамента транспорта США (Departament of Transportation, DOT) боковина шины должна содержать следующие надписи:
— DOT — знак, показывающий соответствие шины американским стан
дартам безопасности движения;
— условное обозначение кода по стандарту США;
— условное обозначение кода размера шины по стандарту США;
— дату изготовления шины;
Например, надпись DOT НМ 7P CJR X 224 означает следующее:
— 7P — условное обозначение фирмы-производителя и заводского кода;
— CJR — код типоразмера, которым производители специфицируют шины для указания их размера и некоторых иных характеристик;
— 224 — дата изготовления: первые две цифры относятся к неделе, а последняя — к году производства шины. Данная шина была изготовлена в двадцать вторую неделю года.
Материалы каркаса и брекера шины. На боковине шины обычно содержится надпись, из которой следует, сколько слоев и из какого корда расположены в зоне беговой дорожки и по боковине. Например, надпись
TREAD 4 PLIES NYLON SIDEWALL 2 PLIES NYLON