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.
Источник статьи: http://wiki.zr.ru/%D0%A3%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%B0
Крепление колес
Колеса крепятся к фланцам ступиц автомобиля гайками, устанавливаемыми на болтах или шпильках, которые проходят через крепежные отверстия дисков. Использование болтов или шпилек обусловлено компоновкой колесно-ступичного узла и технологией его сборки.
Центрирование колес на ступице осуществляется разными способами. В российском автомобилестроении применяют следующие варианты:
• коническими фасками крепежных отверстий диска;
• по центральному отверстию диска.
Присоединительные размеры дисковых колес для отечественных легковых автомобилей изготовляются с фасками под углом 60° (Рис. 10 а), которые предназначены для центрирования колеса и предотвращения самоотворачивания крепежных гаек или болтов. Специальная форма диска, получаемая за счет выштамповок в местах расположения крепежных отверстий, обеспечивает его упругое деформирование под действием усилия затяжки гаек или болтов, что обусловливает стабильность затяжки резьбовых соединений.
a)
б)
в)
Рис. 10. Крепежные отверстия колес
На автомобилях «Таврия» для крепления колес применяются специальные гайки с декоративным колпачком и конусом под углом 80° (Рис.10 6).
На автомобилях ВАЗ колеса крепятся болтами, которые завинчиваются в резьбовые отверстия ступицы. Предварительное центрирование колес производится направляющими штифтами, которые закреплены во фланце ступицы и входят в 2 дополнительных отверстия в диске. Все детали крепления делаются стальными и изготовляются с антикоррозионным покрытием, в том числе и хромированным.
У автомобилей семейства «Газель» и ряда марок зарубежных автомобилей центрирование колеса на ступице осуществляется по центральному отверстию диска, а крепление производится гайками с подвижными шайбами.
На зарубежных автомобилях для крепления колес применяют три основных типа гаек или болтов:
• с конусом под углом 60° (Рис.11а);
• с плоской торцевой поверхностью (Рис. 116);
• со сферической посадочной поверхностью (Рис. 11в).
а)
б)
в)
Рис.11. Крепеж колес на зарубежных автомобилях
Детали крепления колес отечественных и многих марок зарубежных европейских автомобилей имеют метрическую резьбу: М10х1,25; М12х1,25; М12х1,5; М 14×1,5. Однако, у европейских автомобилей, предназначенных для экспорта в США, Англию и страны, бывшие ее колониями, крепежные детали колес изготовляются с дюймовой резьбой. При этом на американских автомобилях применяют крепежные детали как с дюймовой (7/16», 1/2», 9/16», 1/2»), так и с метрической резьбами. Наиболее распространен крепеж с резьбой 1/2».
Важным конструктивным параметром колеса является диаметр d1 (см. Рис. 1) расположения центров крепежных отверстий (его международное обозначение — РСD – (от английского Рitch Сirс1е Diаmеtег). Обозначение этого параметра может выглядеть следующим образом: РСD 98/4, что означает 4 крепежных отверстия на диаметре 98 мм. Следует отметить, что в Европе установлен определенный ряд таких диаметров: 98,100 и 108 мм. Менее распространены колеса с диаметрами расположения крепежных отверстий 110,112 и 120 мм. На подавляющем же большинстве колес джипов этот диаметр равен 139,7 мм. На американском континенте к этому параметру относятся менее строго и поэтому на автомобилях американского производства применяются самые различные РСD.
Колеса легковых автомобилей имеют высокую точность изготовления и, как следствие этого, незначительный дисбаланс. Поэтому их балансируют только в сборе с шинами.
Источник статьи: http://www.topof.ru/help/kreplenie-koles
Почему на одних автомобилях шпильки, а на других болты?
Существует всего три способа крепления автомобильного колеса. Первый – это крепление на шпильки. Второй – на болты и третий – с помощью центрального замка, но этот способ, пожалуй, можно встретить только на гоночных автомобилях.
Поговорим о первых двух
Машины выбирают по цвету, по форме кузова, по мощности мотора, по уровню безопасности и комфорта, да даже по фарам, но никогда не по способу крепления колес. Для рядового водителя в принципе не имеет значения, как и каким образом его колесо крепится к ступице. Ему достаточно не иметь с ними проблем, чтобы не оказываться время от времени в шиномонтаже .
Однако любознательные автомобилисты, которые не представляют своей жизни без работы над своим авто, как-то задались вопросом:
В чем разница между болтами и шпильками?
В повседневной жизни никакой разницы нет. Другое дело, что ощутить плюсы и минусы шпилек можно в тот момент, когда возникнет необходимость снять, а затем установить колесо обратно. В этой ситуации шпильки выступают в качестве направляющих, а это значит, что установка колеса в исходное положение не должна занять много времени. Для сравнения, вкрутить в резьбу болты может быть гораздо сложнее, т.к. водитель должен придерживать и центровать колесо вручную.
Однако, это совершенно не означает то, что шпильки – это идеальное решение для любого автомобиля. С высокой долей вероятности шпильки могут погнуться во время эксплуатации или при значительном боковом ударе. Погнутая шпилька – это проблемы с монтажом колеса. На этом примере болтовой способ крепления выглядит значительно более надежным.
А еще нужно понимать, что любая шпилька предполагает наличие резьбы. Неудачная затяжка гайки при очередной смене летних шин на зимние может обернуться сорванной резьбой. Это, как вы понимаете, ни коем образом не способствует устойчивости колеса.
Получается, что производители выбирают способ крепления просто по своему усмотрению?
Не совсем верно, ведь выбор способа крепления зависит напрямую от динамических характеристик автомобиля и конструкции ступицы в частности. Болт, помимо осевой, принимает на себя еще и радиальную нагрузку, в то время как шпилька – только осевую. Это значит, что шпильки применяются производителями там, где диаметр болтов из-за нагрузок будет ощутимо большим.
При этом вряд ли захочется об этом думать, стоя у обочины где-нибудь на трассе. В этот момент самым главным качеством типа крепления будет удобство замены пробитого колеса на запасное.
А как только произойдет замена, можно будет поехать дальше и вновь позабыть про разницу между шпильками и болтами.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/koleso_ru/pochemu-na-odnih-avtomobiliah-shpilki-a-na-drugih-bolty-5f914019c2b29d2294dcb251
Колесный крепёж. Разновидности и правила подбора.
Для крепления колёс (колесных дисков) используется 2 вида колёсного крепежа с разными характеристиками длины и формы. Эта статья поможет вам выбрать подходящий крепёж. В статье содержится таблица соответствия крепежа маркам автомобилей.
Колесный крепёж. Разновидности, правила подбора.
Для крепления колёс (колесных дисков) используется 2 вида колёсного крепежа: колёсные болты и колёсные гайки. Вид крепежа определяется конструкцией автомобиля, как правило, крепления с помощью колёсных болтов более распространено для автомобилей европейских марок, крепления с помощью колёсных гаек распространено для автомобилей японского и американского производства.
Резьба колёсного крепежа
Большая часть колёсного крепежа имеет метрическую резьбу с мелким шагом (М12х1,25/М12х1,5/М14х1,25/М14х1,5), что должно соответствовать резьбе резьбовых шпилек или резьбовых отверстий в ступице колеса.
Форма головки колёсного крепежа
 |  |
 | Это правило особенно важно при креплении с помощью колёсных гаек. В случае, когда форма прижимной поверхности гайки не совпадает с формой отверстия диска, фиксация происходит только торцами гайки, и в этом случае при движении автомобиля диск может проскользнуть под гайкой, крепление колеса может ослабнуть, отверстия и резьбовые шпильки при этом получат повреждения. В худшем случае автомобиль может даже «потерять» колесо на скорости. |
Выбор длины колёсного болта
Выбор длины колёсного болта определяется, прежде всего, типом колёсного диска. Как правило, стальные штампованные диски тоньше литых легкосплавных дисков, поэтому для них используется более короткие колёсные болты.
 | В общем случае, болт обеспечивает взаимное затягивание трёх элементов: колёсный диск – тормозной диск – ступица. В ступице есть отверстия, в которых резьба нарезана по всей длине. Правильно подобранный по длине болт должен заходить на всю длину резьбового отверстия в ступице и выступать из неё не больше чем на 1-2 мм, для того, что бы при вращении колеса не повредить детали тормозной системы. Размер А на рисунке должен равняться толщине фланца ступицы (длине резьбового отверстия). |
При затруднении подбора длинны колесного крепежа, можно руководствоваться следующим правилом – длина резьбовой части болта, который закручивается в ступицу, должна иметь не менее 6 полных витков резьбы и быть не короче 10 мм, это же правило касается и гайки, которая навинчивается на шпильку. В случае, если количество полных витков меньше шести, необходимо заменить болт (шпильку) на более длинный размер.
Подбор колёсного крепежа по моделям автомобилей
Достаточно часто подбор колёсного крепежа происходит по конкретной модели автомобиля, но в этом случае необходимо принимать во внимание, что такой подбор возможен только при использовании на автомобиле оригинальных заводских дисков. Если диски менялись – может меняться и длина крепежа. Так же, нужно учитывать, что размер колёсного крепежа может зависеть не только от марки и модели легкового автомобиля, а и от года его изготовления.
Источник статьи: http://maysterfix.com/a322503-kolesnyj-krepyozh-raznovidnosti.html