Виды колесных дисков

В зависимости от того, каким способом и из чего изготовлены колеса, существенно отличаются их технические характеристики, внешний вид и цена.

Штампованые стальные колёса

Сталь является самым дешевым конструкционным материалом. Поэтому стальные колеса вплоть до середины двадцатого века монопольно властвовали на дорогах, да и сейчас по годовому объему выпуска в мире они с большим отрывом твердо удерживают лидирующее место.

Составные части колеса — обод и диск — выштамповываются из стального листа, вальцуются и привариваются друг к другу.

Сталь не обладает коррозийной стойкостью, по этой причине колеса, изготовленные из нее, покрывают грунтовкой, эмалью и лаком.

Главными достоинствами этих колес считаются традиционно невысокая цена и достаточная пластичность материала, позволяющая колесу при ударе не лопаться, а деформироваться. Последнее обстоятельство — крайне важный аргумент в пользу безопасности, потому что колесо не разрушается полностью, сохраняя какое-то подобие своей геометрии

и не исключая вероятности отсутствия разгерметизации шины.

По этой же причине стальные колеса после повреждений могут подлежать рихтовке (восстановлению).

Из недостатков штампованных колес обычно выделяют их высокую массу, обусловленную необходимой толщиной стенок, недостаточную геометрическую точность изготовления, слабую коррозийную устойчивость и не слишком разнообразный дизайн.

Литые легкосплавные колёса

Не довольствуясь конструкционными характеристиками стали, инженеры начали искать более легкие материалы. Так, в шестидесятых годах были впервые изготовлены колеса из алюминиевого сплава. А в дальнейшем стали еще использовать и магний (другие металлы не прижились).

Имея дело с этими материалами, колеса стало целесообразно изготавливать литьем. Наиболее распространен гравитационный метод — литье под низким давлением, с противодавлением.

Отливке можно придать практически любую форму, благодаря чему изготовленные таким способом колеса обладают самым разнообразным дизайном и отличаются плавностью линий. Они требуют лишь незначительной доводки режущим инструментом, и их геометрия практически идеальна (допуск на радиальные и осевые биения обода составляет 0,1 — 0,15 мм).

Эти сплавы легче и прочнее стали, что позволяет снизить массу колеса на 15—20% (около 1 кг) и увеличить прочностные характеристики в полтора раза.

Немаловажное значение имеет и тот факт, что теплопроводность легких сплавов выше, чем у стали, в несколько раз. Это обстоятельство способствует существенно лучшему отводу тепла от тормозных механизмов.

Преимущества легкосплавных литых колес кроме этого заключаются в высокой демпфирующей способности и хорошей коррозийной устойчивости алюминия (даже утратив лакокрасочное покрытие, он способен образовывать на своей поверхности защитную оксидную пленку).

Магниевые колеса превосходят алюминиевые по всем показателям, кроме хрупкости и устойчивости к коррозии. Они требуют крайне качественного защитного покрытия, и, дабы не разрушать его, балансировочные грузики нужно крепить на обода только при помощи клея.

Помимо этого общими недостатками литых колес являются: высокая цена, определяемая используемым материалом, и то, что при сильных динамических нагрузках они не мнутся, а колются, так как отливка имеет кристаллическую структуру. Правда, в последнее время разработчики активно борются с этим неприятным явлением.

Кованные легкосплавные колёса

Ковка — объемная штамповка — на данный момент вершина конструкторской мысли в сфере производства колес для автомобилей. Впервые эта технология была разработана и применена в России в середине 80-х на оборонном предприятии "Вилс". В этом отношении нам вообще повезло. В России простаивает масса высокотехнологичных оборонных заводов, готовых производить что угодно, лишь бы окончательно не обанкротиться. Нам по сравнительно низким ценам доступны колеса массового выпуска, которые на Западе считают целесообразным использовать только для спортивных и гоночных автомобилей (технология производства там несколько отличается).

Поковка, получаемая путем поэтапной деформации заготовки, обрабатывается и доводится полностью на станках с режущим инструментом. В результате крайне много металла выгорает и уходит в стружку — теряется более половины расходуемого материала.

Для осуществления этих действий требуется дорогостоящее, сложное и мощное оборудование (усилие пресса достигает 20 тонн). Однако преимущества полной механообработки изделия налицо: прочность выше, чем у стальных колес, в 2,5 раза и превышение в 2 раза уровня требуемых по ГОСТу пластических свойств. Объясняется это сохранением у металла волокнистой структуры. Поэтому под воздействием предельных динамических нагрузок такие колеса не колются, а сминаются, и никаких трещин не возникает — можно пытаться рихтовать. Также происходит уменьшение массы по сравнению с литыми колесами на 15—20% (со стальным штампованными — на 40—55%), крайне высокая демпфирующая способность, отсутствие литейных раковин и вредных внутренних напряжений, предельная геометрическая точность исполнения и отсутствие дисбаланса, высокая коррозионная стойкость для алюминиевых колес (не требуется защитного покрытия).

В этом отношении максимальный выигрыш технических характеристик мы получим при использовании в качестве материала магния. Его плотность в 4,5 раза меньше, чем у стали, и в 1,5 раза — чем у алюминия. Кованные магниевые колеса называют "колесами будущего". Их демпфирующая способность в несколько десятков раз выше, а масса на 35% ниже, чем у кованых алюминиевых.

Единственный недостаток кованых колес — это их цена (хотя она и существенно ниже, чем у именитых литых зарубежных собратьев). Да еще, быть может, тот факт, что для некоторых автомобилей они, пожалуй, "слишком хороши": в серьезной аварии они останутся целы, а вот подвеска придет к общему знаменателю (хотя подобный взгляд на проблему весьма спорен).