Зачем на машинах делают колеса домиком

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Все знают, что диски большого диаметра – это красиво. И дорого. Но повышение привлекательности автомобиля – не единственная их функция. У больших колес есть вполне практические плюсы и минусы, которые разберем подробно.

Покупая новую машину, многие задумываются над возможностью установки колес большего посадочного размера. Зачастую в списке заводских опций есть возможность поставить колесики на 2-3 дюйма больше, чем штатные. Но зачем?

Как менялся размер колес в разные эпохи

История изменения размеров посадочного диаметра и внешнего размера колес показывает две тенденции. Сначала постепенного уменьшения колеса, а потом резкий рост посадочного диаметра и внешнего. Придется вспомнить историю столетней давности.

Самые старые машины использовали довольно большие даже по современным меркам колеса. Например, на Mercedes Simplex 1902 года использовались колеса 910 х 90 и 1020 х 120 на передней и задней осях, а это почти 40 дюймов в диаметре! Посадочный размер (т.е. без учета высоты профиля резины) был поменьше, но явно больше 20 дюймов.

Собственно, иначе было нельзя, дороги были грунтовыми, разбитыми тележными колесами, и каждая машина представляла из себя фактически суровый внедорожник. А широкие колеса научатся делать намного позже, до вытеснения диагональных покрышек радиальными высота профиля будет оставаться значительной, не меньше 70% ширины. Но это уже несколько другая история…

Сами колесные диски на этой модели были деревянными, но в последние годы выпуска были заменены новинкой — штампованными стальными. Красивые спицованные диски набрали популярность немного позднее.

Прошло полвека… В пятидесятые годы машины еще ходили на узких и тонких колесах, хотя и далеко не метрового диаметра. Проходимость легковушкам уже не требовалась, но размер уменьшался медленно — типичный наш Москвич 402 ездил на колесах размерности 5.6 х 15. Самые маленькие колеса встречались на машинах с семидесятых и до начала 90-х годов, посадочный диаметр уменьшился до 13-14 дюймов, а высота профиля покрышки постепенно снизилась до 75 и 65 процентов.

На фото: Москвич 402 — диаметр колеса 15 дюймов и Skoda Rapid — диаметр 13 дюймов

Но в дальнейшем мы наблюдаем устойчивый рост размера колес. Посадочный диаметр покрышек вырос даже на самых маленьких машинах до 15 дюймов, а самыми ходовыми размерами покрышек стали 16 и 17”. И причина явно не в ухудшении качества дорог и необходимости повышения проходимости машин. Но тогда в чем? В моде?

Мода на повышение размера, конечно, имеет место быть, но ею одной не объяснить эту тенденцию. Машина на больших колесах, несомненно, зачастую красивее и куда ближе к дизайнерским скетчам, чем внешность серийного экземпляра. Да и с дизайном диска можно развернуться. Но существуют и объективные причины для роста размера.

Почему колесо с большим наружным диаметром лучше?

Самой важной причиной является рост площади контакта колеса и дороги. Можно, не делая покрышку мягче, увеличить площадь соприкосновения с дорогой за счет уменьшения кривизны колеса в точке контакта. Разница эта невелика, но зато позволяет решать сразу две проблемы.

Во-первых, улучшения сцепления колес с дорогой, что уменьшает тормозной путь и повышает безопасность управления машины в целом. Во-вторых, улучшения экономичности — можно использовать колесо с большим давлением, не опасаясь ухудшения сцепления колес с дорогой.

В свою очередь увеличение рабочего давления покрышки позволяет сделать управление машиной точнее, уменьшить подламываемость боковины колеса — беды всех пневматических шин. При увеличении боковой нагрузки на колесо пятно контакта покрышки и дороги искривляется, форма протектора уходит от оптимальной, а часть покрышки просто теряет контакт с дорогой, тем самым ухудшая сцепление.

Подламыванием называется ситуация, когда боковая часть покрышки теряет форму из-за перегрузки, при этом покрышка контактирует с дорогой боковой частью, а беговая дорожка колеса почти не задействована. Соединение покрышка-колесный диск при этом может потерять герметичность, колесо разбортироваться и, как результат, полная потеря сцепления колес с дорогой.

Улучшается и проходимость, за счет увеличения длины клина "уплотнения" — зоны, в которой мягкий грунт дороги не расходится в стороны, а "подминается" колесом и набирает прочность. И, разумеется, большое колесо позволяет увеличить дорожный просвет.

Чем плох большой наружный диаметр колес?

К сожалению, нельзя просто увеличивать диаметр колес для улучшения сцепления. У увеличения есть множество отрицательных факторов. В первую очередь, такое колесо будет тяжелее маленького, на него пойдет больше резины и металла.

Возрастут вредные неподрессоренные массы (то есть масса колеса и половина массы рычагов подвески), а это ухудшает комфорт и сцепление колес с дорогой. Оно займет больше места в кузове и будет создавать больше вредной турбулентности воздуха. А еще большое колесо будет менее жестким, что отрицательно повлияет на управляемость машины. Но со всеми этими недостатками можно успешно бороться.

Почему же растет посадочный диаметр покрышки?

Понятно, что большое колесо будет иметь преимущество над малым в сцеплении с дорогой только в том случае, если боковина не будет подламываться и терять форму в поворотах, а жесткость колесного диска позволит избежать его изгиба под воздействием боковых сил. То есть негативные эффекты от роста массы колеса не перевесят положительные.

Выход нашли в уменьшении высоты профиля покрышки, что повлекло за собой соответствующее увеличение посадочного диаметра. Высота боковины в этом случае уменьшается, и она лучше противостоит поперечным усилиям. Колесный диск имеет жесткость куда выше, чем резина. А если еще и использовать легкосплавный колесный диск, то он будет еще жестче стального и суммарная масса покрышки с диском может уменьшиться.

А еще увеличение внутреннего диаметра колеса, то есть диаметра диска, очень полезно для тормозных механизмов. В силу конструктивных особенностей на массовых автомобилях дисковые тормозные механизмы размещают внутри диска колеса. А значит, размер диска ограничивает и размеры тормозного диска и суппорта. Тормоза большего диаметра лучше охлаждаются, обеспечивают более эффективное замедление и имеют еще много плюсов.

И о недостатках низкопрофильной резины…

Не бывает идеальных технических решений. Уменьшение высоты профиля покрышки при увеличении посадочного диаметра тоже имеет свои минусы. Меньшая высота "резинового слоя" влечет за собой увеличение жесткости качения — больше вибраций и ударов приходится на долю подвески и кузова машины.

Сказывается и увеличение рабочего давления колеса, оно от этого становится еще жестче. Сама покрышка становится заметно дороже в связи с увеличением требований к прочности боковины и сложности сохранения формы широкой покрышки с невысокими бортиками. С недостатками низкопрофильной резины должны справляться новые подвески и более современные амортизаторы, но все равно при сравнении колес разного посадочного диаметра на одной и той же машине лучший комфорт обеспечит резина с более высоким профилем.

Почему так дороги "большие" колеса с завода?

Часто в числе опций для машин есть колесные диски большего диаметра, но доплата за них значительно больше цены комплекта таких же фирменных дисков у дилера. В чем тут подвох?

Дело в том, что при выборе этой опции иногда изменяются и параметры подвески и тормозной системы. Устанавливается комплект амортизаторов с параметрами для более тяжелых и жестких колес, а тормозные механизмы ставятся большего диаметра. Кстати, вы не сможете поставить на такую машину зимний комплект колес с дисками на дюйм-два меньше, они просто не налезут на суппорт, даже если на более простые комплектации авто они подходят.

Наверняка вы сталкивались с тем, что автомобиль при отпущенном руле едет в сторону или кто-то из знакомых жаловался, что "пора бы мне уже съездить проверить развал", хотя при это был категорически не прав. То, что в народе привычно называют “развал-схождение” — это замер и выставление углов установки колёс. Причём помимо собственно угла развала и угла схождений есть ещё и третий угол, ничуть не менее важный.

Что такое углы установки колес?

Каждый автопроизводитель для улучшения устойчивости и управляемости предусматривает для конкретной модели автомобиля определённое положение передних (и задних) колёс относительно друг друга и плоскости дороги. Параметры развала, схождения и кастера принято называть углами установки колес.

Под развалом понимают угол наклона колес по отношению к перпендикулярной плоскости (в обычном случае — к дороге). При отрицательном развале колёса визуально становятся будто "домиком", при положительном угле развала верхняя часть колеса наклоняется наружу относительно нижней.

Схождение — это сумма углов между плоскостью, которая проходит через центры колес и продольной осью автомобиля. Звучит немного непонятно, но на деле всё просто: если оно положительное, то плоскости вращения колёс пересекаются впереди автомобиля словно "сходясь навстречу" друг другу, при отрицательном — где-то сзади (расхождение).

Положительное схождение (слева) – это именно схождение колёс навстречу друг другу впереди автомобиля

Кастер (иногда говорят кастор) от англ. Caster angle (угол продольного наклона) это угол, образованный вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. При положительном кастере ось поворота колеса наклонена назад относительно направления движения, а при отрицательном — наоборот, "смотрит вперёд".

Отрицательный кастер (слева) приводит к наклону стойки вперёд

Почему на разных машинах углы бывают разными?

Stance, baby: ярко выраженный отрицательный развал колёс является неотъемлемым атрибутом некоторых автомобильных субкультур

Однако в зависимости от конструкции и кинематики подвески, жесткости упругих элементов, ширины колеи, вылета колёс и многих других факторов углы установки колёс на разных машинах заметно отличаются. Более того, они могут изменяться даже в пределах одной модели в зависимости от типа подвески (обычная или спортивная) и размерности шин.

Как регулируются углы установки колес?

На многих современных переднеприводных автомобилях углы развала передних колёс заданы конструктивно, да и кастер (угол продольного наклона стойки) не регулируется, поэтому вся настройка сводится к проверке и регулировке схождения.

Однако так было не всегда — на той же "восьмерке", с которой выросли все остальные автомобили этой платформы , регулировались не только схождение с развалом, но и кастер. Интересно, что допуски при этом были довольно большими, а ремонтники при регулировке далеко не всегда меняли все углы, предпочитая во многих случаях не трогать кастер — дескать, возни много и толку особо никакого.

Заводские параметры углов Самары выглядят так: развал передних колёс = 0°±30', схождение = 0°15' ± 10' и кастер = 0°20±30'0. Как видно, допуски действительно довольно большие — развал по заводским нормативам может "гулять" в пределах одного градуса, а кастер из пятидесяти "плюсовых" минут имеет законное право "уходить в минус".

Передняя подвеска ВАЗ-2108 – классический Мак-Ферсон без подрамникабез подрамника

Некоторые автомобилисты утверждают, что отклонения в минуты (!) они способы заметить безо всякого стенда – просто внимательно взглянув на авто спереди…

На что влияет кастер?

С кастером ситуация обстоит не менее интересно. Чуть выше мы вспомнили, что при нулевом угле наклона стойка стоит строго вертикально – то есть, колесо со ступицей никуда не смещается относительно вертикали. При отрицательном кастере стойка в верхней части словно наклоняется вперёд, а колесо, соответственно, уходит назад. При положительном – наоборот.

На переднеприводных ВАЗах, например, параметр кастера изменяется с помощью регулировочных шайб, которые подкладываются под элементы передней подвески – кронштейны продольных рычагов (растяжек).

Кастер на Самаре задаётся с помощью нескольких шайб

Продольные растяжки подвески ВАЗ-2108 спереди крепятся к кронштейнам, сзади – к поперечным рычагам. Именно поэтому они влияют на кастер

Так выглядит нулевой кастер: колесо стоит в колесной арке симметрично по отношению к бамперу и крылу

Кастер важен не только своим прямым воздействием на скоростные качества автомобиля, но и тем, что он влияет на углы схождения и развала, которые меняются в зависимости от наклона стойки. Поэтому начинать регулировку углов передних колёс нужно именно с кастера. Затем следует регулировка развала, а в самую последнюю очередь необходимо настраивать схождение, помня о взаимосвязанности этих параметров между собой.

При изменении кастера нужно раскручивать продольные растяжки подвески. Это требует времени и сил – особенно, если автомобиль старый

Какие выбрать углы?

Развал передних колёс на Самаре регулируется с помощью эксцентрикового болта (позиция 3 на рисунке) на корпусах передних амортизаторов

Настройка всех углов установки передних колёс на ВАЗе занимает больше времени, чем на автомобилях вроде Renault Logan

Регулировка схождения на Самаре – процесс довольно хлопотный (особенно со стороны водителя), поэтому некоторые развальщики даже самостоятельно (!) изготавливают подобный специнструмент

Обратите внимание, как изменяются углы схождения и развала при частичной загрузке! (первое фото – на пустом автомобиле, второе – с водителем весом 65 кг)

Перед регулировкой схождения руль нужно выставить строго горизонтально и зафиксировать, для чего на СТО используются специальные приспособления

Что будет, если их не делать?

В большинстве случаев проверку углов установки колес рекомендуют выполнять не реже одного раза в 30 000 км и сразу же после того, если автомобиль угодил колесом в крупную яму или стал участником даже небольшого ДТП. Ведь и первое, и второе может привести к смещению элементов подвески, что нарушит параметры схождения, кастера или развала.

А что будет, если их не делать вообще? Ничего хорошего, разумеется. Как минимум, автомобиль будет хуже вести себя и на прямой, и в поворотах, ведь отклонение любого из параметров влияет и на устойчивость машины, и на её управляемость. Во-вторых, сбитые углы приведут к тому, что машину начнет уводить в сторону, поэтому водителю придется удерживать руль с большей силой для того, чтобы сохранить прямолинейное движение.

Износ внутренних дорожек — результат большого отрицательного развала

Когда регулировка углов установки колес не помогает?

Необычный развал колес — всего лишь вариант тюнинга под названием Oni-kyan (англ. — Demon Camber, Демоны развала), который стал популярным в Японии, а затем перекочевал в США .

Оценка ущерба, проведение автоэкспертизы, осмотр неисправных автозапчастей не входят в сферу интересов автолюбителей, поэтому Oni-kyan используется только для изменения визуального стиля, и преимущественно в VIP-автомобилях.

Часто развал колес делают разным для переднего и заднего мостов. Иногда передние оси вообще не подвергаются модификации. Но, как и при обычной корректировке развала, важно настроить угол наклона колес симметрично, иначе можно потерять возможность прямолинейного хода.

Самые смелые экспериментаторы в тюнинге Demon Camber не боятся раскорячить колеса своего автомобиля настолько, что кажется, будто он лежит днищем на поверхности дороги. Впрочем, была бы дорога такая прямая и ровная.
Смотрим:

Отрицательный наклон, когда верхняя часть колеса наклонена в сторону автомобиля, у модифицированных экземпляров может достигать 10, 15 градусов и больше — как известно, не только японцы известны своим умением раздвигать рамки нормального.

Говорят, что он появился в 1970-х, когда дрифтеры натягивали узкие шины на широкие диски.

Спустя годы стиль приобрел очень экстремальный характер, который мы сегодня и наблюдаем. Частично сыграло роль то обстоятельство, что мастера Oni-Kyan переняли множество особенностей у VIP-style.

В наше время это направление продолжает развиваться, несмотря на то, что это очень опасный и дорогой стиль, потому что шины установленные под такими экстремальными углами могут выдержать всего несколько недель.

Эту культуру недолюбливают за то, что поклонники VIP Style и Bosozoku доводят его до абсурда — часто устанавливают диски большой шириной более в стандартные арки и при этом пытаются сохранить низкий клиренс автомобиля.

Многие автомобилисты обращали внимание на то, что у грузовиков и некоторых автобусов на задней оси стоят двойные колёса. Для сравнения: на отечественной "ГАЗели" стоят 6 колес, а на "Volkswagen Transporter" всего 4. Почему?

Отчасти это сделано для того, чтобы повысить грузоподъёмность или уменьшить давление на дорогу, что позволит улучшить проходимость. Но, с другой стороны, можно поставить вместо двух колес одно, но с более широкой поверхностью. Тем более, одна покрышка, даже более широкая, будет выгоднее по цене, чем два колеса. А, по словам финансистов, цена колес — это около 10 процентов в стоимости автомобиля. Значит, если поставить два колеса, машина станет дороже. Кроме того, одна покрышка легче, чем двойные колеса, а значит даже более широкое колесо могло бы улучшить динамику машины и комфорт при управлении.

Если говорить о грузоподъёмности, спаренные колёса находятся в более выигрышном положении, но дорога для проявления этого должна быть ровной. А бывает так, что грузовик наезжает на препятствие, одно колесо вывешивается, нагрузка идет на другое. Это может вызвать повреждение шины, и в итоге машина потеряет управление. Кстати, на колесе всегда указывают, что допустимая нагрузка на резину, если установлены спаренные колёса, меньше, чем на одиночное.

Как говорят автоэксперты, спаренные колеса — это технологии прошлого, а для модернизации нужны существенные финансовые вливания, вот некоторые производители и оставляют все как есть, без изменений. Так проще, чем вносить дорогостоящие изменения в конструкцию.

Двойные колеса устанавливали потому, что раньше были диагональные шины (а не радиальные, как сейчас), которые отличались дешевизной, меньшим ресурсом и грузоподъёмностью. Именно поэтому сейчас их практически не ставят на автомобили. Тогда альтернативы не было, поэтому и устанавливали двойные колеса, чтобы решить проблему грузоподъёмности.

Читайте также: