Замена штатных колес автомобиля (в обиходе — колесных дисков) может быть вызвана различными причинами. Стремление владельца изменить дизайн, цвет, размер, вес колес или установить низкопрофильные шины не должно приводить к ухудшению эксплуатационных характеристик транспортного средства и снижению безопасности движения.

Общие сведения

Колесо — вращающийся и передающий нагрузку элемент, расположенный между шиной и ступицей автомобиля.

Обод — часть колеса, на которую монтируется и опирается шина.

Диск — часть колеса, соединяющая ступицу с ободом. 

Вентиляционные отверстия (окна) — отверстия, расположенные ближе к краям диска. Уменьшают массу колеса и улучшают охлаждение тормозных механизмов.

Спица — часть диска между соседними вентиляционными отверстиями. Основные размеры и параметры колес (рис. 1)

Посадочный диаметр — диаметр поверхности обода (в дюймах), на которую монтируется шина. Его величины регламентированы ГОСТом (12,13,14,15,16 и т.д.). Должен точно соответствовать посадочному диаметру используемой шины.

Посадочная ширина — расстояние между внутренними поверхностями бортовых закраин обода (измеряется в дюймах). Величины установлены ГОСТом (4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; и т. д.).

Вылет обода (ЕТ, е, offset) — расстояние (в мм) от привалочной плоскости (прилегающей к ступице) колеса до плоскости, проходящей через середину обода.

Диаметр расположения крепежных отверстий (PCD, LK) измеряется в мм, должен точно соответствовать диаметру окружности, на которой расположены центры крепежных (резьбовых) отверстий или шпилек ступицы.

Диаметр центрального отверстия (ЦО) должен соответствовать (с минимальным зазором) диаметру центрирующего выступа на ступице автомобиля (измеряется в миллиметрах). Допускается отклонение его величины в большую сторону. В этом случае для установки колеса можно использовать переходные центровочные кольца (иногда входят в комплект легкосплавных колес).

Максимальная статическая нагрузка на колесо должна быть не менее 1/4 разрешенной максимальной массы автомобиля (в кгс), указанной в паспорте или свидетельстве о регистрации транспортного средства.

Крепление колеса к ступице осуществляется болтами или гайками, имеющими коническую, сферическую или плоскую прижимную части (рис. 2). Наиболее распространенные диаметры резьбы — 12 и 14 мм, с шагом 1,25 или 1,5 мм. Каждый элемент крепления должен заворачиваться не менее чем на 5-6 оборотов. Крепежные элементы (болты), завернутые более чем на 6-10 оборотов, могут задевать за детали барабанных тормозных механизмов (рис. 3). Усилие затяжки крепежа должно составлять около 10-11 кгс-м.

У легкосплавных колес (см. ниже) ступица (центральная часть диска) толще, чем у стальных и требует более длинных болтов или шпилек. Болты и гайки для таких колес должны иметь подголовок (рис. 2), исключающий "фрезерование" краев крепежного отверстия колеса гранями головки.

Центрирование колеса — обеспечение совпадения оси его вращения с осью вращения ступицы автомобиля или фланца балансировочного стенда. Способ центрирования закладывается при конструировании автомобиля. Как правило, оно осуществляется прижимной частью крепежа и кромками крепежных отверстий колеса. Поэтому недопустимо использовать крепеж с неподходящей прижимной частью.

Обозначение м маркировка колес

Все колеса должны пройти сертификацию и соответствовать требованиям ОСТа 37.001.429-98 и ГОСТа 5.0511-93.

На каждом колесе на видном месте должна быть выполнена литая или четкая нестирающаяся маркировка со следующими данными:

1 —товарный знак или наименование предприятия-изготовителя;
2—дата (год и месяц) изготовления отливки и номер плавки (для легкосплавных);
3 —условное обозначение профиля обода;
4 —вылет обода, мм;
5 — максимальная статическая нагрузка, кгс;
6 — знак соответствия по ГОСТу Р 50460.

Пример обозначения колеса изображен на схеме.

Виды автомобильных колес

В зависимости от применяемого материала колеса для автомобильного транспорта разделяются на два основных вида: стальные и легкосплавные.

Стальные колеса

изготавливают из листового металла методом штамповки и вальцовки с последующей сваркой составляющих деталей. Благодаря оптимальному соотношению эксплуатационных свойств и себестоимости этими колесами комплектуется основная часть выпускаемых в мире автомобилей.

К бесспорным достоинствам стальных колес можно отнести их доступную цену, достаточные эксплуатационные свойства при применении высокопрофильных шин.

К недостаткам — невозможность свести к минимуму биение и геометрические отклонения, недостаточную упругую деформацию при сильном ударе колеса о препятствие, ведущую иногда к быстрой потере давления в бескамерной шине.

В настоящее время наряду с отечественными стальными колесами в продаже встречаются зарубежные, отличающиеся более высокой точностью изготовления и качеством покрытия, а также разнообразием дизайна (фото 1).

Легкосплавные колеса

(фото 2) делятся на два вида, принципиально различающихся по способу изготовления: литые и кованые. Основным материалом для их производства являются сплавы на основе алюминия, реже магния, крайне редко титана.

Легкосплавные колеса обрабатываются на высокоточных металлорежущих станках, что практически исключает их биение после установки на автомобиль. Защитное покрытие таких колес не уступает по стойкости лакокрасочным или хромированным покрытиям стальных, а нередко и превосходит их.

Легкосплавные колеса имеют более жесткую, чем стальные, конструкцию и поэтому реже деформируются.

Все легкосплавные колеса, изготовленные и допущенные к продаже в нашей стране, отличаются повышенной прочностью, так как система их сертификации более жесткая, чем в европейских странах.

Литые колеса

Особенностью технологического процесса изготовления литых колес является получение отливки, максимально приближенной по размерам к заданной конструкции. Последующая механическая обработка сведена к минимуму, а все решения дизайна заложены при проектировании литейной формы.

Различные способы литья имеют свои особенности, достоинства и недостатки, влияющие на образование той или иной структуры сплава.

При изготовлении каждой партии литых колес делается контрольная отливка, которая подвергается резке и разрушению для оценки структуры и механической прочности. Рентгеновский контроль проходит каждое колесо.

Из всех выпускаемых в мире легкосплавных колес подавляющее большинство — литые и лишь незначительная часть — кованые. Объясняется это несоизмеримыми различиями в сложности производственных процессов. Изготавливать литые колеса можно в условиях небольших производств, а кованые под силу только крупным металлургическим заводам с мощным прессовым оборудованием.

Кованые колеса

При производстве кованых колес в России используется технология объемной (горячей) штамповки. В других странах применяют метод раскатки (холодное формование). Принципиально это два разных процесса, но перевод обоих терминов на русский язык означает "кованый", что и отражается в названии изделий.

При изготовлении колеса заготовку подвергают поэтапной штамповке с промежуточным нагревом перед каждой деформацией. Такая технология обеспечивает получение волокнистой структуры материала изделия и увеличение его прочности. Усилие, развиваемое прессом при штамповке, может достигать 20 тысяч тонн, а штамп весить 10 тонн. Все особенности дизайна (форма спиц, окон, переходов и т.д.) достигаются обработкой заготовки на металлорежущих станках, при этом "переводится в стружку" более половины ее веса.

Некоторые заводы для уменьшения себестоимости изготовления используют технологию выштамповки окон между спицами.

Защитное покрытие легкосплавных колес

Колеса, изготовленные на основе алюминия и магния, обязательно защищают от воздействий внешней среды специальными защитными покрытиями. Если при использовании алюминиевых сплавов урон наносится внешнему виду колеса, то магниевые — подвержены глубокому корродированию, вплоть до разрушения отдельных участков.

Для обеспечения адгезии (сцепления) защитного покрытия с окрашиваемой поверхностью колесо перед окраской обязательно подвергают электрохимической (гальванической) или химической обработке.

Готовые изделия могут иметь различные цвета, однако в большинстве случаев колеса окрашивают в цвет "серебристый металлик".

Дизайн колес

Дизайн легкосплавных колес богаче, чем у стальных. Бесспорно, их внешний вид играет немаловажную роль во "внешности" автомобиля, владелец которого отдает предпочтение художественному решению наиболее близкому его вкусу. Однако красивая форма колеса не всегда является оптимальной с точки зрения его прочности. Для компенсации этого при проектировании приходится делать более массивными некоторые элементы. Например, малое число спиц (2 или 3) вынуждает увеличивать толщину как обода, так и самих спиц, что увеличивает общий вес колеса. Напротив, большое число спиц позволяет сделать более тонкими обод и сами спицы.

Оптимальный дизайн — это такое сочетание конструкции и формы, при котором можно, сохраняя прочность, получить минимальный вес колеса.

Выбор и эксплуатация легкосплавных колес

Независимо от материала и способа изготовления сертифицированные колеса пригодны для многолетней эксплуатации, соизмеримой с ресурсом автомобиля. При покупке колеса обратите внимание на его вес. К сожалению, как правило, его не указывают на ценнике.

Любителям "спортивного" стиля вождения с резкими разгонами и торможениями следует выбирать колеса с большим количеством тонких спиц, что увеличивает их жесткость при минимальном весе.

Водителю, предпочитающему спокойный стиль вождения, подойдет любое колесо, понравившееся по дизайну и цвету.

Посадочный диаметр под шину, хорошо известный у отечественных автомобилей, для иномарки иногда требует уточнения. Различные модификации иностранных автомобилей (особенно тюнинговых) с двигателем большой мощности могут иметь более мощные рабочие тормозные механизмы и, соответственно, больший посадочный диаметр под шину и другое расположение крепежных отверстий. Продавец, подбирающий колесо для такого автомобиля по каталогу, может этого не знать.

Переход на колеса с другим посадочным диаметром можно делать, если это допускается производителем автомобиля. Важно, чтобы при замене не изменялся наружный диаметр шины, так как он влияет на разгонную и тормозную динамику, расход топлива и т.д.

Наружный диаметр можно рассчитать по формуле:

D = 25,4d+2sh/100(MM),
где d — посадочный диаметр колеса (дюймы), s — ширина профиля шины (мм), h — отношение высоты профиля шины к ее ширине в процентах.

Колеса с меньшим посадочным диаметром устанавливают для использования более высокопрофильных шин. Шины с низким профилем менее пригодны для плохих дорог из-за большей вероятности пробоя их до обода при наезде на неровности. Колеса с большим посадочным диаметром устанавливают, как правило, при тюнинге автомобиля для применения более мощных тормозных механизмов (если это предусмотрено заводом-изготовителем) или для улучшения общего внешнего вида.

Для каждого автомобиля завод-изготовитель указывает допустимые типоразмеры шин. Информация о них содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля, а у большинства иномарок — в наклейке или табличке на тыльной стороне лючка топливного бака или на центральной стойке кузова.

При выборе колес убедитесь, что их параметры соответствуют допустимым типоразмерам шин (табл. 1).

Таблица 1. Соответствие ширины шины параметрам колеса

Вылет приобретаемого колеса должен соответствовать заложенному в конструкцию подвески. Установка колес с вылетом, меньшим допускаемого заводом-изготовителем, приводит к снижению управляемости автомобиля, повышенной чувствительности рулевого управления к дорожным неровностям, износу шин, а при больших ходах подвески — к касанию шинами колесных арок. У колеса с вылетом большим рекомендованного возможно касание внутренней частью шины деталей подвески. Применение колес с вылетом меньше установленного заводом-изготовителем на 7-10 мм, как правило, не приводит к ухудшению управляемости или усилению износа деталей ходовой части.

Параметры колес и шин, допускаемых к эксплуатации на автомобилях ВАЗ, представлены в табл. 2.

Таблица 2. Параметры колес и шин, допускаемых к эксплуатации на автомобилях ВАЗ

(1) Индексы скорости: P — до 150 км/ч; Q —до 160 км/ч; S —до 180 км/ч; Т — до 190 км/ч; Н —до 210 км/ч,
(2) С апреля 2000 года,
(3) Для легкосплавных колес.
н.д. — нет данных

Примечания. Допускается применение зимних шин (M+S) вышеуказанных размерностей с индексом скорости Q с соответствующим ограничением максимальной скорости автомобиля.
Несмотря на близкие параметры заводских колес передне- и заднеприводных автомобилей ВАЗ, они не взаимозаменяемы из-за различных формы углубления диска под тормозной механизм и диаметра центрального отверстия.

Если не удается определить вылет, указанный в маркировке "родного" колеса, его можно приблизительно измерить самостоятельно с помощью линейки, положив колесо без шины на плоскую поверхность (рис. 4). Вылет ЕТ в этом случае приблизительно равен а-b/2 (для колес с симметричными бортовыми закраинами).

Перед покупкой договоритесь с продавцом и попробуйте установить выбранное колесо (без шины) поочередно на переднюю и заднюю ступицы или полуось. Для крепления используйте только те болты и гайки, которые требует это колесо. Перед установкой разведите колодки дисковых тормозов, так как некоторые конструкции суппортов меняют свое положение относительно колеса в процессе износа колодок.

Очередная замена колодок новыми может вызвать задевание колеса за тормозной суппорт (рис. 5).

Внимание!!! Перед троганьем не забудьте нажать несколько раз на педаль тормоза, чтобы вернуть колодки в рабоче положение.

Шиномонтаж и балансировка колес

Для монтажа шины выберите мастерскую с квалифицированным персоналом и оборудованием, исключающим контакт шиномонтажного инструмента с колесом.

Во избежание повреждения колеса нежелательно:
— касание обода монтажной лопаткой при забортовке или разбортовке,
— разбортовка без предварительного снятия балансировочных грузов со скобами,
— использование молотка при шиномонтажных или балансировочных операциях.

Желательно проверить дисбаланс колеса без шины. Нормальный дисбаланс — менее 30 г по ободу. В случае превышения этого значения могут возникнуть проблемы с балансировкой колеса в сборе.

Нередко колеса, не имеющие дисбаланса, вызывают сильные вибрации на скоростях 80-120 км/ч. Причиной этого может быть осевое биение обода, устраняемое так называемой прокаткой — таночной правкой геометрических размеров колеса. Предельные величины биения обода приведены в табл. 4.

Таблица 4. Предельные величины биения обода колеса на участках, прилегающих к шине, для автотранспортных средств категории М1* по ОСТу 37.001.429-98

* М1 — автотранспортные средства с двигателем, предназначенные для перевозки пассажиров, имеющие не более 8 мест для сидения, кроме водителя, или созданные на их базе модификации, предназначенные для перевозки мелких грузов (пикапы, универсалы и т. п.).
** Для колес автомобилей, производство которых начато до введения в действие ОСТа 37.001.429-98.

Залогом успешной балансировки является исправное оборудование и правильная установка колеса на план-шайбе. Если первый фактор оценить довольно трудно, то правильность установки можно проконтролировать самостоятельно. В случае центрирования конусом, прижимающим колесо с внешней стороны, следует убедиться в том, что поверхность колеса, соприкасающаяся с ним, не деформирована (у легкосплавных — обработана после литья или ковки).

При балансировке могут применяться два типа грузиков:

• с крепежной скобой, закрепляемой на бортовой закраине (для легкосплавных колес скобы и грузики имеют специальную форму). Основным их недостатком являются почти неизбежные микроповреждения лакокрасочного покрытия (ЛКП) и, как следствие, развитие очагов коррозии;
• самоклеящиеся грузики, монтируемые на внутренней поверхности обода. Как правило, их масса должна быть больше, чем у грузиков со скобой.
• 
  

Уход за легкосплавными колесами

Лакокрасочное покрытие колес требует такого же бережного отношения, как ЛКП кузова автомобиля. При уходе за колесами, для сохранения защитных и декоративных свойств покрытия, следует придерживаться следующих правил:
— не применять при мойке химически активные вещества;
— не мыть колеса зимой горячей водой, так как разные температурные коэффициенты расширения колеса и ЛКП могут привести к отслаиванию (разрушению) последнего;
— использовать для мойки и ухода за колесами только специальные составы;
— для предотвращения развития коррозии закрашивать сколы ЛКП специальной ремонтной краской.

В любое время года после мытья автомобиля и колес струей воды под высоким давлением могут наблюдаться резкий дисбаланс и вибрация при движении, вызванные частичным смыванием грязи с внутренней полки колеса и нарушением ее равномерного распределения. Для избежания этого рекомендуется перекатывать автомобиль во время мойки и периодически снимать колеса для полного удаления грязи.

Замена колеса в дороге

При использовании болтов или гаек с "секретом" для крепления колес иногда возникают серьезные трудности в момент их замены. Нередко приржавевший болт или гайка, находящиеся в углублении, не поддаются откручиванию ключом с секретом. Выходом из этой ситуации может быть приваривание к болту или гайке стального переходника для отворачивания подходящим способом или высверливание головки болта. Воспользоваться сваркой вдали от населенных пунктов и СТО почти невозможно. Поэтому желательно отдавать предпочтение колесам с крышкой, закрывающей крепеж, секретным болтам надежной конструкции, перед заворачиванием крепежа смазывать резьбу графитной смазкой.