Круговая панорама

Дизайнеры уделяют колесам особое внимание: ведь изящные диски могут заметно улучшить внешность даже неприметного автомобиля. Впрочем, красота отнюдь не единственное их достоинство. Приглядимся к современным колесным дискам – от самых простых, знакомых рядовым автомобилистам, до дорогих и сложных по конструкции.

ШТАМПЫ И ОРИГИНАЛЫ

Колеса эволюционировали вместе с автомобилями. На первых машинах, как и на конных экипажах, они были деревянными, со стальной лентой по ободу.

В конце XIX века на них стали монтировать литые резиновые шины. Примерно тогда же появились стальные колеса, так называемые велосипедные – узкий обод и множество спиц. Такие конструкции были предметом гордости, недаром фирма «Даймлер» назвала одну из своих моделей «Штальрадваген» (Stahlradwagen – экипаж со стальными дисками). А в начале прошлого столетия колеса уже обували в пневматические шины.

Первые же диски из легких сплавов украсили дорогие спортивные «бугатти» в 1920-х. Еще через десять лет, когда на престижных авто по-прежнему крутились колеса со спицами, массовые оснащали стальными дисками, которые часто называют штампованными. На таких большая часть серийных автомобилей выезжает из заводских ворот и сегодня. Технология отработана десятилетиями. Естественно, диск штампуют, а обод прокатывают из листовой стали, затем детали соединяют контактной точечной сваркой, ставят маркировку и наносят защитное покрытие.

Основное достоинство штампованных дисков – невысокая цена. Недостатков, разумеется, немало. Например, из-за конструктивных и технологических особенностей трудно свести к минимуму биение и обеспечить точную геометрию колеса. Кроме того, стальной обод довольно податлив – при сильном ударе гнется, и шина (как правило, бескамерная) быстро стравливает воздух.

Красота, конечно, далеко не самая сильная сторона стальных дисков. Не случайно производители скрывают грубоватую «штамповку» за декоративными колпаками, а на дорогие модификации устанавливают легкосплавные колеса. Кстати, стальные диски большого – от 17 дюймов – диаметра нынче практически не встретишь, уж больно тяжелы. Именно благодаря моде на огромные колеса и, конечно, увеличению размерности тормозов легкие сплавы в последние годы получили большое распространение.

Чаще всего используют высокопрочные алюминиевые сплавы с добавками кремния, магния, титана и бора. Помимо основных компонентов, в материале присутствует чуть ли не половина таблицы Менделеева. Но точную рецептуру производители держат в секрете.

Легкие сплавы очищают от вредных шлаков, обрабатывая солевыми растворами и аргоном. Иногда в основе сплава – не алюминий, а магний или титан. Такие диски легче алюминиевых, но магний боится коррозии и легко воспламеняется, а титан очень дорог. Поэтому их применяют на очень дорогих, престижных, обычно спортивных автомобилях, не предназначенных для повседневной езды.

Легкосплавные диски обрабатывают на высокоточных станках, поэтому биение их минимально, при балансировке не приходится навешивать тяжелые грузы. Современные защитные покрытия неплохо противостоят коррозии, перед окраской диск проходит электрохимическую или гальваническую обработку. Легкие колеса окрашивают в разные цвета, но чаще всего – порошковыми красками серебристых оттенков.

Поскольку легкосплавное колесо жестче штампованного, вероятность, что оно пострадает от попадания в ямку, меньше. Но чудес не бывает – при сильных ударах чаще повреждается шина, которая вынуждена эффективнее гасить энергию. А если уж алюминиевый диск гнется, ремонт обойдется значительно дороже, чем приведение в порядок обычной «штамповки».

Конечно же, основное преимущество легкосплавных дисков – снижение неподрессоренных масс автомобиля и момента инерции колес. Это с точки зрения конструкторов, а для нас с вами машина становится комфортней, удобней в управлении, улучшается разгонная динамика. Конечно, инженеры скрупулезно высчитывают и нагрузку на колесо, которая напрямую зависит от массы. Семнадцатидюймовое колесо известной фирмы BBS массой 9,9 кг гарантированно выдерживает 830 кгс. Аналогичный по размерам диск компании OZ на 1,3 кг легче, но разрешенная нагрузка на 140 кгс ниже. Не стоит забывать и о столь важном преимуществе легкосплавных дисков, как интересный, оригинальный дизайн: технология их изготовления раскрепощает фантазию художника.

Из соображений унификации на многих моделях применяют, что называется, переразмеренные диски. Например, 17-дюймовые устанавливают на БМВ 3-й серии, чья полная масса около 2 тонн, и такими же комплектуют «семерку», которая более чем на 500 кг тяжелее. Ведь серийно выпускать колеса одной размерности с разными разрешенными нагрузками экономически невыгодно. Другое дело – тюнинг: настройщики готовы удовлетворить любые (разумеется, технически грамотные) пожелания клиента. Но комплект роскошных колес порой обходится дороже малолитражки.

УРОКИ КОВКИ И ЛИТЬЯ

Легкосплавные диски делят на две большие группы по технологии изготовления. Большинство фирм выпускают литые, и лишь немногие делают кованые. Для производства последних нужны огромные, мощные, дорогие прессы, развивающие усилие в десятки тысяч тонн.

Самая распространенная технология литья – под низким давлением. Этот метод позволяет получать заготовки с хорошими прочностными характеристиками без микротрещин, пузырьков воздуха и раковин. Затем отливки обрабатывают на высокоточных станках с программным управлением.

Компьютерные тесты значительно ускоряют разработку колеса. Однако без натурных испытаний не обойтись. Перед тем как начать серийное производство, делают контрольную отливку. Полученную заготовку разрезают, чтобы оценить структуру металла, проверяют механическую прочность. Именитые фирмы просвечивают рентгеном каждый диск, выявляя возможные дефекты литья. Выборочно колеса «гонят» на ударные испытания и длительные динамические тесты на беговых барабанах.

Кованые диски обычно изготавливают методом горячей объемной штамповки: заготовку разогревают до температуры 400–500°С, при которой металл приобретает пластичность, и воздействуют на болванку усилием в десятки тысяч тонн. При этом металл становится «волокнистым», а изделие получается прочным и жестким.

После ковки будущее колесо обрабатывают на металлорежущих станках, убирая лишний материал, которого значительно больше, чем после литья. Именно из-за ограниченных возможностей резца и фрезы кованые диски уступают литым в разнообразии рисунков. Зато кованые колеса – безоговорочные лидеры по массе (примерно на 20–30% легче литых из алюминия и на 30–50% – стальной «штамповки»), ведь стенки кованого диска можно сделать на 20% тоньше, чем у литого, не опасаясь за прочность.

Существенный недостаток кованых дисков – нерациональное использование металла: примерно половина идет в отходы. Потому и себестоимость изделия довольно высока.

КРУГЛАЯ СМЕСЬ

В последние годы многие фирмы все чаще выпускают составные колеса. Такой компромисс между литыми и коваными – попытка уменьшить недостатки и акцентировать достоинства тех и других. Детали колеса изготавливают по разным технологиям: например, обод – кованый, а диск – литой. Их соединяют болтами (как правило, титановыми). Стальной крепеж подвержен электрохимической коррозии, поэтому производители стараются не экономить на спичках.

Одно из достоинств «гибридов» – ремонтопригодность. Хотя починить такой диск недешево – стоимость запчастей и работа будут близки к цене нового колеса. Другой немаловажный аспект – привлекательный внешний вид. Нынче диски с болтами особенно модны. Именно поэтому некоторые фирмы выпускают «псевдосоставные» колеса подешевле – неразборные. Издали отличить двойников практически невозможно.

Сегодня производители все чаще комплектуют легкосплавными дисками даже относительно недорогие автомобили. В Европе уже более 40% машин, сходящих с конвейера, обувают в «литье» и «ковку». Вероятно, в недалеком будущем «штамповка» станет историей. Ведь цены на машины постепенно растут, и покупатель, в конце концов, даже не обратит внимания на незначительную прибавку к стоимости, которую внесут легкие и красивые колеса.

НАША СПРАВКА

Строго говоря, диск – лишь центральная часть колеса (причем не любой конструкции) с крепежными и вентиляционными отверстиями. Однако в обиходе диском называют именно «необутое» колесо, независимо от его типа. В журнале мы нередко используем эти слова как синонимы, допуская некоторую условность (см. справочник «Колеса и шины», изд. «За рулем», 2000 г.).

Диски из легких сплавов:

а – литой; б – кованый; в – составной.