Что такое колесо

В природе

Человеческие изобретения часто появляются как имитация природы (например, ранние конструкции самолётов напоминали птиц), но в природе имеется очень мало конструкций, напоминающих колесо. Исследователи связывает это с тем, что:

  • преимущества колеса проявляются только в определённых нечасто встречающихся условиях (для эффективности колеса нужна гладкая твёрдая поверхность);
  • колесо должно свободно вращаться вокруг оси и потому не может быть органом, которому нужны подвод нервов и питательных веществ.

В качестве возможных аналогов колеса Г. Шольц перечисляет:

  • креветку Nannosquilla decemspinosa (англ.)русск., которая перемешается, перекатываясь как нечто среднее между колесным и гусеничным движителем;
  • гусеницу Pleuroptya ruralis (англ.)русск., также активно перемещающуюся, свернувшись в колесообразную форму.

Примеров пассивного качения в природе гораздо больше. Шольц указывает, в частности, на:

  • перекати-поле;
  • паука Capparaceae aureola, свёртывающегося в шар для движения вниз по склону;
  • краба Hippa pacifica (англ.)русск., который использует округлую форму тела, чтобы кататься по песку в зоне прибоя.

На микроскопическом уровне у бактерий встречается биохимический механизм осевого вращения (жгутик), но бактерии не «катятся» вокруг оси-жгутика в прямом смысле этого глагола, аналогов жгутика в макроскопическом мире нет.

Жук-навозник

Как ближайший пример (и возможный прототип) колеса, Шольц указывает на жука-навозника, который скатывает экскременты животных в шарик и затем закатывает его в норку. При этом одна пара задних ног придерживает шарик с двух противоположных сторон, образуя аналог оси.

Маркировка автомобильных шин

При изготовлении шины легкового автомобиля на ее борт может наноситься следующая маркировка:

Помимо типоразмера на боковине покрышки обязательно указываются товарный знак, наименование фирмы-производителя и название модели шины.

Кроме перечисленных на шину могут быть нанесены другие обозначения:

  • TUBE TYPE — камерная конструкция шины
  • TUBELESS — бескамерная конструкция шины
  • Е — знак официального утверждения типа с номером страны, выдавшей такое утверждение в соответствии с требованиями Правил ЕЭК ООН № 30 и № 54
  • DOT — соответствие шины стандартам США
  • MAX LOAD — максимальная нагрузка, кг (фунты)
  • MAX PRESSURE — максимальное внутреннее давление в шине, кПа
  • ROTATION > — направление вращения (иногда указывается в виде стрелки)
  • LEFT — шина устанавливается на левую сторону автомобиля
  • RIGHT — шина устанавливается на правую сторону автомобиля
  • OUTSIDE (Side Facing Out) — внешняя сторона установки
  • INSIDE (Side Facing Inwards) — внутренняя сторона установки
  • TWI — указатель расположения индикатора износа протектора
  • REGROOVABLE — шина допускает углубление рисунка протектора нарезкой
  • M+S, M*S, WINTER — обозначение шины с зимним типом рисунка протектора
  • ALL SEASONS — обозначение шины со всесезонным типом рисунка протектора
  • TEMPERATURE — температурный режим, характеризующий способность шины противостоять температурным воздействиям. Подразделяется на три категории: А, В и С

Шины грузовых автомобилей и автобусов могут обозначаться следующим образом:

Широкопрофильные шины с регулируемым давлением могут иметь следующую маркировку:

На восстановленных покрышках и бескамерных шинах должна быть сохранена или восстановлена первоначальная маркировка.

На боковине должны быть дополнительно обозначены:

  • наименование или товарный знак предприятия, проводившего восстановление
  • класс восстановления
  • дата восстановления (месяц и год)
  • штамп ОТК
  • заводской номер шины
  • балансировочная метка (для шин, проходивших балансировку)

Что такое колеса?

Колесо — это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.

Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные. Одинарное колесо устанавливается на одной ступице и несет одну шину, а сдвоенное имеет два обода, смонтированных на одной ступице и несущих две шины.

На автомобилях применяются следующие виды колес:

  • дисковые колеса
  • колеса с разборным ободом
  • составные колеса

Дисковое колесо — это неразборный узел, состоящий из обода колесного диска. Дисковое колесо грузового автомобиля может иметь составной обод, один из бортов которого состоит из съемного разрезного замочно-посадочного кольца и съемного бортового кольца, которые в сборе образуют обод. Варианты исполнения дисковых колес представлены на рисунке:

Колесо с разборным ободом — это колесо, в котором один или два разборных обода крепятся непосредственно на ступице, развитой до размера обода. Такие колеса широко применяются на тяжелых автомобилях и автобусах.

Составное колесо состоит из двух элементов, каждый из которых включает часть обода. После сборки элементы образуют обод с двумя закраинами. Такие колеса применяются для крупногабаритных широкопрофильных шин и шин с регулируемым давлением.

Типоразмер колесного диска может быть обозначен следующим образом:

Соединение колеса со ступицей обеспечивает передачу крутящего момента и центрирование колеса на ступице. Крепление штампованных дисковых колес легковых автомобилей производится, как правило, с помощью болтов или гаек, имеющих коническую центрирующую поверхность. Центрирование литых дисков колес осуществляется по посадочному пояску ступицы. Узел крепления включает шпильки и унифицированные гайки, снабженные свободно вращающимися шайбами, которые исключают возможность повреждения диска. Вместо шпилек и гаек могут использоваться болты.

Соединение дискового колеса со ступицей грузовых автомобилей осуществляется с помощью шпилек и гаек со сферической опорной поверхностью или шпилек и унифицированных гаек со свободно вращающимися шайбами.

Крепление колес с разборным ободом производится специальными крепежными элементами (прижимами), которые прижимают коническую посадочную поверхность обода к соответствующей поверхности ступицы, имеющей угол наклона 28°.

Пневматическая шина — это упругая оболочка, предназначенная для установки на ободе колеса и заполняемая воздухом под давлением. Основным элементом шины является покрышка, непосредственно воспринимающая нагрузки на шину со стороны дороги. Она состоит из каркаса, протектора, брекера, бортов и боковин.

Каркас — это силовая часть покрышки, состоящая из одного или нескольких слоев корда, закрепленных на боковых кольцах.

Протектор — наружная резиновая часть покрышки с рельефным рисунком, обеспечивающая сцепление шины с дорогой предохраняющая каркас от повреждений.

Брекер — часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и способствующая более равномерному распределению по поверхности колеса действующих на него нагрузок.

Борта — это жесткие части покрышки, служащие для крепления шины на ободе.

Боковины — резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от механических повреждений и проникновения влаги.

По конструкции каркаса и брекера различают диагональные и радиальные шины. По способу герметизации внутренней полости (при сборке с ободом) шины бывают камерные и бескамерные.

По типу рисунка протектора различают шины:

  • с дорожным рисунком в виде шашек или ребер, разделенных канавками; предназначены для эксплуатации преимущественно на дорогах с усовершенствованным капитальным покрытием
  • с универсальным рисунком в виде шашек и ребер в центральной зоне беговой дорожки и грунтозацепами по ее краям; предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным и облегченным покрытием
  • с рисунком повышенной проходимости, в котором имеются высокие грунтозацепы, разделенные выемками; предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах
  • с зимним рисунком, имеющим острые кромки выступов; предназначены для эксплуатации на заснеженных и обледенелых дорогах и могут оснащаться шипами противоскольжения
  • с направленным рисунком, не симметричным относительно радиальной плоскости колеса
  • с всесезонным рисунком

Примечания

  1. Черных П. Я. Историко-этимологический словарь современного русского языка: в 2 т. — 3-е изд., стереотип. — М.: Рус. яз., 1999. Т. 1. С. 411.
  2. David W. Anthony. The Horse, the Wheel, and Language: How Bronze-Age Riders from the Eurasian Steppes Shaped the Modern World. — Princeton University Press, 2010. — С. 34. — 566 с. — ISBN 1400831105.
  3. Parpola, Asko. The Cultural Counterparts to Proto-European / Asko Parpola, Carpelan. — New York, London : Routledge, 2005. — P. 121–2. — ISBN 978-0700714636.
  4. Кондрашов A.B., Резепкин А. Д. Новосвободненское погребение с повозкой // КСИА. 1988. Вып. 193.
  5. Кульбака В., Качур В. Індоєвропейські племена епохи палеометалу. – Маріуполь: Рената, 2000. – 80 с.
  6. Резепкин А. Д. Проблема происхождения колесного транспорта и его появления на Северном Кавказе // Четвёртая Кубанская археологическая конференция. Тезисы и доклады. Краснодар. 2005.
  7. Третьяков Н. Н., Монгайт А. Л. (ред.) Очерки истории СССР — М.: Академия наук СССР, 1956. — 633 c.
  8. , с. 139.
  9. ↑ , с. 142.
  10. , с. 141-142.
  11. , с. 143.
  12. Моносов Б. М. 10-й аркан. Колесо Фортуны // Фаербол-3: Знакомство с астральным миром. — СПб: Невский проспект, 2003. — С. 91-99. — 128 с. — ISBN 5-94371-242-9..

В автомобиле

Колесо современного автомобиля (в сборе с шиной).

В общепринятой автомобилестроении терминологии, колесом называется только узел, расположенный между ступицей и шиной (см. рис.), — состоящий, в свою очередь, из обода, на который сажается шина, и диска или спиц, служащих для соединения обода со ступицей.

Несмотря на это, в быту автолюбители очень часто называют колесо в этом значении «колёсным диском» («литые диски», «легкосплавные диски», и так далее).

Колёса первых автомобилей по сути не отличались от колёс конных экипажей и были сделаны из дерева. Впоследствии появились колёса с металлическим ободом и деревянными спицами, а также с металлическими проволочными спицами, как у мотоциклетных. Шины изначально имели вид сплошных резиновых лент, впоследствии, по мере роста скоростей, их сменили пневматические шины, высота профиля которых вплоть до 1960-х годов постоянно увеличивалась, повышая комфортабельность езды и грузоподъёмность автомобиля. На грузовиках резиновые ленты можно было встретить ещё в 1920-х годах, а на военных автомобилях и сегодня могут применяться сплошные шины — гусматики, впервые разработанные для бронеавтомобилей времён Первой мировой войны. Начиная с 1920-х годов спицованные колёса стали постепенно заменять на колёса со штампованными металлическими дисками, более простыми и дешёвыми в производстве. Уже в середине следующего десятилетия они стали стандартом де-факто, но кое-где, например в США, «спицовка» продолжала сохранять определённую популярность у покупателей дорогих автомобилей вплоть до 1950-х — 1960-х годов в качестве дополнительного оборудования или даже заводской опции (в отдельных случаях и в 1980-е — 1990-е, например, заводские спицованные диски предлагались на Cadillac Deville Brougham до 1996 года). Сегодня она ассоциируется в первую очередь с классическими автомобилями и субкультурой лоурайдеров.

В 1960-х годах появились в качестве спортивной опции колёса, целиком или частично отлитые из лёгкого сплава, алюминиевого или магниевого. Сегодня ими снабжается едва ли не большинство автомобилей.

Определение слова «Колесо» по БСЭ:

Колесо — деталь машин и механизмов. имеет форму диска или обода со спицами, вставленными в ступицу. К. может свободно вращаться на оси или быть закрепленным на ней. Служит для передачи или преобразования вращательного движения.К. — одно из величайших изобретений человечества, известно примерно с середины 4-го тысячелетия до н. э. (Месопотамия). Предшественником К. можно считать примененный много тысячелетий назад деревянный каток, который подкладывали под перемещаемый груз. Первоначально К. представляло собой диск, насаженный на ось. Во 2-м тысячелетии до н. э. конструкция его совершенствуется: появляется К. со спицами, ступицей и гнутым ободом. Позднее для увеличения прочности К. стал применяться металлический обод, который затем в транспортных машинах был заменен Шинами. Изобретение К. способствовало развитию и совершенствованию ремёсел: К. было применено в гончарном круге, мельнице, прялке, токарном станке и т.д. С изобретением самодвижущихся повозок К. стало играть активную роль движителя. В ирригационных сооружениях, на мануфактурных фабриках, рудниках и т.п. применялись водяные колёса. В 19 в. вместо водяного К. для передачи энергии стали использовать турбину, основным элементом которой также является К. В большинстве рабочих машин К. служит для изменения частоты вращения, перемены направления движения, для передачи движения с горизонтальной оси на вертикальную или наоборот (в ремённых, зубчатых передачах и др.).

Оригинальные виды колёс

  • Колесо эллиптической формы (расположенное под таким углом, что, если смотреть сбоку, выглядит как круг) — позволяет грести в воде.
  • Квадратное колесо, патент на которое в 1959 году получил американец Альберт Сфредда. Оно легко шло по снегу, песку, грязи, преодолевало ямы. Вопреки опасениям, машина на таких колёсах не «хромала» и развивала скорость до 60 км/ч.
  • Роторно-фрезерный движитель — вариант колёсного движителя, в котором используются роторы- в сочетании с поддерживающими лыжами.
  • Многокамерное колесо с пневматическим принципом качения.
  • Мотор-колесо
  • Колесный движитель американца Р. Берда
  • Ренское колесо

Наша стезя — кастомайзинг

И сегодня осмос-колеса остаются диковинкой. Преимущества есть, но они не окупаются: слишком сложная и дорогая система по сравнению с обычным колесом. Для серийного производства орбитальное колесо явно не приспособлено. А вот для мелкосерийного тюнинга…

В 2002 году известный американский чоппермейкер Билли Лэйн, владелец тюнинговой компании Choppers, Inc., построил и представил на суд публики огромный чоппер Psycho Billy Cadillac, заднее, ведущее колесо которого было сделано по принципу хаблесса. Мотоцикл произвел фурор и сорвал целую череду наград на различных шоу, выставках и конкурсах чоппермейкерства. Самое смешное, что Лэйн видел только изображения машин Сбарро/Мотты и всю техническую часть своего хаблесса разработал сам. Огромный подшипник-колесо он заказывал на вертолетном заводе по соответствующей цене в $8000. Зато привод колеса Лэйн организовал очень просто. Он прикрепил слева от хаблесса фрикционное колесо для шкива, не заморачиваясь показушной эстетикой. Мотта сознательно отказывался от такого решения, руководствуясь футуристичностью конструкции и ее загадочностью. А Лэйн сделал все просто, понятно — и правильно.

После успеха первого байка Лэйн построил еще ряд подобных — Money Shot, The Chronic, Miss Treated, King of NY. Уже на втором цепная передача была не сразу заметна для посторонних глаз — шестерня шла по периметру колеса, как у «белой модификации» мотоцикла Sbarro. Стоит отметить, что у всех чопперов Лэйна переднее колесо было обыкновенным, с центральной ступицей

Но это не важно: все свои удивительные мотоциклы Лэйн продал с немалой прибылью — и больше не возвращался к теме хаблесса

Сегодня многие кастомайзеры обращаются к теме осмос-колес и строят с их использованием великолепные мотоциклы. Это Shine немца Фреда Кодлина, Irregular итальянской компании Special Project Custom, Phenom от канадской Zeel Design… Последние подошли к вопросу творчески и укрепили бесступичное колесо на трех роликах, расположенных на концах равностороннего треугольника. Это заметно упростило конструкцию, хотя и сняло ряд преимущество хаблесса.

А Доминик Мотта по‑прежнему верит в то, что орбитальное колесо — это будущее. Он неплохо относится к тому, что его изобретение взяли на вооружение многочисленные кастомайзеры, но все-таки надеется, что какая-нибудь крупная компания начнет строить автомобили с хаблесс-колесами и его имя наконец-то будет у всех на устах. Ведь он не кто-нибудь, а самый что ни на есть настоящий Человек, Который Изобрел Колесо.

Статья «Бесконечная баллада об орбитальном колесе» опубликована в журнале «Популярная механика»
(№3, Март 2011).

В символике

  • Движущееся колесо является древним символом означающим цикличность и повторяемость. В качестве примера можно привести индийскую систему чакр и китайский символ «Инь и ян». Интересно отметить, что колёса были запрещены к применению в повседневной жизни в древнем Тибете.
  • Крылатое колесо на гербе Панамы является символом прогресса.
  • Колесо служило символом солнца в древнем Египте.
  • В картах таро десятая из старших аркан называется колесо фортуны и символизирует изменения*.
  • В языческой мифологии термин Колесо года обозначает ежегодную повторяющуюся последовательность сезонных праздников.
  • Колесо является атрибутом Тараниса, кельтского божества-громовержца.

Значение слова Колесо по словарю Символизма:

Колесо — Символ солнечной энергии. Солнце — это колесо, вращающееся в Небесах: Солнце — центр, а спицы колеса — лучи. Колесо — атрибут всех солнечных богов и их земных посланников — солнечных королей. Оно символизирует вселенское правление, жизненный цикл, перерождение и обновление, благородство, изменчивость и изменения в материальном мире. Оно может символизировать также и материальный мир: окружности — предел материального мира, а центр — неподвижная точка, неподвижный двигатель, космический центр — источник света и силы. Колесо — это также время, судьба или kama, неумолимо и непрестанно вращающееся колесо сансары. Круг, разделенный радиусами, символизирует периоды циклических проявлений материального мира. Вращение колеса сансары — это круговое вращение, изменение, наступление, динамика. Колесо ассоциируется с лотосом как солнечной матрицей и с индуистскими чакрами. Колесо колесницы символизирует правление и власть. Крылатое колесо указывает на чрезвычайную быстроту. Церемония качения колеса символизирует Солнце, катящееся по небу. Этот ритуал поддерживает Солнца в момент зимнего солнцеворота. В буддизме колесо символизирует космос, Колесо Закона и Истины, колесо сансары, симметрию и совершенство Дхармы, динамику мирных перемен, время, судьбу, всевластье. Колесо Закона и Учения сокрушает иллюзии. Его спицы олицетворяют духовные возможности, соединенные в центре, а также лучи света, исходящие от Будды — Того, Кто вращает Колесо Слова и Закона, которое начало вращаться, когда он преподавал Учение в Сарнатхе. Это колесо может быть неиконическим изображением Будды. Золотое колесо символизирует духовную силу и является одним из Семи Сокровищ Правителя Вселенной, изображенных на Отпечатке Ступни Будды. В Китае колесо имеет такой же символизм, как и символизм колеса в буддизме. В христианстве колесо — эмблема святых Екатерины, Эразма, Евфимии, Квентина. В египетской мифологии человек был создан на гончарном круге Кхему (Разума). В греко-римской традиции колесо с шестью спицами — атрибут Зевса (Юпитера) как небесного бога. Солнечное колесо символизирует колесницу Гелиоса (Аполлона) и является эмблемой Диониса. Колесо жизни, по Проклу, — символ цикла созидания, или колесо Иксиона. Оно также символизирует судьбу. У индийцев колесо олицетворяет бесконечное, совершенное завершение и является атрибутом Варуны, а позднее Вишну. Колесо, стилизованное под лотос, символизирует чакру . Существует также Колесо Знаков, или Зодиак, символизирующий смену лет, времени и жизни, зависящих от Солнца. У последователей джайнизма есть вечно вращающееся Колесо Времени. У митраистов колесо олицетворяет Солнце, вращающееся в Небесах. В шумеро-семитской традиции колесо жизни и колесо Солнца — атрибуты солнечных богов Ашшура, Шамаша, Ваала и всех богов войны. У даосов оно символизирует материальный мир, а также мудреца — того, кто достиг неподвижного центра и может двигать колесо без собственных движений (т, е. у-вэй — недеяния).