Колісні диски особливості, новинки, поради щодо вибору
Спочатку розберемося з поняттями. У довідковій літературі «диском» називається сполучний елемент між маточкою та ободом. Тому ми будемо використовувати технічно грамотне визначення «колесо» і мати на увазі під цим поняттям колісний диск та обід у зборі (без шини).
Отже, автомобільне колесо включає обід і диск. Обід, зовнішня частина колеса, є циліндром складного профілю, призначений для встановлення на ньому шини. Обід може бути роз'ємним та нероз'ємним. Рознімний обід, який ще нещодавно вважався візитною карткою важкої вантажівки, поступається місцем жорсткішим і технологічнішим нероз'ємним конструкціям. Нероз'ємні обіддя відрізняються малою масою і легко піддаються герметизації.
Якщо говорити про дискову частину колеса, то вона, як правило, виконується вигнутою назовні. Це викликано компонувальними міркуваннями, а також складний профіль сприяє збільшенню поперечної жорсткості диска. У площині диска обов'язково є кріпильні отвори і центральний отвір для монтажу колеса на маточину. Крім цього просвердлюється ще ряд отворів-вікон, що виконують відразу кілька функцій: декоративна привабливість, різноманітність дизайну, зменшення маси та вентиляція гальма.
Колесо автомобіля включає зовнішню частину (обід) і диск
Ряд корисних відомостей відображається у маркуванні колеса. Міжнародне позначення включає характеристики обода, розташовані в певній послідовності: ширина обода по посадкових полицях в дюймах; літерне позначення форми закраїни; позначка «х» для нероз'ємних та «–» для роз'ємних обідків; посадковий діаметр у дюймах; буквене позначення типу посадкової полиці. Також на колесі проставляються дата виготовлення,максимальне статичне навантаження (в кгс або фунтах), знак відповідності при обов'язковій сертифікації (ГОСТ Р50460) і величина вильоту обода (в мм). Останнє означає відстань від поздовжньої площини симетрії обода до площини привалки диска. Найбільш поширені позначення: OFFSET, ET та DEPORT.
Виліт для коліс транспортного засобу розраховується виробником. І дотримання цього параметра під час виготовлення чи підбору колеса є важливою умовою його безпечного розташування в колісній арці. До того ж різниця розрахункової та реальної величин утворює свого роду плече, і сила, що діє на нього, навантажує елементи підвіски та поворотний механізм. Результатом може стати небезпечне відхилення автомобіля від курсу. Допущення становить близько ±5 мм.
Коротко про вимоги до колеса. Ця деталь, в першу чергу, повинна бути міцною, щоб витримувати не тільки стандартні навантаження, але й пікові, під час позаштатних ситуацій: наїзди на перешкоди, аварії тощо. навантаження щонайменше має бути не менше чверті максимальної маси спорядженого автомобіля, зазначеної у супровідних документах.
Друга найважливіша вимога до колес, — їх мала вага. Колеса входять до складу безпружинних частин автомобіля, і зменшення їх маси благотворно позначається на роботі підвіски. За розрахунками фахівців, зниження маси колеса (безпружинних частин) на 1 кг при певних швидкісних режимах еквівалентно зміні маси кузова (підресорених частин) на 15 кг. Тобто тільки для шести коліс вантажівки полегшення становитиме близько 90 кг.
При обертанні важкого тіла гіроскопічний ефектпроявляється повною мірою, тому колесо зі зниженою масою простіше повернути, що, у свою чергу, знижує навантаження на кермовий привід. Та й розгін/гальмування здійснюється за менші проміжки часу у коліс із малою інерцією обертання. Таким чином, при полегшенні колеса ми маємо цілий комплекс позитивних змін, аж до зниження витрат палива та підвищення безпеки руху.
Іншим важливим моментом є точність виконання колеса – відсутність у нього радіальних та осьових биття. Наприклад, за ГОСТ 37.001.429-98 для коліс, що виробляються в Україні, відхилення на ділянках, максимально віддалених від осі обертання, не повинні перевищувати 1 мм у радіальному напрямку та 0,7 мм в осьовому.
МАТЕРІАЛИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ
Залежно від того, яким способом та з якого матеріалу виготовлені колеса, суттєво відрізняються їх технічні характеристики, зовнішній вигляд та ціна. Сталеві колеса виготовляють штампуванням, а легкосплавні - литтям або куванням.
Сталь є найдешевшим конструкційним матеріалом. Тому сталеві колеса аж до середини 20 століття монопольно панували на дорогах, та й зараз за річним обсягом випуску у світі вони з великим відривом утримують лідируюче місце. Усі складові частини колеса виштамповуються зі сталевого листа, вальцюються і приварюються одна до одної. Оскільки сталь не має корозійної стійкості, колеса, виготовлені з неї, покривають ґрунтовкою, емаллю та лаком. Головними перевагами цих коліс вважаються традиційно невисока ціна та достатня пластичність матеріалу, що дозволяє колесу при ударі не лопатися, а деформуватися. Остання обставина - важливий аргумент на користь безпеки, тому що колесо не руйнується повністю, зберігаючи якусь подобу своєї геометрії та ймовірністьвідсутність розгерметизації шини.
З недоліків штампованих коліс зазвичай називають їхню збільшену масу, недостатню геометричну точність виготовлення, слабку корозійну стійкість і не надто різноманітний дизайн. На українському ринку сталевих штампованих коліс основну конкурентну боротьбу ведуть німецькі виробники та підприємства, що розташовані на території СНД. Ось деякі з них: KFZ, Mefro, Hayes Lemmerz, Maxion Wheels, КрКЗ (Кременчуцький колісний завод), ЧКПЗ (Челябінський ковальсько-пресовий завод), Група «ГАЗ».
Щодо технології алюмінієвого лиття, то її стали використовувати для виробництва коліс з 1960-х років. Пізніше пішов і магній. Виливки, виготовлені методом гравітаційного лиття, могли мати найрізноманітніший дизайн, відрізнялися плавністю ліній та вимагали лише незначного доведення різальним інструментом. Алюмінієві та магнієві сплави легші та міцніші за сталі, що дозволяє знизити масу колеса на 15–20 % і значно збільшити характеристики міцності. Важливо й те, що теплопровідність легких сплавів вища, ніж у сталі, у кілька разів. Ця обставина сприяє значно кращому відводу тепла від гальмівних механізмів. Інші переваги легкосплавних литих коліс полягають у високій демпфуючій здатності та гарній корозійній стійкості алюмінію. Зворотний бік медалі — висока ціна, яка визначається матеріалом, і те, що при сильних динамічних навантаженнях вони не мнуться, а колються, тому що виливок має кристалічну структуру. Щоправда, останнім часом розробники активно борються із цим неприємним явищем. український ринок литих легкосплавних коліс суттєво різноманітніший, ніж його «сталевий побратим». Основна конкурентна боротьба відбувається між українцями(Каменськ-Уральський металургійний завод, ТОВ «КіК»), німецькими (Artec, BBS), італійськими (Alessio) та турецькими компаніями, і об'єктивно виділити серед них однозначного лідера дуже складно.
Кування, або так зване об'ємне штампування - зараз вершина конструкторської думки у сфері виробництва коліс для автомобілів. Вперше ця технологія була розроблена та застосована в Україні в середині 1980-х на заводі «ВІЛС». Поковка, одержувана шляхом поетапної деформації заготовки, обробляється і доводиться повністю на металорізальних верстатах. Точна механічна обробка забезпечує ідеально круглу форму колеса, виключає биття. Але для здійснення цих дій потрібне дороге, складне та потужне обладнання (зусилля преса сягає 8000 тонн). Тим часом, переваги повної механообробки виробу очевидні: міцність вища, ніж у сталевих коліс, в 2,5 рази і перевищення в 2 рази рівня необхідних ГОСТу пластичних властивостей. Шарувата структура металу (замість зернистої у литих коліс) забезпечує конструкції максимальну міцність.
Саме тому ковані колеса під впливом граничних динамічних навантажень не колються, а змінюються і ніяких тріщин не виникає. Також відбувається зменшення маси порівняно з литими колесами на 15-20% (зі сталевими штампованими - на 40-55%). До речі, саме цей пункт набуває особливої актуальності в контексті оголошеного збільшення штрафів за перевантаження.
Єдиний недолік кованих коліс — їхня висока ціна плюс обмеженість у дизайнерській різноманітності (зовні вони трохи програють литим). Додамо, що основними постачальниками кованих легкосплавних коліс на українському ринку є компанія Alcoa, Білокалитвинське металургійне виробниче об'єднання (БКМПО), Красноярськийметалургійний завод (КРАМЗ) та Ступінська металургійна компанія (СМЯ).
НОВИНКИ РИНКУ
Компанія Alcoa, творець кованих алюмінієвих коліс та світовий лідер у галузі їх розробки, цього року представила найміцніші та найпростіші в експлуатації колеса для вантажних автомобілів – Dura-Bright EVO. Зберігши всі переваги свого попередника моделі Dura-Bright з технологією XBR (спеціальна обробка, що надає блиск поверхні), нове колесо з покриттям Dura-Bright EVO демонструє абсолютно новий рівень експлуатаційних характеристик. Колесо з покриттям Dura-Bright EVO в 10 разів більш стійке до корозії, спричиненої сіллю на дорогах та атмосферними опадами. Крім того, новий виріб у 3 рази більш стійкий до впливу хімікатів, включаючи кислоту, що входить до складу агресивних миючих засобів для вантажних автомобілів. Ці характеристики дозволяють використовувати ширший асортимент миючих засобів, зберігаючи при цьому цілісність колісного диска та його блиск. Колеса Dura-Bright EVO вже надійшли у продаж у Європі, очікується, що до 2015 року ця продукція надійде і на ринки інших країн. Цікаво, що сьогодні у виробничому портфелі Alcoa є ще дві моделі кованих коліс для важких вантажівок: Dura Flange із захисним покриттям зони обода (робить колеса найбільш підходящими для транспорту, що працює з важкими вантажами в умовах бездоріжжя) та Work Horse без вентиляційних отворів (для захисту гальм будівельної техніки від піску та бруду).
Maxion Wheels - глобальний виробник автомобільних коліс, утворений при злитті компаній Hayes Lemmerz і Iochpe-Maxion продовжує роботу з безперервного поліпшення характеристик продукції, що випускається. Як приклад можна назвати нову модель сталевого колесарозміру 22,5 x8, 25. Вага новинки 37,5 кг, що на 1 кг менше ніж вага моделей попереднього покоління. При цьому максимально допустиме навантаження на колесо, при якому можлива його експлуатація, виросло на 200 кг і становить 3750 кг. Нова модель успішно пройшла всі випробування на відповідність вимогам стандартів Європейської асоціації коліс виробників (EUWA).
Разом з тим, нова модель колеса є взаємозамінною зі старими моделями і може встановлюватися, в тому числі, і на транспортні засоби, що знаходяться в експлуатації довгий час. Новинка вже доступна на українському ринку.