На чем держится колесо автомобиля на болтах или ступице
Опубликовано: 14.05.2024
Для полноты картины напомним, что колеса фиксируют не только болтами и гайками. Есть и довольно экзотический способ — при помощи одной центральной шайбы. Такое решение можно встретить на гоночных или дорогих спортивных машинах. Поэтому для них подойдет не всякий гайковерт. У большинства же обычных автомобилей крепеж состоит из болтов, либо из гаек. Разберем более детально каждый из способов.
Крепеж болтами
Выбор болтов определяется типом дисков. Штампованные делают из стали, при этом у них небольшая толщина в месте крепления к центральной части ступицы. Поэтому для лучшего крепежа болт должен иметь плоскую поверхность.
Для производства литых дисков используют специальные облегченные сплавы. У таких колес меньший вес, что снижает неподрессоренные массы. А для того, чтобы лучше центрировать такой диск на ступице, применяют болты с конической головкой.
Кстати, болты отличаются по материалу изготовления. Обычно, производители используют стальные, алюминиевые или титановые сплавы. Самыми прочными считают титановые детали, но они и заметно дороже.
Впрочем, у такого типа крепления есть ряд недостатков. Если сэкономить и закрутить литое колесо болтами для стального диска, может нарушиться центровка, и водитель почувствует вибрации на руле. Кроме того, автомобиль начнет «жрать резину».
Крепеж гайками
Такой крепеж представляет из себя шпильки, которые вкручены в ступицы. На них одевается диск, а после этого затягивается гайками. Главное достоинство такого метода в простой и быстрой смене колес. Не надо долго удерживать тяжелое колесо на весу. Отцентрировать его тоже легче. Минимален риск и сорвать резьбу со шпильки, однако он есть, и вот с этим нужно быть аккуратнее. Иначе при повреждении шпильки, гайку уже будет невозможно затянуть.
В заключении отметим, что использование крепежа со шпильками и гайками предпочтительнее, нежели с болтами. Оно позволяет легче менять колеса и точнее их центрировать на ступице.
Существует всего три способа крепления автомобильного колеса. Первый – это крепление на шпильки. Второй – на болты и третий – с помощью центрального замка, но этот способ, пожалуй, можно встретить только на гоночных автомобилях.
Поговорим о первых двух
Машины выбирают по цвету, по форме кузова, по мощности мотора, по уровню безопасности и комфорта, да даже по фарам, но никогда не по способу крепления колес. Для рядового водителя в принципе не имеет значения, как и каким образом его колесо крепится к ступице. Ему достаточно не иметь с ними проблем, чтобы не оказываться время от времени в шиномонтаже .
Однако любознательные автомобилисты, которые не представляют своей жизни без работы над своим авто, как-то задались вопросом:
В повседневной жизни никакой разницы нет. Другое дело, что ощутить плюсы и минусы шпилек можно в тот момент, когда возникнет необходимость снять, а затем установить колесо обратно. В этой ситуации шпильки выступают в качестве направляющих, а это значит, что установка колеса в исходное положение не должна занять много времени. Для сравнения, вкрутить в резьбу болты может быть гораздо сложнее, т.к. водитель должен придерживать и центровать колесо вручную.
Однако, это совершенно не означает то, что шпильки – это идеальное решение для любого автомобиля. С высокой долей вероятности шпильки могут погнуться во время эксплуатации или при значительном боковом ударе. Погнутая шпилька – это проблемы с монтажом колеса. На этом примере болтовой способ крепления выглядит значительно более надежным.
А еще нужно понимать, что любая шпилька предполагает наличие резьбы. Неудачная затяжка гайки при очередной смене летних шин на зимние может обернуться сорванной резьбой. Это, как вы понимаете, ни коем образом не способствует устойчивости колеса.
Не совсем верно, ведь выбор способа крепления зависит напрямую от динамических характеристик автомобиля и конструкции ступицы в частности. Болт, помимо осевой, принимает на себя еще и радиальную нагрузку, в то время как шпилька – только осевую. Это значит, что шпильки применяются производителями там, где диаметр болтов из-за нагрузок будет ощутимо большим.
При этом вряд ли захочется об этом думать, стоя у обочины где-нибудь на трассе. В этот момент самым главным качеством типа крепления будет удобство замены пробитого колеса на запасное.
А как только произойдет замена, можно будет поехать дальше и вновь позабыть про разницу между шпильками и болтами.
Колеса крепятся к ступицам автомобиля болтами или шпильками с гайками (рис. 1). Во втором случае шпильки жестко закреплены в ступице. Наиболее распространенные диаметры резьбы колесного крепежа — 12 и 14 мм с шагом 1,25 или 1,5 мм.
а – болт и гайка с конической прижимной частью без подголовка, грани головки выходят на конус; б – болт и гайка с конической прижимной частью и подголовком; в – болт и гайка со сферической прижимной частью и подголовком.
Прижимные части болтов и гаек крепления колес могут быть конусными или сферическими и должны обязательно совпадать с профилем отверстий в диске колеса, так как обеспечивают правильную центровку колеса на ступице. Это особенно важно при креплении колеса гайками. Если закрепить колесо только торцами гаек (рис. 2), диск при движении может выскользнуть из-под них, крепление колеса ослабнет, а отверстия и шпильки будут разбиты. В худшем случае автомобиль "потеряет" колесо — надо ли говорить, как опасно это на высокой скорости?
Диск, зажатый торцом гайки, а не конусом, едва держится и выскальзывает, стоит автомобилю поехать.
С колесами, крепящимися болтами, эта ошибка практически исключена. Однако установить такое колесо труднее, чем крепящееся гайками. В помощь водителю в ступицы таких колес ввернуты 1-2 направляющих штифта, а если их нет, колесо центрирует поясок ступицы, который входит в центральное отверстие диска.
Перед установкой колес посадочные поверхности ступиц и дисков следует очистить от грязи и нанести на них тонкий слой пластичной или графитовой смазки. Нелишне смазать и резьбу гаек (шпилек) и болтов крепления колес. Болты и гайки со смятыми гранями и поврежденной резьбой лучше своевременно заменить новыми, обязательно аналогичными штатным не только по размеру резьбы, но и по прочности, т.е. не кустарного, а заводского изготовления.
Диск легкосплавного колеса всегда зачастую толще, чем диск стального штампованного, поэтому для крепления литых или кованых колес используют более длинные болты (рис. 3). Длина их резьбовой части (А) должна быть не меньше глубины резьбового отверстия в ступице, но и не больше, иначе болты при вращении колеса могут задевать за детали неподвижного тормозного механизма.
Твердость материала легкосплавных колес ниже, чем стальных, поэтому микронеровности диска в зонах контакта с головками стальных болтов или ступицами при установке колеса через некоторое время сминаются и соединение ослабляется. Чтобы избежать повреждения дорогостоящих колес, советуем через некоторое время после их установки на автомобиль подтянуть болты крепления.
Болты или гайки крепления колес обычно затягивают моментом около 10-11 кгс"м, если в Руководстве по эксплуатации автомобиля не указано другое. При перетяжке болтов диск колеса деформируется, профиль отверстия нарушается, и колесо перестает удерживаться на ступице с необходимой силой. Излишним усилием можно также смять грани головки болта и даже оборвать головку. А при перетяжке гайки шпилька может провернуться в отверстии ступицы, и тогда гайку вообще невозможно будет отвернуть без специального инструмента или услуг автосервиса.
Для защиты колес от кражи иногда применяют так называемые "секретные" болты (или гайки). Как правило, чтобы не повредить секретный болт или гайку, при их затяжке применяется меньшее усилие. Поэтому ими заменяют только один болт (гайку) крепления каждого колеса. "Секретный" крепеж предназначен для отворачивания только особым, индивидуальным ключом, который, как предполагается, имеется только у владельца автомобиля.
Конструкции подобного рода встречаются в продаже, а также изготавливаются умельцами. Что надо помнить при их покупке? Во-первых, действительно ли головка "секретки" недоступна для отворачивания — причем не только штатными ключами, но, к примеру, мощными клещами или молотком и зубилом. Во-вторых, не способен ли оригинальный крепеж выйти из строя от воздействия воды и грязи, а главное, из-за поломки ответной части — ключа. Наконец, особо громоздкий болт способен нарушить балансировку колеса.
Крепеж колеса — дело тонкое
На легковых автомобилях колесные диски крепят к ступицам тремя способами: гайками на шпильках, болтами или одной центральной гайкой. Первый более распространен на автомобилях американского и японского производства, второй — европейского, а третий способ применяется лишь на гоночных машинах и поэтому обсуждаться здесь не будет.
Оказаться один на один с проблемой замены колеса может любой автомобилист. Соответственно, каждому, в том числе и тем, кто привык всецело полагаться на специалистов сервиса даже в таких немудреных операциях, мы настоятельно рекомендуем запомнить несколько простейших вещей. Это обеспечит вам безопасность и исключит излишние траты.
Самое основное — каждому типу колесного диска, предназначается строго определенный тип крепежа (гаек или болтов).
Крепеж не должен самоослабляться при движении — это неизбежно приведет к потере колеса со всеми вытекающими последствиями. Водитель с достаточным опытом и довольствующийся умеренной громкостью аудиосистемы сумеет впрочем, распознать ослабление крепления колеса по характерному стуку и вовремя принять меры. Но у многих такого опыта может не оказаться. Самоослабление — наиболее частый итог несоответствия крепежа диску. Напротив, верно подобранный крепеж, как говорят, "самоподтягивается". Кроме того, гайки или болты обеспечивают не только собственно крепление колеса, но еще и центрирование его относительно оси вращения. Достигается это формой нижней кромки гайки, либо головки болта, которые могут иметь вид конуса или сферы. У колесного диска также есть посадочные места для крепежа в форме конусных или сферических углублений. При затягивании происходит точное центрирование пары конус-конус или сфера-сфера. Нарушение этой парности практически гарантирует самоослабление после нескольких километров пробега.
Еще один параметр соответствия, касающийся в основном болтов, — это их длина. Для установки сварноштампованных стальных дисков применяют короткие болты, для цельнолитых легкосплавных – как правило, длинные. Болты обеспечивают взаимостягивание трех элементов: колесный диск — тормозной диск (барабан) — ступица. Ступица имеет отверстия, в которых нарезана резьба по всей ее толщине. Правильно подобранный по длине болт заходит на полную толщину ступицы и выступает на 3 — 4 мм за ее пределы. Большее выступание грозит задеванием болтов за какие-либо неподвижные детали, а то и полным заклиниванием.
Литые диски для автомобилей с креплением колес на шпильках чаще всего изготавливают с выборкой большого диаметра в центре, которая закрывается декоративным колпаком и устраняет необходимость трудоемкой замены шпилек на более длинные. Бывают диски без выборки, но и в этих случаях замены шпилек не потребуется. Гайки, как правило, имеют декоративные колпачки с той же целью — предохранить от коррозии выступающую часть шпильки.
Малый заход болта в ступицу, обусловленный недостаточной его длиной, делает крепление колеса ненадежным и опять-таки почти наверняка приведет к повреждению резьбы и в отверстиях, и на самих болтах. После такой установки колеса уж точно долго не продержатся.
Вопрос о совместимости крепежа чаще всего возникает в случае установки "запаски" с диском, отличающимся от остальных, имеющихся на автомобиле. Нет ничего проще, чем возить в багажнике необходимое количество болтов или гаек именно для него. Если же вы переходите на другие диски с целью, например, улучшения внешнего вида автомобиля, то вместе с ними необходимо грамотно подобрать и приобрести соответствующие болты или гайки. Большинство производителей колесных дисков изначально комплектуют свои изделия крепежом.
"Противозаконный отъем" колес у добропорядочных граждан автовладельцев пока еще случается, что вызывает появление на рынке запчастей всевозможных болтов и гаек — "секреток". Если вы считаете их применение необходимым, то при покупке сравните их со штатными. В любом случае, на каждое колесо допустима установка только одной "секретки", так как очень нежелательна ее сильная затяжка наравне с основным крепежом.
Практика автомобилестроения знает два основных типа крепления колеса на ступице. Владельцы легковых автомобилей чаще сталкиваются с болтовым соединением, в то время как водители грузовиков чаще надевают колесо на торчащие шпильки.
Можно вспомнить и способ крепления колеса на центральный замок, но этот способ более известен в автомобильном спорте. Он отличается высокой скоростью замены колеса, а также более сложным и дорогим механизмом.
Болтовое соединение: особенности. Необходимое условие крепления колеса - плотное прилегание его к вращающейся ступице. Это позволит избежать биения, а риск потерять колесо сводится к нулю. Именно плотность прилегания колеса обеспечивают болты, у которых головка выполнена конусообразно. В момент заворачивания болта в отверстие, конус обеспечивает момент прижатия и дополнительно центрирует болт в отверстии.
Среди некоторых сложностей в использовании такого способа крепления выделяют:
- Совмещение отверстий на диске и ступице. Нередко производитель располагает такие отверстия не симметрично, поэтому совместить их в одиночку получается не всегда. Облегчает задачу в некоторых случаях специальный центрирующий элемент, который производитель устанавливает на ступице и предусматривает отверстие на диске.
Также возможны затруднения, когда требуется одновременно держать колесо на весу и пытаться «наживить» болт.
Среди некоторых преимуществ болтов называют их надежность. К примеру, болт практически невозможно погнуть при заворачивании, что случается со шпильками. В случае повреждения шпильки, ремонт оказывается более сложным, чем покупка запасного болта.
В чем выигрывают шпильки. При использовании шпилек колесо легче центрируется, а конструктивное исполнение отлично подходит для дисковых тормозных механизмов. При этом конусообразные гайки также обеспечивают плотное прилегание к ступице. При этом часто используется число резьбовых соединений больше, чем в случае с болтами, и по этой причине центрирование обеспечивается легче. Быстро надеть и установить по центру колесо - немаловажная задача, когда речь идет про элемент большого размера и массы, как в случае грузовых автомобилей.
В случае посадки диска на шпильки, этому способу приписывают возможность установки гаек с секретом, что служит защитой от кражи колеса. Но это утверждение также можно применить и к болтовому способу. « Противовзломные » болты сегодня также представлены широко.
В качестве заключения. Обычно, при внимательном и добросовестном обращении с колесным креплением проблем не возникает ни в одном из случаев. Требуется только аккуратное обращение с резьбовыми соединениями. При необходимости стоит прибегнуть к участию помощника при выполнении работ.
Преимущества и недостатки использования болтов или шпилек на колесах авто
Большинство серийных уличных автомобилей выезжают с завода с колесными дисками, оборудованными либо болтами, либо торчащими из ступицы мощными металлическими штырями – колесными шпильками, на которые уже и одевают колесный диск. Читатели, конечно же, вспомнят третий тип установки колес, правда, он применяется на автомобилях очень редко. Речь идет об установке колес с центральным замком. Но их обычно используют в гоночных дисциплинах для высокопроизводительных гоночных и дорожных спортивных автомобилей.
Так в чем же именно разница? Эксперт из Team O'Neil Rally School Нокс Уайт наскоро объяснил, что к чему и почему, показав преимущества и недостатки применения болтов или шпилек в тех случаях, если вы используете свой автомобиль в спортивных целях или просто для ежедневной езды за рулем.
Стандарт такой: Колеса с болтами
Колесные болты стандартны на многих построенных в Германии автомобилях. Как известно, такие болты выполнены не по совсем обычной схеме. Да, у них присутствует нарезанная резьба стандартного шага, однако шляпка болта получила совершенно нестандартную форму, которая позволяет этим элементам плотнее прилегать к колесному диску при установке крепежа на место и минимально выпирать над поверхностью колеса. Болт продевается через колесный диск, тормозной ротор, заходя прямо в ступицу, фиксируя все элементы вместе.
Трудности с использованием болтов обычно возникают у новичков при смене колес. Небольшими болтами труднее попасть в гнездо с резьбой, держа колесо на весу, при этом необходимо держать тяжелое колесо так, чтобы гнезда на колесном диске совпали с гнездами в ступице.
Вторая проблема, как отмечается в видео, также связана с несовпадением отверстий. Например, тормозной диск прокрутился на ступице в то время, когда колесный диск был демонтирован, центровать элементы нечему, поэтому произойти такое в теории может. Пример показан на 40-й секунде видеоролика. Это означает, что вам нужно выставить тормозной ротор по отношению к ступице (вместе с колесным) диском, когда вы все собираете воедино. Неудобно.
Также болты от каждой марки и в некоторых случаях модели автомобиля могут подходить исключительно для этой марки или модели. На другие автомобили вы их просто не поставите из-за особой формы задней части шляпки болта.
При перетягивании, если в ступице срывается резьба, это может вылиться в большой ремонт с затратами средств и времени.
Однако есть и неоспоримые плюсы болтовой системы крепления колес. Во-первых, болты невозможно сломать, погнуть. Во-вторых, можно легко купить новые в автомагазине в случае утери, повреждения крепежного элемента. В-третьих, можно устанавливать болты-секретки.
Шпильки на колесах вместо болтов
Колесные шпильки, как известно, отличаются методом монтажа. По сути, это длинная часть болта, закрепляющаяся на ступице, выпирающая над центральной частью тормозного диска, который просто насаживается на выступающие элементы.
Основной плюс такой системы крепежа – установка тормозных и колесных дисков. Колеса легко центруются и несложно одеваются на шпильки. Секундное дело! Также для выборки посадки колеса на шпильки можно ставить проставки, а чтоб это колесо не украли, легко подобрать гайки-секретки.
Однако есть и минусы:
Шпильки гнутся. Если сорвется резьба на шпильке, ее можно заменить, это плюс, но в некоторых случаях сделать это будет очень непросто.
Как видно, оба варианта имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому точно утверждать, какая система лучше, мы не будем, да и незачем это – оба варианта установки колес заслужили доверие и имеют право на жизнь.
Читайте также: