Колесный крепеж
Разновидности колесного крепежа
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.
Особенности креплений колес легкового автомобиля
Каждому автомобилисту нужно уметь выполнять крепеж колес на своем автомобиле и знать, как работает механизм крепления запасного колеса. Пробой может произойти далеко от автосервиса. В таком случае возможность и безопасность дальнейшего движения будет зависеть от того, насколько правильно установлена запаска.
Виды и особенности крепления колес на ступице
Перед установкой колеса обязательно нужно очистить от грязи место посадки.
Диск крепится к ступице двумя способами:
На ступице имеется 2 или 3 специальных штифта. Соответственно, на диске для них предусмотрены отверстия. После размещения диска на штифтах, колесо отцентрируется.
Болты для крепления колес должны соответствовать марке авто.
Колесный крепеж с использованием шпилек более прост в применении. Он дает возможность уменьшить количество деталей. К ступице шпильками крепится тормозной диск и колесо. Различают три типа шпилек по способу крепления в ступице:
Шпильки с резьбой на двух концах (вворачиваемые) могут иметь ограничительный буртик со стороны короткой резьбы. Шпилька вворачивается в ступицу короткой резьбой. Заменить ее не сложно даже своими силами.
Запрессованную шпильку снять гораздо сложнее. Она имеет резьбу с одной стороны. Для запрессовки на нее нанесены шлицы и ограничительная шляпка.
Закладные шпильки также имеют резьбу с одного конца. С внутренней стороны находится специальная головка. Шпилька вставляется с обратной части ступицы, головка удерживает ее от проворачивания.
На шпильки надевается тормозной барабан и колесный диск. Затягивание производится гайками.
Шпильки могут иметь два вида резьбы. Правую, или нормальную резьбу. И левую, обратную резьбу. Производители устанавливают на ступицы правой стороны шпильки с правой резьбой. На левую сторону монтируют шпильки с левой резьбой. Это повышает безопасность и надежность крепления.
Гайки-секретки и болты-эксцентрики
Выбор крепежных элементов желательно производить в специализированных магазинах. Прижимная сторона гаек и болтов имеет форму конуса или сферы и должна соответствовать профилю отверстия в диске. Гайки можно разделить на:
Стандартные гайки имеют форму шестигранника и закручиваются обыкновенным баллонным ключом. Они имеют сквозную резьбу.
Нестандартные гайки могут иметь закрытую резьбу, они выполнены в форме колпачков. Их откручивают внутренним шестигранником, обыкновенным ключом, или ключами TORX.
Крепеж колес также выполняется с помощью гаек-секреток. Данный тип гаек и болтов производится под специальный ключ. Делается это с целью предотвращения хищения. Гайки-секретки и болты-эксцентрики устанавливаются по одной штуке на колесо.
Следует обратить внимание на диаметр и шаг резьбы. Традиционно используется крепеж диаметром 12 и 14 мм. Шаг резьбы может быть 1,25 или 1,5 мм.
Использование проставок
Проставки устанавливаются между ступицей и диском и выполняют две цели:
Почему может ослабнуть крепление колеса
Ослабление крепежа приводит к обрезанию шпилек или болтов, повреждению колесных дисков. Основные причины:
Отдельные водители считают запаску не слишком важной деталью: на нее можно поставить резину похуже и диск особого внимания не требует. Это опасное заблуждение. Все без исключения диски нужно осматривать на наличие трещин и раковин. На скорости при эксплуатации поврежденного диска возникает биение. Если вовремя не остановиться, можно спровоцировать аварию.
При затяжке болтов или гаек следует обратить внимание на силу затяжки. Большинство водителей притягивают гайки на глаз. Даже в автосервисах динамометрический ключ используется редко. Проехав десяток километров после ремонта, следует перетянуть крепление колес.
Каждому виду диска соответствует свой крепеж. Диски бывают трех видов:
Литые и кованые диски толще штампованных. Для их установки применяются более длинные шпильки или болты крепления колес. Если при установке железного диска использовать болт большей длины, он будет выступать с обратной стороны ступицы и задевать детали тормозного механизма. Также опасно использовать короткий болт при установке литого диска. Резьбовая часть болта должна входить в ступицу на всю толщину фланца.
Конструктивные особенности крепления запасного колеса на легковых автомобилях
Отдельные европейские производители вместо запаски комплектуют автомобили компрессором и баллоном герметика. В лучшем случае авто снабжается «докаткой». Это уместно при наличии широкой сети автосервисов. На российских дорогах запаска просто необходима, ведь можно не просто поймать шиной гвоздь, но и повредить диск, когда до автосервиса больше сотни километров. Места крепления запасок варьируются, в зависимости от конструкции машины и ее предназначения.
В багажнике
В авто семейства ВАЗ (классика) запаска крепится в багажнике с левой стороны, в специальном кармане. Она фиксируется ремнем, извлечь ее очень просто. Минус – занимает 1/3 и без того небольшого багажника. Во многих современных марках автомобилей в багажнике имеется углубление для запаски. Недостаток – чтобы достать ее, нужно освободить багажник.
Под капотом
Крепление под капотом (Лада 4×4) очень удобно. Нужно просто открыть капот и открутить болт крепления запасного колеса. К сожалению, шина подвергается большим колебаниям температуры. Это снижает срок ее годности. В японском заднеприводном автомобиле Ниссан Серена такое крепление более оправданно.
На задней двери автомобиля
Возможно, самое удобное крепление запасного колеса – на заднюю дверь. Таким способом производится крепеж в автомобилях Шевроле Нива и УАЗ Патриот.
На багажнике на крыше
При установке газового оборудования владельцы автомобилей вынуждены искать место для крепления запаски. Иногда ее размещают на багажнике, на крыше автомобиля.
Под днищем, сзади
Крепление запасного колеса на Лада Ларгус, на внедорожниках Киа и Хендай предполагает размещение запаски под днищем, сзади автомобиля.
В Ларгусе для снятия запаски нужно отвернуть болт в багажнике и снизу отстегнуть кронштейн. Такое же крепление предусмотрено на Рено Дастер. Чтобы положить запаску обратно, придется стать на колени, что особенно нежелательно в дождливую погоду.
На внедорожниках такое расположение запаски удобно только при ремонте на ровной площадке. Подъем и опускание колеса водитель выполняет с помощью лебедки. На бездорожье или в снегу без помощи лопаты достать запаску очень трудно.
Еще один недостаток такого расположения – запаску очень легко похитить. Трос лебедки перекусывается за несколько секунд. Учитывая, что запаску практически не видно из-под машины, пропажу часто не сразу замечают. Поэтому разработана и устанавливается специальная механическая защита. Кожух закрывает трос лебедки и крепится срывными болтами. Это позволяет предотвратить вандальный демонтаж.
Необходимо в обязательном порядке обращать внимание на место крепления запаски при выборе автомобиля. Ведь в городе можно обойтись и «докаткой», а на бездорожье и пара запасных колес не помешает.
Как крепятся колеса в автомобилях
Рис. 2. Неправильное крепление колеса. 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.
Рис. 3.Стандартные болты не подходят для крепления легкосплавных колес: нужны удлиненные. Размер А должен быть равен толщине фланца ступицы.
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.
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.
Подготовлено по материалам журнала «За рулем».
Грамотная сборка автомобильных колёс
Наверное все автолюбители замечали, что свойства (качество езды) современного автомобиля ощутимо зависит от состояния колёс этого автомобиля. Казалось бы, нет ничего проще чем обратиться в любую шиномонтажку, там надеть шину на диск, отбалансировать это всё и прикрутить колесо к автомобилю. Однако, полно случаев, когда такой простой шиномонтаж не прокатывает – автомобиль трясётся на скорости и его начинает тянуть в сторону (повторные обращения в простой шиномонтаж не помогают). Человек обращается на сход-развал, в ремонт ходовой, но это не помогает, т.к. проблема явно в колёсах.
Наверное, многие могут вспомнить, что такого не бывает после заводской сборки колёс на новом автомобиле (если там автодилеры не «порылись»)). Бывают редкие шиномонтажки, где умеют собирать колёса качественно.
Отсюда вывод: существует какая то «грамотная сборка» автомобильных колёс, когда нестандартные проблемы колёс решаются на этапе шиномонтажа. Там решаются проблемы, которые не могут решить в обычной шиномонтажке, даже если в этой простой шиномонтажке не нарушают технологию простой сборки колёс.
Чем отличается грамотная сборка колеса от обычной:
1)отличие. Хороший шиномонтажник всегда иметь возможность точно определить положение реальной оси вращения данного колеса. Тут надо учитывать то, как это конкретное колесо будет центроваться на конкретной оси цапфы конкретного автомобиля. Если у колёсного диска есть качественное ЦО (центральное отверстие) и оно не «квадратное», не побитое, не поеденное коррозией, и это ЦО точно соответствует посадочному диаметру ступицы автомобиля, то монтажник может быть уверен, что реальная ось вращения этого колеса будет совпадать с центром ЦО и можно закреплять диск в патроне балансировочного станка, центруя его там по ЦО (конусами).
Если же у данного колеса нет ЦО или поверхность ЦО некачественная, или диаметр ЦО нестандартный (для ступицы данного автомобиля), значит это колесо не будет точно центроваться на ступице данного автомобиля по ЦО. Тогда остаётся надежда, что колесо будет центроваться на ступице по болтам (шпилькам) крепления этого колеса к ступице. Но с такой центровкой тоже бывают проблемы:
а)есть автомобили, на которых не получается чётко отцентровать колесо на ступице крепёжными болтами (гайками), для них обязательной является центровка по ЦО.
б) есть проблема, как отцентровать колесо по болтовым конусам на балансировочном станке, если станок имеет только лишь один тип шпинделя — вал с конусами.
В обычных шиномонтажках (это наверное более 90+% шиномонтажек) этими проблемами не только не заморачиваются, но даже не знают об их существовании. Однако, грамотная сборка колёс обязательно учитывает эти нюансы. Столкнувшись с проблемой а), там добиваются точной центровки по ЦО заменой колёсных дисков на стандартные, применением центровочных колец или восстановлением ЦО. Проблему б) решают с помощью центровочных приспособлений (адаптеров) штатных для данного станка или универсальных например от фирмы (не скажу какой))
Такой адаптер позволяет отцентровать колесо в патроне балансировочного станка точно так же, как это колесо будет отцентровано на ступице автомобиля (по конусам крепёжных болтов или гаек). Зачем это нужно – чтобы использовать реальную ось вращения колеса, чтобы качественно отбалансировать колесо, чтобы точно измерить реальные радиальные биения колёсного диска и шины, чтобы определить неравномерную жесткость шины по окружности. Заметьте, что для измерения радиальных биений и неравномерной жесткости шины тоже нужны специальные измерительные системы, которых нет в обычной шиномонтажке.
Есть балансировочные станки, обладающие всеми этими возможностями (станки с прижимным барабаном и оптической системой наблюдения геометрии диска), но они стоят 10-20 раз дороже обычных станков, которые стоят в обычных шиномонтажках.
Хотя, конечно есть грамотные шиномонтажники, которые знают всё что я тут рассказываю про грамотную сборку колёс (и наверное даже больше меня знают, потому что я не шиномонтажник)) и они умеют делать относительно грамотную сборку колёс на обычном оборудовании доступными методами. Например: визуальное наблюдение биений колёсного диска при вращении его в патроне станка + совмещение впадины полки с жестким местом шины, обозначенным красной меткой на боковине. Или неоднократное перезакрепление колеса в конусах балансировочного станка с повторными проверками параметров…
2)отличие грамотной сборки колесо от обычной.
Есть вот такая проблема грамотной сборки колёс, про которую совсем не знают в шиномонтажках, но с которой сталкиваются почти все автомобилисты: когда колёса, установленные на переднюю ось, начинают тянуть автомобиль в сторону при езде. Конечно, у этого явления бывают разные причины, но очень часто это бывает из за шин. Этот дефект шины называется «конусность». Эту проблему нужно выявлять и устранять уже на стадии сборки колёс (грамотная сборка колёс решает эту проблему), однако те же самые 90+% шиномонтажников даже не подозревают об этом. Они не считают это своей проблемой и тупо отправляют с этой проблемой на сход-развал. Все следуют при этом стереотипу, что «тянет из за сход-развала». Однако, сход-развалом вряд ли получится решить проблему, которая существует из за шин (нужно решать проблему с шинами).
Как эту проблему решает грамотная сборка колёс: для каждого конкретного автомобиля готовится конкретный комплект из четырёх колёс, каждому колесу присваивается его место на автомобиле. Измеряется конусность каждого из колёс и выбираются на переднюю ось два таких колеса, чтобы конусность шин этих колёс была минимальной и разнонаправленной.
Для этого опять же нужен дорогой балансировочный станок с прижимным барабаном.
