История автомобильного колеса

История создания и эволюции автомобильного колеса

Не секрет, что такое изобретение, как колесо, является важнейшим атрибутом нашей жизни. Но мало кто знает, что первые колеса появились много тысячелетий назад и служили для лепки горшков и других изделий. После появления подобного предмета в обыденном обиходе жизнь людей стала более комфортной и продуктивной. Колесо послужило своеобразным катализатором, подтолкнувшим человека к новым плодотворным открытиям. Какова же А история создания автомобильного колеса?

Немного истории

Путём продолжительных исследований учёным удалось определить дату пояления первого колеса. Считается, что это произошло примерно 3500 лет до нашей эры, а родиной его стала Месопотамия, на территории которой сейчас расположен Ирак. Но лишь через несколько столетий, в 3200 году до нашей эры, изобретение начали применять как неотъемлемую часть транспортных средств. Именно в те времена появились первые «месопотамские» колесницы.

Но, скорее всего, в те далекие времена его заменяли обычные бревна и овальные предметы, которые устанавливались под крупные (например, под тушу мамонтов, камни, деревья) для более продуктивной транспортировки. Принцип действия такой технологии был простой: после перемещения объекта на небольшое расстояние очередной ролик укладывали спереди. В результате предмет медленно, но двигался.

Потом люди изобрели новое транспортное приспособление, которое подразумевало соединение двух бревен по краям крупной деревянной платформы. К сожалению, изобретение не оправдало себя из-за многих недостатков и плохой износостойкости.

Через 1500 лет произошло ещё одно изменение в жизни колеса. Перед людьми встала задача создания эффективного приспособления для более быстрой транспортировки грузов и экономии расходуемого материала. В результате появились колеса со спицами. Ученые считают, что родиной колесниц является Древний Египет, но модернизированную версию деревянного изделия нашли и в Греции.

Первый вариант полноценного стального колеса был найден на территории, которую больше 3 000 лет назад населяли племена кельтов. Но в понимании «металлическое» подразумевается стальной круг, а спицы по-прежнему делали из дерева, пока Ф. Бауэр не представил прототип металлических спиц. В их качестве использовалась железная проволока повышенной прочности, проходящая сквозь обод. Для обеспечения хорошего баланса спицы плотно натягивали. Аналогичные изделия до сих пор применяются на велосипедах.

Ещё одно очень важное открытие произошло в 1845 году, когда Р. В. Томсон зарегистрировал патент на первую пневматическую шину для автомобилей. Идею усовершенствовали в конце 19 века, и вскоре такое изобретение появилось на всех велосипедах тех времен. Твёрдая резина усиливала сцепление транспортного средства с дорогой, делая перемещение комфортным и быстрым. Именно в этот период эволюция колеса вышла на совершенно новый уровень.

Колеса для автомобилей

Начиная с 19 века, в развитии науки и техники произошла настоящаа революция. Открытия в разных научных областях заставляли людей искать более оптимальные решения для перемещения. Тогда появились первые прототипы полноценного автомобиля. После выпуска легендарного транспортного средства под названием Motorwagen в 1885 году создатель патента Карл Бенц начал усиленно заниматься разработкой подходящих колес для своей машины. Его трёхколесный автомобиль получил велосипедные колеса, оборудованные более жесткой, не пневматической резиной.

Пневматическую версию представили знаменитые братья Андре и Эдуард Мишлен, которые через некоторое время, стали основателями компании с одноименным названием. Кстати, её продукция пользуется спросом до нашего времени. Кроме того, в1910 году сотрудники компании BF Goodrich реализовали выпуск первых высококачественных шин с большим эксплуатационным сроком и отличной износостойкостью. При производстве в резину добавили определенное количество углерода. Вскоре технологию стали использовать и другие производители автомобильных шин.

На далёком Западе долгое время применялись деревянные колеса от артиллерии, но в середине 20 века их сменили сварные спицевые конструкции. Они устанавливались на автомобилях серии Ford T. И если сравнивать ситуацию с европейскими странами, где большим спросом по-прежнему пользовались жесткие покрышки от Мишлен, то Америку покорили пневматические разработки Данлопа. Но используемые в те времена покрышки существенно отличались от современных — их производили из белой резины Carbonless, а срок службы редко превышал расстояние в 3-3,5 тысячи километров. Но после прохождения 40-60 километров шины нуждались в срочном и долгом ремонте, т.к. их поверхность быстро лопалась или прокалывалась.

Как ни странно, но следующий рывок в эволюционном развитии колес имел сходства с ранее существующей твердой конструкцией. Это объяснялось необходимостью снизить расходы за счет использования изделий из стали. Оправу изготавливали из полосы металла, а диск — из листового металла, который выбивали с помощью прессового оборудования. Затем два элемента приваривали друг к другу для создания лёгкого и устойчивого к интенсивным нагрузкам изделия. Основным плюсом такой технологии стала быстрота, что позволило выпускать колеса в крупных масштабах. Применение автоматизированного производственного оборудования сделало процесс изготовления доступным и массовым.

В настоящее время существует две разновидности автомобильных колес:

• Колеса из сплавов — литые;
• Стальные.

Оба вида колес имеют свои плюсы и минусы.

Стальные колеса

Стальные колеса применяются на протяжении долгих лет с момента запуска массового автомобилестроения, и до 80-х годов прошлого века они не имел эффективной альтернативы. Диски изготавливаются на основе прямого куска стали, который поддаётся воздействию пресса для формирования двух половинок будущего колеса. После этого отдельные части соединяются между собой точечной сваркой. В завершении остаётся добавить защитное антикоррозийное покрытие, и всё – диск готов!

Плюсы стальных дисков:

• Основной плюс подобной технологии заключается в невысокой стоимости. Средняя цена изделия отечественного производства равна 500-100 рублей;
• Превосходные пластичные свойства, из-за чего диск принимает всю энергию при столкновении с препятствиями, например, во время езды по пересеченной местности, на себя, снижая воздействие на подвеску и покрышку;
• Ремонтопригодность. Даже сильно деформированный стальной диск можно быстро восстановить. Достаточно провести рихтовку конструкции, и её можно будет использовать снова;
• Интенсивность краж стальных колес относительно невысокая.

Из минусов следует выделить:

1. Внушительный вес. Применение стальных листов негативно сказывается на толщине металла, ведь если её уменьшить, износостойкость и прочностные показатели существенно упадут. Тяжелые колеса дают интенсивную нагрузку на автомобиль и вызывают усиленное потребление топлива.
2. Непрезентабельный дизайн. Даже применение передовых производственных стандартов не позволяет придать конструкции уникальный дизайнерский вид. Приходится прикрывать некрасивую стальную конструкцию колпаками;
3. Непереносимость коррозийных процессов. В частности, такой показатель свойственен бюджетным моделям, выполненным по упрощённой технологии.

Литые диски

При производстве автомобильных дисков из алюминиевых сплавов примеряется технология литья. Отливку проводят тремя различными способами:

• кокильным литьем;
• литьем под низким давлением;
• литьем под противодействием.

Метод литья под низким давлением позволяет создавать удивительные конструкции с высоким качеством сборки и большим сроком службы, превосходящим кокильное литьё на 15-25%.

Преимущества литых дисков очевидны:

1. Отсутствие громадного веса и большой нагрузки на ходовую часть автомобиля. В результате рабочие свойства транспортного средства улучшаются, а интенсивность износа резины существенно падает. Также качественный литый диск предотвращает перегрев тормозных колодок;
2. Внешность дисков, выполненных с помощью технологии литья, впечатляет. Если дизайн колёс игрывает для вас важную роль, использование литых дисков — самое лучшее решение.

Недостатки включают в себя:

• Заметную хрупкость конструкции. Если автомобиль столкнётся с каким-нибудь препятствием, вполне вероятно, что диск расколется и станет непригодным для дальнейшего использования;
• Недостаточно хорошие антикоррозийные свойства и образование гальванических пар со стальными элементами конструкции. По-особому это заметно в изделиях из магниевого сплава. Если защитное покрытие уменьшается, то процесс разрушения диска будет происходить намного быстрее.

Без сомнений, выполненные с учётом всех требований качества и безопасности диски обладают большим эксплуатационным сроком и надёжностью. Их устойчивость к воздействиям в виде столкновений, коррозии и т.д. максимальная.

Взгляд в будущее

Хотя технологии постоянно развиваются, найти какие-то способы для модернизации автомобильных колёс достаточно сложно. Это объясняется тем, что диски давно получили свою завершенную форму. Тем не менее, некоторые производители подобной продукции продолжают усердно трудится над изготовлением новых колёс и созданием необычных футуристических концептов. В качестве примера можно взять экзотические прототипы от компании «Michelin».

В 2006 году сотрудники известного бренда показали миру свою уникальную разработку — бескамерные колеса, изготовленные по совершенно новой технологии. Они не пневматические, так как полностью состоят из резиновых протекторов и эластичных спиц, которые поглощают удары и другие воздействия, снижая интенсивность износа колёс и подвески.

Но масса преимуществ не исключает наличие недостатков. Главный из них заключается в ограничении допустимой скорости до 80 км/ч. После преодоления этого рубежа машина начинает сильно вибрировать.

Все же революционные бескамерные шины Michelin — это новое слово в мире автомобилестроительной отрасли. Но они станут актуальными исключительно для электрических автомобилей.

Видео об истории создания колеса:

ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ. Первое колесо

Без чего, по Вашему мнению, невозможно представить автомобиля. Без двигателя? Верно. Без трансмиссии и подвески? Несомненно. Ну а самое главное без чего его нельзя представить — это без колес. Да, да, да. Раньше даже понятия не имели, что такое колесо. Изобретение простого, на первый взгляд, колеса раньше стало величайшим открытием, которое дало большой толчок в развитии механики и техники. По находкам, датирующимся последней четвертью 5-го тысячелетия до нашей эры, можно судить, что первое колесо изобрели на территории современной Румынии.

Согласно археологическим исследованиям первые древние колеса относятся к периоду 3500—1000 до н. э. и найдены в местах, где был довольно высок уровень цивилизации, где люди были знакомы с металлом, освоили выплавку из него различных металлических изделий. Так, в Месопотамии обработка металла достигла высочайшего уровня развития и дала толчок к появлению первых колесных повозок. Создание первых двух- и четырехколесных повозок относят к 3500 году до н. э., они были найдены в Месопотамии на месте, где был древний город Киш.

Предполагают, что прообразом колеса были бревна-катки, которые ложились под тяжелые каменные глыбы, лодки, стволы деревьев или другие тяжести, которые необходимо было перемещать на большие расстояния. Возможно тогда появились первые наблюдения за вращающимися телами и их свойствами. Со временем было замечено, что каток с более тонкой серединой, чем по краям, передвигался более равномерно, его меньше заносило в стороны. Благодаря таким наблюдениям катки стали обжигать в середине, делая ее тоньше, а края оставались без изменений. Сегодня такое приспособление называется «скат». Дальнейшие усовершенствования привели к тому, что от бревна осталось на концах два валика, а между ними — тонкая ось. Позже валики стали делать отдельно, а затем они жестко крепились с осью. Так появилось колесо и первая повозка.

Жесткое крепление колес с осью приводило к тому, что они вращались вместе с ней. Это приспособление было удобно при движении повозки по прямой дороге, на поворотах же, где они вращаются с разной скоростью, тяжело груженная повозка могла сломаться или перевернуться. Колеса вырезались из целого ствола дерева, отчего колеса и повозки были очень тяжелыми. Для передвижения в такие повозки стали запрягать животных. Повозка с такими колесами была найдена при раскопках в древнем индийском городе Махенджо-Даро. Чтобы уменьшить вес колеса, в нем начали делать вырезы, укрепляли поперечными скрепами для жесткости.

После того, как люди освоили металл и научились выплавлять различные металлические изделия, появилось колесо с металлическим ободом и спицами. Это колесо было защищено от ударов о камни и вращалось во много раз быстрее. Огромным достижением стало изобретение колеса со ступицей, которое насаживалось на неподвижную ось. Колеса при этом вращались независимо друг от друга. Для того, чтобы уменьшить трение колеса об ось, ее смазывали дегтем или жиром. Запрягая в повозки лошадей, увеличивалась скорость их передвижения.

Появление транспортных средств повлечет за собой строительство первых дорог и первых мостов. Помимо использования колеса, как транспортного средства, оно нашло применение и в других сферах жизни. Так, использование колеса в гончарном круге тоже относится к бронзовому веку. Водяное колесо использовали древние римляне еще в первом веке до нашей эры. Ровесницей железного века считают прялку, которую изобрели в Индии или другой стране Азии около 1000 лет до нашей эры. Ветряная мельница с колесом на вертикальной оси существовала в Персии уже в Х веке, в Европе она появилась в ХII веке, правда колесо крепилось на горизонтальный вал.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

История колеса

Проблемой быстрого передвижения человек начал озадачиваться довольно рано. Археологические находки, в числе которых были и первые колеса, которые находили вместе со скелетами вьючных животных, относятся к бронзовому веку – 3500-4000 лет до н.э.

В те времена наиболее высокий уровень развития был у племен древних шумеров, которые обитали на территории Месопотамии. По мнению историков, первое колесо было изобретено именно там.

Колесо – это механизм, который совершенно не был похож ни на что другое, что служило для передвижения в те времена. Колесо, по сути, являлось непрерывной системой рычагов. Конец каждой спицы соприкасается с землей, и осуществляет толчок. Так преодолевается сила трения, а полезная нагрузка идет на ось. Обод помогает распределять нагрузку равномерно и постепенно преодолевать трение.

В последующие столетия технология колесных повозок распространялась по всему миру. Конструкция обрастала новыми деталями. Сначала колесо наглухо крепилось к оси. Естественно, повозка на таких колесах не могла поворачивать, поэтому, когда надо было изменить траекторию движения – задок повозки «заносили» вручную. К концу Бронзового века в обращении появились колеса, которые свободно вращались вокруг своей оси. Позже изобрели поворотные колеса.

История колеса неразрывно связана с изобретением и развитием дорог. Колесные повозки не могли двигаться по пересеченной местности. Сначала дороги прокладывали между поселениями и местами, где проводились работы – например, между полем и деревней. Впоследствии дороги стали соединять различные населенные пункты.

Для улучшения качества хода по дорогам, приходилось совершенствовать и колесо. Так появились железные обода колес, колесные цепи, система привода. Шины для колес появились только в середине 18 века. Для изготовления первых шин использовалась плотная ткань, например, парусина.

Новое изобретение использовали не только для передвижения. Вращающий круг был полезен ремесленникам – гончарные круги, прялки, мельницы, жернова и многое другое – все э то устройства, для работы которых использовалось колесо.

Колесо стало эпическим и многозначным изобретением в истории человечества. В первую очередь это решительный шаг в истории автомобилестроения. Без существования колеса сложно представить появление автомобиля. Впрочем, колесу приписывают и некоторый философский смыл. «Движение..жизнь…бесконечность» — такие афоризмы отображают суть величайшего в жизни человечества изобретения.

История колеса, его создания и развития

Казалось бы, такое простое достижение — изобретение колеса, и все же оно великое. Первые древнейшие колеса найдены в Месопотамии, Венгрии, Средней Азии и в степях Дона и Днепра.

История создания колеса: начало

Очень любопытно, что колесо изобрели не тогда, когда люди еще скитались. При кочевом образе жизни они весь свой скарб носили на себе. Колесо было изобретено, когда они уже осели на определенном месте. Оседлые люди стали разводить хозяйство: засевать поля, разводить домашний скот, строить малые, а затем и большие поселения и города.

Стала развиваться торговля зерном, камнем, лесом и пр. А это огромные расстояния, которые нужно преодолевать с большим и тяжелым грузом. Вот тут и появилась эта простая идея.

Каким образом в древности эта идея пришла в голову? История колеса довольно любопытна.

Люди, постоянно работая с вырубленными и поваленными бревнами, обнаружили, что их можно катить, немного подталкивая.

Идея создания рычага

И в то время кроманьонцы изобрели еще и рычаг. С этого момента началась история изобретения колеса.

Как это случилось? Благодаря нажатию на подложенную палку под бревно, оно стало катиться. После повторного нажатия оно покатилось еще дальше. Тогда стали использовать еще больше подобных рычагов, благодаря которым уже можно было передвигать одновременно несколько бревен.

Потом пришла прекрасная идея — положить на катящиеся бревна наискосок другое бревно, и оно покатилось вместе с ними.

Таким образом, пришла очередная мысль, что бревна транспортируемые уже сами могли бы быть в качестве «транспорта», если поперек сверху еще положить бревна. В Древнем Египте таким образом передвигали немыслимой величины каменные статуи. История происхождения колеса продолжала пополняться любопытными фактами.

Дальнейшее усовершенствование техники передвижения грузов

В итоге получилось что-то вроде подобия повозки. Она была грубоватая и неказистая. Но положенный на нее сверху груз двигался. Оставалось только сильно нажимать на рычаги. На такой более совершенной повозке возили и другие грузы: мешки с зернами, камни и др.

Это сооружение могло катиться только по ровной поверхности. Любое препятствие в виде камня на пути могло легко разрушить эту конструкцию. И тут появилась идея закрепить бревна между собой (штук 10), внизу прикрепить еще по две пары гладко обтесанных бревен, а между этими еще и третье — гладкое, большего диаметра и свободное.

Так появилась повозка, вернее каток. Он очень хорошо двигался, и не приходилось его толкать рычагами, для этого было достаточно усилия рук. Таким был прообраз колеса.

История развития колеса довольно длинная. До изобретения настоящего колеса решалось много промежуточных проблем.

Совершенствование транспорта для перевозок грузов

Сначала с повозки убрали обе пары бревен, оставив только два катка. Затем их закрепили к повозке скобами медными, но так, чтобы они вращались. Был важный недостаток: разная толщина на разных краях бревна приводила к поворачиванию повозки в сторону.

Потом было обращено внимание на то, что та повозка, под которой каток был тоньше в центре, чем по краям, передвигается равномернее. Такую повозку и заносит в сторону меньше. Тогда изобретатель катка оставил только два валика по сторонам из целого бревна, а между ними — тонкую жердь. А потом, отделив эти валики от жерди, получил колесо.

История возникновения колеса как уже готового технического сооружения для передвижения и перетаскивания грузов началась практически с этого момента.

Вскоре для повозок стали использовать животных в упряжке. Этот момент явился переломным и решающим в истории развития и усовершенствования транспорта. Пополняется различными интересными преобразованиями история колеса. Телеги тоже претерпевают существенные изменения.

Усовершенствование конструкции телеги

В древние времена были изделия двух видов: круг гончарный и колесо для телеги. Первый — предок шкивов, шестеренок механизма часов, водяных колес и др.

Позже появились конструкции, двигающиеся свободнее, так как ось крепилась к экипажу. Это позволило ехать быстрее и поворачивать легче.

Самыми первыми были крестьянские телеги, катафалки царские, священные повозки богов и военные колесницы.

Первые телеги были и двух-, и четырехколесными. Однако последние были непрактичными. Почему? Задняя и передняя оси прикреплялись к корпусу. Такой экипаж не мог совершать крутые повороты.

2000 лет назад была изобретена передняя подвижная ось, которая позволяла экипажу поворачиваться в любую сторону.

Уже во втором тысячелетии до н. э. в Юго-Западной Азии изобрели колеса со спицами.

Древние изображения колеса

Первое древнейшее наскальное изображение (3000 лет до н. э.) саней с колесами найдено в г. Уроке Шумерской провинции.

Образ колеса на Востоке слился с образом Солнца и власти. В различных мифологиях многих государств стали упоминаться образы колеса. Колесо с Солнцем ассоциировалось так: Солнце — возвышенное и круглое, колесо — тоже круглое, еще оно позволяет человеку быстро передвигаться. Все это — преимущество и господство.

Имеют место слухи, что первое древнее колесо появилось все же не в Месопотамии, а в Турции на востоке, а возможно, и на севере Ирана. Затем они появились и в северных краях.

Виды древних колес

Уже в 3 тысячелетии до н.э. колеса обматывались кожей, а во 2 тысячелетии приколачивали в колеса гвозди, торчащие острием наружу. Это делалось для того, чтобы увеличилось их сцепление с поверхностью земли. Причем они могли быть сплошными, но уже не из цельного ствола, а составленные и сколоченные из трех частей.

История колеса, на первый взгляд такого простого предмета, показывает, что каждый народ вносил какие-то полезные изменения в его конструкцию, благодаря чему она совершенствовалась быстро.

Так и докатилась повозка на Восток, до Китая (эпоха царства Инь). Уже в 2000 г до н. э. колесо было со спицами и ободом.

Колесо в Европе

Дальнейшая история колеса и его развития связана исключительно именно с кельтскими племенами. Они начали “обувать” обод колеса металлом (1500 год до н. э.), а всего лишь через пару веков (во времена Троянской войны) колеса были практически целиком металлические.

На таких и сражались гомеровские герои. Про такие колесницы восхищенно писал библейский пророк Наум. Они сильно разбивали дорогу, поэтому в 50 году до н. э. был создан и принят самый первый закон, который ограничивал нагрузку на каждое колесо до 250 кг.

За 3000 лет древнее колесо изменило жизнь почти всей Европы. А вот до Африки (территории южнее Сахары), Азии (Юго-Восточной) и Австралии так и не доехало.