Любое колёсное транспортное средство перемещается за счёт шин, надетых на диски, а так как характеристики и условия эксплуатации у машин абсолютно разные, то и колёса отличаются по размерам и конструктиву. Представим по возможности более полную классификацию колёсных дисков и ободьев.
Признаки классификации колёсных дисков
Есть несколько признаков, по которым и классифицируют колёсные диски:
- Вид транспорта, для которого они предназначены (легковой, коммерческий, грузовой, автобусы). В зависимости от назначения, колеса имеют типичный, соответствующий определённым нагрузкам конструктив и размерный ряд.
- Число устанавливаемых колёс, ведь они могут быть не только одинарными, но и парными. Сдваивают их на автобусах и грузовых машинах, а так же на ведущих осях коммерческого транспорта.
- Количество компонентов (способ монтажа). Колёса бывают неразборными и многокомпонентными – последние состоят из двух-трёх элементов.
- Конструкция обода. Эта часть колеса может быть плоской, иметь конические полки, глубокий обод.
- Крепление на ступице тоже может осуществляться разными способами – по этому признаку колёса бывают дисковыми и бездисковыми.
- Расположение обода относительно дисковой части колеса, в зависимости от которого оно получает положительный, нулевой или отрицательный вылет.
- Материал изготовления и применяемая технология (сталь, лёгкие сплавы, литьё, ковка, штамповка).
Особенности колёсного конструктива
За редким исключением, когда в структуре колеса присутствуют элементы ступицы, оно состоит из обода и диска. Ободом называется та часть, на которую монтируется шина, и состоит он из трёх элементов:
- цилиндрической срединной части;
- двух полочек с хампами, предотвращающих соскальзывание шины, и обеспечивающих герметичность для бескамерной шины;
- фланцев по внешним сторонам – закраин, в которые упираются борта смонтированной покрышки.
Конфигурация ободьев и её вариации
Конфигурация и размеры ободьев зависят от типа надеваемых на них шин, и соответственно, имеет значение вид транспорта, для которого предназначены колёса. Основные параметры ободьев, которые могут меняться – это посадочный диаметр, расстояние между закраинами, угол наклона полок.
Для каждого конкретного типа колёс, производители стараются конструкции ободьев унифицировать, изменяя в зависимости от нагрузок лишь геометрические параметры.
Примечание: При изменении типа колёс, менять профиль может центральная часть колеса. У легковых колёс она бывает плоской, а у грузовых может иметь углубления (ручейки), выполняющие функции рёбер жёсткости, и облегчающие монтаж довольно крупных и тяжёлых шин.
На заметку: Подобное может произойти и при чрезмерном увеличении крутящего момента, поэтому на дисках для скоростных машин и болидов делают увеличенные хампы, препятствующие смещению покрышки от закраины к центру обода.
Вариации дисковой части колеса
Не все колёса бывают дисковыми, есть и бездисковые конструкции. Бездисковым называется такое колесо, у которого элементы для осуществления посадки обода не являются с ним единым целым, а крепятся к ступице колеса. Такие варианты обычно применяют на автобусах, сельхозтехнике, тяжёлых грузовиках и прицепах, на которых для обеспечения грузоподъёмности необходимо сдваивать колёса.
Объёмная штамповка или ковка предполагает формирование закалённой болванки, обрабатываемой впоследствии на токарном станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Технология более дорогая и сложная, но кованые ободья и легче, и прочнее литых, поэтому именно ковку изготавливают для гоночных машин и самолётных шасси.
Материалы изготовления
Характер и тип повреждений, которые колесо может получить в процессе активной эксплуатации, в значительной степени зависят и от материала изготовления колес. По этому признаку их подразделяют на такие виды:
- стальные;
- легкосплавные;
- комбинированные.
Бывают ещё диски из композитных материалов, но распространения они не получили, поэтому и говорить о них не стоит.
Стальные диски
Сталь — это тоже сплав, но тяжёлый, на основе железа, поэтому такие диски могут называть и железными. Колёса из стали применяют довольно широко не только на грузовом транспорте, но и на легковом, так как они раза в три дешевле легкосплавных, просты в производстве, и к тому же ремонтопригодны.
Состоят стальные колёса из глубокого штампованного цельного обода и такого же диска, соединённого с ним дуговой или контактной сваркой. Диску для увеличения жёсткости придаётся сложное поперечное сечение с выпуклой периферийной частью, на которой предусматриваются отверстия для вентиляции.
Недостатками этих колёс являются:
Легкосплавные колеса
Чтобы уменьшить вес колёс, для производства колёсных дисков стали использовать сплавы более лёгких металлов: алюминия, магния, титана. При использовании технологии литья, металл получает зернистую структуру, в которой могут образовываться микротрещины, поэтому ответственные производители пропускают готовые изделия через рентген. Но даже диск, абсолютно лишённый производственных дефектов, может от удара разломиться на несколько частей.
Это минус, конечно, но неограниченные возможности для дизайна колёсных дисков и практически безотходный процесс, позволяют улучшить внешний вид изделий при более низкой цене. Технология очень выгодна и производителям, и потребителю, поэтому она была, есть, и скорее всего ещё долго останется основной.
Технология ковки более сложна, с поэтапной обработкой и многократным прогревом. Углубляться в её дебри не будем — скажем только, что металл в результате получает волокнистую очень плотную структуру и меньший вес, а при ударе колёса лишь гнутся, не разрушаясь. Изделия получаются более дорогими, поэтому производители в большинстве выбирают альтернативу, комбинируя кованый обод с литой дисковой частью.
Заключение
И в той, и в другой технологии наибольшее распространение получили алюминиевые сплавы, так как при необходимой прочности диски из них имеют наиболее адекватную стоимость. У магниевых сплавов есть своё преимущество: этот металл благодаря более высокой теплопроводности эффективнее снижает температуру тормозного механизма.
Литьё на основе магния обладает определённой хрупкостью, но колёса, изготовленные из этого металла по методу объёмного штампования, очень прочны. Недостаток у таких колёсных дисков один: высокая себестоимость, что характерно и для титановых сплавов. А цена — это для массового потребителя основной критерий выбора, именно она в первую очередь и влияет на активность реализации продукта.
