Нестандартные колеса и их влияние на состояние деталей автомобиля при экспертизе.

       Часто можно увидеть автомобили, на которые установлены колеса, размеры которых отличны от тех, что рекомендованы заводом-изготовителем. Требования, которые предъявляются к типоразмеру дисков и шин можно найти в руководстве по эксплуатации автомобиля, а также на стойке в проеме двери или внутренней стороне крышки ниши горловины бензобака. Владельцы автомобилей производят замену колес на аналог иного размера в целях улучшить отдельные параметры в управлении автомобиля. Но как это бывает, улучшение одного параметра ведет к ухудшению других. Установка колес нештатного размера всегда сказывается на ресурсе элементов трансмиссии, подвески, системы рулевого управления и тормозной системы.

Наружный диаметр

Для улучшения, прежде всего, параметров геометрической проходимости на автомобили устанавливают колеса, наружный радиус (диаметр) которых больше рекомендованного производителем автомобиля. С точки зрения проходимости такое переоборудование несет несомненные плюсы: увеличение клиренса и углов подъема и съезда, уменьшаются радиусы продольной и поперечной проходимости. Однако простой заменой колес (или только шин на более высокопрофильные при сохранении ширины и посадочного диаметра обода) подобное переоборудование заканчивается редко (при незначительном увеличении диаметра). Колеса должны умещаться в колесные ниши кузова во всех возможных режимах движения при работе подвески. Если колеса управляемые — еще и при всех их возможных положениях рулевого колеса.

Установка больших колес требует соответствующего изменения либо несущей системы (увеличение колесных ниш, поднятие кузова над рамой), либо увеличения клиренса другими способами.

Отметим, что на современных автомобилях, обладающих достаточно высокой тяговооруженностью, на низших передачах к колесам может быть подведен очень большой момент, который не может быть реализован по сцеплению на асфальтобетонном покрытии – колеса начнут буксовать. Это можно легко проверить — включите 1 или даже 2 передачу в коробке передач (в автоматической КП движение начинается с первой передачи, если не включен зимний режим), начните движение и нажмите на педаль акселератора до конца. Произойдет либо пробуксовка, либо сработает противобуксовочная система (если таковая установлена на автомобиль). Теперь представим, что радиус  колес в двое больше (гипотетически). Соответственно для его буксования при прочих равных необходимо подвести момент вдвое больший. Элементы трансмиссии, находящиеся в кинематической цепи близко к колесу на такой большой момент не рассчитывались, не испытывались. В итоге имеет место как заметное сокращение срока службы элементов трансмиссии, так и их разрушение в отдельных случаях. Не стоит забывать о том, что изменяется и динамическая характеристика автомобиля. Происходит то же самое, что и при установке главной передачи с меньшим передаточным числом — на каждой передаче автомобиль достигает большей скорости, но теряет в тяге. В итоге страдает динамика разгона. Также увеличивается время буксования сцепления или работы гидродинамической передачи в начале движения. Показания спидометра и одометра также изменяются.

С точки зрения тормозной системы все тоже далеко не гладко. Как было сказано выше – для замедления с той же эффективностью, нужно к колесу приложить больший тормозной момент. И этот момент должен быть обеспечен  механизмом, рассчитанных на куда меньший тормозной момент. Добиться этого можно только путем прижатия колодок к дискам/барабанам большей силой.  Тормозной механизм при работе, с одной стороны, замедляет колесо (и приходящуюся на него часть автомобиля), а с другой — передает такое же усилие через элементы подвески на несущую систему (кузов, раму) автомобиля. То есть при торможении автомобиля с колесами большего радиуса подвеска нагружается больше. При значительном превышении радиуса может произойти даже разрушение элементов подвески или тормозного механизма, однако в большинстве случаев происходит снижение ресурса как фрикционных элементов тормозных механизмов, так и элементов подвески.

Вылет

Вылетом колесного диска называется расстояние от середины ширины обода диска до привалочной плоскости диска (той, что сопрягается со ступицей или тормозным диском/барабаном) (иллюстрация. 1). Данный параметр колесного диска важен с точки зрения распределения нагрузки между ступичными подшипниками, либо изгибающей нагрузки полуоси при зависимой подвеске, когда полуоси не являются разгруженными. Однако данный параметр колесного диска даже производителями указывается с определенным допуском (для легковых автомобилей, как правило ± 5 мм). Причиной этого является то, что распределение нагрузки между подшипниками ступицы очень сильно зависит от боковой составляющей, которая имеет место быть при движении в повороте, когда инерционная сила «тащит» автомобиль наружу поворота. Колеса догружается большой боковой силой помимо вертикальной силы от веса машины. За счет той же центробежной силы происходит перераспределение нагрузки между колесами. Наиболее нагруженным оказывается переднее внешнее (по отношению к повороту колесо). Распределение нагрузки между ступичными подшипниками при прямолинейном движении и при движении в повороте для внешнего переднего колеса показано на иллюстрации 2. Как видно, при прямолинейном движении подшипники нагружены достаточно малой силой. В повороте силы на подшипниках значительно увеличиваются. Если бы стояло колесо с большим вылетом, то силы на подшипниках в повороте были бы меньше, а при прямолинейном движении больше.

Силы на подшипниках ступицы передаются на детали подвески. В случае, показанном на иллюстрации 2 слева значительное догружаются детали подвески.

Вылет также влияет на плечо обката (иллюстрации 3).

Данный параметр показывает, на сколько управляемое колесо смещается вперед (назад) при его повороте посредством системы рулевого управления. На иллюстрации 3 показана подвеска, на которой положительное плечо обката. То есть при повороте направо правое колесо отъезжает назад, а левое — вперед и наоборот. Увеличение вылета увеличивает плечо обката. Увеличение плеча обката небезопасно. При выезде на высокой скорости правым колесом на обочину, покрытую снегом, песком, грунтом или гравием, на правом колесе будет большее сопротивление движению, чем на левом. В итоге возникнет сила, которая будет стремится развернуть управляемые колеса направо. Также при неравномерном распределении тормозных сил в тормозных механизмах передних колес или неравном коэффициенте сцепления левого и правого колес при торможении появится сила, стремящаяся повернуть управляемые колеса, что небезопасно.

В обычных режимах эксплуатации заявленный производителем вылет колеса обеспечивает оптимальное распределение нагрузки между ступичными подшипниками, оптимальное усилие в системе рулевого управления, что обеспечивает высокий ресурс данных систем автомобиля.

Высота профиля шины

Данный параметр шины для легковых автомобилей постоянно снижался. На то есть вполне объективные причины – низкопрофильные шины имеют высокую жесткость в боковом направлении, что благоприятно сказывается на курсовой устойчивости и управляемости. Многие сходятся во мнении, что колеса с низкопрофильными шинами смотрятся куда лучше высокопрофильных.

Однако у снижения высоты профиля есть и «обратная сторона медали». Пневматическая шина выполняет роль упругого элемента, то есть сглаживает неровности дорожного покрытия. И чем ниже высота профиля, тем хуже шина справляется с этой задачей. Поясним это на простом примере – при движении автомобиля на высокой скорости колесо наехало на неровность (камушек, заплатка и т. п.). Высокопрофильная шина поглощает данную неровность в значительно большей степени, нежели низкопрофильная. Можно заметить, что  при прочих равных автомобиль с низкопрофильными шинами имеет худшую плавность хода – каждый «камушек» передается на кузов. При высокопрофильных шинах эти «камушки» поглощаются самой шиной. А при низкопрофильной – передаются на ступицу и элементы подвески, что снижает их ресурс. Также повышается общая вибронагруженность кузова и всего, что на нем установлено. Крупные неровности поглощаются низкопрофильной шиной в меньшей степени – бОльшая часть удара передается через элементы подвески на кузов.

Размеры шин и дисков, рекомендованные производителями в большинстве случаев являются оптимальными и обеспечивают приемлемое соотношение ходовых качеств автомобиля и ресурса ступичных подшипников, деталей подвески и рулевого механизма. В ходе проведения экспертизы деталей подвески, а также элементов тормозной и ходовой систем зачастую оказывается, что причиной многократной замены в гарантийный период деталей является использование владельцем колес не соответствующего типа-размера. Это является прямым нарушением руководства по эксплуатации. Иногда возникали случаи, когда колеса нестандартного размера были установлены дилером при продаже автомобиля в качестве подарка, что затем создавала прецедент для проведения судебной экспертизы по причине трехкратной замены амортизаторов в период гарантии. Отказ автоматической трансмиссии и ведущих мостов возникал из-за использования запасного колеса не соответствующего размера по отношению к остальным. И многое…многое другое...

В рамках первичной консультации учитывайте фактор влияния колес нештатного размера для исключения обоснованного отказа в иске в дальнейшем. Консультируйтесь у специалистов сервисных станций, если желаете изменить размерность колес своего автомобиля. Если у Вас возникнут вопросы, то с удовольствием ответим на них на нашем Форуме экспертизы.

 Специалист                                   Александр (ник на форуме Sancho)