Колесо

Колесо – це деталь, яка дозволяє тілу, поставленому на нього, котитися, а не ковзати. Можна сказати, що колесо і є прародитель сучасного автомобіля.

У свій час колесо дозволило людині пересуватися швидше, ніж дозволяють ноги, і переміщати з місця на місце вантажі, які людина поодинці підняти не в змозі.

Колесо з'явилося в 2001 р. принаймні, у цьому впевнена Австралійське патентне бюро, яке видало якомусь жителю Мельбурна патент на «круглий пристрій, призначений для транспортування вантажів»

Новітня історія колеса

Історія колеса налічує стільки тисяч років, що губиться в глибині століть. Найбільш стародавні глинянные колеса, виявлені археологами, датуються V тисячоліттям до н. е. Історія автомобільного колеса, порівняно з іншими механізмами, що входять до його конструкцію, проста. Спочатку воно зовсім не відрізнявся від свого попередника – колеса для воза - і були повністю виконано з дерева. Але зростаючі навантаження і швидкість призвели до того, що спочатку з'явився металевий обід, а потім спиці. Колеса ранніх автомобілів стали схожі на сучасні велосипедні колеса.

В якості сировини для перших камер були використані нутрощі тварин

Для м'якості ходу обід колеса спочатку обтягнули гумовою стрічкою, яка згодом були замінені пневматичної шини. Перехід на шини, що стався на рубежі 19 і 20 століть, стався завдяки винаходу, зробленого ветеринаром Джоном Бойдом Данлопом (Dunlop). Бажаючи зробити подарунок синові, він змайстрував надувну камеру для коліс його велосипеда. Причому, у якості сировини для перших камер Джон Данлоп використовував той матеріал, який був доступний йому в силу його професії - кишки тварин. Винахід Данлопа зробило справжню революцію в автомобілебудуванні, так як дозволило зробити автомобіль по-справжньому комфортним. Незабаром недовговічні шини з кишок замінили каучуковими, та їх застосування увійшло в розряд непорушних стандартів.

У 1920-х роках колеса зі спицями були витіснені штампованими сталевими дисками. Справа в тому, що спиці, по-перше, вимагали постійної підтяжки, а по-друге, перестали витримувати навантаження, що виникають при високій швидкості руху. Крім того, штамповані сталеві диски виявилися значно більш дешевими у виробництві. Пізніше з'явився і ще один вид дисків, добре знайомий сучасним автомобілістам – легкосплавний алюмінієвий диск.

Першопрохідцем у цьому напрямку стала компанія Bugatti зі своїм Type 35 (1924). Ще пізніше в якості матеріалів для дисків стали застосовуватися магнієві сплави, а також композитні матеріали (в 70-ті роки компанія Citroen випустила автомобіль з вуглепластиковим армованими колесами). Про спиць колеса забули багато, але не розробники компанії Michelin. Колесо історії цілком може повернутися назад – до 2015 року «мішленівці» анонсували появу шини наступного покоління під назвою Tweel – поліуретановій з клиноподібними спицями, яка, по суті, є колісним диском і шиною в одному комплекті.

Що таке колесо?

Найбільш правильним буде наступний «склад» колеса: диск, обід і шина. На більшості сучасних легкових автомобілів диск і обід виконані єдиним вузлом, який в середовищі автомобілістів прийнято називати просто «диском». У залежності від матеріалу і способу виготовлення розрізняють такі види дисків:

  • Штамповані сталеві. Вже більше 90 років є основним типом автомобільних дисків. Важкі, міцні і недорогі.
  • Литі легкосплавні. Виконуються зазвичай з алюмінієвих або магнієвих сплавів. Коштують дорожче сталевих, але більш легкі і відрізняються безліччю варіантів дизайну. Головний недолік – крихкість.
  • Ковані легкосплавні. Більш легкі і міцні диски, ніж литі, але дуже дорогі у виробництві. Але велика міцність і жорсткість кованих дисків має і негативний ефект – при русі по нерівностях вони не пом'якшують удари, передаючи всі навантаження на підвіску автомобіля.
  • Композитні. При виробництві таких коліс використовується неметалеві матеріали, наприклад вуглепластик. З причини високої вартості застосовуються поки що лише на дорогих спортивних автомобілях.

Розрізняються колеса і за способом кріплення до маточини. Найчастіше використовується багатоточкове кріплення на болтах або шпильках. Але це у звичайних автомобілях. Скажімо, для болідів Формули-1, кріплення колеса на кілька болтів – недозволена розкіш. Тому колесо там тримається на одній-єдиній гайці і замінюється протягом декількох секунд.

З колесом не все так просто...

Винаходити колесо заново – улюблена завдання багатьох інженерів і ентузіастів. Багатьом, наприклад, не дає спокою кругла форма колеса, придумуються альтернативні конструкції – еліптичні і навіть квадратні колеса.

Квадратне колесо було запатентовано в 1959 році

Квадратне колесо було навіть запатентовано в 1959 році. Провідні відомого телешоу «Руйнівники легенд» у 2012 році вирішили перевірити на практиці якості квадратних коліс, встановивши їх на пікап Ford F-Series. Виявилося, що їздити на них цілком можливо – на швидкостях понад 30 км/год навіть майже не відчувалася тряска. Але ефективність їх виявилася нижчою, ніж у круглих, на будь-якій дорозі – при глибокій багнюці, наприклад, очікуваного поліпшення прохідності не сталося.

Інша спроба удосконалити колесо була зроблена американським дизайнером Чарлі Пайоттом. Він вирішив «схрестити» звичайне колесо і людську ногу. В результаті з'явилася DAWS – система динамічного зміни форми колеса.

Інженери Michelin розробили електромеханічне колесо ActiveWheel, здатне замінити собою ряд елементів підвіски

Таке колесо схоже на розрізаний торт. При русі по прямій воно кругле, але при поворотах, 8 шматків-сегментів починають висуватися, як би нахиляючи колесо і зміщуючи центр тяжіння автомобіля в сторону повороту. Розробники системи запевняють, що саме такий принцип при повороті і використовує людина.

Розробники компанії Мішлен пішли ще далі. Вони забезпечили прототип колеса нового покоління ActiveWheel електродвигунами, дисковими гальмами і амортизуючими елементами. Одне таке колесо здатне замінити собою велику кількість вузлів і агрегатів сучасного автомобіля.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read