Из чего состоит автомобиль: схема и описание

Зачем нужен протектор и каково его назначение

Необходимо начать с того, для чего вообще нужен протектор. Это рисунок на покрышке, который улучшает сцепление с дорожным полотном. Однако, главное его назначение заключается совсем в другом. Если посмотреть на колёса спортивных машин, то можно заметить, что на них протектора вообще нет. Исходя из логики, при таких обстоятельствах пятно контакта больше, значит и сцепление лучше. Всё правильно! Но есть один момент — на треках нет воды, а если бы она была, то управлять машиной было бы нереально. Именно поэтому и нужен протектор. Благодаря углублениям на рабочей части резины, вода, попадая в них, не препятствует связи колеса с дорогой. Грубо говоря, в дождливую погоду протектор служит для отвода жидкости от пятна контакта с трассой, благодаря чему автомобиль не меняет повадок в управлении.

Протекторы шин

С назначением понятно, но как рисунок может влиять на рулевое управление? От такой незначительной детали зависит не только управляемость, но ещё и такие параметры, как разгон, радиус разворота, тормозной путь, расход топлива и прочее. Самыми важными из них является тормозной путь. На изношенной резине его длина увеличивается в полтора раза. Это уже потенциальная угроза аварийной ситуации. Движение на изношенном протекторе на высокой скорости крайне опасно, поскольку при быстрой езде пятно контакта уменьшается, а со стёртым рисунком вообще местами пропадает. На мокрой дороге повышается риск гидропланирования, когда покрышка всплывает и под неё поступает вода. В этом случае заноса не миновать.

Влияние истертости протектора на длину тормозного пути

Ощутимо высота протектора влияет на управление. Больше всего трутся передние колёса, поскольку на них идёт основная нагрузка (вес автомобиля при снижении скорости). При поворотах машина кренится, и покрышки стираются только по бокам, из-за чего происходит неравномерное изнашивание. От этого машину на скорости начинает кидать, что говорит о сниженной курсовой устойчивости. К тому же ещё и реакция на поворот руля запоздалая. Ездить на таких скатах опасно, поэтому нужно что-нибудь придумать как можно быстрее.

Стертый протектор шины

Обзор комплектующих

Приобретая велосипед, пользователи зачастую не уделяют нужного внимания запчастям, поскольку компоновка байка в большинстве случаев предусмотрена производителем.

Однако вы непременно столкнетесь с выбором запчастей в следующих ситуациях:

• если решите самостоятельно собрать байк «с нуля»;
• если вам потребуется заменить изношенные детали, вышедшие из строя;
• если вы решили провести апгрейд, заменив низкокачественные компоненты на более функциональные.

При выборе любых деталей очень важно обеспечить их максимальное соответствие: вы должны точно знать их размер и вариант крепления, а также другие технические особенности

При выборе комплектующих лучше всего сделать выбор в пользу изделий известных брендов, качество которых проверено временем. Подавляющее большинство райдеров покупают для своего двухколесного транспорта запчасти марок Shimano либо Sram. В сегменте велосипедных запчастей эти два бренда считаются монополистами.

Неплохим качеством обладают составляющие фирм Sunday, а также Fit и United — их чаще всего выбирают любители экстремального катания. Для скоростных байков можно порекомендовать комплектующие от Cinelli.

Об устройтве велосипеда смотрите далее.

Основные составляющие

Колесо автомобиля состоит из большого числа различных частей и составляющих. Каждая из таких составляющих имеет собственное название, определение и широко котируется специалистами, которые занимаются разработкой шин, дисков и различных комплектующих тормозной системы и подвески машины.

Основная составляющая колеса, вне зависимости от марки и модели автомобиля, а также типа привода — это диск. Диск представляет собой металлическую часть круглой формы, которая является основой для установки покрышки и в то же время выполняет функции крепления конструкции к ступице.

Одними из самых недорогих дисков являются диски штампованные: они изготавливаются из обыкновенной стали и проштамповываются на специальном прессовочном устройстве. Такие диски не отличаются привлекательным внешним видом, зато их надежности и долговечности можно только позавидовать. Именно благодаря надежности, владельцы автомобилей с полным приводом отдают предпочтение «штамповкам», поскольку они не боятся преодоления бродов и бездорожья.

Еще одна важнейшая составляющая колеса — это покрышка. Покрышка — это именно тот элемент, который контактирует непосредственно с поверхностью дороги и, таким образом, перенимает на себя львиную долю возлагаемых нагрузок. Шина может иметь различную ширину, высоту, радиус и устройство. От этих данных зависит то, какими параметрами должен обладать приобретенный диск.

Кроме того, шины имеют большое количество предназначений и разновидностей. Так, шоссейные шины предназначаются для достижения высокой устойчивости автомобиля на асфальте и при поездках на высокой скорости. Внедорожные покрышки, напротив, плохо себя ведут на высоких скоростях, зато при поездках по пересеченной местности не дадут увязнуть или забуксовать.

Устройство колёс

Велосипедные колёса — это легкие, но довольно прочные конструкции. Они раздают энергию движения, поэтому при помощи своего вращения позволяют удерживать велосипедную раму точно в вертикальном положении. По большей части велосипеды имеют задний привод, когда заднее колесо обеспечивает движение, а переднее является ведомым.

Любое велосипедное колесо включает несколько конструкционных деталей.

Втулка. Это центральная часть, включающая ось, подшипники и обод. Втулка отвечает за возникновение и поддержание достаточного для движения байка крутящего момента. Внутренняя схема задних втулок чуть сложнее, нежели у колёс, расположенных спереди, поскольку они принимают участие в принудительном раскручивании всего колеса.

Внешняя поверхность шины называется покрышкой, а ее составными частями являются борта, боковины, а также протектор. В зависимости от эксплуатационных возможностей байка различают покрышки нескольких видов:

• слики и полуслики — такие варианты оптимальны для ровных трасс, поэтому их чаще всего устанавливают на шоссейниках;
• дорожные – к ним относят шины с рисунком среднего размера, подобные модели устанавливают на горных байках;
• гибридные — такие покрышки эффективны как в условиях бездорожья, так и на ровной трассе, хотя по проходимости они и уступают более агрессивным вариантам.

Чтобы велосипед был заметен в темноте, на спицах крепят светящуюся пластину ярко-оранжевого колера — катафот. Согласно правилам ПДД, катафоты должны присутствовать на байках всех типов.

Характеристики покрышек во многом обуславливают общее впечатление от езды, поэтому их выбору следует уделить особое внимание. Для начала нужно оценить размер элемента, как правило, его обозначают двумя парами цифр: первая из них определяет диаметр колеса, а вторая указывает на ширину самой покрышки

Приведем пример: покрышка с маркировкой 26х2,1 используется для стандартных колес размером 26 дюймов с шириной 2,1 дюйма. При этом чем шире покрышка, тем прочнее она будет удерживать байк на поворотах, хотя и существенно потеряет в накате.

Имейте в виду: чем менее выраженным будет узор протектора, тем на более твердую дорогу рассчитана покрышка. Таким образом, самый «зубастый» рисунок будет приемлем для эксплуатации по глине, бездорожью и грязи, а вот для более плотных и твердых покрытий можно сделать выбор в пользу резины с более плоским узором и смягченным компаундом.

История появления

Появление бездисковых колес относится к началу XX века, а широкое использование началось примерно в 1940 году. Сфера применения охватывала грузовые автомобили, рассчитанные на перевозку от 6 до 8 тонн. Вес таких транспортных средств составляла более 10 тонн. Такие модели также устанавливали на автобусы и троллейбусы. В 50-ых годах колеса без дисков начали широко применяться в Америке, многих странах Европы.

В Советском Союзе ими впервые оснастили грузовик марки МАЗ-500, машины для армии ЯАЗ-214, МАЗ-502.Чуть позже модели без дисков были установлены на грузовики КамАЗ и КрАЗ, автобусы (ЛАЗ-699, ЛиАЗ-677, Ikarus) и троллейбус (ЗиУ-5).

Но уже в 80-ых годах прошлого столетия бездисковые колеса несколько утратили популярность, уступив место дисковым аналогам.

Бездисковые колеса легко обслуживать, они поддаются восстановлению в случае повреждения. При выборе обязательно следует учитывать класс грузоподъемности.

Строение колеса и устройство автомобильной шины

В данной статье рассмотрим строение колеса и автомобильной шины, расскажем из чего состоит колесо автомобиля и чем различается радиальная шина от диагональной.

Строение колеса автомобиля

Колеса принимают крутящий момент от двигателя и за счет сцепления с дорогой обеспечивают движение автомобиля. Также они воспринимают и сглаживают удары от неровностей поверхности дороги. От них зависят возможность разгона и торможения, управляемость и устойчивость, плавность хода и безопасность автомобиля.Колесо автомобиля состоят из:

• диска с ободом;
• шины.

Строение автомобильной шины

Шина может быть камерной или бескамерной. В камерной находится резиновая камера, которая заполняется воздухом. А сама шина без камеры называется покрышкой. Покрышка состоит из каркаса (корда) и протектора, а также боковин и бортов.Каркас шины является главной частью покрышки, ее силовой основой. Он выполняется из нескольких слоев специальной ткани — корда. Корд воспринимает давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки от дороги снаружи. Материалом нитей корда могут служить: хлопок, нейлон, металлическая проволока, стекловолокно и прочие материалы (из чего делают шины для авто?).

Маркировка шин

При покупке шин внимательно изучайте их маркировку. Например, на боковине шины можно увидеть надпись 175/70 R14. Это означает:

• 175 -ширина шины в миллиметрах,
• 70 — соотношение высоты шины к ее ширине в процентах,
• R — радиальная шина (с радиальным расположением нитей корда),
• 14 — посадочный диаметр шины в дюймах (один дюйм равен 2,54 сантиметра).

Ошибкой многих автолюбителей является заблуждение, что буква R в маркировке шины указывает на некий радиус. Эта буква вообще с числом 14 никак не

Состав шины для колеса автомобиля

Из чего делают шины? Этот наиболее важный элемент колеса представляет собой упругую оболочку, сделанную из резины. Для прочности и эластичности производители дополнительно используют металл и тканевые материалы. Описать на 100% состав автомобильной шины практически невозможно. Компании стараются держать в секрете процесс изготовления шинной массы. Но основные составляющие смеси известны. 

Основой служит резина, изготовленная из каучука. Используется как натуральный, так и искусственный каучук. Натуральный материал добывается из гевеи бразильской или, так называемого, «плачущего дерева». Каучуковый сок, выделяемый деревом, является главным источником натуральной резины на планете. Шины, сделанные из этого материала, недешевое удовольствие. Поэтому на помощь приходят химики. Они создают искусственную резину. 

В каждом крупном концерне созданы лаборатории. В них проводятся эксперименты по созданию новых формул для повышения износостойкости автомобильных шин. Первый синтетический каучук был изобретен еще в 30-е годы прошлого века немецкими химиками. Для его создания использовалась нефть. В настоящее время синтезируется более 10 видов искусственной резины и это не является пределом для химической промышленности. Синтетический изопреновый каучук наиболее приближен к натуральному. Сегодня именно он широко применяется при производстве автомобильных шин.

Кроме каучука в состав входят:

 промышленная сажа или технический углерод. Материал применяется в качестве наполнителя и придает покрышке привычный темный цвет. В процессе вулканизации резиновых покрышек с серой, технический углерод обеспечивает стойкое молекулярное соединение, благодаря которому у покрышки увеличивается коэффициент износостойкости. Сажу получают в процессе переработки природного газа, поэтому в странах, чьи недра богаты этим полезным ископаемым, нет проблем с техническим углеродом;

кремниевая кислота. Ее ввели в состав шин там, где природный газ не добывается, а автомобилестроение процветает. Такие покрышки называют «зелеными шинами». В отличие от технического углерода, кремниевая кислота наносит окружающей природе меньший урон. Она не обеспечивает такую же износостойкость, как сажа, зато автомобиль надежнее держится при езде по мокрым дорогам. Кремниевая кислота отлично соединяется с резиной и меньше из нее вытирается при эксплуатации;

технические масла;

смолы.

Два последних ингредиента служат вспомогательными материалами для достижения эластичности, повышенной прочности и износостойкости покрышек.

В качестве вулканизирующих агентов и активаторов используются сера, оксид цинка, стеариновые кислоты. Элементы связывают молекулы полимера, ускоряют и регулируют процесс вулканизации. Это основные материалы, из чего делают шины для автомобиля. Остальные компоненты и их процентное соотношение являются промышленной тайной изготовителей.

Стальные колесные диски

Стальные колесные диски для машин являются самыми распространенными в автомире. Этот тип колесных дисков производится из специальных стальных заготовок с применением гидравлического оборудования. Стальные диски для большинства недорогих автомобилей являлись долгое время мировым стандартом и происходило это в течение многих десятилетий. Сталь, применяемая для изготовления колес в самом процессе производства, доминировала над остальными материалами долгое время, и все благодаря низкой себестоимости такого сплава.

Напомним нашим уважаемым читателям, что матетиал сталь, это крепкий сплав железа и углерода. К тому же данный материал (сталь) не очень и дорогой. Вот почему долгое время стальные диски были самыми популярными в мировой автопромышленности. Но главный минус этих стальных дисков — их удельный вес. К большому сожалению и этот факт остается фактом, сталь все-же тяжелее многих других металлов, которые используются в настоящее время для изготовления автомобильных колес. Поэтому естественно, что тяжелые стальные колеса значительно влияют на вес самого автомобиля. 

Также, при производстве стальных дисков процесс их изготовления жестко ограничен особенностями свойства металла и естественно самих технологией изготовления дисков. Главный минус при изготовлении стальных колес — это небольшая гибкость данного материала. Вот почему стальные колеса в основном имеют в априори ужасный и скучный дизайн.

Как мы уже выше сказали, все стальные диски (колеса) производятся при помощи гидравлического пресса-прокатки, который с силой прижимает заготовку колесного диска (стальная лента, соединенная с помощью сварки) формируя тем самым единый стальной диск. Таким образом и получается сам внешний обод стального колеса. Внутренняя часть этого стального диска также изготавливается при помощи специального штамповочного оборудования, которое и формирует стиль штампованного стального диска. К сожалению, из-за особенностей стали и технологии производства эти стальные диски имеют некрасивый внешний вид. В итоге из-за этого многие автопроизводители стараются скрыть такие штампованные колеса с помощью обычных декоративных колпаков, которые имитируют эти красивые легкосплавные колеса. 

Назначение и устройство подвески

К сожалению дорожное полотно не всегда ровное и гладкое, а все возникающие колебания передаются на кузов машины. Подвеска предназначена для смягчения этих колебаний. Другими словами, подвеска предотвращает излишнюю тряску при езде, обеспечивая максимальный комфорт пассажирам. Она, на ряду с колесами, входит в число обязательных элементов ходовой части автомобиля.

Функции подвески:

1. Соединение мостов и колес с кузовом автомобиля. Благодаря наличию подвески, колеса могут поворачиваться, задавая направление движению транспортного средства.
2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
3. Обеспечение плавности хода и сглаживание отдачи от дорожных неровностей. Большая нагрузка на ходовую часть происходит во время движения по разбитому дорожному полотну, что может привести к быстрой поломке.

Подвеска должна быть прочной и долговечной для качественного выполнения своих функций, поэтому все производители ищут всевозможные решения в этом направлении, внедряя нововведения.

В современном автомобиле подвеска представляет собой достаточно сложную техническую систему, в которую входят:

• Упругие элементы. К ним относятся металлические (торсионы, пружины, рессоры) и неметаллические (резиновые, пневматические и гидропневматические) детали, которые принимают на себя нагрузку от колебаний, связанных с неровностью дороги, и равномерно распределяют ее по всему кузову. Эти детали обладают упругими характеристика, в связи с чем и относятся к данной группе элементов.
• Направляющие элементы — детали, обеспечивающие соединение подвески с кузовом. Это различные рычаги (поперечные или продольные), регулирующие взаимодействие колес и кузова по отношению друг к другу.
• Амортизаторы — гасящие устройства, предназначенные для выравнивания колебаний кузова, полученных от упругого элемента. Они имеют гидравлическое (принцип работы основан на протекании масляной жидкости через систему отверстий и создании гидравлического сопротивления), пневматическое (действующим веществом выступает газ) и гидропневматическое (комбинированное) строение.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Это некая металлическая штанга, препятствующая образованию чрезмерного крена в процессе движения автомобиля.
• Опоры колеса — элементы на передней оси, принимающие на себя, и распределяющие по всей подвеске нагрузку, исходящую от колес.
• Крепежные элементы, соединяющие детали между собой (например, болты, втулки шаровые шарниры и т. д.)

СПРАВКА: на передней подвеске обычно располагаются две шаровые опоры, иногда четыре (например на внедорожниках), реже три

Легкосплавные колесные диски (литые)

Легкосплавные колесные диски до последнего десятилетия долгое время использовались только на дорогих автомобилях или на автотранспортных средствах с максимальной комплектацией. Но в наши дни легкосплавными колесами оснащаются уже большинство автомобилей эконом-класса. Легкосплавные колесные диски, как правило, производятся из алюминия или магния смешанного с никелем. По сравнению со стальными штампованными колесами такие литые легкосплавные диски намного легче стальных и имеют примерно ту же самую прочность. Такой легкосплавный диск формируется путем литья расплавленного металла в специальную форму, где производитель может перед самим заливом жидкого сплава заранее изготовить для диска красивую форму, которая и сформирует в дальнейшем определенную конфигурацию такого колесного диска когда сплав застынет. 

По каким же причинам легкосплавные диски стали появляться даже на автомобилях эконом-класса? Во-первых, прежде всего это связано с удешевлением себестоимости изготовления легкосплавных дисков. Также ключевую роль сыграло само желание автопроизводителей улучшить соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы в автомобиле, которая напрямую влияет на эффективность сцепление с дорогой и на управляемость автомобиля.  Напомним нашим читателям, что неподрессоренная масса автомобиля — это общая масса колесных дисков, резины, болтов крепления колес, тормозных колодок, суппортов и цилиндров. Подрессоренная же масса — это масса всех компонентов которые находятся над землей и удерживаются подвеской машины. Благодаря использованию легкосплавных колес производители автомобилей добились уменьшения этих неподрессоренных масс, что впрямую повлияло на улучшение сцепления автомобилей, на улучшение управляемости авто и даже на общую динамичность данной продукции. 

Кстате, за счет уменьшения количества никеля в сплаве колесный диск становится более пластичным и податливым, что дает возможность производителем создавать красивые дизайнерские колеса с различным рисунком (профилем). Свобода дизайна колесных дисков привела к тому что на рынке появилось огромное количество потрясающе красивых и недорогих дисков. Но к нашему сожалению, вся эта пластичность и податливость конкретно влияет на прочность колесных дисков. Ведь чем пластичнее материал из которого изготавливается колесный диск, тем он хрупче. В итоге получилось, что многие производители колесных дисков в погоне за прибылью начали создавать откровенно говоря просто ненадежные колесные диски. Правда сама эта ненадежность компенсируется шикарным стилем рисунков колес и конечно же их стоимостью. Но сами друзья понимаете, что безопасность на автодороге главнее той красоты и дизайна таких колес. Но беда в том, что это понимают не многие автомобилисты. 

Элементы подвески автомобиля

На шины идет основной удар, если машина проехала, к примеру, по бездорожью и встретила на своем пути препятствие. Они смягчают удар от профиля дороги настолько, насколько могут это делать, ведь их упругость ограничена. Шины могут послужить индикатором исправности подвески: если шины быстро износились, это означает, что показатели силы сопротивления амортизаторов в автомобиле упали. Основные упругие элементы (рессоры, пружины) стараются держать кузов машины на одном уровне, что обеспечивает ему упругую связь с дорожным покрытием. Упругость пружин со временем ухудшается по причине старения металла или из – за перегрузки. Со временем все это приводит к снижению качества характеристик машины: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Вес автомобиля удерживают пружины, а не амортизаторы. Если автомобиль «проседает» без внушительного груза в нем, это означает, что пора менять пружины.

Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или буферы сжатия) имеют функцию подавления высокочастотных колебаний и вибраций от взаимодействия с металлическими деталями. Без вспомогательных элементов срок эксплуатации элементов подвески уменьшается. Рекомендуется регулярно проверять состояние соединений подвески. Это обеспечит более высокий уровень работоспособности всему автомобилю, и срок службы амортизаторам.

К направляющим устройствам относятся: система рычагов, рессоры или торсионы. Они должны обеспечивать кинематику перемещения колес относительно кузова. Функция этих устройств заключается в том, чтобы как можно дольше сохранять плоскость вращения колеса, движущегося вверх при сжатии подвески и вниз при отбое в вертикальном положении. При нарушении геометрии направляющегося устройства, автомобиль начинает «плохо себя вести»: качество деталей подвески падает и происходит износ шин.

Амортизатор уничтожает колебания кузова, которые вызваны неровностями дороги и инерционными силами.

Демпфирующий элемент (амортизатор) гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а, следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз.

Стабилизатор поперечной устойчивости машины нужен для улучшения управляемости и уменьшения крена машины на поворотах. Стабилизатор не дает уйти в отрыв автомобилю во время поворота, когда кузов одним своим боком прилегает к дороге, а второй бок «желает» оторваться от земли.

Устройство автомобильного колеса. Не такое простое, как кажется

Формально эта деталь является частью ходовой, и в первую очередь на него возложена задача связать сложный организм машины с дорогой.

По сути, оно является конечной точкой процесса, зарождающегося в двигателе – процесса преобразования энергии топлива во вращение.

В дополнение к этому, наш сегодняшний герой отыгрывает не последнюю роль в безопасности автомобиля, надёжно сцепляясь с покрытием дороги, обеспечивая управляемость машины и её устойчивость.

Одним словом, груз ответственности на нём лежит довольно серьёзный.

Каким образом колесо надёжно выполняет все эти функции? Для этого инженеры придумали особую конструкцию автомобильного колеса, которая состоит из таких частей:

• диск;
• обод;
• шина (покрышка).

Первый элемент из этой тройки служит для соединения колеса с осью. На современных автомобилях делается это при помощи болтовых соединений, причём их количество для гражданских легковых машин может варьироваться от 4 до 6.

Обод в свою очередь выполняет роль посредника между диском и шиной, которая является крайне важным элементом для колеса и связующим звеном между всем автомобилем и дорогой.

Конечно же, с развитием автомобильной промышленности все эти части совершенствовались и преобразовывались, поэтому нам предстоит познакомиться с их разновидностями, устройством и, как следствие, существующими видами колёс.

Когда выбираем колесо…

И в завершение темы, устройство автомобильного колеса, несколько слов о маркировке шин и дисков. Вы наверняка замечали, что на боковинах покрышек нанесено множество разных символов – все они нужны для того, чтобы правильно подобрать резину для автомобиля.

Основными параметрами являются ширина и высота профиля, разновидность шины и посадочный диаметр. Для диска важными значениями считаются его диаметр, ширина обода, а также расстояние между поперечной осью и плоскостью крепления к ступице – так называемый вылет.

Расшифровка индексов нагрузки и скорости:

Как видите, друзья, об автомобильном колесе можно рассказать очень много полезного, хотя на первый взгляд оно и не выглядит такой уж сложной конструкцией.

Надеюсь, вам было интересно! До новых встреч на блоге и не забывайте подписываться!