>

Типы колес автомобилей

Колеса — важный атрибут современного автомобиля. В этом обзоре речь пойдет о том, какие виды автомобильных колес предлагает современный рынок и каковы критерии выбора дисков.

tipy-koles-avtomobilej

Типы колес автомобилей

Тема нашего разговора — автомобильные колеса. Начнем с того, какими они бывают. Начнем с самых распространенного типа колес — стальных штампованных. Исторически именно они получили самое большое распространение. Это объясняется двумя факторами. Первый — сталь является самым распространенным и дешевым конструкционным материалом. Второй — дорогой в тридцатые годы XX века алюминий применялся для изготовления колес практически вручную для очень дорогих автомобилей — Hispano-Suiza, Bugatti, Buccialli.

Суть производственного процесса получения такого колеса заключается в соединении сваркой штампованного из стального листа диска и обода, полученного методом проката. Относительно простой технологический процесс позволял довольно просто его автоматизировать и обеспечить крупносерийный выпуск стальных колес.

При всех производственных преимуществах стальные колеса обладают тремя органическими недостатками. Сталь не отличается высокими антикоррозионными свойствами, и она имеет достаточно высокий удельный вес. С первым недостатком борются, надежно грунтуя, крася и лакируя готовые колеса. Со вторым недостатком вынуждены мириться. Как, впрочем, и с третьим. Дело в том, что относительно большая масса стальных штампованных колес и погрешности геометрии, полученные в ходе их производства, вызывают значительные динамические нагрузки на подвеску автомобиля во время езды, так как колеса входят в состав неподрессорен- ных частей автомобиля.

Вместе с тем, у стальных колес есть большое преимущество — пластичность. При ударе о препятствие они не раскалываются, а мнутся, обеспечивая безопасность. Большинство повреждений стальных колес легко правятся. Этими свойствами, да еще заметной дешевизной, объясняется их популярность.

Технология крупносерийного производства колес из алюминиевых сплавов впервые была применена более полувека назад, и она коренным образом отличалась от того, как алюминиевые колеса делали раньше. Основной плюс таких колес — снижение их массы на 15-20 % по сравнению со стальными, что обеспечивает снижение неподрессоренных масс и уменьшение динамической нагрузки на подвеску.

Кроме этого, меньшая масса колес обеспечивает сокращение времени разгона и торможения и заметную экономию топлива.

Литые колеса из алюминиевых сплавов можно получить методом литья по выплавляемым моделям, центробежного литья и литья под давлением, но в настоящее время наибольшее распространение получило литье под низким давлением с противодавлением и последующей механической обработкой заготовки на токарных и фрезерных станках. Такая технология позволяет создавать колеса на любой вкус, любых, даже замысловатых, рисунков.

Кроме высоких эстетических качеств, литые колеса обладают хорошей теплопроводностью, что обеспечивает отличный отвод тепла от тормозной системы. Еще одно преимущество литых колес — высокая коррозионная стойкость, которая обеспечивается постоянным наличием оксидной пленки на поверхности, которая сохраняется даже в случае повреждения лакокрасочного покрытия до металла. Для улучшения коррозионной стойкости колес, их покрывают порошковой эмалью в электрическом поле.

В результате образуется прочный защитный слой, выдерживающий весь жизненный цикл колеса. При больших механических нагрузках (наезд на препятствие) литые колеса пластично деформируются, в отличие от штампованных, которые склонны к раскалыванию из-за своей структуры.

Сегодня литые колеса из алюминиевых сплавов широко применяются в конвейерном производстве многих автомобилестроительных компаний. На вторичный рынок в России поступают литые колеса производства Италии, Германии, Голландии. Среди наиболее популярных марок — AEZ, Alessio, BBS. В России по этой технологии работают компании «Мегалюм», СКАД, «ПРОМА колеса из легких сплавов».

Технология изготовления колес из легких сплавов методом горячей объемной штамповки впервые была разработана в России в середине 1980-х во Всесоюзном институте легких сплавов. Суть ее заключается в получении заготовки колеса методом поэтапного формирования с ее последующей обработкой на металлорежущих станках. Предназначались такие колеса для использования в самолетных шасси и в качестве опорных катков гусеничных машин: танков, бронетранспортеров и самоходных артиллерийских установок. История отечественных штампованных колес из легких сплавов начиналась на Опытном заводе ВИЛС, а крупносерийное производство началось на Верхнесалдинском металлургическом производственном объединении.

Высокая прочность штампованных колес объясняется направленной мелкозернистой структурой металла, которая формируется в процессе штамповки. Их прочность в 2,5 раза выше, а масса на 20-25 % ниже, чем стальных, и на 15-20 % меньше по сравнению с литыми «собратьями».

Отличие штампованного алюминиевого колеса от стального состоит в том, что оно представляет собой единую деталь, а стальное сваривается как минимум из двух деталей: обода и диска. Коррозионная стойкость — очень высокая благодаря мелкозернистой структуре сплава. Когда литое колесо деформируется пластично, штампованное остается целым и при правильной конструкции демпфирует удар за счет упругой деформации. Разрыв материала штампованного колеса происходит при значительно больших нагрузках, чем литого, и в этом его преимущество!

За все эти неоспоримые преимущества приходится платить относительно небольшим выбором стиля колес, что связано с высокой стоимостью пресс-форм и сложностью механической обработки поковок. К недостаткам штампованных колес можно отнести ограниченный дизайн, а также дорогостоящее производство, примерно на 50 % поднимающее стоимость такого изделия в сравнении с литым.

Старейшим и крупнейшим изготовителем штампованных колес из легких сплавов является американская компания ALCOA. В России штампованные колеса из легких выпускают компании MK-Design, «Авиатехнология», ВСМПО-Ависма, К&К. Кстати, ВСМПО-Ависма — один из немногих изготовителей штампованных алюминиевых колес для большегрузных автомобилей.

Выбираем автомобильные колеса

Прежде всего нужно правильно выбрать поставщика. Цена стальных штампованных колес неразрывно связана с качеством изделия. Под качеством следует, прежде всего, понимать точность их изготовления. Штампованные колеса не обладают особым качеством, и цена у них соответственная — в среднем не больше 1300 руб. для отечественных автомобилей. А вот цены на литые колеса из легких сплавов имеют огромный разброс. Здесь главную роль играет не только точность, но и процесс ее получения. Технологически одну и ту же точность можно получить, используя как металлорежущие станки, так и специальное оборудование, где заготовка раскатывается роликами.

Колеса из легких сплавов выпускают десятки компаний по всему свету. Среди европейцев наибольшим авторитетом пользуются итальянцы и немцы. За последние годы значительно повысилось качество китайских колес. Не стоит пренебрегать колесами, выпущенными на Тайване, тем более, что некоторые серьезные компании используют для производства колес российский алюминий. Самого пристального внимания заслуживают изделия российских компаний. Дело в том, что наши стандарты жестче и, следовательно, колеса, выпускаемые в России по ним, прочнее.

Следующий этап — выбор модели. При выборе штампованных колес важное значение имеет дизайн модели. Важно научиться видеть возможности колеса работать с упругой деформацией. Такое колесо легче перенесет критические нагрузки и, приняв их на себя, защитит подвеску. Необходимо обращать внимание на конструкцию обода и профиль «спиц».

Место прилегания «спицы» к ободу должно как можно дальше отстоять от его кромки. Эта «полка» обеспечит свободную деформацию обода и «спицы» по отдельности. Лучше, если сама «спица» будет вогнутой или выгнутой — такой профиль, в отличие от простого плоского, дает «спице» возможность «играть», более равномерно распределять нагрузку по всему колесу.

Основным показателем качества колес является гарантия. В зависимости от фирмы это может быть и полгода, и год, и полтора. Чем гарантия дольше, тем больше список требований, предъявляемых компанией-производителем к эксплуатации не только колес, но и самого автомобиля. Цены на литые колеса в зависимости от размера, фирмы-изготовителя и модели колеблются в пределах 2000-20000 руб. за штуку.

Наценка на нестандартную отделку (полировка, окраска «металликом») в среднем оборачивается удорожанием на 3000-4000 руб. Изысканные американские титанированные или хромированные диски могут обойтись и в 30000-40000 руб. за штуку без учета доставки. Штампованные колеса западных производителей имеют достаточно высокие цены, а российские производители могут похвастаться невысокой ценой и хорошим качеством. Дизайн при этом, правда, будет не самым впечатляющим, однако сумма в 5000-8000 руб. подкупает.

Но, даже обладая знаниями о том, где и как были сделаны колеса, какие нормы и правила соблюдались при их изготовлении, выбрать колесо и понять, почему сделан именно такой выбор, покупателю непросто. Существует целый ряд особенностей и параметров, о которых следует знать при выборе, покупке и монтаже купленного колеса, чтобы не нарушить условия гарантии как самого автомобиля (если он новый), так и колеса. При покупке колеса рано или поздно встанет вопрос: «Оригинал или неоригинал?». Многие автопроизводители, являющиеся, по сути, только сборщиками, ставят задачи производства колес перед сторонними фирмами.

В каждом конкретном задании будут учитываться конструктивные особенности автомобиля (количество крепежных отверстий, отверстие под ступицу, вылет, ширина и диаметр колеса и пр.). Такие колеса уже автоматически отвечают требованиям и стандартам производителя автомобилей и идут с логотипами этой же марки. Подобные колеса называются оригиналами, они также поставляются дилерам.

Существуют стандарты, которые определяют качество той или иной продукции и колес в том числе: ГОСТ Р 50511-93 (ISO 3006- 76, ISO 3894-77, ISO 7141-81), TUV. Следует понимать, что данные стандарты относятся к неоригинальным или идентичным колесам. Основные требования и стандарты к оригинальным колесам задаются заводами-производителями.

За последние годы в ситуации с выбором и покупкой колес из легких сплавов произошли значительные изменения. Если 10 лет назад они приобретались, в основном, самим автомобилистом, теперь проще заказать автомобиль с такими колесами непосредственно у дилера. У него же можно прикупить и второй комплект, чтобы при сезонной смене покрышек менять их сразу с колесами. Популярность такой покупки покоится, как водится, на трех китах. Первый —  удобство сезонной смены уже смонтированных колес, второй —  безусловно, лучший внешний вид автомобиля, третий — снижение его массы.

Технологии производства красивых и прочных колес

А можно найти такую технологию, которая позволит получить колесо, обладающее одновременно всеми положительными качествами литого (низкой ценой и разнообразием красивых форм) и штампованного (высокой прочностью) колеса? Выход есть!

Путем добавления в сплав для литого колеса легирующих элементов на основе Mg, Mn, Zn (доли процентов) и последующей термической обработкой (процесс Т2 или Т4), можно добиться получения мелкозернистой структуры металла и поднятия прочности изделия с 16-18 кг/мм2 до 22 кг/мм2, а это на 30 % выше, чем при обычной литьевой технологии.

Это позволяет производить литые, по сути, колеса, по весовым и прочностным характеристикам сопоставимые со штампованными. Это еще не полноценная «ковка», но уже и не простое «литье». Это очень прочные, легкие и красивые литые колеса. Для определения новой технологии специалисты ввели термин semi forged — полуковка.

Все они прошли тестирование по нормативам VIA, JWL — Независимой Японской Ассоциацией Автоинспекции и Японского национального обязательного стандарта для легкосплавных колес, которые считаются самыми экстремальными и тщательными в мире. Это очень жесткие испытания на прочность при косом ударе. Кроме этого, колеса проходят и весь цикл испытаний на соответствие требованиям технического регламента — подтверждено сертификатом Ростеста.

Отдельно стоят колеса из магниевых сплавов. Их по праву можно считать верхом легкосплавной технологии — их вес почти в полтора раза меньше, чем у литых алюминиевых колес при аналогичной прочности. Несмотря на явные преимущества, они так и не получили широкого распространения, и вот почему. Составляющий основу сплава магний крайне чувствителен к внешней агрессивной среде.

К полному разрушению колеса может привести проти- воледный реагент, попавший на сплав через повреждение лакокрасочного слоя. Колеса из магниевых сплавов, тем не менее, находят применение на дорогих спортивных автомобилях и на гоночных болидах.

Не получили широкого распространения и титановые колеса. При невероятной прочности и малом весе, которые почти втрое ниже такого же стального, делать их очень сложно и дорого. Такие колеса «по карману» только заказчикам специальной и военной техники.

Кроме описанных колес, выполненных из алюминиевых сплавов по монолитной технологии, существуют комбинированные конструкции, где обод и диск являются самостоятельными деталями. В этом случае обод может быть как литым, так и штампованным, а очень прочные и надежные в плане безопасности диски разнообразного дизайна — штампованными. Существуют и более сложные сборные конструкции: диск (штампованный), внешний обод (катаный) и внутренний обод (литой) скрепляются титановыми болтами, равномерно распределенными по периметру обода.

Комментировать

Рекомендую прочитать