1.5. Конструкция колес

Колесо является неотъемлемой составной частью автомобиля, поэтому конструкция его должна тесно согласовываться с конструкцией как ходовой части, так и автомобиля в целом и отвечать тем требованиям, которые диктуются условиями его эксплуатации. В связи с этим для легковых, грузовых, специализированных автомобилей и автобусов применяются колеса различных конструкций и размеров. Колеса принято подразделять по их принадлежности к тому или иному типу автомобиля, по типу применяемых шин, конструкции диска и обода, технологии изготовления колеса.

Всякое колесо, как правило, состоит из двух основных частей - диска 3 и обода 2 (рис. 1.7). По принадлежности и типу автомобиля колеса подразделяются на три группы: для легковых автомобилей, для грузовых, включая автобусы, и для автомобилей специального назначения.

Колеса грузовых автомобилей, автобусов, прицепов и машин специального назначения по конструкции делятся на дисковые и бездисковые, колеса легковых - только дисковые.

Ободья колес, в свою очередь, могут быть глубокими, полуглубокими и плоскими, а также неразборными, разборными и разъемными. Ободья колес грузовых автомобилей и автобусов могут быть неразборными, разборными в продольной или поперечной плоскостях.

Для легковых автомобилей применяются преимущественно колеса с глубокими неразъемными ободьями (см. рис. 1.7). Диск к ободу крепится сваркой или реже заклепками. Для обеспечения прочности диску придается особая конфигурация, повышающая его жесткость. Ободья для колес легковых автомобилей изготавливают в основном с наклонными (коническими) полками. Наклон полок принимают равным 5°. Колеса легковых автомобилей могут применяться как для камерных, так и для бескамерных шин. Однако во втором случае предъявляются повышенные требования к поверхности обода, соприкасающейся с бортом.

Рис. 1.7. Конструкция колеса легкового автомобиля: а - колесо ГАЗ-24; б, в - профили посадочных полок для бескамерных шин; г - симметричный профиль обода; 1 - ребра жесткости; 2 - обод; 3 - диск; 4 - выступ для крепления декоративного колпака; 5 - профилированная часть диска

Дисковые колеса с глубоким неразборным и плоским разборным ободьями находят применение на автомобилях особо малой и малой грузоподъемности и на автобусах особо малой и малой вместимости. Для камерных шин других классов грузовых автомобилей и автобусов наибольшее распространение получили плоские разборные трех- и двухкомпонентные ободья с коническими полками (рис. 1.8). Для автомобилей большой и особо большой грузоподъемности, как и для автобусов соответствующих классов, применяются дисковые колеса с плоскими разборными ободьями, имеющими одну и две съемные закраины, а также бездисковые плоские разборные и разъемные ободья, состоящие из отдельных секций. По технологии изготовления различают ободья профилированные, штампованные и сделанные из горячекатаного проката.

Для специальных автомобилей, работающих с переменным давлением воздуха в шинах, применяют разборные ободья с внутренним распорным кольцом. В целях повышения проходимости автомобилей и замены двухскатных колес односкатными применяются арочные шины. Для этих шин разрабатываются особые конструкции колес и ободьев.

Рис. 1.8. Ободья грузовых автомобилей: а - двухкомпонентный; б - трехкомпонентный; 1 -основание обода; 2 - замочное кольцо; 3 - бортовое кольцо; 4 - приварной диск; А - посадочная полка; Б - ширина закраины; с - ширина обода; 1 - вылет диска; D₁ - диаметр крепежных отверстий; D₂ - внутренний диаметр диска; γ_пп - угол наклона посадочной полки

Основным параметром, характеризующим связь между шиной и ободом, является отношение ширины обода с к ширине профиля шины. Это отношение не оставалось постоянным в процессе развития автомобилей, дорог и шин. В настоящее время применяют ободья с коническими полками, для которых это отношение равно 0,72-0,75. Конические полки улучшают посадку бортов шины на ободе, увеличивают срок службы бортов, обеспечивают надежную передачу шиной крутящего момента. Для арочных шин это отношение принимают около 1,0.

В процессе работы обод колеса нагружается внутренним давлением воздуха, вертикальной нагрузкой и другими внешними силами. Под действием этих сил в ободе возникают различные по величине и знаку напряжения, которые не одинаковы в различных точках профиля обода. Напряжение в значительной степени зависит от конструкции колеса. Для правильного подхода к выбору конструкции колеса необходимо знать величину и характер действующих на него нагрузок и иметь представление о действительной величине и характере распределения напряжений в отдельных его элементах.

Колеса принято обозначать основными размерами (в дюймах или миллиметрах) обода: шириной и диаметром посадочных полок. После первой цифры или группы цифр ставится буква латинского или русского алфавита, характеризующая комплекс размеров, определяющих профиль бортовой закраины обода (А, Б и т. д.). Если в обозначении буква отсутствует, то размер боковой закраины применим только для данного профиля обода.

В соответствии с ГОСТ 10409-74 колеса и их детали имеют маркировку, в которую входят обозначение размера обода, товарный знак завода-изготовителя, месяц и год выпуска (например, 6.0Б-20-ГАЗ-5-85). Маркировка наносится на внутренней, обращенной к шине поверхности обода около вентильного отверстия. На бортовых кольцах маркировку наносят на поверхности, обращенной к шине, а у замочных колец в любом месте.