Из чего состоит колесо: Из чего состоит колесо машины?

Этот тип колеса появился в египетских колесницах около 2000 г. до н.э. В то время колеса для перевозки тяжелых грузов все еще были сплошными. Колесо со спицами не было достаточно прочным, пока люди не научились связывать обод и скреплять фелли вместе перекрывающимися полосами металла, служащими шиной. И прошло много столетий, прежде чем колесо со спицами достигло максимальной прочности с шиной, сделанной из цельного куска — обручем из железа или стали, нагретым докрасна и прикинувшимся к ободу колеса при охлаждении.

Ассирийцы, вероятно, не отставали от египтян в использовании колеса. Греки подхватили идею колес из Египта и добавили несколько улучшений. Римляне разработали наибольшее разнообразие колесных транспортных средств. У них были колесницы для войны, охоты и скачек, двухколесные фермерские повозки, крытые экипажи и модные двуколки, тяжелые четырехколесные грузовые повозки и пассажирские экипажи. До современных изобретений пневматических резиновых шин, а также шариковых и роликовых подшипников, со времен Древнего Рима в самом колесе было мало усовершенствований.

Следов колес в Новом Свете до прихода европейцев не обнаружено. Почему гениальным инкам и ацтекам не удалось сделать это простое изобретение, никто не может сказать. Тот факт, что у этих коренных народов не было тягловых животных, может быть частью объяснения.

Материалы для рулевого колеса – Из чего оно сделано – GizmoDriver

Автомобильные рулевые колеса существуют с 1894 года и с тех пор являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Дизайн рулевого колеса постоянно совершенствовался, в том числе в отношении материалов, из которых он изготовлен.

Стоят ли игровые рули…

Пожалуйста, включите JavaScript

Стоит ли игровые рули? 7 превосходных причин, почему стоит купить

Рулевое колесо состоит из тонкого обода, изготовленного из магния, алюминия или стали, выступающего в качестве внутренней опоры. Обод облицован пластиком; твердый литой пластик для рулевых колес с оберткой и литой полиуретан для рулевых колес без обертки.

С точки зрения повседневного водителя, не принимая во внимание конструкционные материалы, в современных автомобилях в основном используется 2 типа материалов для рулевых колес: рулевые колеса, обтянутые кожей или замшей/алькантарой, и рулевые колеса из полиуретана.

Материалы, используемые в рулевом колесе

Материал каркаса

Материал обода рулевого колеса, который служит его структурной опорой, чаще всего представляет собой один из трех сплавов: железо, алюминий и сплав магния.

Процесс изготовления внутренней опорной конструкции рулевого колеса включает литье под давлением горячего расплавленного металла, который впрыскивается в полость пресс-формы в форме рулевого колеса.

Сталь — это сплав железа. Многие из старых автомобилей имели стальные рули, в основном из нержавеющей стали. Классические автомобили имели большие рули из-за отсутствия гидроусилителя руля. Без усилителя руля рулевые колеса должны были нести весь вес поворота автомобиля. Для этого требовался прочный материал, способный выдержать такие нагрузки.

Классические автомобили также не имели многослойного покрытия, которое есть у современных рулевых колес. Некоторые части рулевого колеса были подвержены воздействию стихии. Таким образом, металл рулевого колеса должен быть прочным и устойчивым к царапинам, коррозии, ультрафиолетовым лучам и ржавчине. Все это является отличительной чертой нержавеющей стали.

Сталь является наиболее широко используемым материалом в автомобильной промышленности, так как железо является самым доступным металлическим ресурсом в мире. По данным World Auto Steel, средний автомобиль состоит на 65% из стали по весу, 25% из которой — переработанная сталь.

Однако сегодня немногие производители автомобилей используют стальные рулевые колеса. Большая часть производства стальных рулевых колес ограничивается производством рулевых колес послепродажного обслуживания.

Важность снижения веса транспортных средств становится все более важной по мере развития автомобилестроения. Уменьшение веса транспортного средства повышает эффективность и производительность. Алюминий, хотя и очень прочен, далеко не так прочен, как нержавеющая сталь. Однако то, что алюминий уступает в размерах, компенсируется весом. Алюминий весит примерно в 3 раза меньше, чем сталь.

Процесс производства алюминиевого рулевого колеса включает литье под давлением. Горячий расплавленный алюминий впрыскивается в полость пресс-формы в форме рулевого колеса.

Многие современные автомобили используют алюминий в рулевых колесах. С добавлением рулевого управления с электроприводом и электроприводом рулевые колеса стали намного меньше, чем раньше, и для их поворота требуется гораздо меньше усилий. Таким образом, стальные рули больше не нужны, по сравнению с тем, что было несколько десятилетий назад.

Работать с алюминием намного проще, чем со сталью, так как он легкий и очень пластичный. Алюминий — более мягкий и более деформируемый материал, а температура плавления алюминия составляет примерно половину температуры плавления стали. Благодаря этому алюминиевые рули являются более экономичным и экологичным вариантом.

Одним из ключевых преимуществ использования алюминиевых рулевых колес вместо стальных является дополнительный фактор безопасности. Алюминий более пластичен, чем сталь, поэтому он намного лучше поглощает/перенаправляет удар в случае аварии.

Компоненты автомобиля на основе магния сплавляются с другими металлами, такими как алюминий и марганец, для стабилизации нестабильных свойств магния. В рулевых колесах из магниевого сплава используется литой сплав AM50 (MgAl5Mn) и AM60 (MgAl6Mn).

Несмотря на то, что легкие свойства магниевого сплава очень выгодны, он по-прежнему довольно реакционноспособен по сравнению с алюминиевыми сплавами и сталью. По этой причине магний используется в частях автомобиля, не подвергающихся воздействию высоких температур.

Каркас большинства современных рулевых колес полностью покрыт пластиком. По этой причине магний можно легко использовать во внутренней конструкции рулевого колеса, не беспокоясь о его нестабильных свойствах.

Магниевые сплавы, в частности сплав AM60B, имеют идеальное сочетание жесткости, прочности и амортизации для стальных колес с системами подушек безопасности согласно краш-тестам, проведенным Toyota в 1991 году. польза от снижения веса является решающим фактором.

Магниевые сплавы предлагают многие из тех же преимуществ, что и алюминий, при использовании его по сравнению со сталью, но с гораздо большими преимуществами и недостатками. Магний на 33% легче алюминия, но менее прочен. Его сплавы мягче и пластичнее алюминия, но их производство дороже.

Покрывной материал

Полиоксибензилметилэнгликолангидрид, также известный как бакелит, и тенит были наиболее известными материалами для покрытия рулевого колеса до появления накладок рулевого колеса и полиуретана.

Бакелит был первым произведенным пластиком. Его изобрел бельгийский химик Лео Бакеланд. Baekeland объединил два синтетических материала, формальдегид и фенол, под воздействием тепла и давления, чтобы произвести первый в мире пластик — бакелит.

Рулевое колесо Tenite, которое стало модным в 40-х годах, в то время было очень привлекательным. Его гладкая и глянцевая текстура даже сегодня выглядела очень эстетично. Он выпускался во многих насыщенных цветах и ​​текстурах, что делало дизайн рулевых колес очень настраиваемым. Из-за этого Tenite был лучшим материалом для рулевого колеса для более дорогих автомобилей класса люкс, а бакелит был для более дешевых автомобилей.

Бакелит и тенит — плохие проводники, так как они устойчивы к теплу и электричеству. Эти свойства были очень важны в то время, потому что в то время было небезопасно использовать руль из голого металла.

Бакелит и тенит очень устойчивые материалы и не реагируют на химические вещества. Они твердые, устойчивые к царапинам и, как и большинство других пластиков, не подвержены коррозии и ржавчине и, таким образом, являются очень прочными материалами для рулевого колеса.

Сегодня во многих автомобилях этот пластик по-прежнему используется в качестве покрытия арматуры рулевого колеса, за исключением того, что в настоящее время он является подматериалом для рулевых колес, обтянутых кожей/замшей/алькантарой. Больше нет автомобилей, которые используют бакелит в качестве ручки рулевого колеса.

Полиуретан — очень распространенный пластик. Это повседневная часть нашей жизни. Это материал, из которого изготовлены наши матрасы, губки для посуды, сиденья и, да, даже ваш руль!

Полиуретановые рули стали популярными в 1980-х годах и позже. По мере того, как транспортные средства переходили на более высокие скорости, безопасность водителя становилась все более насущной проблемой. Производители тестировали способы минимизации травм в случае аварий.

Рулевые колеса из полиуретана представляют собой плотный пенопласт, не такой твердый, как бакелитовые рули, поэтому они могут поглощать часть ударов в случае аварии. Это было важно в то время, когда подушки безопасности не входили в стандартную комплектацию потребительских автомобилей.

Несмотря на то, что рулевое колесо из полиуретана выглядело не так хорошо, как рулевое колесо Tenite, сцепление с ним было намного лучше, чем у рулевого колеса из жесткого пластика. Производственный процесс полиуретана также был очень эффективным и экономичным, и с тех пор он стал стандартным материалом для упаковки рулевого колеса.

Полиуретан, используемый в рулевом колесе, производится путем смешивания двух полиуретановых химикатов, которые затем вступают в реакцию и расширяются, образуя плотную пену. Арматура рулевого колеса помещается в полость формы, и в полость формы впрыскиваются два полиуретановых химиката. Пены реагируют и плотно формируются внутри формы.

Полиуретан не ведет себя так же хорошо, как рассмотренные выше материалы, при воздействии солнечного света, поэтому вдоль стенок полости пресс-формы напыляется защитный слой покрытия/краски, закрывающий пенополиуретан. Этот спрей также может служить неадгезивным средством, чтобы полиуретановая пена не прилипала к материалу полости.

Полиуретан до сих пор используется во многих рулевых колесах. Однако по мере того, как производители продолжают стандартизировать все больше роскошных функций в своих автомобилях, все больше и больше автомобилей в стандартной комплектации оснащаются рулевыми колесами с кожаной обивкой, в результате чего полиуретановые рулевые колеса ограничиваются подержанными автомобилями, автомобилями более низкого класса и послепродажным обслуживанием рулевого колеса. промышленность.

Материал обивки

Рулевое колесо из кожи, ранее использовавшееся только в дорогих автомобилях, сегодня стало наиболее распространенным материалом для рулевого колеса. Многие производители в качестве стандартной функции обтягивают свои рулевые колеса кожаным материалом, поскольку у потребителей появляется больше денег, а производство кожи становится все дешевле.

Большинство производителей наносят на кожаные рули защитное покрытие. Эти защитные покрытия значительно повышают долговечность рулевого колеса, делая его менее восприимчивым к ультрафиолетовым лучам, маслам для рук, обесцвечиванию и царапинам. Пигментированная кожа или кожа с тефлоновым покрытием используется в большинстве кожаных рулевых колес.

Кожаные рули служат очень долго и очень просты в уходе.

Кожа обычно оборачивается и прошивается вокруг тонкого жесткого пластика, однако некоторые производители, которые до сих пор производят полиуретановые рулевые колеса для своих базовых моделей автомобилей, могут оборачивать ее вокруг полиуретана в качестве усовершенствования.

Замша, также известная как ворсистая кожа, представляет собой еще один вид кожи. Это нижняя сторона кожи животных, которая имеет нечеткую текстуру. Он выполняет те же функции, что и кожа; включая накладки на руль. Подобно коже, он сшит вокруг основного пластика, который покрывает арматуру рулевого колеса.

Замша считается роскошным материалом. Как правило, ее производство так же дорого, как и кожу, и ее можно изготовить из тех же шкур животных, которые используются для производства кожи. Процесс изготовления замши можно посмотреть здесь.

Замша приобрела популярность в производстве автомобильных рулей благодаря своей мягкой и пушистой текстуре. Чаще всего это наблюдается в некоторых автомобилях более высокого класса и спортивных автомобилях. Однако подавляющее большинство автомобилей с замшевым салоном, скорее всего, изготовлено из синтетической замши, в основном из алькантары.

Алькантара — синтетический материал, имитирующий замшу. Впервые он был изобретен в Toray Industries в Японии ученым по имени Миёси Окамото в 19 веке.70-е годы.

Алькантара является наиболее распространенным синтетическим замшевым материалом, используемым в автомобилях, однако некоторые бренды используют другие синтетические замши, такие как микрозамша и ультразамша. Алькантара и замша имеют много общих свойств, хотя есть и некоторые ключевые различия.

Производство алькантары намного дешевле по сравнению с натуральной замшей, при этом она прочнее и легче. Он также более экологичен, поскольку не требует использования шкур животных. С учетом всех этих факторов алькантара используется в автомобильной промышленности гораздо чаще, чем замша, поскольку она предлагает больше преимуществ при небольшом недостатке. В этом видео показано, как изготавливается алюминиево-полиуретановое рулевое колесо0003

Лучший материал для рулевого колеса?

Сегодня большинство автомобилей поставляются с завернутым рулевым колесом. Таким образом, с точки зрения потребителя, лучший материал для рулевого колеса, как правило, сводится к материалу покрытия, то есть материалу, с которым соприкасается водитель, помимо кнопок.

Кожаные рули, как правило, более долговечны, чем алькантара, и их гораздо легче чистить. Алькантара, с другой стороны, намного приятнее на ощупь и обеспечивает лучшее сцепление с дорогой; Именно по этой причине многие водители гоночных автомобилей могут выбрать для своих рулевых колес алькантару, а не кожу.

Недавно я провел онлайн-опрос, в котором респондентами были в основном автодетейлеры. Я спросил участников о том, какой материал для обивки рулевого колеса они предпочитают.

Учитывая, что респонденты в основном занимались автодетейлерами, сложность технического обслуживания была для респондентов важным определяющим фактором, поскольку они имели опыт работы со всеми материалами. Результаты опроса были следующими:

77% респондентов выбрали кожаный руль, и только 23% предпочли алькантару или замшу.

Алькантара и замша были сгруппированы, потому что большинство не может различить их. Подавляющее большинство замшевых рулей изготовлены из алькантары, поэтому у большинства пользователей не было опыта обращения с замшей.

Основная причина такого результата заключается в том, что кожу намного легче чистить, и при этом она более долговечна. Респонденты отметили, что кожаный руль почти всегда имеет защитное покрытие. Таким образом, большую часть времени вы будете просто чистить кожаное покрытие.

Замшу, напротив, не очень легко чистить. Респонденты подчеркивали, насколько осторожным нужно быть при чистке замшевого руля. Алькантара легче и долговечнее, чем замша, но обе они бледнеют по сравнению с кожей в обоих аспектах.

Рулевое колесо из алькантары легче и удобнее, чем кожаное. Вот почему в подавляющем большинстве случаев использование алькантары в рулевых колесах ограничивается спортивными автомобилями, где очень важно сцепление с дорогой.

Дизайн рулевого управления значительно продвинулся вперед и будет продолжать развиваться. На конструкцию рулевого колеса влияет множество факторов. Рулевые колеса сконструированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную практичность и безопасность.

Конструкция рулевого колеса в виде обода предназначена для того, чтобы водитель мог вращать руль на протяжении многих циклов без необходимости выворачивать руку из-под руля. Обод также позволяет водителю видеть приборы приборной панели.

Могу ли я изменить материал рулевого колеса?

Если вы не приобрели рулевое колесо вторичного рынка, маловероятно, что вы сможете изменить конструкционный материал рулевого колеса. Даже в этом случае, если на вашем рулевом колесе уже есть подушка безопасности, вторичное рулевое колесо будет незаконным в большинстве развитых стран.

Замена или добавление чехла/пленки на рулевое колесо вполне выполнимы. Это будет включать в себя сшивание рулевого колеса либо алькантарой, либо кожаной тканью. Его можно обернуть поверх полиуретанового руля. Если пленка уже есть, ее следует снять и заменить новой пленкой.