Устройство автомобильного колеса

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

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

Неразборное колесо с глубоким ободом

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные типоразмеры крепления колеса легковых автомобилей

Ниже в таблице приведены примеры самых распространенных автомобилей, у которых характеристики крепления колеса совпадают полностью или частично. Случись остаться с пробитым колесом и без запаски вдали от цивилизации, вы будете точно знать, какой именно автомобиль стоило бы остановить на трассе, чтобы попросить водителя поделиться с вами запасным колесом. Как минимум до шиномонтажа доберетесь своим ходом. Ну а если совпадает не только разболтовка, но и другие параметры диска (вылет и центральное отверстие), такое колесо можно смело использовать в повседневной эксплуатации.

Hyundai Getz, Hyundai Solaris, Kia Rio, ZAZ Chance/Chevrolet Lanos, Daewoo Nexia, Lada Largus, Lada Vesta, Lada XRAY, Nissan Almera, Renault Logan

Вазовские легковушки эпохи сотрудничества с альянсом Renault-Nissan можно обуть в колеса от многих моделей, построенных на платформе B0: Nissan Almera, Renault Logan или Sandero, а также их модификации. Диски новых ВАЗов полностью взаимозаменяемы с логанообразными. С Весты на Солярис можно, наоборот — нет. Центральное отверстие (DIA): 60,1 и 54,1 мм соответственно.

Volkswagen Polo, Skoda Rapid, Skoda Fabia

Hyundai i30, Hyundai Elantra, Hyundai ix35, Kia cee’d, Kia Cerato, Kia Sportage, Suzuki SX4 classic, Suzuki SX4 new, Renault Duster, Nissan Terrano, Nissan Qashqai, Nissan X-Trail

У автомобилей Renault и Nissan центральное отверстие диска 66,1 мм, у Hyundai и Kia — 67,1 мм, Suzuki — 60,1. Большее отверстие диска можно надеть на ступицу, меньшее — нет!

Citroen C4, Peugeot 308, Peugeot Partner, Citroen Berlingo, Ford Focus I, Москвич М —2141

У большинства современных моделей Peugeot и Citroen из легковой линейки разболтовка унифицирована. Такая же и у нашего М-2141. Жаль только, диаметр центрального отверстия у Москвича больше.

ВАЗ 2101–21099, ВАЗ 2110–2112, ВАЗ 2113–2115 ВАЗ-1117-1119 Калина, ВАЗ-2170 Priora, Иж-2126 Ода

В случае острой необходимости колесо от классических Жигулей (диаметр центрального отверстия составляет 60 мм) можно использовать на более поздней продукции АВТОВАЗа (DIA — 58.0), которая была выпущена до объединения с альянсом Renault-Nissan.

УАЗ 31512, Хантер, Патриот, Шевроле Нива, ВАЗ-21213, 21214 Нива

Колеса у Лады 4х4 и Шевроле Нивы фактически взаимозаменяемы. Теоретически на эти автомобили можно временно поставить и колесо от УАЗа, если других вариантов нет. А наоборот — не получится. Центральное отверстия у УАЗа в диаметре 108 мм, а у тольяттинских полноприводников — 98,5 мм.

Колесные болты и гайки для литых дисков

Заменить:
http://prntscr.com/biky71

Любой владелец автомобиля, который задумался о приобретении литых дисков, должен понимать, какие отличия есть в конструкции гаек и болтов. В особенности владелец авто должен знать отличия от тех крепежей, которые используются в штампованных дисках. Болты для литых дисков не являются универсальными. То же касается креплений для штампованных моделей — их нельзя между собой менять.

Для обеспечения эксплуатации колесных комплектов с дисками желательно иметь пару комплектов гаек или болтов для них, как и секретных болтов.

Ключевые отличия

Болты и гайки для литых дисков имеют особую конструкцию, которая прямо следует из самих дисков. Например, штампованные модели обычно изготовлены из прочной стали и характеризуются небольшой толщиной, которая присутствует в месте крепежа к автомобильной ступице. Гайки и болты для них снабжены плоской цилиндрической поверхностью, а для надежного соединения болтов им достаточно иметь плоскую шляпку.

Литые диски — напротив, изготовлены из более легких сплавов. Они характеризуются меньшей надежностью. Изделия для крепления таких дисков отличаются конусообразной поверхностью соприкасания — она больше, чем такая же площадь плоской шляпки, используемой для штамповки.

Это призвано снизить нагрузку на колесные диски в местах крепежа. Такие элементы также подойдут к кованым дискам, изготовленным из алюминиевого сплава.

Таким образом, особенности в затягивании болтов и гаек на диски следующие:

• При использовании гаек с болтами от штампованной модели и установке их на литой диск, на месте соединения быстро образуются царапины, а само отверстие вскоре начнет крошиться.
• К литым дискам нужны будут более длинные болты. Это обусловлено мягкостью их сплава, который требует большей толщины готового изделия.
• При закручивании гаек нужно обращать внимание на конечную длину болтов в ступице. Если число полных оборотов меньше 6 (около 10 мм), смените шпильки или поставьте другую модель дисков ради своей же безопасности.
• Проверьте перед установкой все характеристики болтов и гаек на их соответствие с диском. Угол элементов крепления у стандартных конусообразных изделий должен составлять 60 градусов. Его нужно будет сравнить на соответствие с отверстиями под болты. В отдельных моделях оно может отличаться от стандартов. Кроме того, нужно будет проверить резьбу и поверхность соприкасания (крепежи для литых дисков должны иметь шайбы, которые увеличивают площадь соприкасания).

Также нужно понимать, что из-за выполнения литых дисков из более мягких сплавов со временем их соединение со ступицей может ослабеть с большей вероятностью. Чтобы избежать этого, спустя каждые несколько десятков пройденных километров владелец должен убеждаться в хорошей затяжке креплений и подтягивать их при необходимости. При неплотном прилегании диск будет подвергаться цикличным ударам, а болты и гайки — продолжать раскручиваться.

В следствии мягкости металла диска необходимо регулярно проверять затяжку болтов на литых дисках

Виды крепежей

В зависимости от формы площади посадки колесные болты для литых дисков бывают:

• с круглой прижимной частью.
• с прижимной поверхностью в форме конуса. Могут иметь отступ в конце прижима размером 1,3 мм (подголовок) или быть без отступа.

В зависимости от размера, болты делят на:

• короткие (чаще используются для закрепления штампованных моделей дисков);
• длинные (подходят для литых дисков).

Длинные болты для литых дисков автомобиля

Есть еще ряд критериев, которые помогают узнать, какие изделия вам подойдут:

• диаметр;
• резьбовой шаг;
• материал изготовления (алюминий, сталь, титан);
• покрытия (хром разных оттенков, цинк).

В продаже также есть изделия с разнообразными покрытиями, которые могут подойти, например, к блестящей дисковой поверхности или цвету кузова. Несмотря на устоявшееся мнение о том, что напыление хромом лучше других покрытий препятствует образованию и развитию коррозии, практическое использование гаек и болтов показывает, что срок службы изделий из обычного черного металла ничуть не меньше. Учитывая то, что первые годы любая деталь будет сохранять свой исходный вид, выбирать гайки или болты, руководствуясь эстетическими требованиями, не стоит.

Хромированные гайки для литых дисков

Особой разновидностью креплений для литых дисков выступают «секретки». Они защищают колеса автомобиля от злоумышленников. Секретные болты благодаря невидимому для воров расположению понижают риск кражи до минимума.

Их особенностью является необычная форма гайки. С внешней стороны изделие снабжено двигающейся втулкой. Благодаря этому гайка снимается отдельным ключом, и разводным колесо уже не снять. Для каждой «секретки» в комплекте идет индивидуальный ключ, который хранится только у владельца.

Секретные болты и гайки McGard

Затяжка креплений на литых дисках

После подбора, перед установкой болтов и гаек в гнезда для посадки понадобится смазать их смазкой из графита. Благодаря этому при контакте элементов с диском они смогут прокручиваться, обеспечив более надежное прилегание и не будут стопорится благодаря силе трения.

Если при установке вы столкнулись с проблемой несоответствия размера болтов на диске колеса, то ее можно решить, купив болты-эксцентрики (имеющие подвижный конус). Например, если размер PCD в дисках составляет 97 мм, а требуется 99 мм, эксцентрики скомпенсируют эту величину за счет конуса, который есть на изделие. Наличие минимального расстояния между внутренней посадкой и наружным диаметром элемента обеспечит возможность перемещения, обозначенное на продукции словом Variation.

Когда вы подбираете соединения для колес с литыми дисками, обращайте внимание и на размер резьбовой поверхности изделий, которые ввинчиваются в ступицу. Если количество оборотов составляет меньше 10 мм или 6 витков, вам следует купить изделие большего размера, так как короткие болты значительно уменьшают надежность установки колес.

Правила выбора

Даже болты и гайки для литых дисков имеют между собой отличия. Поэтому крайне желательно приобретать их с самими дисками. Выбор болтов нужно будет осуществлять в зависимости от материала:

• бюджетные модели выполняются из обыкновенного металла;
• дорогие модели изготавливаются из стали.

Оптимальная длина болта измеряется методом примерки. Это в условиях магазина маловероятно, так как (за редкими исключениями) не существует практики вкручивания неоплаченного болта в колесный диск.

Проще будет достать старый элемент крепления, подсчитать там количество оборотов, а затем разделить на длину изделия. Это позволит вам определить длину одного оборота.

Что касается гаек, то они ввиду использования на отечественных, американских или японских авто изготавливаются из разных материалов. Считается, что лучше выбирать титановые изделия ввиду их качества. Но стоят они на порядок дороже остальных. Более доступным вариантом является алюминий (иногда — с кремнием и магнием). Он достаточно легкий, но не очень прочный. Сталь — это оптимальное сочетание качества и цены для гайки. Обращайте внимание на наличие или отсутствие буртиков, а также на тип модели (открытую или закрытую). Последняя лучше защитит соединение от попадания грязи и влаги.