Эволюция колесных дисков - Moto40.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Эволюция колесных дисков

История колеса, от его изобретения до его будущего

Колесо- самое гениальное изобретение нашей цивилизации: История создания

На протяжении многих веков человечество использует для изготовления различных керамических приспособлений глину. Вместе с тем, раньше в далекой истории практически в каждом доме стоял гончарный круг, колесо. Без него глина так и осталась бы просто природным материалом. Мы подумали, что именно гончарное колесо является той отправной точкой, с которой началась эволюция колеса. Что ж, давайте посмотрим на историю его создания и одновременно попробуем заглянуть в недалекое будущее.

С чего началось изобретение колеса?

Все исследователи сходятся во мнении, что первое колесо было изобретено в 3500 г. до нашей эры. Правда, это только приблизительная дата. Возможно, оно появилось и раньше. Но как бы оно там ни было, принято считать, что первое колесо появилось в Месопотамии, на территории современного Ирака. Вот только предназначалось оно не для транспортировки. Его использовали в бытовых целях. При этом примерно в 3200 г. до нашей эры начали появляться месопотамские колесницы. Какая же колесница без колес? Поэтому можно считать, что привычное в нашем понимании колесо было изобретено именно в тот период.

И все же стоит уточнить, что первые округлые предметы, которые отдаленно напоминают колесо, уходят корнями аж в палеолит. Это около 15-750 тыс. лет назад. Опять же точную дату никто из историков назвать не может.

Давным-давно для перемещения громоздких грузов на относительно большие расстояния использовались обычные бревна. На первый взгляд, революционный по тем временам способ, но у него был один существенный недостаток — требовалось подкладывать под бревна много каменных роликов, небольших колес. При этом они все время выскальзывали из-под бревен.

Но древние люди решили эту проблему — они соорудили специальную платформу из досок. Им удалось закрепить на ней ролики таким образом, что давящий сверху груз не выталкивал их из-под досок, а, наоборот, прижимал к земле.

Еще через 1500 лет наши предки додумались до следующей инновации — они оснастили колесо деревянными спицами. На такой шаг их подтолкнула военная необходимость. Не удивительно, что первыми, кто использовал колесо с деревянными спицами, были египтяне. Произошло это примерно в 2000 г. до нашей эры. Они применили его в своих знаменитых колесницах.

А вот идея заключить колеса в металлические обода и тем самым уберечь их от быстрого износа, принадлежит кельтам. В 1000 г. до нашей эры они оснастили такими усовершенствованными колесами свои колесницы.

Примечательно, что колеса, оснащенные спицами из дерева, оставались неизменными аж до начала 19 в. В то время изобретатель Ф. Бауэр запатентовал первые спицы, изготовленные из металла. Он просто взял длинную проволоку, продел ее много раз через обод колеса и закрепил на обоих концах ступицы. Классическим примером его изобретения является велосипедное колесо.

Следующим прорывом в эволюции колеса стало изобретение шины. Идея ее создания принадлежит У. Томпсону, свое изобретение он запатентовал в 1845 г. Однако, в 1888 г. его разработку усовершенствовал шотландский ветеринар Д. Данлоп. Для изготовления шин он использовал твердую резину.

Автомобильные колеса

Настало время поговорить про колеса для машин. Считается, что их изобрел К. Бенц в 1885 г. Он создал оригинальное транспортное средство под названием Benz Motorwagen, которое тут же запатентовал. Колеса этого автомобиля были из твердой резины. Машина напоминала трехколесный велосипед. К сожалению, до наших дней она не сохранилась.

Если же продолжать тему резины, то первыми, кто додумался использовать ее в автомобильных целях, стали Андре и Эдуард Мишлен. Кстати, они основали знаменитую фабрику по изготовлению шин. В 1910 г. Б. Гудрич стал добавлять в резину углерод, что стало бесспорной революцией в изготовлении шин.

Что же касается легендарной модели машин Ford T, то они комплектовались деревянными колесами, которые раньше использовались для транспортировки артиллерийских снарядов. Однако этому автомобилю не удалось поставить Америку на колеса. Данной цели достиг Д. Данлоп, который изобрел пневматические шины. При этом они сильно отличаются от тех, которыми комплектуются современные автомобили, так как они имели крайний малый срок службы — проехать на них можно было лишь 3,5 тыс. км, и то их требовалось постоянно латать после 80-90 км. пробега.

Как это парадоксально ни звучит, но следующим этапом в эволюции колеса стало изобретение диска. Как и многие другие вещи в истории, его появление было обусловлено более низкими производственными затратами. Обод может быть легко преобразован в прямую полосу металла, а сам диск так же быстро отштампован из металлического листа. Затем эти 2 элемента сваривали или скрепляли, и в итоге получалось очень легкое, жесткое и устойчивое к повреждениям колесо. Более того, оно было очень доступно.

В наше время существует 2 основных типа колеса, которыми комплектуются транспортные средства. В их производстве используются различные сплавы стали, благодаря чему они получаются более легкими и прочными, чем колеса, которые производились десятки лет назад. При этом сегодня производятся как литые колеса, так и оснащенные спицами.

Можно сколько угодно рассказывать о различиях между стальными и легкосплавными дисками, но многие автомобилисты уверяют, что последние легче первых. Конечно же, машины, которые укомплектованы литыми дисками, отличаются хорошей управляемостью и более долговечной тормозной системой. К тому же они выглядят боле привлекательно, чем стальные. Также следует учитывать, что легкосплавные диски стоят значительно дороже стальных.

Колеса из будущего

По большому счету, конструкция колеса получила свою завершенную форму, и каким образом его можно усовершенствовать, совершенно непонятно. Однако многие компании находятся в активном поиске новых идей и решений и регулярно представляют миру экзотические прототипы. Так, известная компания «Michelin» относительно недавно представила новаторскую концепцию Tweel.

В 2006 г. компания «Michelin» удивила всех бескамерным колесом. Оно не пневматическое, так как целиком и полностью состоит из резиновых протекторов. Они соединены с центром при помощи эластичных спиц. Последние повторяют все деформации колеса, отчего поглощаются удары. Представители компании «Michelin» утверждают, что даже лишенные воздуха шины Tweel обладают точно такой же грузоподъемностью, устойчивостью на бездорожье, как и их пневматические аналоги.

Несмотря на то, что шины Tweel имеют множество преимуществ, у них есть один большой недостаток. Автомобиль, укомплектованный ими, при разгоне более чем 80 км. в ч. начинает сильно вибрировать.

Безусловно, шины Tweel являются самой революционной технологией на сегодняшний день. Но они предназначены исключительно для электромобилей. При этом в активную систему Tweel входит двигатель, подвеска, коробка передач и трансмиссионный вал.

Эволюция колеса

Ничего так легко не меняет в лучшую сторону облик автомобиля, как комплект литых колёс из алюминия. Это подчёркивали ещё специалисты по колёсам из легендарной передачи “Тачку на прокачку”. Давайте разберёмся, когда появились легкосплавные диски, какими они должны быть, как их правильно выбрать и почему российские колёса не брезгуют ставить на свои машины мировые лидеры автопрома: Ford Motor Company, Renault и другие.

Фото © ООО “ЛМЗ “СКАД”

Начиная с появления первого трёхколёсного автомобиля авторства легендарного изобретателя Карла Бенца в 1885 году автомобильные колёсные диски делались из стали путём штамповки и сварки. Продолжалось это порядка восьмидесяти лет. Однако в 70-х годах ХХ века, когда алюминиевая промышленность начала своё стремительное проникновение во все сферы человеческой жизни, появились диски, отливаемые или выковываемые из алюминиевых сплавов. К примеру, знаменитая итальянская компания OZ Racing изготовила своё первое алюминиевое колесо в 1971 году, а не менее авторитетная немецкая фирма Borbet производство дисков из лёгких сплавов поставила на поток в 1977 году.

Фото © ООО “ЛМЗ “СКАД”

Достоинства легкосплавных колёс, которые завоевали львиную долю рынка, стали очевидными очень скоро. Рядовые покупатели оценили разнообразие дизайна и обрадовались возможности забыть о ржавчине, а любители драйва прочувствовали улучшение управляемости автомобиля. Точку поставили профессиональные спортсмены, массово перешедшие на алюминиевые и магниевые сплавы в колёсах машин на таких гонках, как “24 часа Ле-Мана”, “Индианаполис 500”, мировой чемпионат по ралли WRC, а также на многих других крупнейших соревнованиях.

Суровый советский автоспорт

Фото © ООО “ЛМЗ “СКАД”

Отечественная автомобильная промышленность долгое время отличалась излишней склонностью к утилитарности и традиционности. Чего стоит только знаменитая классическая заднеприводная модель “жигулей”, с минимальными изменениями продержавшаяся на конвейере 42 года! Поэтому освоение выпуска легкосплавных дисков произошло у нас с изрядной задержкой: лишь в 80-е годы начали появляться малые серии таких колёс, да и то лишь для сектора профессионального автоспорта. Впрочем, даже спортсменам их не хватало — некоторые наши чемпионы кольцевых гонок отливали себе алюминиевые колёса вручную в гаражных условиях!

Всё начало меняться, когда за сферу легкосплавных колёс взялись серьёзные государственные (в том числе и оборонные) предприятия, тонущие в условиях рыночной экономики без заказов и переходящие на так называемую конверсию. Первым известным производителем стал Всероссийский институт лёгких сплавов, на мощностях которого был налажен выпуск линейки дисков для всех популярных советских моделей авто. Затем к выпуску “литья” и “ковки”, как чаще всего называли легкосплавные колёса водители, подключились и другие крупные предприятия: Ступинский, Самарский, Белокалитвинский и Красноярский металлургические комбинаты.

Фото © ООО “ЛМЗ “СКАД”

А что мы имеем сейчас?

К началу 2000-х годов период конверсии подошёл к концу, военные заводы занялись привычными для них задачами, и начали появляться новые отечественные предприятия, изначально специализирующиеся на выпуске легкосплавных автомобильных дисков. Алюминиевые колёса стали переходить из категории дорогой экзотики в массовый, доступный сегмент. К примеру, один из лидеров российского рынка, сибирский завод “СКАД” в Дивногорске, способен выпускать до двух миллионов колёс в год!

Читайте также:  Как защищаться от невыплат осаго

— “Изобретение колеса” в Дивногорске мы датируем 2004 годом, когда с конвейера нашего предприятия сошёл первый диск из алюминиевого сплава, — говорит исполнительный директор литейно-механического завода “СКАД” Александр Баранцев. — Двумя годами ранее на базе электротехнического завода в нашем городе было создано современное предприятие, которому особенно благоприятствовала география — рядом располагались так необходимые для работы с алюминием Красноярская ГЭС, вырабатывающая электричество, и Красноярский алюминиевый завод, поставляющий металл. Так родился СКАД.

Объёмы производства методично росли, и было решено расширить направления деятельности: кроме розничного рынка охватить ещё и конвейеры автосборочных предприятий иностранных марок, которые в то время начали появляться в нашей стране. Для этого буквально за пару лет скадовцы прошли все уровни международной сертификации и выполнили требования большинства крупнейших автобрендов. Завод сертифицировали в соответствии со спектром стандартов ISO и иных международных стандартов, и теперь СКАД активно вовлечён в локализационные проекты с такими автомобильными гигантами, как Ford Motor Company, Volkswagen, Peugeot, Citroen, KIA, Toyota Motor Corporation, Mitsubishi.

Фото © ООО “ЛМЗ “СКАД”

Роботы вместо людей

В далёком 2004 году с конвейера СКАД выходило всего шесть моделей колёсных дисков, а сегодня ассортимент насчитывает более 75 моделей от 13 до 20 дюймов в диаметре на самый широкий спектр популярных в России автомобилей. Обеспечить успех столь массового производства в окружении множества западных и азиатских конкурентов заводу СКАД помогло не только удачное месторасположение, но и изначальный упор на автоматизацию.

— Всё начинается с этапа проектирования, где специалисты создают 3D-модель диска и подвергают её виртуальным тестам, что позволяет контролировать качество конструкции ещё до отливки, — продолжает исполнительный директор СКАД Александр Баранцев.

— Оттестированная модель попадает в серийное производство, где в пресс-формы заливается под низким давлением алюминиевый сплав, химический состав которого постоянно контролируется металлургами завода. Весь процесс автоматизирован: цифровые системы, которыми снабжены литейные машины, исключают как внешние, так и внутренние дефекты отливки. Участок финишной механической обработки роботизирован — точность обработки без участия человека гарантирует идеальную балансировку и отсутствие биения колеса. Готовая деталь отправляется в современную покрасочную линию Eisenmann, а в конце цикла каждый выпущенный диск проходит контроль геометрии, механических свойств, скрытых дефектов, а также химический и спектральный анализ структуры, получая индивидуальный сертификат.

Фото © ООО “ЛМЗ “СКАД”

Китай vs Россия

В начале ХХ века знаменитый немецкий инженер-металлург Альфред Вильм, изобретатель дюралюминия, открыл необычное явление. Оказалось, что детали из сплавов алюминия после закалки и резкого охлаждения постепенно увеличивают свою твёрдость в течение нескольких суток, не теряя при этом пластичности! Это явление назвали старением алюминия. Постепенно процесс искусственного старения усовершенствовали, усилив и ускорив за счёт определённой последовательности термообработки — это называется термоупрочнением.

Сегодня СКАД — единственное в России предприятие, производящее термоупрочнённые диски из алюминиевых сплавов.

Фото © ООО “ЛМЗ “СКАД”

Благодаря современным технологиям, собственной разработке сплавов и высочайшему контролю качества прочность скадовских колёс стала знаменитой, что позволило переигрывать не только ухабистые и раздолбанные российские дороги, но и демпингующих китайских производителей, которые пренебрегают и составом сплавов, и точностью производства.

Кто стоит за плечами?

В связи с ростом спроса на продукцию под брендом SKAD и для дальнейшего развития предприятия руководством дивногорского завода было принято решение о привлечении финансирования через стратегическое партнёрство. И в этом году СКАД совершил стратегический рывок, объединившись с одним из крупнейших в мире производителей алюминия — компанией РУСАЛ. Согласно условиям сделки, РУСАЛ приобрёл долю в уставном капитале ООО “ЛМЗ СКАД”.

— Интеграция ЛМЗ СКАД в производственную структуру РУСАЛ полностью соответствует стратегическим целям компании. Сделка будет способствовать дальнейшему росту продаж продукции с добавленной стоимостью высочайшего качества как на территории России, так и на экспортных рынках, — отметил генеральный директор ОК “РУСАЛ” Владислав Соловьёв.

— Развитие производства колёсных дисков для нас — важный шаг в реализации программы по поддержке глубокой переработки алюминия в России, — подтверждает также Роман Андрюшин, директор по сбыту в России и СНГ ОК “РУСАЛ”.

Диаметр, вентиляция и композиты: эволюция дисковых тормозов

Дисковые тормоза давно вытеснили все остальные варианты тормозных механизмов, и только редкие барабанные еще пытаются что-то им противопоставить на бюджетных легковушках и тяжелой технике. Но со временем сами дисковые тормоза стали разнообразнее: менялись материалы и устройство дисков и суппортов, равно как и размеры. Что же, попробуем разобраться в их эволюции. И в ее смысле.

Коротко о плюсах дисков

Своим успехом дисковые тормозные механизмы обязаны двум факторам. Во-первых, простоте создания большого усилия – сжимать чугунный диск можно очень сильно, и он не согнется, не сломается и не потеряет своих характеристик. А раз усилие сжатия велико, то и тормозная мощность будет ограничена только прочностью суппорта и тепловой нагрузкой на сам диск.

Во-вторых, собственно, хорошей способностью к восприятию этой самой тепловой нагрузки, или, другими словами, хорошими способностями к охлаждению. Пока диск вращается, он создает непрерывный поток воздуха на своей поверхности, эффективно удаляющий тепло и продукты износа.

Помимо двух этих основных факторов, нашлось и множество второстепенных вроде простоты создания авторегулировки тормозов, точности и «прозрачности» усилий, малой массы тормозного механизма, удобства компоновки со ступицей, простоты обслуживания и прочих. Хотя без первых двух они были бы не столь важны.

А первые два фактора можно охарактеризовать в сумме одним словом – это «мощность». Именно мощность тормозных механизмов при малой массе стала тем, что сделало их успешными. Это способствовало созданию все более и более мощных тормозов, способных без ухудшения характеристик переносить многочисленные торможения с большой скорости.

Зачем нужно усложнять диск?

На первом этапе усовершенствования дисковых тормозов постарались улучшить в первую очередь именно способность к охлаждению, чтобы дополнительно снизить риск перегрева при затяжных или частых торможениях. В дальнейшем именно желание увеличить тепловую мощность тормозов будет толкать конструкторов все к новым и новым решениям.

Диск нельзя нагревать бесконечно – материалы банально теряют прочность, колодки «горят», уплотнения суппорта разрушаются, в общем, греть диски ради большей теплоотдачи нельзя, нужно «держать» температуру и охлаждать.

Вентиляция

Обеспечить лучшее охлаждение диску можно двумя путями: либо увеличивая его площадь (об этом чуть позже), либо введя вентиляцию. За счет создания внутренних радиальных каналов внутри диска площадь охлаждения увеличилась в пять-шесть раз, и во столько же раз увеличилась мощность.

Еще немного увеличить площадь охлаждения позволяет перфорация, и она же чуть улучшает очистку диска при прижатии колодок. К сожалению, усложнение конструкции диска дальше маловероятно и ограничено теплопроводностью чугуна. По сути, почти все современные тормозные механизмы выполнены именно по этой схеме: передние – практически всегда вентилируемые, но без перфорации – она ослабляет диск, снижает его ресурс и применяется нечасто.

Увеличение диаметра

Теперь вернемся к размерам. Увеличивая диаметр диска, мы решаем две проблемы. Во-первых, при этом возрастает площадь охлаждения, а во-вторых – тормозной момент и одновременно скорость вращения диска в зоне трения колодок. Тормозная мощность «размазывается» по площади, уменьшается нагрев. Появляется возможность уменьшить давление прижатия колодок, а значит, снижаются требования к фрикционным материалам и повышается удобство пользования тормозами.

Путь увеличения площади хороший, если бы не одна проблема: внешний диаметр диска всегда ограничен размером колеса. Примерно до 19 дюймов увеличение диаметра колесного диска еще может быть оправдано улучшением управляемости, но дальше гигантомания идет во вред. Прежде всего – из-за того, что критически вырастает неподрессоренная масса, страдает комфорт и, как ни странно, управляемость автомобиля. Да и слишком большой диск быстрее коробится. Эту проблему можно было бы решить утолщением диска, но тогда вырастет масса, а она, как мы поняли, и так уже велика. Но конструкторская мысль нашла выход из положения.

Составные диски

По сути, рабочей зоной тормозных колодок является только внешний край тормозного диска. Использовать всю его площадь просто не нужно – тормозное усилие зависит не от площади контакта колодок. При увеличении площади улучшается модуляция и уменьшается износ накладок, но площадь можно сохранить, увеличив только «длину» колодки, а не ее «высоту». Это значит, что вместо большого и тяжелого сплошного диска можно использовать лишь сравнительно тонкое кольцо максимального диаметра.

Конструктивно проблему можно было решить двумя способами. Традиционный заключается в том, что можно выполнить центральную часть тормозного диска из легкого сплава и прикрепить к ней чугунное кольцо, по которому будут работать колодки.

Второй вариант – прикрепить чугунное кольцо к легкосплавному колесному центру изнутри. Соответственно, и тормозной суппорт тогда будет охватывать тормозное кольцо изнутри, а не снаружи. Второе решение не очень-то прижилось, разве что владельцы ЗАЗ Таврия помнят сей конструктив, да знатоки железнодорожной техники вспомнят локомотивы с подобными тормозными механизмами.

А вот более классическая конструкция диска с легкосплавным центром завоевала мир гоночных и спортивных автомобилей. Составные тормозные диски позволяют экономить по несколько килограмм массы на каждом колесе и к тому же дешевле в эксплуатации – внутренняя сложная легкосплавная часть зачастую не требует замены, меняется лишь простое по конфигурации наружное кольцо из чугуна или другого материала с похожими свойствами.

Читайте также:  Castrol nf антифриз

Плавающие диски

Следующим логичным шагом по пути улучшения стало создание «плавающих» тормозных дисков. Не бойтесь, ни о каком водяном охлаждении речи не пойдет, впрыск воды остается для дисковых тормозов крайне экзотической технологией. Суть куда проще: крепление центральной части такого составного тормозного диска позволяет внешней чугунной части при расширении немного сдвигаться. Тем самым уменьшаются нагрузки, которые возникают из-за разницы в коэффициенте расширения у разных металлов и разнице температур между центральной частью и тормозным кольцом.

А раз нет риска коробления, то можно допустить прогрев диска до большей температуры без риска критического перегрева. Кроме того, улучшаются условия прилегания колодок, и тормоза заработают в полную силу при большей нагрузке. Такой диск может иметь мощность на все 20–30% выше, чем у «жесткой» конструкции, при незначительном, в общем-то, усложнении.

Композитные материалы

При создании составных дисков открылось еще одно направление в развитии тормозных механизмов. Увеличить теплоотдачу можно еще и повышением температуры тормозов, но тогда придется заменить на что-то, умеющее работать при температурах под тысячу градусов. Кандидаты нашлись быстро: в первую очередь это биметаллические диски, металлокерамика и углеволокно.

Биметаллические диски позволяли получить выигрыш в массе, но по совокупности характеристик не получили выигрыша в сравнении с поверхностно упрочненным чугуном, так что эта тюнинговая экзотика почти не встречается. А вот материалы на основе углерод-углеродной, керамической и метал-керамической матрицы прижились, несмотря на очень высокую цену относительно чугуна.

Причин сразу несколько. Во-первых, по сравнению с чугуном композитные материалы имеют в несколько раз меньшую плотность, а значит, на 50-75 % снижается масса диска. Рабочая температура выше 1 100 градусов для них не является проблемой, причем температура поверхности может доходить до 1 400 градусов, поэтому теплоотдача вырастает примерно в полтора-два раза в сравнении с чугуном.

Во-вторых, волокнистые композиты на основе SiC-матрицы обладают очень высокой износостойкостью – такие диски практически «вечные», даже если учитывать особенности эксплуатации в гоночных автомобилях. Чаще всего они выходят из строя не из-за износа поверхности, а из-за разрушения точек крепления и расслоений, свойственных композитам.

В-третьих, у композитных дисков полностью отсутствуют «прихватывания» – точки локального изменения поверхности диска под воздействием высокой температуры и материала колодок.

Именно такие диски можно сделать наибольшего размера, к тому же вдвое увеличив мощность тормозных механизмов. Так почему же композитные материалы до сих пор не вытеснили чугун? Минусы проявились тоже достаточно быстро. Высокая стоимость является очевидным недостатком, но по сути сильно зависит от технологии производства, при появлении массового спроса в автомобилестроении шансы на ее снижение довольно велики. Сами материалы, на самом деле, не столь дороги.

История автомобильного колеса

Статья об истории создания и эволюции автомобильного колеса — экскурс в историю, стальные и литые изделия, взгляд в будущее. В конце статьи — интересное видео о создании колеса.

Содержание статьи:

  • Немного истории
  • Колеса для автомобилей
  • Стальные изделия
  • Литые диски
  • Взгляд в будущее
  • Видео об истории создания колеса

Не секрет, что такое изобретение, как колесо, является важнейшим атрибутом нашей жизни. Но мало кто знает, что первые колеса появились много тысячелетий назад и служили для лепки горшков и других изделий. После появления подобного предмета в обыденном обиходе жизнь людей стала более комфортной и продуктивной. Колесо послужило своеобразным катализатором, подтолкнувшим человека к новым плодотворным открытиям. Какова же А история создания автомобильного колеса?

Немного истории об автомобильном колесе

Путём продолжительных исследований учёным удалось определить дату пояления первого колеса. Считается, что это произошло примерно 3500 лет до нашей эры, а родиной его стала Месопотамия, на территории которой сейчас расположен Ирак. Но лишь через несколько столетий, в 3200 году до нашей эры, изобретение начали применять как неотъемлемую часть транспортных средств. Именно в те времена появились первые «месопотамские» колесницы.

Но, скорее всего, в те далекие времена его заменяли обычные бревна и овальные предметы, которые устанавливались под крупные (например, под тушу мамонтов, камни, деревья) для более продуктивной транспортировки. Принцип действия такой технологии был простой: после перемещения объекта на небольшое расстояние очередной ролик укладывали спереди. В результате предмет медленно, но двигался.

Потом люди изобрели новое транспортное приспособление, которое подразумевало соединение двух бревен по краям крупной деревянной платформы. К сожалению, изобретение не оправдало себя из-за многих недостатков и плохой износостойкости.

Через 1500 лет произошло ещё одно изменение в жизни колеса. Перед людьми встала задача создания эффективного приспособления для более быстрой транспортировки грузов и экономии расходуемого материала. В результате появились колеса со спицами. Ученые считают, что родиной колесниц является Древний Египет, но модернизированную версию деревянного изделия нашли и в Греции.

Первый вариант полноценного стального колеса был найден на территории, которую больше 3 000 лет назад населяли племена кельтов. Но в понимании «металлическое» подразумевается стальной круг, а спицы по-прежнему делали из дерева, пока Ф. Бауэр не представил прототип металлических спиц. В их качестве использовалась железная проволока повышенной прочности, проходящая сквозь обод. Для обеспечения хорошего баланса спицы плотно натягивали. Аналогичные изделия до сих пор применяются на велосипедах.

Ещё одно очень важное открытие произошло в 1845 году, когда Р. В. Томсон зарегистрировал патент на первую пневматическую шину для автомобилей. Идею усовершенствовали в конце 19 века, и вскоре такое изобретение появилось на всех велосипедах тех времен. Твёрдая резина усиливала сцепление транспортного средства с дорогой, делая перемещение комфортным и быстрым. Именно в этот период эволюция колеса вышла на совершенно новый уровень.

Колеса для автомобилей

Начиная с 19 века, в развитии науки и техники произошла настоящаа революция. Открытия в разных научных областях заставляли людей искать более оптимальные решения для перемещения. Тогда появились первые прототипы полноценного автомобиля. После выпуска легендарного транспортного средства под названием Motorwagen в 1885 году создатель патента Карл Бенц начал усиленно заниматься разработкой подходящих колес для своей машины. Его трёхколесный автомобиль получил велосипедные колеса, оборудованные более жесткой, не пневматической резиной.

Пневматическую версию представили знаменитые братья Андре и Эдуард Мишлен, которые через некоторое время, стали основателями компании с одноименным названием. Кстати, её продукция пользуется спросом до нашего времени. Кроме того, в1910 году сотрудники компании BF Goodrich реализовали выпуск первых высококачественных шин с большим эксплуатационным сроком и отличной износостойкостью. При производстве в резину добавили определенное количество углерода. Вскоре технологию стали использовать и другие производители автомобильных шин.

На далёком Западе долгое время применялись деревянные колеса от артиллерии, но в середине 20 века их сменили сварные спицевые конструкции. Они устанавливались на автомобилях серии Ford T. И если сравнивать ситуацию с европейскими странами, где большим спросом по-прежнему пользовались жесткие покрышки от Мишлен, то Америку покорили пневматические разработки Данлопа. Но используемые в те времена покрышки существенно отличались от современных — их производили из белой резины Carbonless, а срок службы редко превышал расстояние в 3-3,5 тысячи километров. Но после прохождения 40-60 километров шины нуждались в срочном и долгом ремонте, т.к. их поверхность быстро лопалась или прокалывалась.

Как ни странно, но следующий рывок в эволюционном развитии колес имел сходства с ранее существующей твердой конструкцией. Это объяснялось необходимостью снизить расходы за счет использования изделий из стали. Оправу изготавливали из полосы металла, а диск — из листового металла, который выбивали с помощью прессового оборудования. Затем два элемента приваривали друг к другу для создания лёгкого и устойчивого к интенсивным нагрузкам изделия. Основным плюсом такой технологии стала быстрота, что позволило выпускать колеса в крупных масштабах. Применение автоматизированного производственного оборудования сделало процесс изготовления доступным и массовым.

В настоящее время существует две разновидности автомобильных колес:

  • Колеса из сплавов — литые;
  • Стальные.

Оба вида колес имеют свои плюсы и минусы.

Стальные колеса

Стальные колеса применяются на протяжении долгих лет с момента запуска массового автомобилестроения, и до 80-х годов прошлого века они не имел эффективной альтернативы. Диски изготавливаются на основе прямого куска стали, который поддаётся воздействию пресса для формирования двух половинок будущего колеса. После этого отдельные части соединяются между собой точечной сваркой. В завершении остаётся добавить защитное антикоррозийное покрытие, и всё – диск готов!

Плюсы стальных дисков:

  • Основной плюс подобной технологии заключается в невысокой стоимости. Средняя цена изделия отечественного производства равна 500-100 рублей;
  • Превосходные пластичные свойства, из-за чего диск принимает всю энергию при столкновении с препятствиями, например, во время езды по пересеченной местности, на себя, снижая воздействие на подвеску и покрышку;
  • Ремонтопригодность. Даже сильно деформированный стальной диск можно быстро восстановить. Достаточно провести рихтовку конструкции, и её можно будет использовать снова;
  • Интенсивность краж стальных колес относительно невысокая.

Из минусов следует выделить:

  1. Внушительный вес. Применение стальных листов негативно сказывается на толщине металла, ведь если её уменьшить, износостойкость и прочностные показатели существенно упадут. Тяжелые колеса дают интенсивную нагрузку на автомобиль и вызывают усиленное потребление топлива.
  2. Непрезентабельный дизайн. Даже применение передовых производственных стандартов не позволяет придать конструкции уникальный дизайнерский вид. Приходится прикрывать некрасивую стальную конструкцию колпаками;
  3. Непереносимость коррозийных процессов. В частности, такой показатель свойственен бюджетным моделям, выполненным по упрощённой технологии.

Литые диски

При производстве автомобильных дисков из алюминиевых сплавов примеряется технология литья. Отливку проводят тремя различными способами:

  • кокильным литьем;
  • литьем под низким давлением;
  • литьем под противодействием.
Читайте также:  Развал схождение своими руками на ваз

Метод литья под низким давлением позволяет создавать удивительные конструкции с высоким качеством сборки и большим сроком службы, превосходящим кокильное литьё на 15-25%.

Преимущества литых дисков очевидны:

  1. Отсутствие громадного веса и большой нагрузки на ходовую часть автомобиля. В результате рабочие свойства транспортного средства улучшаются, а интенсивность износа резины существенно падает. Также качественный литый диск предотвращает перегрев тормозных колодок;
  2. Внешность дисков, выполненных с помощью технологии литья, впечатляет. Если дизайн колёс игрывает для вас важную роль, использование литых дисков — самое лучшее решение.

Недостатки включают в себя:

  • Заметную хрупкость конструкции. Если автомобиль столкнётся с каким-нибудь препятствием, вполне вероятно, что диск расколется и станет непригодным для дальнейшего использования;
  • Недостаточно хорошие антикоррозийные свойства и образование гальванических пар со стальными элементами конструкции. По-особому это заметно в изделиях из магниевого сплава. Если защитное покрытие уменьшается, то процесс разрушения диска будет происходить намного быстрее.

Без сомнений, выполненные с учётом всех требований качества и безопасности диски обладают большим эксплуатационным сроком и надёжностью. Их устойчивость к воздействиям в виде столкновений, коррозии и т.д. максимальная.

Взгляд в будущее на колеса для авто

Хотя технологии постоянно развиваются, найти какие-то способы для модернизации автомобильных колёс достаточно сложно. Это объясняется тем, что диски давно получили свою завершенную форму. Тем не менее, некоторые производители подобной продукции продолжают усердно трудится над изготовлением новых колёс и созданием необычных футуристических концептов. В качестве примера можно взять экзотические прототипы от компании “Michelin”.

В 2006 году сотрудники известного бренда показали миру свою уникальную разработку — бескамерные колеса, изготовленные по совершенно новой технологии. Они не пневматические, так как полностью состоят из резиновых протекторов и эластичных спиц, которые поглощают удары и другие воздействия, снижая интенсивность износа колёс и подвески.

Но масса преимуществ не исключает наличие недостатков. Главный из них заключается в ограничении допустимой скорости до 80 км/ч. После преодоления этого рубежа машина начинает сильно вибрировать.

Все же революционные бескамерные шины Michelin — это новое слово в мире автомобилестроительной отрасли. Но они станут актуальными исключительно для электрических автомобилей.

Видео об истории создания колеса:

Автомобильные колесные диски: эволюция и бренды

Если задаться вопросом, какое из человеческих изобретений можно считать величайшим, то однозначный ответ дать на него вряд ли получится. Ведь за всю историю своего существования люди сумели изобрести множество достойных вещей, причем, самым значимым изобретением для многих окажется простое колесо.

Хотя, здесь нечему удивляться, если учитывать, что именно колесо с момента своего появления несколько тысячелетий назад сопровождает развитие инженерной мысли. При этом наиболее привычная для современного человека сфера применения этого “устройства” – автомобилестроение. За тысячелетия нашего развития колесо тоже не стояло на месте. Так, древесина в качестве материала для производства уступило место высокотехнологичным сплавам, а технологии производства позволяют экспериментировать с дизайном, превращая колесо из элемента конструкции автомобиля в произведение искусства.

На сегодняшний день колеса или колесные диски, как их принято называть в народе (хотя это и не совсем корректно, учитывая, что диск – это составляющий элемент колеса), делятся на 3 типа: штампованные, легкосплавные и составные. Штампованные или стальные диски – это самый распространенный вид колесных дисков. Благодаря их невысокой стоимости автопроизводители зачастую выпускают свои автомобили именно на них. Кроме того, при ударе такие диски принимают значительную долю его энергии на себя, смягчая вред для подвески, и при этом они хорошо поддаются ремонту. Что же касается их недостатков, то стоит отметить склонность штампованных дисков к коррозии и их значительный вес. Да и с эстетической точки зрения они значительного интереса не представляют.

Если же для автовладельца более предпочтительным является привлекательный дизайн, то стоит рассматривать легкосплавные диски. Они, в свою очередь, делятся на два подвида – кованные и литые. Но и те, и другие изготавливаются из алюминиевых или магниевых сплавов. Рассмотрим их более детально. К достоинствам литых и кованых дисков, помимо многообразия дизайнерских решений, является небольшой вес, способствующий улучшению условий работы подвески и динамики, а также снижению расхода топлива. Кованные диски имеют более легкий вес чем литые, что делает их популярными у относительно узкой категории водителей – гонщиков.

На сегодняшний день именно литые диски являются золотой серединой в выборе колес. Литой диск имеет зернистую структуру сплава, что делает его достаточно прочным. При ударе диск деформируется, но не так сильно как штампованный (стальной), такие повреждения легко восстанавливаются на специальных сервисах. Однако если диск длительное время подвергать ударам подобного рода, то это станет причиной возникновения микротрещин, что в конечном итоге приведет к расколу, восстановить который уже не получится.

Кованый диск имеет многослойную структуру, что делает его сверхтвердым и легким. Правда такой метод изготовления диска несколько ограничивает возможности дизайнеров. Такой диск практически не подвергается деформации, что негативно отражается на работе ходовой части автомобиля, ведь энергия, возникающая при ударе, идет именно туда. Так же стоит отметить, что стоимость таких дисков значительно выше литых, в связи с большой энергоемкостью процесса производства.

Отдельного внимания заслуживают составные колесные диски. Как и следует из названия, они состоят из 2-3 частей (например, кованый обод и литой диск), скрепленных между собой болтами. Такие диски сочетают в себе малый вес, прочность и разнообразие дизайнерских решений. Вот только, как и у любого продукта, совмещающего самые различные качества, у составных дисков имеется ощутимый недостаток. Это цена, более высокая, чем у дисков других типов.

Очевидно, что в выборе дисков многое зависит о того, как стоят приоритеты. Если требуется бюджетный продукт, без претензии на шик, то лучше искать стальные диски. Когда нужны диски, оригинальные по дизайну, либо идентичные оригинальным параметрам автомобиля, то надо искать литые. Если же основными критериями выступают легкость или сверхпрочность диска, и средства дают пространство для выбора, то можно обратить внимание и на более дорогостоящие диски.

Немного о производителях и нюансах выбора

После того, как расставлены приоритеты, можно приступать к выбору производителя колесных дисков. Недостатка в брендах и моделях не имеется, но специалисты рекомендуют обратить внимание на следующие бренды, как Advan, Enkei, For Wheels, PDW, Replica, RS, RS Lux.

Advan
Ведущий бренд японской компании Yokohama, более знаменитой своей шинной продукцией. Выпуском колес компания занимается с 1974 года. В 1979 году команда с названием ADVAN успешно берет победу в местных соревнованиях, занимая второе место. С этой победы и начинается история бренда. Доминирующими цветами команды являются черный и красный, что в последствии становится основой для логотипа.

Диски Advan приобрели всемирную известность благодаря своему легкому весу, что стало возможным с использованием новых технологий литья. Благодаря этому свойству, диски Advan используют для участия в гонках, что в сочетании с мастерством пилота придает автомобилю преимущество перед другими. Об этом, в свою очередь говорят награды с соревнований Super Taikyu, D1 Drift, PWRC, WTCC и Formula.

Enkei
Корпорация Enkei была основана в Японии, в1950 году. Изначально компания специализировалась на выпуске алюминиевых деталей для мотоциклетных двигателей. Сегодня основным видом их деятельности является производство колесных и мотоциклетных дисков. Продукция Enkei всемирно известна и популярна.

Несмотря на многолетний опыт в сфере литья и ковки, большое внимание уделяется исследованию новых технологий. Заводы по производству дисков расположены нескольких странах мира. Enkei поставляет оригинальные запчасти таким компаниям как Toyota, Honda и General Motors, а так же является официальным поставщиком колесных дисков для ряда турниров по автогонкам.

For Wheels
For Wheels – итальянский бренд, основанный в 2006 году, который специализируется на копиях оригинальных дисков для автомобилей европейского производства, среди которых фигурируют такие авто-производители как: Audi, BMW, Ford, Mercedes, Opel, Porsche, Volkswagen и другие.

PDW
Австралийский бренд PDW был основан в 2005 году. Сам производитель позиционирует свою продукцию как «новое определение легкосплавных дисков», что проявляется, в первую очередь, в дизайне продукции PDW. Смелые и оригинальные образы, воплощенные в этих дисках, наверняка привлекут любителей приукрасить свой автомобиль.

Продукция PDW широко известна в мире, и поставляется в более чем 30 стран мира, ежегодно с завода выпускается около 1,2 миллиона колес.

Replica
Под словом Replica подразумевается «копия», которое полностью характеризует данный бренд. Диски Replica – это группа компаний, предлагающих копии оригинальных дисков для мировых автопроизводителей европейского и азиатского производства, среди которых можно отметить такие мировые известные бренды как: Audi, BMW, Ford, Hyundai, Honda, Kia, Lexus, Land Rover, Mazda, Mercedes, Mitsubishi, Nissan, Porsche, Subaru, Skoda,Toyota, Volkswagen и др. На сегодняшний день линейка Replica насчитывает более 150 моделей колесных дисков.

RS и RS Lux
Колесные диски RS и RS lux известны на территории Украины и России уже более 6 лет, в течении которых спрос на эту продукцию только растет. На сегодняшний день, производство этих колесных дисков осуществляется на нескольких предприятиях, расположенных в Юго-Восточной Азии. Все предприятия полностью автоматизированы и оснащены новейшим оборудованием.

Модельный ряд RS содержит широкий выбор моделей, диаметрами от 13 по 16 дюймов, более ориентированных на легковые автомобили. Модельный ряд RS Lux содержит выбор моделей, диаметрами от 16 по 24 дюйма, и ориентирован на автомобили класса SUV.

Ссылка на основную публикацию