Про колеса можно много рассказать. Но, помимо резины, другая важная
часть - это диск. Диск может быть "сплошным", штампованным или
составным. Детальнее про эту округлую часть колеса читайте в статье!
Что такое стальной диск?
Стальные штампованные колеса
Наиболее широкое распространение получили штампованные стальные диски.
Конструкционно они состоят из самого диска (тарелки) и обода. Диск
(тарелку) штампуют из листовой стали по специальному профилю для
увеличения жесткости. Обод колеса также штампуют из стали. Обе
составляющие соединяют между собой при помощи точечной контактной
сварки. После этого на поверхность наносят защитное покрытие (эмаль,
порошковое покрытие...).
Плюсы стальной штамповки
Стальными
дисками, комплектуются большинство автомобилей, сходящих с конвейеров
во всем мире. Секрет такой популярности, как всегда, тривиален, и
заключается в их дешевизне и простоте изготовления. Но на этом
преимущества штампованных дисков не заканчиваются: даже при очень
сильном ударе они не разрушаются, а мнутся, что способствует повышению
безопасности транспортного средства, не говоря уже о возможности
восстановления деформированного колеса. Кроме того, давайте вспомним
физику, а именно тот факт, что для деформации какого-либо материала
необходимо затратить определенную долю энергии. Так вот, если на колесо
автомобиля действует ударная нагрузка, то стальной пластичный диск,
деформируясь, принимает на себя значительную часть энергии удара, в то
время как детали подвески и рулевого управления получают минимальные
повреждения.
Минусы стальной штамповки
Внешне такие диски совсем не претендуют на оригинальность,
поэтому их закрывают специальными колпаками. Конечно, если автомобиль
рабочий и используется для перевозки грузов в труднодоступные районы,
эти диски для него. Но, если у Вас красивый автомобиль, который служит
Вам не только, как транспортное средство, но и укрепляет Ваш имидж,
стальная штамповка будет все портить . Главным недостатком стального
диска является его сравнительно большой вес, что отрицательно
сказывается на эксплуатационных характеристиках автомобиля. Для
уменьшения веса необходимо уменьшать толщину стенок диска, что
недопустимо по условию сохранения достаточного сопротивления деформации
(т. е. по условию прочности). Еще одним минусом является слабая
сопротивляемость материала диска коррозии, которая быстро прогрессирует
при разрушении защитного покрытия.
Что такое литой и кованый диск?
Легкосплавные, литые диски
Легкосплавные диски
подразделяются в зависимости от технологического процесса изготовления
на литые и кованые. В зависимости от используемых материалов - на
алюминиевые и магниевые. Хотя, в свое время, были попытки изготовить
диски из титановых сплавов. Для последних характерна высокая прочность,
хорошая пластичность в сочетании с высокой коррозионной стойкостью.
Однако из-за сложности в производстве и высокой цены титановые диски не
получили распространения. Подавляющее большинство легкосплавных дисков
(примерно 95%) изготовляются методом литья.
Плюсы литых дисков
Главное достоинство этого метода заключается в высоком коэффициенте
использования материала, что снижает себестоимость производства и
является определяющим фактором при формировании цены. Легкость сплавов
является основным их преимуществом, т. к. в этом случае снижается масса
неподрессоренных частей автомобиля. Из-за этого при движении по
неровностям дороги на кузов воздействуют меньшие ударные нагрузки, а
значит, улучшается такое эксплуатационное
свойство автомобиля, как плавность хода. При этом также улучшаются
условия работы подвески: упругие и демпфирующие элементы воспринимают
меньшие нагрузки, тем самым увеличивается срок их службы. Облегченные
колеса быстрее восстанавливают контакт с поверхностью дороги при наезде
на препятствие, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля на
больших скоростях. Уменьшение массы колеса положительно сказывается на
динамике автомобиля, т. к. для разгона и торможения менее инерционного
колеса требуется меньшее усилие, что в конечном итоге приводит к
увеличению срока службы двигателя, трансмиссии и тормозной системы, а
также к уменьшению расхода топлива. В общем, малый вес серьезное
преимущество литых алюминиевых дисков, но не единственное. Существенным
плюсом таких дисков также является их привлекательная внешность и
многообразие вариантов исполнения. Некоторые компании представляют
сегодня на рынке более 100 дизайнов литых дисков для любого типа
автомобилей.
Минусы литых дисков
Существенным недостатком является получение отливки, металл
которой обладает свободной ненаправленной кристаллической структурой,
что снижает прочность диска. Поэтому для сохранения прочностных
характеристик диска толщину его стенок приходится увеличивать. В связи с
высокими требованиями к качеству продукции не все способы литья можно
применять при производстве колесных дисков. Основными здесь являются
способы литья под низким давлением или с противодавлением. Эти методы
обеспечивают повышенные прочностные характеристики при изготовлении
объемных тонкостенных деталей.
Для справки:
Технология производства литых дисков
Расплавленный сплав заливают в специальные формы, где он
остывает, затем полученные заготовки проходят термическую обработку. Она
включает нагрев отливки выше температуры фазового превращения (500-550
0С), выдержку при этой температуре с последующим достаточно быстрым
охлаждением в водной среде. В результате закалки получают структурно
неустойчивое состояние сплава. Для приближения сплава к структурному
равновесию отливки проходят искусственный процесс старения,
заключающийся в их нагреве ниже температуры фазового превращения
(150-220 0С) и выдержке при этой температуре в течение некоторого
времени (3-9 часов) с последующим охлаждением на воздухе. На следующем
этапе производства отливки проходят механическую обработку, затем
нанесение защитных покрытий. Прочность литейных сплавов, так же как их
пластичность, после такой обработки меньше, чем у обычной
конструкционной стали. Причем, если прочность ниже на 30-40 %, то
пластичность ниже в 4-5 раз.
Использование алюминия в производстве колесных дисков
В качестве конструкционных материалов при производстве литых
дисков широко используются относительно дешевые сплавы на основе
алюминия (обычно это легированные сплавы алюминия с кремнием). Алюминий
является одним из наиболее легких конструкционных металлов, (его
плотность составляет 2,7 г/см3), что в сочетании с высокой удельной
прочностью его сплава, способствует снижению веса диска. В сравнении со
стальными собратьями алюминиевые диски легче на 10 - 20%. Кроме того,
диски из алюминиевых сплавов обеспечивают лучшее охлаждение тормозных
механизмов за счет лучшего обдува и высокой теплопроводности материала, а
способность алюминия образовывать на своей поверхности прочную оксидную
пленку Al2O3 здорово защищает конструкционный сплав от возникновения
коррозионных процессов и его разрушения. Но и это еще не все, высокая
точность изготовления литых дисков позволяет лучше произвести
балансировку колеса, что улучшает виброакустические
характеристики автомобиля, а также способствует уменьшению износа
подшипников ступиц, шарниров деталей подвески, рулевого привода и шин.
Главным их недостатком является низкая пластичность, из-за чего при
сильных ударных нагрузках на диск, последний трескается, в худшем случае
может даже разрушиться. Отремонтировать же его с сохранением всех
исходных характеристик в не заводских условиях практически невозможно.
Использование магния в производстве колесных дисков:
Литые диски изготавливают и из магниевых сплавов (как правило,
это легированные сплавы магния с алюминием). Магний является наиболее
легким конструкционным металлом (его плотность составляет 1,7 г/см3).
Сплавы на его основе обладают более высокой удельной прочностью, чем
алюминиевые, что способствует дополнительному снижению веса диска.
Поэтому для литых дисков, изготовленных из магниевых сплавов, характерны
все преимущества алюминиевых собратьев, причем в большей степени.
Однако, литой магниевый диск помимо низкой пластичности, имеет еще один
серьезный недостаток - чрезвычайно низкую коррозионную стойкость, что
вынуждает производителей использовать для защиты поверхности прочные
многослойные покрытия. Во многом «благодаря» этому литые магниевые диски
не получили широкого распространения и изготавливаются на сегодняшний
день в ограниченных количествах.
Кованные литые диски
Вторым методом производства легкосплавных дисков является ковка,
или, как говорят специалисты, горячая объемная штамповка. Поэтому и
кованые диски часто называют штампованными (не путать со стальными
штампованными).
Плюсы кованых дисков:
При ковке достигается прочность выше, чем при литье, поскольку
происходит измельчение зерен, их деформация и вытягивание в нужном
направлении - в результате структура металла становиться волокнистой. За
счет этого возможно уменьшение толщины стенок кованого диска примерно
на 20% по сравнению с литым. Высокая прочность материала дисков обеспечивает
им хорошие весовые характеристики: масса кованого диска на 30-50 %
меньше массы стального и на 20-30 % аналогичного литого. Благодаря
высокой пластичности такой диск не разрушается после сильного удара, а
деформируется на подобие стального. Штампованные магниевые диски
обладают хорошей коррозионной стойкостью, а алюминиевые и вовсе можно
использовать без лакокрасочного покрытия. В общем, кованый диск вобрал в
себя все преимущества литого и стального штампованного собратьев, при
этом избавившись от их недостатков.
Минусы кованых дисков:
Существенным
недостатком является очень низкий коэффициент использования материала,
составляющий 30-40%, что значительно увеличивает стоимость изделия.
Для справки:
Технология производства кованых дисков:
Исходную заготовку
разогревают до температуры, при которой сплав приобретает наиболее
высокую пластичность (порядка 400-470 0С), затем разогретая чушка под
действием пресса вминается в специальную форму, и на выходе получается
некое подобие колеса - поковка. Изготовляемые таким методом диски могут
проходить термическую обработку, а могут и не проходить. Все
определяется составом сплава. Часто механические характеристики дисков,
прошедших термическую обработку, и без таковой, изготовленные из разных
сплавов, практически не отличаются. Если термическая обработка производится,
то она включает закалку с последующим старением. После поковка
отправляется на механическую обработку, затем осуществляется нанесение
декоративных покрытий. Такая технология изготовления позволяет получить
диски, материал которых имеет прочность сопоставимую со сталью, и
пластичность ниже всего на 20-30 %. При производстве кованых дисков
широко применяются сплавы на основе алюминия и магния.
Составные колесные диски
В отдельную группу
можно отнести, так называемые, составные диски. Обычно они собираются из
двух или трех частей посредством крепежных болтов. Причем лучше, когда
для этих целей используются не стальные болты, а титановые (иначе не
избежать возникновения коррозионных процессов). Составные части такого
диска, как правило, изготовляются по
разным технологиям (как вариант: обод - кованый, непосредственно диск -
литой). Такой подход дополнительно позволяет уменьшить вес диска, а
также увеличить его ремонтопригодность. Вес диска R18 составляет порядка
4-6 кг, тогда как обычный литой диск весит порядка 12 кг. При этом,
хотим обратить внимание, прочность сохранена. Технология содержится в
большом секрете. Успеха в производстве таких дисков добились итальянцы.
Титановые болты для скрепления обода с диском закупаются в разных
странах, и даже в России. Проблема же для нас, все та же, стоимость
дисков из-за дорогой технологии производства высока.
Маркировка колесных дисков
Полный размер, по
которому специалист или Вы сами сможет понять, подходит данный диск на
тот или иной автомобиль, выглядит следующим образом: 7.5 j x16 5/112 ET
35 d 66.6 . Но пояснения будем давать по очередности.
7,5 - ширина обода в дюймах (7,5 х 25,4=184мм);
j или Н2- это служебные символы. Они важны не для потребителя, а для производителя и продавца.
J - закодированная информация о конструктивных особенностях бортовых закраин обода (углы наклона, радиусы закругления и т.п.)
Н2 - буква Н (сокр. от Hump) указывает на наличие кольцевых
выступов (хампов) на полках обода, которые удерживают бескамерную шину
от соскакивания с диска. Есть простой хамп Н , двойной Н2, плоский FH
(Flat Hump), асимметричный AH (Asymmetric Hump), комбинированный CH
(Combi Hump)... Иногда обходятся и без хампов; x - данный знак между
условными обозначениями ширины и посадочного диаметра указывает на то,
что обод неразъемный;
5/112 - PCD (Pitch Circle Diameter). Цифра 5 - количество
крепежных отверстий для болтов или гаек. Отверстия крепления колеса
располагаются на различных диаметрах с жестким позиционным допуском, по
отношению к центральному отверстию.
Предупреждение!
Отверстия крепления делают с допуском в плюс по диаметру. Поэтому можно
ошибиться в выборе PCD, если он отличается от штатного на пару
миллиметров. Например, на ступицу с PCD 100/4 часто надевают колесо
PCD98/4 (98 мм от 100 на глаз не отличишь). Это недопустимо!!! В этом
случае из всех гаек только одна будет затянута полностью, остальные же
отверстия "уведет" и крепеж окажется недотянутым или затянутым с
перекосом - посадка колеса на ступицу будет неполной. На ходу такое
колесо будет "бить ", кроме того, не полностью затянутые гайки будут
откручиваться сами собой. 112- диаметр расположений отверстий крепления.
При отсутствии специальных измерительных приборов его можно измерить
линейкой.
ET - (мм) данным обозначением указывают вылет диска.
Вылет - это размер между привалочной плоскостью диска колеса при
установке на ступицу автомобиля и воображаемой плоскостью, проходящей по
середине обода.
- Вылет "положительный ", если привалочная плоскость не переходит за воображаемую плоскость.
- Вылет "отрицательный", если привалочная плоскость переходит
через воображаемую плоскость. ЕТ могут заменять, на DEPORT или OFFSET в
зависимости от страны.
Предупреждаем! Не ставьте на автомобиль
колеса с нештатным вылетом. Уменьшение вылета делает колею колес шире;
хотя это немного и повышает устойчивость автомобиля и придает ему
стильный гоночный вид, но вместе с тем резко перегружает подшипники
ступиц и подвеску. Увеличить же вылет, т. е. сузить колею, как правило,
невозможно - диск упрется в тормоз.
35 - вылет может быть положительным ЕТ35 , отрицательным ЕТ-20 или ровен нулю ЕТ0.
d - (мм) диаметр ступицы или диаметр центрального отверстия
должен соответствовать диаметру посадочного цилиндра на ступице
автомобиля. Точное сопряжение этих размеров обеспечивает предварительное
центрирование колеса на ступице, что облегчает установку болтов (d
66.6)
На диске также может быть указано:
- Дата изготовления. Обычно год и неделя. Например: 0403 означает, что диск выпущен в 4 неделю 2003 года.
- SAE, ISO, TUV - клеймо контролирующего органа. Маркировка
свидетельствует о соответствии колес международным правилам или
стандартам.
- MAX LOAD 2000LB - очень часто встречается обозначение
максимальной нагрузки на колесо (обозначают в килограммах или фунтах).
Например, максимальная нагрузка 2000 фунтов (908кг)
- PCD 100/4 - присоединительные размеры;
- MAX PSI 50 COLD -означает, что давление в шине не должно превышать 50
фунтов на квадратный дюйм (3,5кгс/кв.см) , словo COLD (холодный)
напоминает, что измерять давление следует в холодной шине.
Выбираем ?..
Случается, что диск, на котором вы остановили выбор, не подходит
к ступице. Часто возникают недоразумения с посадочными отверстиями,
скажем, если вы захотите поставить "опелевский" диск на "Жигули", не
зная, что посадочные отверстия и диаметр ступицы у автомобилей разные...
А иногда внешне все вроде бы подходит, но диск на место не встает. Что
касается крепежа: Для легкосплавных дисков, более "объемных" в зоне
крепления, чем стальные, нужны длинные болты. Использовать штатные
короткие, которые "зацепят" всего несколько витков резьбы и могут
сорваться или открутиться в дороге - себе дороже!
Это же относится и к "секреткам". Но случается и другое: купленные
вами болты оказались слишком длинны для данного диска и при вращении
достают до неподвижных деталей. Например, в задних барабанах "Жигулей"
задевают пружину троса "ручника" или что-то другое, что чревато
непредсказуемыми последствиями в пути. Поэтому, покупая
новые диски, тщательно подбирайте к ним болты нужной длины. Опять же,
что значит подбирайте? Только оригинальные диски выпускаются строго под
определенную машину и комплектуются крепежом только для этого
автомобиля. Выпуском «оригиналов» славятся немцы. Купив диск на
Mercedes, BMW или Audi Вам предоставят все в комплекте. Один недостаток
у немцев - они слишком дорого ценят свою продукцию, поэтому если Вы
видите высокую цену (по сравнению с рынком) на диски в салоне продажи
автомобилей, это вовсе не значит, что руководство салона задирает цены.
Хотя, бывают перегибы. Обратитесь, в Интернет-магазин! Иногда разница в
цене Вас приятно удивит. Что происходит с дисками так называемыми
«второй комплектации». Это диски, выпускаемые на заводах той же
Германии, Италии, Тайваня . Новые в коробочках они приезжают к нам на
территорию Украины. К ним крепеж заказывается «навалом». Здесь нет
ничего плохого. Специалист, который этим занимается, знает каких болтов
(гаек и колец) ему надо. Почему так происходит? Объясняем! Диски второй
комплектации имеют одинаковый диаметр ступицы к примеру, d75. Это
означает, что один и тот же диск может подойти, к примеру, и на Audi и
на Mercedes. Необходимо только, продавая диск на Audi, выдать кольца
57,1 и болты 14х1,5, а, продавая диски на Mercedes, выдать кольца 66,6 и
болты 12х1,5. И даже тут есть хитрости не все Mercedes-ы, комплектуются
12х1,5 есть те которые, ездят на болтах 14х1,5. К большому стыду такие
вещи иногда не знают «профи» на рынках и в магазинчиках. Есть еще один
параметр у литых дисков «ВЫЛЕТ». Прежде чем остановить свой выбор на том
или ином диске, убедитесь, что его вылет соответствует рекомендованному
для вашего автомобиля
Так что же лучше ...?
Выбирая сияющие на витрине диски, автомобилист редко задумывается, а
сколько же они могут прослужить, оставаясь в таком первозданном виде. Но
дороги есть дороги: рано или поздно покрытие дисков начнет разрушаться
(конечно, их делают и из специальных сплавов, применяют защитные
составы.) Как в Украине, так и за рубежом чаще предлагают диски из
алюминиевых сплавов, относительно устойчивых к соли и воде даже при
поврежденном эмалевом покрытии. "Супердиски" из магниевых сплавов -
несколько легче алюминиевых, но подвержены коррозии, а поэтому более
требовательны к защитному покрытию. Хотя алюминий по активности сравним с
магнием, поверхность первого всегда защищена уникальной по свойствам
оксидной пленкой: тонкой, плотной и, главное, обладающей примерно таким
же коэффициентом термического расширения,
что и сам металл. Именно благодаря этой пленке мы можем пользоваться
алюминиевой посудой. Да что там! - алюминий на холоде не растворяется
даже в концентрированной азотной кислоте. Другое дело магний. На воздухе
он, так же как и алюминий, покрывается оксидной пленкой, но она рыхлая и
не защищает металл от дальнейшего окисления. Существуют магниевые
сплавы, частично лишенные этого недостатка, но опыт показывает, что и
они не очень-то противостоят соли на дорогах. Неприятно, но бывает: И
так, вы купили диски и подходящие крепежные болты. А как...
...В ЭКСПЛУАТАЦИИ?
Многие водители бывали неприятно удивлены вибрацией колес, а часто и
пятнистым износом протектора - спутником дисбаланса, хотя недавно
отбалансировали их и грузики на своих местах... В чем же дело? Нередко -
в самом диске. Он должен самоочищаться под действием инерционных сил. К
слову сказать, хороший диск нуждается только в косметической мойке.
Если же грязь быстро скапливается между спицами и ее приходится
выковыривать - значит, в погоне за прочностью или модой фирма -
изготовитель выбрала неудачную конструкцию.
Сертификация: Автолюбители обычно преувеличивают, когда говорят о
хрупкости легкосплавных дисков. На самом же деле они раскалываются
только при таком сильном ударе, от которого и обычный диск придет в
негодность. Дороги есть дороги, особенно наши. Поймите правильно, что
диск это не только улучшение внешнего вида вашего автомобиля, но и Ваша
безопасность с таким диском тоже будет на гораздо высоком уровне. Хочу
открыть Вам маленький секрет - наши стандарты сертификации гораздо
строже европейских, американских и японских. Не поленитесь у продавца
спросить сертификат качества его товара. Будьте внимательны: В ходе
эксплуатации автомобиля балансировка колес может потребовать коррекции.
Здесь надо напомнить, что самыми уязвимыми являются места крепления
балансировочных грузиков. Забивая скобочку,
вы повреждаете лак, к тому же свинец образует с металлом диска
гальваническую пару, что многократно ускоряет коррозионные процессы.
Здесь, лучше самоклеящиеся грузики. Если же их нет, то учтите:
стандартные скобочки (для стальных дисков) плохо удерживают грузики
из-за большей толщины алюминиевого диска и сильно портят лак.
В настоящее время насчитывается
более 90 зарубежных фирм, которые занимаются производством легкосплавных
колес. На территории Украины серьезно представлены от силы шесть
(имеются ввиду те, кто кроме рекламы предлагает товар). Многие
украинские дистрибьюторы зарубежных компаний не до конца понимают, что
Украина, наверное, единственная страна в мире, где можно встретить
автомобиль не только разной марки, но машины 70-того года выпуска и
автомобиль, о котором только вчера заявил производитель. Вот и возникает
вопрос, как подобрать то, что нужно именно тебе? Но теперь, вы сами
сможете выбрать диски, которые подходят именно вашему стилю езды.
Выбирайте, думайте, покупайте, выбор за Вами!!!
