Чому на спортивні машини ставлять ковані колісні диски?

Кування, об’ємна штампування – на даний момент вершина конструкторської думки у сфері виробництва коліс для автомобілів. Вперше ця технологія була розроблена і застосована в Росії в середині 80-х на оборонному підприємстві “Вілс”. В цьому відношенні нам взагалі пощастило. У Росії простоює маса високотехнологічних заводів, готових виробляти що завгодно, лише б не збанкрутувати. Нам за порівняно низькими цінами доступні колеса масового випуску, які на Заході вважають доцільним використовувати тільки для спортивних і гоночних автомобілів.
Автовласників очікують, що диски з легких сплавів вирішують два завдання – покращують ходові характеристики автомобіля і його зовнішній вигляд. Однак після покупки і установки “красивих” коліс змін в поведінці машини багато не виявляють. Чому ? Причина дуже проста – іноді автовласники виграють тільки в дизайні, так як вага легкосплавних дисків виявляється також, як і у сталевих штампованих. Ходові характеристики при “рідній” вильоті (як і при штатних дисках) залишаються незмінними, тому поліпшення розгінної динаміки, роботи підвіски і гальмівної системи, ви навряд чи відчуєте. А ось якщо значно змінився виліт, деякі характеристики можуть навіть погіршитися. У першу чергу це стосується геометрії ходу колеса і зрослих навантажень на підшипники маточин, так і на всю ходову.
Захоплюючись тюнінгом, автовласники часто прагнуть поставити шини з більш низьким профілем і великим діаметром дисків з легкого сплаву, забуваючи про такому важливому параметрі, як вага колеса. Нерідко колесо у підсумку виходить значно важче рідного, що тягне за собою цілий ряд негативних наслідків: підвищується навантаження на деталі (стабілізатор, сайлентблоки, пружини) та вузли (опори амортизаторів і самі амортизаційні стійки) підвіски автомобіля, з-за чого вони швидше зношуються.
При більшій вазі колеса на високих швидкостях, на нерівному покритті дороги змінюється характер роботи пружних елементів, амортизаторів – після наїзду на височину колесо з запізненням повертається на місце, а при проїзді ям зависає, тобто в обох випадках погіршуються зчіпні властивості з дорогою.
При розгоні на розкручування колеса двигуну доводиться витрачати більше енергії, а це погіршує економічність і динаміку. При уповільненні гальмівним механізмом доводиться зупиняти великі обертові маси, тому гальмівні колодки і диски працюють більш інтенсивно, що викликає їх перегрів та їх прискорений знос. З-за більшого моменту інерції важкого колеса зростає гальмівний шлях, а при сробатывании ABS колесо розблокується з запізненням.
Як же відрізнить коване колесо від литого ? Зовні, за характером обробки поверхні, знайти різницю між сучасними литими і кованими дисками дуже складно, без помилковий варіант тільки один – порівняти вагу дисків. Ковані незалежно від розміру важать на 40-55% менше сталевих, а литі легше сталевих всього на 15-20%.
Коментар багаторазового чемпіона України з ралі Олександра Салюка старшого.
Вибираючи колісні диски, можна виходити з різних міркувань. Наприклад для спорту дуже важливо, щоб диск був легким і міцним, так що вибір робиться на користь кованих. Кому важливіше зовнішній вигляд, той зупиняється на литих дисках. От тільки наші дороги ненабагато краще ралійних допів. Тому, напевно, варто один раз заплатити більше і купити якісні міцні диски. “Красиві” не витримують сильних ударів і вимагають додаткових витрат на ремонт, а то і заміну.
Тільки сплави.
Практично всі продавані литі і ковані диски виготовлені з алюмінієвого сплаву тобто в їх основі лежить алюміній, в який додають безліч інших елементів з таблиці Менделєєва, у тому числі і металів. Різні добавки дозволяють надати сплаву, відповідно і диска, необхідні властивості і якості.
Диски з магнієвих сплавів – велика рідкість. Історія застосування магнію для виготовлення дисків нараховує, щонайменше, 26 років (Alfa Romeo Spider 1989 року випуску оснащувалася саме такими дисками). Однак досі магнієві диски є екзотикою. Доцільність використання магнієвих сплавів (як правило, магнію з алюмінієм і добавками марганцю і цирконію) визначається істотним зниженням ваги диска і, як наслідок, зменшенням маси непідресорених мас автомобіля. Один диск середнього розміру з магнієвого сплаву може важити на 3 – 3,5 кг менше, ніж аналогічний литий алюмінієвий. Наприклад: диск виготовлений з магнієвого сплаву, діаметром 15 дюймів, важить 4 – 4.5 кг Головним недоліком таких сплавів є їх низька корозійна стійкість, що визначає дуже високі вимоги до захисту поверхні диска спеціальними фарбами і лаками.
Так звані титанові диски або “титани”, за твердженням деяких провідних фахівців – міф. Виготовлення дисків з титанового сплаву – досить трудомісткий і багатостадійний технологічний процес, що обумовлює їх дуже високу вартість. Теоретично, з точки зору експлуатації такі диски практично позбавлені недоліків. Вони мають високі міцнісні і пластичні властивості в поєднанні з високою корозійною стійкістю. Проте за великої питомої маси даного сплаву товщина металу у титанових дисків виходить ще менше, ніж у сталевих. Тому привабливий дизайн у них практично неможливий.
Виробників кованих дисків у світі не так вже багато. В основному їх випускають російські (ВСМПО, СМК(Авиатехнологии), КраМЗ, БКМПО, Slik) і кілька закордонних компаній. Обумовлено це величезними витратами на оснащення виробництва багатотонними пресами, які в кілька етапів надають відливання потрібну форму і властивості. Деякі зарубіжні диски отримують обхідною технологією, хоча і декларують їх як ковані. Її суть – зміцнення диска методом прокатки обода. Ковані диски отримують методом гарячого штампування з наступною термічною і механічною обробкою деталей. Виробництво починається з обробки тиском відлитої заготовки на механізованій лінії вертикальних гідравлічних пресах. В склад лінії входять декілька вертикальних гідравлічних пресів зусиллям 1,6 тис. т., 6 тис. т., і 20 тисяч тонн, де послідовно відбувається зміна форми вихідної заготовки. Потім напівфабрикат відправляється на термічну обробку, після чого заготівля обробляється на високоточних верстатах з числовим програмним управлінням. Більш висока ціна кованих дисків пояснюється безліччю етапів виробництва, а також великими відходами дорогого сплаву. Так заготівля 15-дюймового диска важить 30-50 кг. а на виході після поковки вага готового диска складає всього 6 кг Кування виключає ймовірність прихованого браку металу, характерного для лиття, – раковин, пор. Ковані диски практично не схильні до корозії, тому іноді їх навіть не покривають захисним шаром лаку.
За рахунок чого досягаються настільки ціновані усіма споживчі властивості кованих дисків ? При пластичному деформуванні метал зміцнюється за рахунок подрібнення кристалічної сітки та ліквідації внутрішніх мікродефектів. В силу цього ковані колеса значно міцніше, ніж сталеві. Крім того, ковка виключає появу в металі прихованих ливарних раковин, порожнин і тріщин. Стінки кованих дисків можуть бути на 20% тонше, ніж у литих. В результаті коване колесо, як правило, на 15-20% легше литого і на 40-50% сталевого штампованого. Менша вага призводить до зниження непідресореної маси, значну частину якої становлять колеса. Легке і, відповідно, менш інерційний колесо чітко відстежує рельєф дороги, щадить підвіску, отже, підвищується комфорт і керованість. До того ж легке колесо швидше зупиниться при гальмуванні і розкрутиться при розгоні, що означає поліпшення динаміки і економічність.
Досвід експлуатації свідчить, що ковані диски успішно протистоять нерівностей і вибоїнах. Розколоти якісне колесо майже неможливо. У випадку невеликого “зминання” його можна відреставрувати, хоча треба пам’ятати, що будь-який вплив на кований виріб все одно порушує його структуру.
Литі диски з алюмінієвих сплавів отримують методом лиття під низьким регульованим тиском або литтям з протитиском. Головна причина їх популярності – відносна дешевизна. Собівартість дисків, отриманих за ливарної технології, приблизно в 2-3 рази менше кованих. А випускає їх не один десяток виробників.
У спортсменів-раллистов з колишнього СРСР, а також на вітчизняному ринку автозапчастин популярні ковані диски російського виробництва. Їх випускають на технологічних лініях, де виробляють колеса для бойових винищувачів і важких транспортних літаків. До речі, їх вартість порівнянна з ціною литих дисків престижних світових брендів.
Розмір
Сталеві
Литі
Ковані
13″
6,0 – 6,5
5,5 – 6,3
3,9 – 4,1
14″
6,5 – 8,0
6,0 – 7,5
4,5 – 5,2
15″
7,5 – 9,0
7,1 – 8,5
4,8 – 6,5
Стаття взята з сайту інтернет – Колесо