Колеса.

Автомобильное колесо за последние 100 лет претерпело немало изменений, от деревянных колёс до композитов и сверхпрочных сплавов.

Спицевое колесо.

В настоящее время его носителями являются только велосипеды и некоторые мотоциклы. Достоинства спицевых колёс в их высокой энергоёмкости[неизвестный термин], к недостаткам можно отнести высокую трудоёмкость в производстве колёс и невысокую точность геометрии колеса. Также спицевые колёса можно встретить на выставочных автомобилях или ретро-карах.

Классическое стальное колесо

Является наиболее распространёнными и дешёвым типом колёс в мире, выполняется как правило из листовой стали, довольно прочно, зарекомендовало себя во всех видах транспорта.

Колёса из лёгких сплавов

Колёса из лёгких сплавов можно поделить на три категории (по технологии производства): литые, кованые и комбинированные (сборные).

Основные преимущества легкосплавных колёс перед стальными это:

1. геометрическая точность,

2. меньший вес (как правило),

3. улучшенное отведение тепла от тормозных систем,

4. разнообразие дизайна колёс.

Например — если стальное колесо типоразмерности 5Jx13 весит 5,5 кг, то легкосплавное литое — около 4,8-5 кг, а кованое — около 4,2-4,5 кг (взвешивание колёс ВАЗ-21099 произведено в испытательной лаборатории компании K&K в 1999 г.). Технически уменьшение веса колеса означает снижение массы неподрессоренных частей и сил инерции. Благодаря этому оно легче «отрабатывает» неровность поверхности дорожного полотна, что даёт более чёткую и меньшую нагрузку на подвеску автомобиля, что в свою очередь улучшает контакт автомобиля с дорогой и его управляемость. Снижение инерционности, соответственно, увеличивает ресурс самого транспортного средства, повышает тормозную и разгонную динамику и как следствие снижает расход топлива.

Литые колёса

Литые изготавливаются методом отливки в форму. Используются как правило алюминиевые, магниевые и очень редко титановые сплавы. После отливки в ряде случаев происходит термообработка отливок (для улучшения механических свойств колеса). Свой конечный вид колесо получает после механической обработки и покраски. По стоимости — это самый окупающийся вид производства легкосплавных колёс.

Кованые колёса

Кованые колёса изготавливаются методом очень энергоёмкой горячей штамповки. Поковка проходит обязательную термообработку(процесс старения и закалку). Конечный вид колесо получает после механической обработки и покраски. По стоимости это один из самых дорогих видов производства легкосплавных колёс (поковка может весить 25 кг — выход одного колеса 5 кг плюс большие энерго- и трудозатраты).

Комбинированные колёса

Тип колёс, который состоит как правило из двух и более частей. Каждая из которых может быть выполнена по разным технологиям (пример: спицы — алюминиевый сплав, литьё. Обод — титановый прокат, вальцовка.). Спицевое колесо тоже относится к данному типу.

Композитные колёса

В настоящее время композитные колёса стоят на некоторых велосипедах и спорткарах. Широкое распространение этого типа ограничено их высокой стоимостью.

Шины.

Автомобильная шина (покрышка, баллон или резина) — один из наиболее важных элементов колеса, представляющий собой упругую резино-металло-тканевую оболочку, установленную на обод колеса. Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным полотном, предназначена для поглощения незначительных колебаний, вызываемых несовершенством дорожного покрытия, компенсации погрешности траекторий колёс, реализации и восприятия сил, возникающих в пятне контакта.

Основными материалами для производства шин являются резина, которая изготавливается из натуральных и синтетических каучуков, и корд. Кордовая ткань может быть изготовлена из металлических нитей (металлокорд), полимерных и текстильных нитей.

Шина состоит из: каркаса, слоёв брекера, протектора, борта и боковой части.

Структура шины: 1 — протектор; 2 — плечевая часть; 3 — каркас; 4 — боковая часть(крыло шины); 5 — брекер и подушечный слой; 6 — дополнительная вставка в плечевой зоне(зелен.цв.); 7 — бортовое кольцо; 8 — бортовая часть

Измерение высоты протектора.

Текстильный и полимерный корд применяются в легковых и легкогрузовых шинах. Металлокорд — в грузовых. В зависимости от ориентации нитей корда в каркасе различают шины:

1. радиальные

2. диагональные

В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса(как на схеме, позиция № 3). В диагональных шинах нити корда расположены под углом к радиусу колеса, нити соседних слоёв перекрещиваются.

Радиальные шины конструктивно более жёсткие, вследствие чего обладают большим ресурсом, обладают стабильностью формы пятна контакта, создают меньшее сопротивление качению, обеспечивают меньший расход топлива. Из-за возможности варьировать количество слоёв каркаса (в отличие от обязательно чётного количества в диагональных) и возможности снижения слойности, снижается общий вес шины, толщина каркаса. Это снижает разогрев шины при качении — увеличивается срок службы. Брекер и протектор так же легче высвобождают тепло — возможно увеличение толщины протектора и глубины его рисунка для улучшения проходимости по бездорожью. В связи с этим, в настоящее время, радиальные шины для легковых автомобилей практически полностью вытеснили диагональные.

Брекер находится между каркасом и протектором. Предназначен для защиты каркаса от ударов, придания жёсткости шине в области пятна контакта шины с дорогой и для защиты шины и ездовой камеры от сквозных механических повреждений. Изготавливается из толстого слоя резины (в лёгких шинах) или скрещённых слоёв полимерного корда и (или) металлокорда.

Протектор необходим для обеспечения приемлемого коэффициента сцепления шин с дорогой, а также для предохранения каркаса от повреждений. Протектор обладает определённым рисунком, который, в зависимости от назначения шины различается. Шины высокой проходимости имеют более глубокий рисунок протектора и грунтозацепы на его боковых сторонах. Рисунок и конструкция протектора дорожной шины определяется требованиями к отведению воды и грязи из канавок протектора и стремлением снизить шум при качении. Но, всё же, главная задача протектора шины — обеспечить надёжный контакт колеса с дорогой в неблагоприятных условиях, таких как дождь, грязь, снег и т. д., путём их удаления из пятна контакта по точно спроектированным канавкам и желобкам рисунка. Но эффективно удалять воду из пятна контакта протектор в силах лишь до определённой скорости, выше которой жидкость физически не сможет полностью удаляться из пятна контакта, и автомобиль теряет сцепление с дорожным покрытием, а следовательно и управление. Этот эффект носит название аквапланирование. Существует широко распространённое заблуждение, что на сухих дорогах протектор снижает коэффициент сцепления из-за меньшей площади пятна контакта по сравнению с шиной без протектора (slick tyre). Это неверно, так как в отсутствие адгезии сила трения не зависит от площади соприкасаемых поверхностей. На гоночных автомобилях в сухую погоду используются шины с гладким протектором либо вообще без него для того, чтобы снизить давление на колесо, уменьшив его износ, тем самым позволив применять в изготовлении шин более пористые мягкие материалы, обладающие бóльшим сцеплением с дорогой. Во многих странах существуют законы, регулирующие минимальную высоту протектора на дорожных транспортных средствах, и многие дорожные шины имеют встроенные индикаторы износа.

Борт позволяет покрышке герметично садиться на обод колеса. Для этого он имеет бортовые кольца и изнутри покрыт слоем вязкой воздухонепроницаемой (для бескамерных шин) резины.

Боковая часть предохраняет шину от боковых повреждений.

Шипы противоскольжения. В целях повышения безопасности движения автомобиля в условиях гололёда и обледенелого снега применяют металлические шипы противоскольжения. Езда на шипованных шинах имеет заметные особенности. На ходу автомобиль делается заметно более шумным, ухудшается его топливная экономичность. В снежно-грязевой каше или в глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твёрдом сухом или влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают «обычным»: из-за снижения площади пятна контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля увеличивается на 5-10 %. Хотя 70-процентное сокращение тормозного пути на льду — их несомненное преимущество.

Бескамерные шины (tubeless) наиболее распространены благодаря своей надёжности, меньшей массе и удобству эксплуатации (так, например, прокол в бескамерной шине не причинит больших неудобств по дороге до автосервиса).