Τροχοί ζάντες - Ελαστικά
Η κατευθυντικότητα του αυτοκινήτου, η πέδηση, οι αντιδράσεις από τις ανωμαλίες το οδοστρώματος, οι αλλαγές πορείας, συνδέονται όλα άμεσα με τους τροχούς
Απαιτήσεις
Οι τροχοί για να εκπληρώσουμ σωστά τον προορισμό τους πρέπει:
- Να έχουν μικρή μάζα.
- Να έχουν μικρή διάμετρο, ώστε το αυτοκίνητο να έχει μεγάλη διευθυντική ικανότητα.
- Να είναι πολή ανθεκτικοί και να έχουν μεγάλη ελαστικότητα για την απορρόφηση των κρατασμών.
- Να απάγουν καλά τη θερμότητα που αναπτύσσεται από τις τριβές και τα φρεναρίσματα.
- Να μπορούν να αποσυναρμολογούνται εύκολα από τον άξονα και τα ελαστικά (επίσωτρα), να αφαιρούνται από τις ζάντες, (σώτρα) χωρίς ιδειαίτερο κόπο.
- στ) Να έχουν χαμηλό κόστος.
Κατασκευή τροχού
Ο τροχός αποτελείται από τα εξής μέρη:
- Το σώτρο ( ζάντες), που είναι μια κυκλική στεφάνη διαφόρων διαστομών και πάνω σ/αυτήν τοποθετείται το επίσωτρο ( λάστιχο).
- Το δίσκο ή την ακτίνες.
- Το επίσωτρο (ελαστικό).
- Την πλήμνη (μουαγιέ).
- Τα μπουλόνια, με τα οποία στερεών έτσι πάνω στην πλήμνη.
- Τα ρουλεμάν, με τα οποία στηρίζεται πάνω στο ακραξόνιο. Οι τροχοί πρέπει να είναι ανθεκτικοί, ελαφροί, καλά ζυγοσταθμισμένοι, ελαστικοί σε ορισμένες δυνάμεις, δύσκαμποι σε άλλες και να μην έχουν υψηλό κόστος παραγωγής.Ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους χωρίζονται σε:
Δισκοειδείς τροχοί
Στους τροχούς αυτούς, η εξωτερική κυκλική στεφάνι που δέχεται το ελαστικό είναι σταθερά συνδεδεμένη και στερεωμένη στο δίσκο του τροχού. Ο δίσκος είναι το ενδιάμεσο τεμάχιο μεταξύ μουαγιέ και ζάντας. Στα μικρά και μεσαία οχήματα είναι συνήθως ένα κυκλικό τεμάχια χαλυβδοελάσματος, διαμορφωμένο με πίεση και συγκολλημένο, έτσι ώστε να είναι ολόσωμο με τη ζάντα, αποτελώντας ένα ενιαίο σύνολο. Στο κέντρο του δίσκου σχηματίζεται ομφαλός, που επιτρέπει ένα μεγάλο τμήμα του δίσκου να έρχεται σε επαφή με το μουαγιέ ή το ταμπούρο φρενου. Η τριβή των δύο αυτών επιφανειών έχει σαν αποτέλεσμα τη μετάδοση της κίνησης του άξονα. Περιφερειακά του ομφαλού υπάρχουν 3, 4 ή 5 τρύπες, ανάλογα με το βάρος και την ταχύτητα που μπορεί να αναπτύξει το αυτοκίνητο, από τις οποίες διέρχονται τα αντίστοιχα μπουλόνια των μουαγιέ των τροχών. Οι τρύπες αυτές βρίσκονται συνήθως σε υπερυψωμένα σημεία του κεντρικού τμήματος του δίσκου και έχουν κωμική κατασκευή.
Ο δίσκος στερεώνεται πάνω στο μουαγιέ με παξιμάδια, που και αυτά έχουν κωνική κατασκευή από τη μία πλευρά. Έτσι όταν αυτά (τα παξιμάδια) σφίγγονται, σε μπουλόνια κέντραρουν απόλυτα τον τροχό.
Με τις κωνικές επιφάνειες των παξιμαδιών και των τρυπών του τροχού δημιουργείται ένα είδος συμπλέκτη τριβής, έτσι ώστε να μην είναι δυνατό να υπάρξει χαλάρωση από τις δυνάμεις που αναπτύσσονται κατά την κίνηση του αυτοκινήτου. Υπάρχει ακόμα κεντρικό παξιμάδι για να συγκρατεί την πλήμνη (μουαγιέ), πάνο στον άξονα και το οποίο καλύπτεται με ειδική τάπα για να μην εισχωρούν σ/αυτό σκόνη και υγρασία. Παράλληλα αποτελεί και την αποθήκη λιπαντικού για την λίπανση των ρουλεμάν του άξονα.
Ο δίσκος έχει στο πλάι του ανοίγματα (οπές) για να μπορεί να περνάει ο αέρας που χρειάζεται για την ψύξη των φρένων. Έτσι οι τροχοί αυτοί παρουσιαζουν μεγάλη ικανότητα απαγωγής της θερμότητας που αναπτύσσεται από την κίνηση και τα απότομα φρεναρίσματα του αυτοκινήτου. Είναι σχετικά ελαφροί, ανθεκτικοί, άκαμπτοι και αντέχουν στα κτυπήματα. Είναι εύκολο να επισκευαστούν, όταν παραμορφωθούν από τυχόν ισχυρά κτυπήματα.
Όταν στο δίσκο του τροχού δεν υπάρχουν ανοίγματα εξαερισμού των φρενών, τότε ολόκληρος ο δίσκος του τροχού καλύπτεται από ένα μεταλλικό τάσι (καπακί). Αυτό τοποθετείται συνήθως με πίεση σε υποδοχές του δίσκου, ή με τη βοήθεια ειδικά διαμορφωμένων ελατηριωτών ελασμάτων που βρίσκονται στην περιφέρεια του καπακιού.
Ακτινωτοί τροχοί
Στους τροχούς αυτούς,το μουαγιέ συνδέεται με την εξωτερική κυκλική στεφάνη με τη βοήθεια λεπτών χαλύβδινων ακτινών κυλινδρικής διανομής. Η μία άκρη κάθε ακτίνες, αγκιστρώνεται στο μουαγιέ του τροχού, ενώ η άλλη άκρη της τοποθετείται σε μια αντίστοιχη τρύπα της στεφάνης και τεντώνεται με τη βοήθεια ενός ειδικού παξιμαδιού που είναι περασμένο στην ακτίνα.
Αυτό πρέπει να γίνεται με τέτοια δεξιοτεχνία, ώστε κάθε ακτίνα να μην είναι πόλη τεντωμένη, ούτε πόλη χαλαρή, γιατί έτσι παραμορφώνεται η εξωτερική στεφάνη.
Όλες οι δυνάμεις που επιδρούν πάνω στη ζάντα, μεταφέρονται από τις ακτίνες στο μουαγιέ του τροχού.
Η δίαταξη των ακτινών γίνεται σε δύο ή τρεις σειρές, έτσι ώστε ο τροχός του αυτοκινήτου να αντέχει τόσο το βάρος του οχήματος όσο και τις δυνάμεις που αναπτύσσονται κατά την επιτάχυνση, την επιβράδυνση ή τη στροφή του αυτοκινήτου.
Η πλευρική ακαμψία στους τροχούς αυτούς, επιτυγχάνεται με διαφορετική γωνία και κλίση κατά ζεύγη.
Έτσι σχηματίζουν με τον άξονα του τροχού άκαμπτα τρίγωνα.
Η στερέωση των ακτινωτών τροχών πάνω στο ακραξόνιο γίνεται με ένα κεντρικό ασφαλιστικό παξιμάδι, το οποίο εξασφαλίζει γρήγορη αλλαγή του τροχού με τη βοήθεια ειδικού εργαλείου (ματσόλας). Ο τροχός κεντράρεται με κωνικές επιφάνειες που βρίσκονται στο κέντρο του και στο μουαγιέ. Η μετάδοση της κίνησης γίνεται από ειδικά πολύσφηνα που εφαρμόζουν μεταξύ του άξονα και του τροχού.
Πλεονεκτήματα των τροχών αυτών:
- Έχουν μεγάλη αντοχή και μικρότερο βάρος σε σχέση με τους δισκοειδείς τροχούς.
- Αφαιρούνται και επανατοποθετούνται εύκολα και γρήγορα.
Μειονεκτήματα:
- Έχουν μεγάλη κόστος εξαιτίας της επίπονης και σύνθετης εργασίας που απαιτεί η κατασκευή τους, αλλά και της ύπαρξης του ακριβού πολύσφηνου.
- Δεν μπορούν να τοποθετηθούν ελαστικά χωρίς αεροθάλαμο (Tubeless), γιατί η κατασκευή της εξωτερικής στεφάνης της ζώντας δεν είναι αεροστεγής.
Τροχοί από κράμα τα ελαφρών μετάλλων
Οι τροχοί αυτοί κατσκευάζονται από κράμα αλουμινίου και μαγνησίου, είναι χυτοί ή σφυρήλατοι. Το κεντρικό τμήμα τους είναι ίδιο με αυτό των δισκοειδών τροχών. Έχουν 3, 4 ή 5 τρύπες για τη στήριξη του τροχού στο μουαγιέ και στην άκρες τους καταλήγουν σε ακτινωτά νεύρα.
Οι τροχοί αυτοί, που σήμερα έχουν επικρατήσει, παρουσιάζουν τα εξής πλεονεκτήματα:
- Εξαιτίας του μικρού βάρους των κραμάτων είναι ελαφρύτεροι από τους χαλύβδινους, μειώνοντας έτσι τα αναρτημένα βάρη του οχήματος.
- Το μικρό βάρος επιτρέπει την κατασκευή ζαντών με μεγαλήτερο πλάτος ώστε να δέχεται φαρδύτερα ελαστικά. Αυτό παρέχει στο αυτοκίνητο καλύτερο κράτημα, ιδιαίτερα στις στροφές.
- Έχουν καλύτερα θερμική αγωγιμότητα από τους χαλύβδινους τροχούς, με αποτέλεσμα τα φρένα να αερίζονται αρκετά και να αποφεύγεται η υπερθέρμανσή τους.
- Με τους τροχούς αυτούς, το αυτοκίνητο έχει μεγαλύτερες δυνατότητες επιτάχυνσης.
Μειονεκτήματα:
- Παρουσιάζουν μεγάλη ευαισθησία στα κτυπήματα και δες μπορούν να επισκευαστούν εύκολα, αν υποστούν μεγάλη παραμόρφωση.
- Μπορούν να διαβρωθούν όταν έρθουν σε επαφή με το αλάτι.
- Δεν επιτρέπεται να έρχονται σε επαφή με χάλυβα (π.χ. αντίβαρα με χαλύβδινα ελάσματα κατά τη ζυγοστάθμιση), γιατί παρουσιάζουν σημεία ηλεκτρολυτικής διάβρωσης.
Τύποι σώτρων (ζαντών)
Ανάλογα με τον τρόπο σύνδεσής τους με τον δίσκο του τροχού διακρίνονται:
- Σ'αυτά που είναι σταθερά συνδεδεμένα με τον δίσκο του τροχού (μονοκόμματα).
- Σ'αυτά που αποσυναρμολογούνται από τον δίσκο του τροχού (αποσυναρμολογούμενα).
Ανάλογα με το αν οι ζάντες διαιρούνται ή όχι, καθός και τον τρόπο διαίρεσης τους χωρίζονται σε διάφορους τύπους που είναι οι παρακάτω:
- Ζάντες διαιρούμενες κατά μήκος της περιφέρειας.
Στις ζάντες αυτές το ένα χείλος της εξωτερικής στεφάνης είναι σταθερό, ενώ το άλλο αφαιρείται και ονομάζεται πλευρικό δακτυλίδι. Το πλευρικό δακτυλίδι ασφαλίζεται στη ζάντα με ένα άλλο ασφαλιστικό δακτυλίδι. Οι διαιρούμενες αυτές ζάντες, χρησιμοποιούνται συνήθως στα μεγάλα οχήματα (λεωφορεία, μεγάλα φορτηγά και ρυμουλκούμενα), για να είναι εύκολα η τοποθέτηση των ελαστικών πάνω σ/αυτά. Στις ζάντες αυτές, δεν επιτρέπεται η χρησιμοποίηση ελαστικών χωρίς αεροθάλαμο (Tubeless) γιατί δεν είναι αεροστεγείς.
- Ζάντες διαιρούμενες εγκάρσια της περιφέρειας.
Τέτοιες ζάντες είναι οι Trilex, που χωρίζονται σε 3 εγκαρσία τμήματα και συμπλέκονται το ένα με το άλλο. Σαν δίσκος προσαρμόζεται ένας ακτινωτός σταυρός.
- Συμπαγείς (μη διαιρούμενες ζάντες),
Οι ζάντες αυτές χρησιμοποιούνται στα επιβατικά και μικρά φορτηγά. Η εξωτερική στεφάνη είναι ενιαία και συγκολλάται πάνω στο δίσκο του τροχού. Υπάρχει όμως και η περίπτωση να κατασκευαστούν σαν ένα ενιαίο χυτό σύνολο σε ειδικές πρέσες, η εξωτερική στεφάνη και ο δίσκος του τροχού.
Ανάλογα με τη μορφή της διατομής της εξωτερικής στεφάνης, οι ζάντες διακρίνονται σε:
- Ζάντες με βαθύ κοίλωνα.
Οι ζάντες αυτές μπορεί να είναι συμμετρικές, η μη συμμετρικές. Αν χρησιμοποιηθούν σε επιβατικά αυτοκίνητα με ελαστικά χωρίς αεροθάλαμο (Tubeless), τότε πρέπει να έχουν υπερυψώσεις στην πλάτη (πλαϊνό) της ζάντες κοντά στο κοίλωμα, που μπορεί να είναι είτε στρογγυλές είτε επίπεδες. Και οι δύο αυτές υπερυψώσεις , έχουν σκοπό να εμποδίζουν τα χείλη του ελαστικού να βγουν έξω από τις πλάτες της ζάντες, όταν αναπτυθούν ισχυρές πλευρικές δυνάμεις, κατά τις γρήγορες στροφές ενός αυτοκινήτου. Αυτό είναι περισσότερο επικίνδυνο σε tubeless ελαστικά, στα οποία δημιουργείται απότομη διαφηγή αέρα.
- Ζάντες με ενδίαμεσου βάθους κοίλωμα.
Στις ζάντες αυτές το βάθος του κοιλώματος δεν είναι πόλη μεγάλο.
- Ζάντες με λοξή πλάτη.
Στις ζαντες αυτές, η πλάτη έχει μια λοξή κλίση, με σκοπό την καλύτερη στήριξη του ελαστικού πάνω σ/αυτή.
- Ζάντες με επίπεδο κοίλωμα.
Οι ζαντες αυτές χρησιμοποιούνται σήμερα ελάχιστα π.χ. στα ρυμουλκούμενα. Οι διαστάσεις των ζαντών έχουν τυποποιηθεί και μετρώνται σε ίντσες. Οι δύο κύριες διαστάσεις είναι το πλάτος (α), μεταξή των 2 χειλών της εξωτερικής στεφάνης και η διάμετρος D του τροχού χωρίς το ελαστικό.
Παράδειγμα: Ζάντα διαστάσεων 4JX15H
- Πλάτος μεταξή 2 χειλών εξωτερικής στεφάνης, α=4 ίντσες.
- Διάμετρος τροχού χωρίς ελαστικό, D=15 ίντσες.
- Το γράμμα J συμβολίζει την διάσταση του χείλους της εξωτερικής στεφάνης.
- Το σύμβολο X δείχνει ότι πρόκειται για ζάντα με βαθύ κοίλωμα.
- Το γράμμα H δείχνει, ότι η ζάντα έχει μια υπερύψωση στην εξωτερική πλάτη κοντά στο κοίλωμα.
Στη θέση του γράμματος Η μπορούν να εμφανιστούν οι εξής ενδείξεις:
H2= Υπερυψώσεις και στις 2 πλάτες της ζάντας κοντά στο κοίλωμα.
FH= Οριζόντια υπερύψωση στην εξωτερική πλάτη κοντά στο κοίλωμα.
FH2= Οριζόντιες υπερυψώσεις και στις 2 πλάτες της ζάντας κοντά στο κοίλωμα.
CH= Σύνθετες υπερυψώσεις. Οριζόντια υπερύψωση στην εξωτερική πλάτη και στρογγυλή υπερύψωση στην εσωτερική πλάτη κοντα στο κοίλωμα.