История колеса. От гончарного круга до шасси авиалайнера - Артём Мельников

на Cadillac Deville Brougham до 1996 года). Сегодня она ассоциируется в первую очередь с классическими автомобилями.

Спицованное колесо старого автомобиля

В 1960-х годах появились в качестве спортивной опции колёса, целиком или частично отлитые из лёгкого сплава, алюминиевого или магниевого. Сегодня ими снабжается едва ли не большинство автомобилей.

Износ покрышек автомобилей является почти решённой проблемой (при правильно установленных углах колёс).

Нерешённой проблемой является износ покрышек у колёс самолётов; при соприкосновении неподвижного колеса с бетонным покрытием взлётной полосы на высокой скорости в износ покрышек огромен.

Колёса автомобиля делятся на три категории в зависимости от выполняемой ими функции: ведущие, управляемые, поддерживающие. На ведущие колёса подаётся вращение, и благодаря контакту с дорогой они заставляют автомобиль двигаться. Но в процессе передвижения автомобилю необходимо изменять направление движения, маневрировать, и за это отвечают управляемые колёса.

Грузовые автомобили предназначены для транспортировки грузов, и для снижения нагрузки на ведущие и управляемые колёса в конструкцию ходовой части добавлены поддерживающие. Они не приводят в движение машину, не участвуют в обеспечении маневрирования, их задача — принятие части нагрузки «на себя».

В легковых автомобилях используются 4 колеса, в грузовиках же их количество может достигать и 12, а в спецтехнике — до 24.

Что касается легкового транспорта, то у них используемые виды колёс автомобиля могут делиться как по назначению, так и быть совмещенными. К примеру, в заднеприводных моделях колеса, установленные на задней оси, — ведущие, а на передней — управляемые. А вот в переднеприводных версиях — колеса передней оси являются одновременно и ведущими, и управляемыми, задние же выполняют лишь поддерживающую функцию.

Конструкция этих составляющих ходовой части включает в себя два компонента — диск и шину. Но, несмотря на это, устройство колеса автомобиля — достаточно сложное.

Колёсный диск выступает в качестве посадочной основы для шины и одновременно обеспечивает крепление колеса к ходовой части. На эту составляющую воздействуют значительные нагрузки во время движения, поскольку они первые принимают на себя колебания от неровностей дороги и передают их на подвеску.

Колёсный диск состоит из двух элементов — самого диска и обода. Выпускается четыре вида автомобильных дисков — стальные сварные (штампованные), цельнолитые (легкосплавные, кованные), комбинированные и композитные. В первом виде диск и обод — два разных элемента, соединённых между собой при помощи сварки. В литых дисках его составляющие — единая неразъёмная конструкция.

Третий тип — это так называемые комбинированные или разборные диски, бывают двух- или трёхсоставными. Являются лучшими дисками по всем характеристикам, поскольку центральная секция обычно выполняется литой и, соответственно, можно получить любой дизайн, а обод выполняется методом штамповки. Четвертый и самый редкий тип — композитные, стоимость их просто запредельная из-за сложной технологии производства, и поэтому увидеть их можно только на спорткарах.

Диск — элемент, обеспечивающий крепление колеса. Для этого в нём по центру проделано посадочное отверстие, по окружности которого расположены крепежные отверстия. Количество крепежных отверстий на легковых авто варьируется от 3 до 5, на грузовых же их обычно 6–8. Фиксация диска на ступице осуществляется либо болтами, либо шпильками с гайками.

Стальные литые диски

Обод предназначен для установки шины. Он обладает сложным поперечным профилем, который необходим для правильной и надёжной посадки ската. Если рассматривать обод в профиль, то он имеет ступенчатую форму.

Центр обода представлен в виде утопленной площадки, к которой примыкает диск. С обеих сторон от центра сделаны ступеньки, которые сформированы кольцевым выступом (хампом), полкой и бортом.

Зимние шины

Хамп предназначен для фиксации шины в ободе и предотвращает её уход к центру обода. Полка выступает в качестве посадочной площадки для борта ската. Борт обода удерживает шину на полке и не даёт ей «слезть». Это самый распространённый тип диска. Но на грузовых автомобилях и спецтехнике можно встретить иные виды дисков: с фиксирующим кольцом и разборные (диск состоит из двух половин, стягивающихся болтовым соединением).

Шина — вторая составляющая колеса. Она также обладает достаточно сложной конструкцией, поскольку в её задачу входит обеспечение сцепления с дорожным полотном, принятие и гашение колебаний от мелких неровностей, удержание веса. Для выполнения своих функций шина должна быть прочной, но при этом и эластичной. Отметим, что шина является своего рода оболочкой, которая заполняется наполнителем — воздухом или специальными газами.

Шина состоит из эластичного радиального каркаса, задающего форму изделию, на который последовательно нанесены резиновая прослойка, брекер (силовой металлический корд), бандаж из нитей (капроновый корд) и протектор. По внутренней окружности радиальный каркас формирует посадочный борт шины, в который для жёсткости установлено проволочное кольцо.

Видимыми элементами шины являются протектор, выступающий в качестве основной рабочей поверхности (он контактирует с дорожным полотном) и боковины. Переход между этими элементами получил название «плечо».

Для обеспечения сцепления с дорогой протектор обладает сложным узором, который формируется ребрами, блоками с канавками и ламелями.

Велосипедное колесо

Это часть велосипеда, состоящая в общем случае из втулки, спиц, обода, камеры и покрышки.

Современный велосипед имеет два колеса, как правило, одинакового диаметра: рулевое переднее колесо и ведущее заднее колесо, связанное с педалями передачей.

Детские и специализированные велосипеды могут иметь колёса разного диаметра. На детских двухколёсных велосипедах можно устанавливать вспомогательные колёса для облегчения обучения езде.

Обод велосипедного колеса — наружная часть колеса в виде круга, которая крепится к ступице колеса (втулке) на натянутых спицах. На обод монтируется велосипедная шина.

Для изготовления колёсных ободьев велосипеда используют алюминиевые сплавы, сталь, углепластик. Во многих ободьях, предназначенных для езды по пересечённой местности, для придания колесу большей жёсткости внутри обода коробчатого сечения добавляется дополнительное ребро жёсткости. Такие ободья называются двойными.

Обод крепится к ступице колеса (втулке) на натянутых спицах, число которых может быть от 12 до 48.

Велосипедная спица — конструктивный элемент колеса, представляет собой стержень, соединяющий центр колеса (ступицу) и его обод. Использование спиц позволяет значительно облегчить конструкцию колеса, при этом не снижая его прочности.

Спицы производят из стали, алюминия и титана. Спицы из стали хромируются или никелируются. Спица соединяет втулку колеса с ободом при помощи ниппеля, в который она вкручивается (со стороны обода). Ниппель изготавливают из стали, латуни, алюминия.

Втулка велосипедного колеса — центральная деталь колеса, которая вращается вокруг неподвижной оси на подшипниках. Различают два вида: передняя и задняя втулки.

Передняя втулка по конструкции предельно простая, потому что всё, что от неё требуется — вращение колеса. На некоторых втулках с левой стороны