Все о дисках

О дисках

Правильно подобранные диски - это и безопасность на дороге, и рациональный расход топлива, и увеличение срока службы трансмиссии, и отличный дизайн. Колесные диски делятся на три большие группы: литые диски из легких сплавов и кованые диски из легких сплавов.

Можно иметь два комплекта дисков для летней и зимней резины, а можно иметь один комплект дисков. Но иметь один комплект дисков для летней и зимней резины экономически невыгодно. 3-4 перебортовки - и Вы затратили сумму, эквивалентную стоимости нового диска.

Стальные диски

В настоящее время имеют самое широкое распространение. Состоят из обода и приваренного к нему диска (тарелки), изготавливаемых из стального листа. Стальными дисками комплектуется большинство автомобилей на заводах-изготовителях.

Достоинства:

- невысокая цена;

- возможность восстановления после смятия, поскольку при ударе они не лопаются, а мнутся.

Недостатки:

- большой вес;

- ограниченные возможности по дизайну;

- невысокая коррозионная стойкость, обусловленная качеством покрытия. Самая низкая коррозионная стойкость у дисков, покрытых эмалью и электрофорезом.

Легкосплавные диски изготавливаются из сплавов на основе алюминия и магния путем литья или ковки. По многим свойствам они лучше стальных. Основное назначение легкосплавного колеса – повысить привлекательность Вашего автомобиля. Также "литые" диски снижают вес колеса, а снижение массы неподрессоренных частей (к которым относятся колеса) улучшает плавность хода, повышает безопасность вождения и снижает износ деталей подвески. Имея идеальную геометрию, при хорошей балансировке полностью исключаются неприятные вибрации. Как правило, деньги, потраченные на комплект "литых" дисков возвращаются при перепродаже автомобиля.

Литые легкосплавные диски по цене и по своим характеристикам стоят между стальными и коваными легкосплавными дисками.

Недостатки:

- довольно хрупкий; при очень сильном ударе раскалывается, что на высокой скорости чрезвычайно опасно. Чтобы обеспечить механическую прочность, приходится увеличивать толщину стенок, а это снижает столь желанный выигрыш в весе.

- требует защиты поверхности, без этого быстро покрывается белесой оксидной пленкой и теряет товарный вид.

Кованые легкосплавные диски

Ковка обеспечивает исключительно высокую прочность и жесткость конструкции. Кованый диск держит сильнейшие удары; в крайнем случае он не лопается, как литой, а гнется без образования трещин, что, безусловно, безопаснее. Кроме того, он очень легкий и обладает высокой Коррозионная стойкость. Основной недостаток кованых дисков - их высокая цена, а также ограниченные возможности по дизайну.

Параметры дисков

А- посадочный диаметр - диаметр кольцевой части обода, на которую опирается шина.

Б-посадочная ширина обода (измеряется в дюймах) - расстояние между внутренними поверхностями бортовых закраин колеса. Определяет возможную ширину профиля устанавливаемой шины. Допускается отклонение посадочной ширины на 0,5-1 дюйм, однако для низкопрофильных шин оно должно быть минимальным.

Ширина профиля шины - параметр, непосредственно связанный с посадочной шириной обода - оказывает существенное влияние на экономичность, динамику, максимальную скорость, управляемость, тормозной путь. Более широкое колесо имеет большее пятно контакта и, следовательно, лучшее зацепление с дорогой, но при этом имеет место большее сопротивление качению и потоку встречного воздуха. В итоге: динамика разгона ухдшается, управляемость улучшается.

ЕТ - (вылет) - расстояние от плоскости колеса, прилегающей к ступице, до плоскости, проходящей через середину посадочной ширины обода (измеряется в миллиметрах). Для каждого автомобиля изготовителем предусматривается перечень допустимых вариантов установки колес.

(при значительных отклонениях вылета от рекомендуемого шины могут задевать за колесные арки или элементы подвески. Кроме того, установка колес с вылетом, значительно меньшим предусмотренного, приводит к существенному снижению устойчивости автомобиля в поворотах, повышенной чувствительности рулевого управления к дорожным неровностям и неравномерности тормозных усилий)

PCD - диаметр окружности центров крепёжных отверстий (измеряется в миллиметрах). Эта величина должна соответствовать штатной, иначе невозможно добиться надежной фиксации колеса на ступице. Отклонение даже на 2 мм приведет к перекосу элементов крепления (болтов).

ЦО - диаметр центрального отверстия должен соответствовать (с минимальным зазором) диаметру центрирующего выступа на ступице автомобиля (измеряется в миллиметрах). Допускается отклонение его величины в большую сторону. В этом случае для установки колеса используется переходные центровочные кольца (входят в комплект легкосплавных колес)

Обозначение и маркировка шин. Например, 185/60R14 82H

185 - ширина профиля в мм.

60 - отношение высоты профиля к ширине, выраженное в процентах;

R - радиальная конструкция шины;

14 - посадочный диаметр (в дюймах);

82 - индекс грузоподъемности;

H - индекс скорости

Маркировка на резине

Часть изложенной выше информации, а также масса других крайне полезных сведений отражена в маркировке, проставленной на колесе. По международным соглашениям основой обозначения являются характеристики обода, расположенные в определенной последовательности: ширина обода по посадочным полкам между закраин (в дюймах); буквенное обозначение формы закраины; пометка "х" для неразъемных и "–" для разъемных ободов; посадочный диаметр – максимальный диаметр конических полок обода, на который монтируется шина (в дюймах); буквенное обозначение типа посадочной полки - информация о наличии хампов, их количестве и форме.

Пример: 5J x 13 Н2. Это колесо с шириной обода 5 дюймов, с самой распространенной закраиной типа J (высотой 17,3 мм), неразборное, с посадочным диаметром, равным 13 дюймам, и с двумя обычными хампами на полках обода (FH - для усеченных хампов, СН - для комбинированных и SL - отсутствие хампов).

В зависимости от страны-производителя маркировка может также включать клеймо рентгеноскопии, предельное давление в шине и т. д. Если вы не уверены в глубине своих познаний по этому вопросу, то лучше проконсультируйтесь у специалиста.

При подборе колеса для конкретного автомобиля обязательно нужно знать диаметр посадочного цилиндра ступицы, чтобы ему с минимальным зазором соответствовал диаметр центрального отверстия диска (DIA). Некоторые производители в целях расширения сферы применимости своих колес выпускают модели с заведомо большими значениями DIA. Для установки таких колес используются центровочные переходные кольца.

Также необходимо знать диаметр расположения отверстий крепления колеса (наиболее распространенное обозначение - PCD). Если он проставлен в маркировке, то вслед за аббревиатурой указывается количество отверстий и диаметр их расположения (в мм), разделенные слэшем. Например: PCD 5/108.

В случае, когда величина PCD не указана, ее можно определить самостоятельно при помощи линейки или рулетки. Для этого нужно либо измерить расстояния между центрами диаметрально противоположных отверстий (если их количество четное), либо измерить расстояние между центрами соседних отверстий (L) и воспользоваться простейшими геометрическими формулами (если количество нечетное). Так, например, для трех отверстий PCD = L * 1,155, для пяти - PCD = L * 1,701.

Предупреждаем! Поскольку отверстия крепления делают с солидным допуском в плюс по диаметру, можно ошибиться в выборе PCD, если он отличается от штатного на пару миллиметров. Например, на ступицу с PCD100/4 часто надевают колесо PCD98/4 (98 мм от 100 на глаз не отличишь). Это недопустимо. В этом случае из всех гаек (или болтов) только одна будет затянута полностью; остальные же отверстия "уведет" и крепеж окажется недотянутым или затянутым с перекосом — посадка колеса на ступицу будет неполной. На ходу такое колесо будет "бить", кроме того, не полностью затянутые гайки будут откручиваться сами собой.

Оригинал и стандарт

Все параметры колеса рассчитываются в конструкторских отделах автозаводов. Изготовлением же занимается множество предприятий. Фирма-производитель автомобилей может либо иметь собственные мощности для выпуска колес, либо комплектовать свою продукцию колесами, заказанными у "независимых" поставщиков, на них специализирующихся. И в том и в другом случае лейбл на диске будет указывать на принадлежность к автомобильной компании (FORD, FIAT, OPEL и т. д.). Колеса, помеченные таким образом, установлены ли они сразу, продаются ли они в автосалоне отдельно, как запчасти, именуются "оригинальными". А полностью идентичные им, либо те же самые, но под маркой непосредственного изготовителя (КрКЗ, ВСМПО, AEZ и т. д.) считаются уже "стандартными" и принадлежат к так называемому вторичному рынку. Известный и разрекламированный лейбл может увеличивать цену колеса в полтора раза.

Требования к колёсам

Каким должно быть колесо? В первую очередь прочным, чтобы выдерживать стандартные нагрузки при обычной езде, а также пиковые нагрузки во время внештатных ситуаций: наезды на препятствия, аварии и т. д. Поэтому при подборе колеса следует помнить, что обозначенная на нем предельная статическая нагрузка как минимум должна быть не меньше четверти максимальной массы снаряженного автомобиля, указанной в сопроводительных документах. Второе важнейшее требование, предъявляемое к колесам, — это их малый вес. Колеса входят в состав неподрессоренных частей автомобиля. Уменьшение их массы крайне благотворно сказывается на работе подвески. Динамическая нагрузка на нее снижается; увеличивается плавность хода и обеспечивается лучший контакт колес с дорогой на неровностях (колеса "слушаются" упругих элементов подвески). По расчетам специалистов, снижение массы колеса (неподрессоренных частей) на 1 кг при определенных скоростных режимах эквивалентно изменению массы кузова (подрессоренных частей) на 15 кг. То есть для четырех колес это составит изменение в 60 кг, что сравнимо с весом взрослого человека. При вращении тяжелого тела гироскопический эффект проявляется в полной мере, поэтому колесо с пониженной массой проще и повернуть, что, в свою очередь, снижает нагрузку на систему управления. Да и разгон-торможение осуществляется за меньшие промежутки времени у колес с меньшей инерцией вращения (менее массивных). Таким образом, при облегчении колеса мы имеем целый комплекс положительных изменений, вплоть до снижения расхода топлива и повышения безопасности водителя. Следующим важным моментом является точность исполнения колеса – отсутствие у него радиальных и осевых биений. Дисбаланс возникает в том случае, когда центр масс колеса смещен относительно его геометрического центра. Действующая на неуравновешенную массу центробежная сила возрастает пропорционально квадрату частоты вращения. Возникающие при этом вибрации ухудшают комфортабельность и устойчивость автомобиля на больших скоростях, а также отрицательно влияют на элементы подвески и систему управления. По ГОСТу 37.001.429-98 для колес, производимых в России в настоящее время, отклонения на участках, максимально удаленных от оси вращения (на ободе), не должны превышать 1 мм в радиальном направлении и 0,7 мм в осевом. Балансировка колес производится на специальных стендах путем крепления на ободе уравновешивающих грузиков (при помощи прижимных скобок или клея). Осуществлять данную операцию нужно на накачанном колесе в сборе с шиной и повторять регулярно в процессе эксплуатации автомобиля (дисбаланс может изменяться из-за неупругих деформаций колеса и неравномерного износа шины). В ходе эксплуатации автомобиля балансировка колес может потребовать коррекции. Здесь надо напомнить, что самыми уязвимыми являются места крепления балансировочных грузиков. Забивая скобочку, вы повреждаете лак, к тому же свинец образует с металлом диска гальваническую пару, что многократно ускоряет коррозионные процессы. Здесь, как уже упоминалось, лучше самоклеящиеся грузики. Если же их нет, то учтите: стандартные скобочки (для стальных дисков) плохо удерживают грузики из-за большей толщины алюминиевого диска и сильно портят лак. Лучше поискать специальные, с увеличенным "зевом", или попытаться изогнуть обычные по форме обода.

Что такое вылет?

Величина вылета обода (в мм). Этот параметр означает расстояние от продольной плоскости симметрии обода до привалочной плоскости диска. Наиболее распространенные обозначения: OFFSET, ET и DEPORT. В случае отрицательной величины вылета его длина помечается знаком "-". Например: ЕТ - 15.

Вылет для колес каждого автомобиля рассчитывается производителем. И соблюдение этого параметра при изготовлении или подборе колеса является важным условием его безопасного расположения в колесной арке. К тому же разность расчетной и реальной величин образует своего рода плечо, и сила, действующая на него, нагружает элементы подвески и поворотный механизм. Результатом может стать опасное отклонение автомобиля от курса. Допущение составляет порядка плюс-минус 5 мм.

Предупреждаем! Не ставьте на автомобиль колеса с нештатным вылетом. Уменьшение вылета делает колею колес шире; хотя это немного и повышает устойчивость автомобиля и придает ему стильный гоночный вид, но вместе с тем резко перегружает подшипники ступиц и подвеску. Увеличить же вылет, т. е. сузить колею, как правило, невозможно - диск упрется в тормоз.

Что такое колесо?

Составные части

Для начала разберемся в терминологии. Большинство автолюбителей под термином "колесо" подразумевают конструктивный элемент автомобиля, состоящий из несущей части и шины. Несущую часть называют колесным диском. Это не совсем верно. В автомобилестроении под колесом понимают элемент конструкции автомобиля, расположенный между ступицей и шиной. А это значит, что технически правильно колесный диск называть колесом. Однако в обиходе за колесом прочно укоренилось упрощенное название "диск".Колесо легкового автомобиля включает в себя обод и диск.

Обод

Внешняя часть колеса - обод - представляет собой цилиндр сложного профиля, предназначенный для установки на нем шины. Эластичные и высокие борта покрышек легковых автомобилей позволяют использовать неразъемные обода – наиболее технологичные, жесткие, обладающие малой массой и легко поддающиеся герметизации. Обод состоит из закраин (1), полок (2) и ручья (3). Закраины фиксируют положение шины, ограничивая ее перемещение. Они должны обладать достаточной жесткостью и прочностью, чтобы воспринимать усилия, создаваемые бортами шины, а также нагрузки от монтажного инструмента и от дефектов трассы (при наезде на препятствия, с пробоем). Полки, на которые шина опирается, выполняют обычно под углом в 5 градусов, что конструктивно улучшает плотность посадки шины. Для безопасного использования бескамерных шин полки снабжают специальными кольцевыми выступами - подкатами (хампами), имеющими заостренный или округлый профиль. Этот элемент предохраняет борта от соскакивания в ручей при интенсивном повороте или при пониженном давлении накачки (частичной разгерметизации). Подкаты на обеих полках увеличивают безопасность, но затрудняют перебортовку колеса. По этой причине один из парных хампов зачастую имеет несколько меньшую высоту, чем его сосед. Ручей, облегчающий монтаж и демонтаж шины, исполняют достаточно глубоким. Это, в свою очередь, увеличивает поперечную жесткость обода. Хотя наиболее технологичным является симметричное расположение ручья, однако чаще всего по компоновочным соображениям его несколько смещают относительно продольной плоскости симметрии наружу. Такая конструкция дает больший простор для размещения тормозных механизмов колеса.

Ширина обода

Предупреждаем! Использование как слишком широких, так и слишком узких дисков (относительно ширины профиля шины) нежелательно: нарушается проектный профиль шины (боковины либо сжаты закраинами обода, либо растянуты на нем), из-за чего ухудшаются ее ездовые характеристики - реакция на поворот, сопротивление уводу, боковая жесткость. Допустимое отклонение ширины обода от нормы составляет 0,5-1,0 дюйма для дисков с монтажным диаметром до 14 дюймов; и 1,0-1,5 дюйма - для дисков с диаметром 15 дюймов и более. Но лучше, конечно, брать диск точно под шину.

Диск

Дисковая часть колеса выполняется обычно несколько выгнутой наружу. Это опять же вызвано компоновочными соображениями, и вдобавок сложный профиль способствует увеличению поперечной жесткости диска. В плоскости диска в обязательном порядке имеются крепежные отверстия и центральное отверстие для установки колеса на ступицу. Помимо этого проделывается и еще ряд отверстий-окон, выполняющих сразу несколько функций: декоративная привлекательность и разнообразие дизайна, уменьшение массы, вентиляция тормозного механизма. При значительной величине окон (обычно на литых и кованых колесах) промежутки между ними именуют спицами. Иногда, для усиления отвода тепла от тормозов, их выполняют в виде лопастей, нагнетающих внутрь воздух. Однако в этом случае правое и левое колесо не являются взаимозаменяемыми.

Диаметр диска

Полный ряд монтажных диаметров легковых и внедорожных дисков: 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 дюймов. Подавляющее большинство современных автомобилей бегает на 13-, 14-, 15- и 16-дюймовых дисках. В последнее время наблюдается стойкая тенденция к увеличению монтажного диаметра; машины, для которых штатными являются, например, 13-дюймовые диски, переводят на 14-дюймовые, 15 на 16 и т. д. Это объясняется стремлением использовать шины низких и сверхнизких серий, поскольку их ездовые качества лучше, чем шин высокого профиля. А чем ниже серия шины, тем меньше в колесе резины и, соответственно, больше металла - ведь наружный диаметр колеса остается неизменным. При использовании стальных дисков монтажный диаметр особо не увеличишь - это приведет к возрастанию массы колеса, что нежелательно. А применение легкосплавных дисков позволяет увеличивать монтажный диаметр диска, не утяжеляя колесо в целом.

Штампованые, литые или кованные?

В зависимости от того, каким способом и из чего изготовлены колеса, существенно отличаются их технические характеристики, внешний вид и цена.

Штампованые стальные колёса

Сталь является самым дешевым конструкционным материалом. Поэтому стальные колеса вплоть до середины двадцатого века монопольно властвовали на дорогах, да и сейчас по годовому объему выпуска в мире они с большим отрывом твердо удерживают лидирующее место. Составные части колеса - обод и диск - выштамповываются из стального листа, вальцуются и привариваются друг к другу. Сталь не обладает коррозийной стойкостью, по этой причине колеса, изготовленные из нее, покрывают грунтовкой, эмалью и лаком. Главными достоинствами этих колес считаются традиционно невысокая цена и достаточная пластичность материала, позволяющая колесу при ударе не лопаться, а деформироваться. Последнее обстоятельство - крайне важный аргумент в пользу безопасности, потому что колесо не разрушается полностью, сохраняя какое-то подобие своей геометрии и не исключая вероятности отсутствия разгерметизации шины. По этой же причине стальные колеса после повреждений могут подлежать рихтовке (восстановлению). Из недостатков штампованных колес обычно выделяют их высокую массу, обусловленную необходимой толщиной стенок, недостаточную геометрическую точность изготовления, слабую коррозийную устойчивость и не слишком разнообразный дизайн.

Литые легкосплавные колёса

Не довольствуясь конструкционными характеристиками стали, инженеры начали искать более легкие материалы. Так, в шестидесятых годах были впервые изготовлены колеса из алюминиевого сплава. А в дальнейшем стали еще использовать и магний (другие металлы не прижились). Имея дело с этими материалами, колеса стало целесообразно изготавливать литьем. Наиболее распространен гравитационный метод - литье под низким давлением, с противодавлением. Отливке можно придать практически любую форму, благодаря чему изготовленные таким способом колеса обладают самым разнообразным дизайном и отличаются плавностью линий. Они требуют лишь незначительной доводки режущим инструментом, и их геометрия практически идеальна (допуск на радиальные и осевые биения обода составляет 0,1 - 0,15 мм). Эти сплавы легче и прочнее стали, что позволяет снизить массу колеса на 15-20% (около 1 кг) и увеличить прочностные характеристики в полтора раза. Немаловажное значение имеет и тот факт, что теплопроводность легких сплавов выше, чем у стали, в несколько раз. Это обстоятельство способствует существенно лучшему отводу тепла от тормозных механизмов. Преимущества легкосплавных литых колес кроме этого заключаются в высокой демпфирующей способности и хорошей коррозийной устойчивости алюминия (даже утратив лакокрасочное покрытие, он способен образовывать на своей поверхности защитную оксидную пленку). Магниевые колеса превосходят алюминиевые по всем показателям, кроме хрупкости и устойчивости к коррозии. Они требуют крайне качественного защитного покрытия, и, дабы не разрушать его, балансировочные грузики нужно крепить на обода только при помощи клея. Помимо этого общими недостатками литых колес являются: высокая цена, определяемая используемым материалом, и то, что при сильных динамических нагрузках они не мнутся, а колются, так как отливка имеет кристаллическую структуру. Правда, в последнее время разработчики активно борются с этим неприятным явлением.

Кованные легкосплавные колёса

Ковка - объемная штамповка - на данный момент вершина конструкторской мысли в сфере производства колес для автомобилей. Впервые эта технология была разработана и применена в России в середине 80-х на оборонном предприятии "Вилс". В этом отношении нам вообще повезло. В России простаивает масса высокотехнологичных оборонных заводов, готовых производить что угодно, лишь бы окончательно не обанкротиться. Нам по сравнительно низким ценам доступны колеса массового выпуска, которые на Западе считают целесообразным использовать только для спортивных и гоночных автомобилей (технология производства там несколько отличается). Поковка, получаемая путем поэтапной деформации заготовки, обрабатывается и доводится полностью на станках с режущим инструментом. В результате крайне много металла выгорает и уходит в стружку - теряется более половины расходуемого материала. Для осуществления этих действий требуется дорогостоящее, сложное и мощное оборудование (усилие пресса достигает 20 тонн). Однако преимущества полной механообработки изделия налицо: прочность выше, чем у стальных колес, в 2,5 раза и превышение в 2 раза уровня требуемых по ГОСТу пластических свойств. Объясняется это сохранением у металла волокнистой структуры. Поэтому под воздействием предельных динамических нагрузок такие колеса не колются, а сминаются, и никаких трещин не возникает - можно пытаться рихтовать. Также происходит уменьшение массы по сравнению с литыми колесами на 15-20% (со стальным штампованными - на 40-55%), крайне высокая демпфирующая способность, отсутствие литейных раковин и вредных внутренних напряжений, предельная геометрическая точность исполнения и отсутствие дисбаланса, высокая коррозионная стойкость для алюминиевых колес (не требуется защитного покрытия). В этом отношении максимальный выигрыш технических характеристик мы получим при использовании в качестве материала магния. Его плотность в 4,5 раза меньше, чем у стали, и в 1,5 раза - чем у алюминия. Кованные магниевые колеса называют "колесами будущего". Их демпфирующая способность в несколько десятков раз выше, а масса на 35% ниже, чем у кованых алюминиевых. Единственный недостаток кованых колес - это их цена (хотя она и существенно ниже, чем у именитых литых зарубежных собратьев). Да еще, быть может, тот факт, что для некоторых автомобилей они, пожалуй, "слишком хороши": в серьезной аварии они останутся целы, а вот подвеска придет к общему знаменателю (хотя подобный взгляд на проблему весьма спорен).