Чем чинят колеса: Что делать, если проколол колесо, и какие есть способы ремонта

Содержание

Что делать, если проколол колесо, и какие есть способы ремонта

  • Главная
  • Статьи
  • Что делать, если проколол колесо, и какие есть способы ремонта

Автор:
Алексей Кокорин

Опытных водителей такой мелочью, как прокол, не удивить, а вот начинающие в первые разы обычно путаются в последовательности действий, забывают о важных деталях и не знают, что делать с проколотым колесом даже в шиномонтажной мастерской – особенно если там начинают предлагать выбор из нескольких вариантов или стращать дорогим ремонтом. Давайте установим алгоритм операций при обнаружении спущенного колеса и разберемся, что делать сразу и что выбрать потом.

Что делать, когда обнаружил прокол

Обнаружив спущенное колесо, прежде всего нужно остановиться в безопасном месте, включить аварийную сигнализацию, оценить видимость и при необходимости выставить знак аварийной остановки: согласно ПДД он устанавливается минимум в 15 метрах от машины в населенном пункте и минимум за 30 метров вне населенного пункта. При выборе места остановки нужно учитывать пространство сбоку от автомобиля, необходимое для работы со спущенным колесом. Не стоит останавливаться прямо на дороге и в местах, где запрещены остановка и стоянка: пусть пробитое колесо и относится к условиям вынужденной остановки, но проехать на нем несколько десятков метров, чтобы выбрать безопасное и удобное место для стоянки, вполне можно. В темное время суток или в условиях ограниченной видимости (например, в туман или дождь) нужно обязательно надеть жилет со световозвращающими элементами – этого требуют пункт 2.3.4 ПДД и здравый смысл.

Теперь можно приступать к работе с колесом. Последовательно рассмотрим несколько вариантов действий, а затем перейдем к способам ремонта поврежденной шины.

Самое очевидное решение в ситуации, когда колесо спущено – это его замена. Если у вас есть запасное колесо, в состоянии которого вы уверены, лучшим вариантом будет его установка и посещение шиномонтажа для ремонта проколотой шины – такой ремонт будет более надежным и качественным, чем самостоятельный.

Если пригодного запасного колеса у вас нет, но есть насос или компрессор, можно оценить повреждения колеса и попробовать накачать его снова, чтобы добраться до шиномонтажной мастерской. Начинать поиск места утечки воздуха лучше с вентиля (он же «сосок» или «ниппель»): часто причиной спущенного колеса становится неисправный золотник. Проверить его просто: открутив защитный колпачок (если он есть), полить его водой (или послюнявить, как в детстве): пузырьки воздуха выдадут утечку. В этом случае можно попробовать заменить золотниковый клапан, выкрутив его и вкрутив новый, но если нового клапана нет, как и магазина рядом, можно попробовать просто выкрутить и вкрутить его обратно. Вне зависимости от того, помогло это или нет, нужно посетить шиномонтаж для замены золотника или вентиля целиком.

Если вентиль герметичен, а колесо спущено, то это, скорее всего, прокол. Самый простой способ найти прокол, в котором нет посторонних предметов – это поливать шину водой, осматривая поверхность: повреждение обнаружит себя пузырьками воздуха. Однако часто причину прокола можно найти вместе с ним: торчащий из колеса саморез, гвоздь или другой произвольный предмет ясно укажут на место разгерметизации. В этом случае не нужно сразу извлекать посторонний предмет из шины: он частично герметизирует отверстие, и если потеря давления идет медленно, можно попробовать накачать колесо и доехать до шиномонтажа.

То же самое касается колес, в которых утечка происходит по ободу или из неисправного вентиля. Обычно воздух в таком случае стравливается медленно, и можно накачать колесо и успеть добраться до места ремонта. Кстати, утечка по ободу может появиться из-за деформации диска при ударе – например, при попадании в яму с острыми краями. Такие ситуации чреваты повреждением и диска, и боковины шины, и в этом случае диску потребуется правка, а шине ремонт или даже замена. Чтобы избежать утечки по ободу, нужно осматривать диски при каждой смене шин. Потеря герметичности происходит или из-за коррозии, или из-за деформации диска, причем корродировать могут не только стальные, но и легкосплавные диски. Так что если вы видите вспучивания краски или ржавчину на ободе, шины нужно сажать на ободной герметик: при смене шин это обойдется дешевле, чем последующее снятие и повторный шиномонтаж для устранения утечки по ободу.

Если прокол вы нашли, но в нем нет посторонних предметов, а у вас при этом нет запасного колеса и ремкомплектов для шин, есть еще один народный метод временного «ремонта». В найденное отверстие можно вкрутить саморез – если, конечно, он у вас есть. В крайнем случае саморез можно поискать в салоне, выкрутив его из какой-то детали интерьера. Этот способ нельзя назвать надежным: он вряд ли обеспечит полную герметичность колеса, но по крайней мере, может помочь добраться до ближайшей шиномонтажной мастерской.

И еще пара полезных замечаний. Если колесо полностью спущено, то его проще накачать без золотника: последний нужно выкрутить, затем накачать шину и быстро вкрутить обратно. Дело в том, что сам золотник при накачивании оказывает сопротивление компрессору, и в случае неплотного прилегания спущенной шины к диску мощности простого магазинного компрессора может не хватить, а отсутствие золотника помогает увеличить поток воздуха и облегчить работу компрессора. Если и это не помогло, можно поднять автомобиль домкратом, вывесив спущенное колесо: это улучшит прилегание шины к диску, и шансы накачать шину увеличатся.

Способы ремонта на месте

Теперь рассмотрим варианты самостоятельного ремонта шины с помощью специальных материалов, которые стоит возить с собой или, если прокол застал вас в городе, купить в ближайшем автомобильном магазине.

1. Самый распространенный, дешевый и простой способ самостоятельного ремонта – это установка жгута из сырой резины. Жгуты продаются в комплекте с абразивным шилом для расширения отверстия в шине и улучшения контакта ремонтного жгута с его краями, а также иглой для установки жгута и клеевым составом для его фиксации и заодно герметизации прокола. При выборе ремкомплекта в магазине стоит обратить внимание на следующие нюансы:

  • абразивное шило не должно быть слишком «зубастым», чтобы не повредить нити корда – оно должно просто раздвинуть их и слегка обработать края отверстия;
  • в комплекте должен быть клей – без него жгут будет держаться в отверстии хуже, и остается вероятность того, что он будет травить воздух;​
  • жгут должен быть армирован нитями – простые полоски сырой резины трудно вставить в отверстие, не порвав их.

Установка жгута производится в следующем порядке. Сначала найденное отверстие расширяется абразивным шилом – нужно несколько раз вставить и извлечь его в место прокола. Затем жгут вставляется в ушко иглы, и на него наносится клей. После этого иглу со жгутом нужно вставить в отверстие в шине и резко выдернуть – так, чтобы жгут остался в отверстии, а игла вышла без него. Если все получилось, остается только обрезать конец жгута вровень с поверхностью шины и накачать колесо.

Преимущества ремонта с помощью жгута – это вполне приличная надежность, простота и дешевизна. На хорошо отремонтированной шине можно проездить еще долго, а если место ремонта начнет травить, можно либо заменить жгут, либо качественно отремонтировать шину в сервисе. В числе минусов – возможность повредить корд при установке, а также меньшая надежность по сравнению с «полноценными» методами ремонта в шиномонтажной мастерской. Строго говоря, жгут – это все же временный ремонт, поэтому если есть возможность подкачать колесо и доехать до шиномонтажа, то лучше не увеличивать отверстие в шине и добраться до специалистов.

2. Второй вариант ремонта – аэрозольные жидкие герметики, продающиеся в баллонах. Для ремонта проколотой шины с помощью герметика нужно извлечь посторонний предмет из места прокола, затем залить герметик внутрь колеса через вентиль, покрутить его для распределения состава внутри шины, накачать колесо и проехать несколько километров с малой скоростью для окончательного равномерного распределения герметика.

В числе плюсов такого ремонта – простота и меньшая трудоемкость по сравнению с установкой жгута. Однако есть и недостатки: чем больше отверстие, тем выше шанс, что герметик не сможет его устранить, да и на балансировку колеса такой ремонт повлиять может. По сравнению с жгутом его можно считать еще менее надежным и предпочтительным, но более простым.

Способы ремонта в шиномонтажной мастерской

Если вы поставили запаску и привезли колесо в шиномонтажную мастерскую, вам тоже могут предложить несколько вариантов ремонта. Рассмотрим самые популярные с указанием преимуществ и недостатков.

1. Первый способ ремонта – это та же самая установка жгута, которая описана выше. Как мы помним, жгут относится к временному ремонту, поэтому среди специалистов по шиномонтажу этот способ считается дурным тоном, но многие мастерские не исключают его из списка услуг. Все преимущества и недостатки здесь те же: такой ремонт будет самым быстрым, простым и дешевым, но менее надежным, чем другие методы. Выбирать его стоит в случаях, когда цена и/или быстрота процедуры для вас важнее, чем все остальное. Если же в приоритете качество, то лучше раскошелиться на варианты, указанные ниже.

2. Второй вариант ремонта прокола – это установка заплатки с внутренней стороны шины, так называемая холодная вулканизация. В этом случае шина снимается с диска, поверхность вокруг прокола обрабатывается абразивом, и повреждение заклеивается специальной заплаткой. Это более предпочтительный способ ремонта, чем жгут: он более надежный и долговечный, особенно в случае боковых проколов, когда повреждена не толстая протекторная часть шины, а более тонкая боковина. В числе минусов можно отметить только более высокую стоимость: помимо собственно ремонта шины придется оплатить снятие и установку колеса (или сделать это самостоятельно), шиномонтаж и балансировку.

3. Третий вариант – это «комплекс» из первого и второго: установка так называемого ремонтного «грибка». «Шляпка» грибка – это заплатка, а «ножка» продевается изнутри шины наружу. После приклеивания заплатки лишняя часть ножки отрезается, как и в случае со жгутом. Таким образом, закрывается не только внутренняя поверхность шины, но и само отверстие. Преимущества и недостатки этого метода ремонта в целом те же, что и у заплатки.

4. Крайняя, «аварийная» мера при ремонте проколотого колеса – это установка в него камеры. Обычно такой метод применяется для шин, которые уже нецелесообразно ремонтировать, либо «для надежности» после ремонта сложного прокола. Стоит понимать, что почти все современные шины – бескамерные, то есть, не рассчитаны на установку камеры, так что долго ездить на отремонтированном таким образом колесе не стоит. Установка камеры – это временное решение для езды до покупки новой шины, а иногда такие колеса оставляют в качестве запасных. Так что этот метод ремонта можно держать в уме как резервный.

В заключение

Мы сознательно оставили за рамками этого текста такие методы как комбинированный ремонт шин жгутом и заплаткой и горячая вулканизация. Первый применяется довольно редко и для специфических повреждений, и о его существовании достаточно просто знать. Ну а второй используется для ремонта серьезных боковых порезов, и он не только редок, но и весьма дорог. Место пореза в этом случае подготавливается, заполняется сырой резиной и обрабатывается горячим прессом для вулканизации. Оборудование для этой процедуры есть не в каждой шиномонтажной мастерской, а цена ремонта может составлять около половины стоимости новой шины.

интересно
популярные вопросы

 

Новые статьи

Статьи / Обзор

Последний бензиновый Porsche Cayenne – прощай, аналоговый тахометр и привет, рекордная мощность

Китай – крупнейший рынок не только для собственного автопрома, но и для европейского «премиума». В первом квартале 2023-го Porsche поставил в Китай 21 365 автомобилей – на 21% больше, чем за…

693

3

2

20.04.2023

Статьи / Обзор

Tucson для бедных или Creta для богатых: обзор Hyundai Mufasa

На Шанхайском автосалоне презентовали новый кроссовер Hyundai, который мог бы заменить ix35, если бы он у нас был. Впрочем, в какой-то мере он его все равно заменит: корейские модели давно з…

1350

1

2

19.04.2023

Статьи / Новые авто

Все потенциальные новинки 2023 года в России: гибрид, пикап и премиум под красным флагом

В первой части материала о китайских новинках российского рынка мы назвали те модели, которые появятся в продаже в 2023 году почти со стопроцентной вероятностью. С момента публикации прошла…

1691

1

0

17.04.2023

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв

30 лет рабства: тест-драйв ГАЗ-53

Точнее было бы написать «тест-драйв ГАЗ-САЗ-3507 на шасси ГАЗ-53-14», но это слишком сложно. А вот просто ГАЗ-53 узнает каждый, кто успел выпить стакан  газировки за одну копейку (с сиропом…

9586

9

784

09.12.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Любителям Volvo, по цене Volvo: тест-драйв обновленной Geely Tugella

Впервые с Geely Tugella мы познакомились ровно два года назад, в ноябре 2020. За эти два года флагманский кроссовер нашел свою, пусть и небольшую, аудиторию, заработал определенную репутацию…

8419

3

864

29.11.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Тест-драйв Geely Monjaro: лучше, чем Volvo?

В Китае этот полноразмерный кроссовер дебютировал еще два года назад под неблагозвучным для нашего уха именем Xingyue L и заводским индексом KX11. В России машину сертифицировали в 2022, и в…

7393

8

9

07.04.2023

что можно починить, а что уже нет? / 21 сентября 2017 — статьи почитать на Колёсах

Надвигается очередной сезон переобувки. И возможно, вы вспомните, что на одной из покрышек после прошедшей зимы/лета есть косяк — небольшая шишка. Ради одной новой покрышки бежать в магазин не хочется. Понимаем. А может, походит ещё, если отремонтировать?

Да, не всякое колесо, которое встретилось с гвоздём, торчащей из земли арматурой или острым камнем на бездорожье, считается испорченным. Всё, конечно, зависит от масштаба повреждения и его места на самой шине. Какие-то ремонтируются легко, а другие сделать просто-напросто невозможно — шину отправить только в мусор.

Шишка или грыжа

Вздутие на колесе, называемое среди водителей шишка или грыжа, — самый частый дефект боковины шины. Появляется он из-за наезда на препятствие или после попадания в яму, чаще на высокой скорости. Нити каркаса боковины от удара легко повреждаются, и шина в этой точке уже не может удержать нагрузку и давление воздуха — появляется вздутие. Маленькая шишка рано или поздно превращается в большую, и ездить с таким дефектом опасно — стрельнуть колесо может в любой момент. На высокой скорости это чревато потерей управления, вылетом с дороги и переворотом.

Качество дорог в Казахстане способствует появлению на покрышках грыж

Некоторые виды грыж ремонтопригодны, хотя это временная мера. Восстановить заводскую жёсткость ни одна заплатка не сможет. В идеале — замена шины.

Продлить жизнь шины с грыжей смогут специальные кордовые пластыри, даже если вздутие появилось на протекторе. С боковиной отдельная история. Если вздутие появилось на расстоянии свыше 40 мм от борта, ремонтировать можно. Если нет — колесо точно под замену. Вздутия на шинах с низким профилем чаще всего неремонтопригодны.

Чтобы максимально обезопасить езду с отремонтированной шишкой, вставьте камеру. Это недорогое и надёжное решение. У нас на рынке можно найти камеры китайского и российского производства, последние чуть дороже, но и качественнее.

Боковой порез

Ликвидация бокового пореза — операция серьёзная, поэтому, как и в случае с шишкой, придётся ехать к профессионалам. Нужны кордовые латки, благо в наше время они есть разных размеров и с разным количеством слоёв. И если делать по уму, то не обойтись без специальных инструментов и вулканизации.

Порез, к слову, можно залечить не во всех случаях. Если разрыв находится в зоне плеча покрышки, ремонтировать его вряд ли кто возьмётся, так как никаких гарантий тут уже дать нельзя. Впрочем, наши Кулибины берутся даже за самые тяжкие случаи, вырезая из шин части боковин и самостоятельно плетя даже корд.

Капитальный ремонт покрышки. Мы бы такое колесо себе не поставили

Низкопрофильные шины ремонтировать можно, но сложнее. Разрыв на боковине легче заклеивать на покрышках со средним или высоким профилем.

Бывает, порез путают с выщипом. Это когда внешний слой боковины зацепился за что-то острое, образовался надрыв, но при этом сам каркас остался целым. Ничего страшного в этом нет, хотя водителям мастера на шиномонтаже успешно втюхивают ремонт именно пореза, за что и берут соответственно.

Если кусочек резины на боковине остался, то подклейте его обычным суперклеем (101-й). Если оторвался, то лучше замазать сырой резиной и завулканизировать. Оставлять выщип оголённым не рекомендуется, т. к. каркас шины, частенько состоящий из металлического корда, станет быстро корродировать.

В Европе бракованные или отслужившие своё шины перед отправкой в утиль дырявят, чтобы исключить их перепродажу и возможную эксплуатацию. Но там не знают, что у нас такие дырки на боковине латают на раз-два

Разрушение бокового кольца

Порезы и грыжи не единственные возможные повреждения боковой части покрышки. Испортить можно и боковое кольцо, в процессе переобувки к примеру. Если по чесноку, то такая шина уже опасна. Рано или поздно давление в шине и нагрузка в движении начнут выдавливать резину с обода — может произойти взрыв колеса.

Ремонтировать этот недуг берутся, если проволочное кольцо — основа — целое. Специальных технологий и материалов для исправления именно этой проблемы нет, но чаще всего мастера используют двухкомпонентный состав для химической (её ещё называют холодной) вулканизации. После смешивания массу запрессовывают в обезжиренное повреждение. Производители составов рекомендуют выждать 72 часа перед монтажом покрышки. Само собой, наши мастера на это условие внимания не обращают — ставят шину сразу. И хорошо, если колесо из-за этого спустит ночью на стоянке, а не в дороге.

Если надрывы бокового кольца едва заметны, но колесо всё равно спускает, то можно использовать специальную жидкость — уплотнитель бортов, предназначенную для герметизации бескамерной покрышки.

Подобные уплотнители некоторое время применяли в автоспорте. В частности, в американской дрифт-серии Formula D пилоты использовали составы, чтобы покрышка оставалась на диске даже с минимальным давлением в колесе. Сейчас они запрещены.

Обратите внимание на левое заднее колесо Nissan Silvia S13. Из-за слишком низкого давления его буквально сняло с диска под нагрузкой

Прокол колеса

С этой проблемой сталкивался каждый школьник, латая камеру своего велосипеда после наезда на что-то острое. Прокол автомобильной шины отремонтировать своими руками труда тоже не составит даже на дороге. Но для этого понадобится насос (или компрессор) и универсальный набор для ремонта шин со жгутами. Всё это продаётся на любом авторынке или заправке.

Ремонт шины на обочине жгутами

Процесс несложный. Если речь идёт о передних колёсах, то в большинстве случаев колесо можно даже не снимать, достаточно вывернуть руль в нужную сторону, найти место прокола и провести ремонт. Сначала отверстие зачищается винтообразным шилом из набора. Сам жгут промазывается клеем и заправляется в ушко шила, после чего вводится в отверстие шины. Резким движением инструмент извлекается, а жгут остаётся на месте и закупоривает отверстие. Хвостики обрезаются ножом, но не под корень, рекомендуется оставить около 20 мм. Шина накачивается, проверяется.

Иногда гвоздь или саморез сам и закупоривает отверстие, оставаясь в нём. Если увидели шляпку в протекторе, не спешите выдёргивать. Пока держится давление, двигайте на вулканизацию. А бывает, с шурупом в шине ездят неделями.

Ремонт прокола на шиномонтаже

Жгутами проколы ремонтируют и на специализированном сервисе, хотя среди профессионалов такой ремонт не считается долгосрочным. Спустя несколько месяцев жгутики рассохнутся и могут пропускать воздух. Существуют и более продвинутые методы вроде холодной и горячей вулканизации. Последний более надёжный. В этом случае отверстие заделывается эластичным пластырем, а воронка от постороннего предмета заполняется специальным составом. После на покрышку одевается вулканизатор, он нагревает резину и спаивает её.

Помимо пластыря прокол ремонтируется и специальными кордовыми грибками. Мастера обрабатывают место прокола: высверливают его и обрабатывают поверхность инструментом для придания шероховатости. Затем зону ремонта смазывают клеем (его ещё называют цементом) и вводят грибок. Делается это изнутри покрышки. Шляпка грибка прикатывается, а излишек ножки снаружи просто срезают.

Ремонт прокола с помощью герметика

С появлением бескамерных колёс, а позже шин Run Flat многие автопроизводители стали отказываться от запасных колёс. Вместо них с машинами поставляются ремкомплекты с компрессорами. Ремкомплект, по сути, это баллон с герметиком под давлением. Позже такие баллончики стали появляться и на прилавках обычных автомагазинов.

Этот способ не прижился в СНГ, т. к. состояние дорог вынуждает иметь в комплекте как минимум докатку, но как способ ремонта на дороге рассмотреть его тоже можно.

Автомобиль нужно поднять на домкрат и в повреждённое колесо через ниппель закачать герметик. Далее следует крутануть колесо, потом накачать его, опустить машину и проехать несколько сотен метров. Если герметичность покрышки не восстановилась, повторить процедуру.

Восстановление протектора

Для коммерческой техники нарезка протектора специальным устройством (регрувер) — обычное дело. Причём такое восстановление шин предусмотрено заводом (с пометкой REGROOVABLE на боковине) для увеличения срока службы. Но есть предприниматели, которые берутся углублять канавки и в шинах для легковых машин. А вот они для такой операции не предназначены. Частенько так «освежают» б/у шины, выставляемые на продажу. Будьте внимательны!

Чем это грозит?

Худший вариант — восстановленная шина стрельнёт в дороге, так как при углублении канавок мастер может повредить подпротекторный слой. Такая покрышка в какой-то момент не сможет удержать давление. Будет бум! В лучшем случае покрышка действительно прослужит чуть дольше, но стоит ли игра свеч? Нам кажется, что не стоит.

Как делают нарезку?

Для нарезки протектора используется регрувер. Грубо говоря, это большой паяльник со сменными жалами разной формы. Сквозь резину аппарат проходит как нож через масло.

Если шина для легковых автомобилей, то браться за регрувер стоит только в одном случае — когда часть рисунка протектора была заварена «новой» резиной в ходе ремонта. Тут и пригодится нарезка для того, чтобы восстановить канавки и симметричность протектора.

Что говорится в ПДД насчёт шин для легковых автомобилей?

Эксплуатация транспортного средства запрещается, если:

— шины имеют остаточную высоту рисунка протектора менее 1.6 мм;

— шины имеют пробои, порезы, разрывы, обнажающие корд, а также расслоение каркаса, отслоение протектора и боковины;

— шины по размеру или допустимой нагрузке не соответствуют модели авто;

— на одну ось авто установлены шины различных размеров, конструкций (радиальная, диагональная, камерная, бескамерная), моделей, с различными рисунками протектора, зимние и летние, ошипованные и неошипованные, новые и восстановленные;

— на передней оси установлены шины, восстановленные по второму классу ремонта.

Что такое второй класс ремонта?

Это тот случай, когда восстановлен каркас шины после серьёзных повреждений. Боковой порез (или разрыв) — это серьёзное повреждение каркаса шины.

Ещё по теме

  • Как дурят на шиномонтаже
  • Выбор зимних шин: как найти оптимальный вариант?
  • О чём предупреждают буквы и цифры на ваших шинах

Как работают колеса? | Наука о колесах и осях

Как работают колеса? | Наука о колесах и осях

Вы здесь:
Домашняя страница >
Транспорт >
Колеса и оси

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Колеса повсюду в нашем мире
сегодня — в самых очевидных местах (в автомобилях, грузовиках и самолетах), но и спрятанных внутри всего от
компьютерные жесткие диски и стиральные машины для
электрические зубные щетки
и посудомоечные машины.
Шесть тысяч лет назад не было колес на
все. Возникновение колеса из простого проигрывателя, который помог людям сформировать
глиняные горшки ключевым компонентом в сотнях важных изобретений, обязаны
все к простому и эффективному способу, которым это помогает нам захватывать и
использовать энергию и преобразовывать силы. Давайте посмотрим поближе!

Фото: The Wheel, колесо обозрения с неоновой подсветкой в ​​Орландо, Флорида. Фотография из американского проекта Кэрол М. Хайсмит в архиве Кэрол М. Хайсмит любезно предоставлена ​​Отделом эстампов и фотографий Библиотеки Конгресса.

Содержание

  1. Зачем нужны колеса
  2. Как работают колеса?
  3. Кто изобрел колесо?
  4. Развертка колеса
  5. Узнать больше

Зачем нам колеса

В наше время мы предполагаем, что должны быть дороги, чтобы колеса могли
путешествовать по. Но колеса впервые стали использовать на телегах именно потому, что там
не было ровных путей, по которым можно было бы надежно транспортировать.
До изобретения телег люди тащили грузы на санях и рамах.
буксируемых за животными, такими как лошади и собаки. Сани были
эффективный способ перемещения тяжелых грузов до того, как колеса
изобретены, но трение замедляет их. Рамы, частью которых является груз
перетащили и часть пронесли, помогите решить эту проблему. А-образный
считается, что была изобретена тяговая рама, известная как травуа.
тысячи лет назад, и коренные американцы использовали его до 19 века.й
век. Даже с помощью животной силы трение между неровной землей и рамой увеличивалось.
идет трудно.

Фото: Трение не является проблемой, когда вы путешествуете по льду, как и пассажир.
этой собачьей упряжке. Но санки не так хорошо двигаются по нормальной местности: вот почему колеса
были изобретены. Фото Джо Голдманн, предоставлено Службой охраны рыбных ресурсов и дикой природы США.

Как работают колеса?

Перетаскивание груза с помощью колесной тележки далеко
легче, чем тащить его по земле — по двум причинам:

  • Колеса уменьшают трение. Вместо того, чтобы просто скользить по земле, колеса закапываются и вращаются, поворачивая
    вокруг прочных стержней, называемых осями. Это означает, что единственное трение
    приходится преодолевать животным в точке, где встречаются колесо и ось — между относительно гладкой внутренней поверхностью
    колес и одинаково гладкая наружная поверхность осей вокруг
    которые они поворачивают.
  • Колеса

  • обеспечивают рычаги (другими словами, они являются примерами мультипликаторов силы или простых механизмов). Тележку с большими колесами легче толкать, потому что у нее колеса большего диаметра.
    работают как большие рычаги, увеличивая тянущую или толкающую силу и делая
    легче крутить колеса вокруг своей оси — точно так же
    так что длинный гаечный ключ облегчает ослабление гайки.

Давайте рассмотрим обе эти вещи более подробно.

1. Фрикцион переключения на ось

Когда вы толкаете коробку на землю, возникает сильное трение между дном
коробка и земля под ней, потому что обе поверхности относительно шероховатые:

Когда вы толкаете ту же коробку, загруженную на тележку с четырьмя колесами, сопротивление становится намного меньше. Коробка больше не должна скользить вдоль
землю так, чтобы часть трения исчезла. Однако колеса не устраняют полностью трение, как думают некоторые, — это далеко не так! Между четырьмя колесами и землей должно быть трение, иначе они просто скользили бы (как будто что-то толкают по льду). Трение между каждым колесом и землей помогает ему «закапываться», чтобы колесо могло вращаться.

Тележки легче толкать, потому что единственное реальное трение, с которым вам приходится бороться, возникает между четырьмя колесами и их осями. Когда вы толкаете тележку, относительно гладкие внутренние поверхности колес вращаются и скользят вокруг относительно гладких внешних поверхностей осей. Здесь важно слово гладкий ; ключ к тому, как колеса уменьшают трение, заключается в том, что они могут более плавно скользить вокруг своих осей, чем объект может скользить по неровной поверхности. Если бы земля всегда была гладкой, как лед, нам бы вообще не понадобились колеса и оси — мы могли бы просто скользить и скользить повсюду! Иногда колеса и оси разделены шарикоподшипниками (маленькими сферическими шариками из твердого металла, часто смазанными маслом или жиром), которые помогают еще больше уменьшить трение между двумя поверхностями, перекатываясь в пространстве между ними. Без подшипников или без них трение гораздо меньше, чем при движении ящика прямо по земле, и поэтому тележка облегчает перемещение грузов:

2. Предоставление рычага

Колеса на тележках помогают и в другом важном аспекте: они работают как рычаги. Это немного более очевидно, когда вы смотрите на
штурвал корабля внизу.

Штурвал. Фото Шеннон Хивин предоставлено ВМС США и
Викисклад.

Если повернуть колесо таким образом снаружи, ось в центре будет вращаться медленнее, но с большей силой. Другими словами, большой штурвал помогает моряку легче поворачивать руль корабля, чем маленький штурвал. Если представить, что каждая спица — это рычаг, легко понять, как работает это колесо. Почему колесо не твердое? Толстые спицы обеспечивают большую прочность при меньшем весе по сравнению с цельным колесом того же размера.

Так что насчет колес у тележки?
Обод колеса поворачивается на большее расстояние, чем ось, поэтому в случае, когда вы толкаете тележку сзади или тянете ее спереди, на ось действует большее усилие, чем на обод. Это означает, что действительно полезно, если у вашей тележки большие колеса, потому что они дают вам больше рычагов, увеличивают силу толкания и помогают преодолеть силу трения на осях.

Поверните колесо на ободе, и сила, которую вы прикладываете (красная стрелка), умножается, чтобы дать большую силу на оси (синяя стрелка). Чем больше колесо, тем больше эффект, потому что радиус колеса работает как рычаг. Чем больше колесо, тем длиннее рычаг,
и тем больше рычагов вы получите.

Вместо этого поверните колесо в центре, и оно сработает в обратную сторону. Теперь обод колеса движется дальше и быстрее. Вот как вы можете использовать большее колесо, чтобы увеличить скорость. Однако, если вы прикладываете усилие к центру колеса, рычаг работает в обратном направлении, и вы получаете меньшую силу на ободе, хотя там вы получаете большую скорость. Как и в случае с шестернями, вы не можете одновременно увеличить и силу, и скорость. Если вы увеличиваете один из них, вы должны уменьшить другой, иначе вы будете использовать колесо для получения энергии из воздуха (что нарушает основной закон физики, называемый сохранением энергии).

Рекламные ссылки

Кто изобрел колесо?

Люди использовали животных для передвижения задолго до
изобретения колеса и даже до появления человека
поселения и сельское хозяйство на Ближнем Востоке около 8–9 тысяч лет до нашей эры.
Считается, что собак приручили и одомашнили в Китае около
13000 г. до н.э.; лошади были одомашнены совсем недавно, около 4500 г. до н.э.
Животные, используемые для перевозки людей таким образом, называются тварями.
груз.

Никто точно не знает, когда, где и как были изобретены колеса.
Считается, что гончарные круги широко использовались около 7000 лет назад в
Месопотамия (регион Ближнего Востока, в настоящее время в значительной степени оккупированный Ираком):
легко представить, как гончар мог прийти к этой идее после того, как
многократное вращение стула для работы на горшке
с разных сторон. Мы не знаем, когда появился гончарный круг.
тоже был изобретен, но некоторые историки считают, что он может быть датирован 8000 г. до н.э. В начале
форме, это было немногим больше, чем поворотный стол или «турнет», установленный на
центральная поддержка.

Фото: С помощью гончарного круга сделать круглый горшок намного проще и быстрее.
который также можно использовать для украшения готового горшка. Некоторые колеса медленно поворачиваются вручную; другие быстро вращаются, приводимые в движение педалью. Фото Г. Эрика и Эдит Мэтсон предоставлено
Библиотека Конгресса США, отдел печати и фотографий [LC-DIG-matpc-20729].

Возможно, кто-то со временем превратился в гончара
развернуться на 90 градусов, чтобы создать новый вид транспорта, или
возможно, колесо было полностью заново изобретено для этой новой цели, но
прошло еще 1000–1500 лет, прежде чем колеса были впервые использованы на телегах.
Скорее всего, кто-то, используя стволы деревьев в качестве катков, реализовал свою работу
было бы проще, если бы бревна можно было как-то закрепить на месте внизу
груз, нарезанный, как салями, чтобы было легче пройти через него и
вокруг препятствий. Такая эффективная идея должна была получить широкое распространение и
колесо попало в Европу и Азию в течение следующих
тысячелетие.

Фото: Ранние колеса изготавливались из закругленных срезов стволов деревьев или кусков камня.
с прорезанными отверстиями для оси. Цельные колеса, подобные этому, превратились в более легкие и быстрые полутвердые колеса.
с большой цельной планкой посередине и несколькими спицами по диагоналям. Полностью спицевые колеса,
как модель колеса тележки, показанная здесь, продвиньте идею на шаг вперед, покончив с
максимально тяжелая масса без ущерба для прочности. Это сделало возможным изобретение быстрых колесниц,
такие, как те, которые использовались в римские времена.

Колеса работают более эффективно, когда они имеют гладкую поверхность дороги.
путешествовать по. Римляне начали строительство дорог примерно с 300 г. до н.э.
способ связать разрозненные части своей империи. Римский
дороги были построены аналогично современным из слоев
различные материалы, в том числе большие валуны для поддержки веса, и
более мелкие камни, песок и плитка для дренажа. Часто цемент и
бетон (еще один важный римский
технологии) использовались для связывания сыпучих материалов. Сверху была износостойкая поверхность из
сплющенные камни разрезаны и собраны вместе, как головоломка. Римские дороги
были построены по прямой линии, чтобы минимизировать время в пути.

Разработка колеса

С точки зрения фундаментальной науки, колеса, на которых ездят наши автомобили
сегодня практически идентичны тем, которые впервые использовались в древние времена:
несмотря на то, что они построены из более сложных материалов, они по-прежнему
по существу плоские диски, вращающиеся на сплошных осях. Более интересным является
как колеса развивались другими способами в ряде все более
сложные машины.

Фото: Шестерня произошла от колеса и оси. Поставить много шестерен
вместе, и вы можете преобразовывать силу и скорость в машине всеми возможными способами.

С добавлением зубьев вокруг обода колеса становятся шестернями,
способны изменять крутящий момент (силу вращения) машины или ее
скорость: шестерни позволяют велосипеду двигаться быстро или очень медленно взбираться на холм, причем всадник крутит педали с одинаковой скоростью в обоих случаях. Вытянутые в барабаны колеса можно использовать как лебедки для подъема воды из колодцев, камней
из мин или с якоря в корабли: простые машины такого рода
известные как шпили и лебедки. Лебедки, использующие несколько колес,
соединенные несколькими отрезками веревки, становятся шкивами: мощные машины
что значительно увеличивает силу тяги, позволяя человеку поднимать много
раз больше их собственного веса.

Фото: Водяные турбины (как эта из
Плотина Гранд-Кули в штате Вашингтон, США) также произошла от колеса и оси. Фото предоставлено Бюро мелиорации США.

Колеса — сердце турбины
(машины, извлекающие энергию из движущейся жидкости или газа): водяные колеса и ветряные мельницы, самые
важные источники машинной энергии в Средние века, оба развились
от основного колеса, вращающегося вокруг оси. Двигатели слишком полагаются на колеса
преобразовывать топливо в энергию и управлять транспортным средством: в современном автомобиле
двигатель, например, сгорание топлива в цилиндрах качает поршни
назад
и вперед, поворачивая смещенную от центра ось, известную как коленчатый вал, который затем
приводит в действие коробку передач и опорные катки.

За 7000 лет колесо ушло далеко за пределы своего первоначального использования
как гончарный инструмент. Помогая нам перемещать грузы, использовать энергию,
и трансформировать силы, это простое, но удивительно эффективное изобретение
буквально дал людям возможность завоевать мир!

Узнайте больше

На этом сайте

  • Тормоза
  • Шестерни
  • Маховики
  • Шкивы
  • Инструменты и простые механизмы
  • Транспорт

Книги

Для читателей постарше
  • Колеса: иллюстрированная история Эдвина Туниса. Johns Hopkins University Press, 2002. Современное переиздание классической книги 1955 года, в которой представлена ​​история колес с древних времен до 20 века.
Для младших читателей

Для детей от 9 до 12 лет, если не указано иное:

  • Изготовление машин с колесами и осями, Крис Окслейд. Raintree, 2015. Очень хорошее 32-страничное предисловие для детей от 7 до 9 лет. это помещает колеса в более широкий контекст простых машин.
  • Изобретение Лайонела Бендера. DK, 2013. Экскурсия по классическим механическим, электрическим и электронным изобретениям, которые мы склонны принимать как должное. Довольно устаревший и с очень небольшим освещением современных изобретений, но все же разумный обзор древних технологий, включая различные типы колес.
  • «Все о физике» Ричарда Хаммонда. ДК, 2015. Более легкое и увлекательное введение в физику, предназначенное для той же аудитории. (Переиздание более ранней книги под названием Чувствуешь силу? .)
  • Колесо от Дэвида и Патриции Патрисия Арментраут. CATS, 2009. Простое (32 страницы) введение в колеса и принцип их работы.

Статьи

Простое знакомство
  • Приветствие колесу Меган Гамбино, Смитсоновский институт, 17 июня 2009 г. Экскурсия по истории колеса.
  • «Переделка колеса: эволюция колесницы», Джон Ноубл Уилфорд, The New York Times,
    22 февраля 1994 г. Увлекательное введение в разработку колес со спицами и боевых колесниц из архива NY Times.
Более академический
  • Гончарный круг: анализ идей и артефактов в изобретении Джорджа М. Фостера, Southwestern Journal of Anthropology, Vol. 15, № 2 (лето 1959 г.), стр. 99–119. Как появление колеса произвело революцию в гончарном деле.

Упражнения

  • Повышение мотивации вашего класса физики: Учащиеся учатся интегрировать принципы силы посредством проектирования и изготовления бумажных автомобилей Стэнли Эйзенштейном,
    Учитель естественных наук, Vol. 75, № 3, март 2008 г., стр. 62–66. Занятие в классе (описанное с точки зрения учителя), призванное помочь учащимся исследовать силы и движение с помощью колес и осей.
  • Наука о колесах поезда от Свеньи Лохнер, друзей науки. Почему колеса поездов имеют сужающуюся, коническую форму?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Следуйте за нами

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2022) Колеса. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howwheelswork.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Бибтекс

@misc{woodford_wheels,
автор = «Вудфорд, Крис»,
title = «Как работают колеса»,
publisher = «Объясните это»,
год = «2009»,
url = «https://www. explainthatstuff.com/howwheelswork.html»,
urldate = «2022-10-08»
}

Больше информации на нашем веб-сайте…

  • Связь
  • Компьютеры
  • Электричество и электроника
  • Энергия
  • Машиностроение
  • Окружающая среда
  • Гаджеты
  • Домашняя жизнь
  • Материалы
  • Наука
  • Инструменты и инструменты
  • Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают колеса? | Наука о колесах и осях

Как работают колеса? | Наука о колесах и осях

Вы здесь:
Домашняя страница >
Транспорт >
Колеса и оси

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Колеса повсюду в нашем мире
сегодня — в самых очевидных местах (в автомобилях, грузовиках и самолетах), но и спрятанных внутри всего от
компьютерные жесткие диски и стиральные машины для
электрические зубные щетки
и посудомоечные машины.
Шесть тысяч лет назад не было колес на
все. Возникновение колеса из простого проигрывателя, который помог людям сформировать
глиняные горшки ключевым компонентом в сотнях важных изобретений, обязаны
все к простому и эффективному способу, которым это помогает нам захватывать и
использовать энергию и преобразовывать силы. Давайте посмотрим поближе!

Фото: The Wheel, колесо обозрения с неоновой подсветкой в ​​Орландо, Флорида. Фотография из американского проекта Кэрол М. Хайсмит в архиве Кэрол М. Хайсмит любезно предоставлена ​​Отделом эстампов и фотографий Библиотеки Конгресса.

Содержание

  1. Зачем нужны колеса
  2. Как работают колеса?
  3. Кто изобрел колесо?
  4. Развертка колеса
  5. Узнать больше

Зачем нам колеса

В наше время мы предполагаем, что должны быть дороги, чтобы колеса могли
путешествовать по. Но колеса впервые стали использовать на телегах именно потому, что там
не было ровных путей, по которым можно было бы надежно транспортировать.
До изобретения телег люди тащили грузы на санях и рамах.
буксируемых за животными, такими как лошади и собаки. Сани были
эффективный способ перемещения тяжелых грузов до того, как колеса
изобретены, но трение замедляет их. Рамы, частью которых является груз
перетащили и часть пронесли, помогите решить эту проблему. А-образный
считается, что была изобретена тяговая рама, известная как травуа.
тысячи лет назад, и коренные американцы использовали его до 19 века.й
век. Даже с помощью животной силы трение между неровной землей и рамой увеличивалось.
идет трудно.

Фото: Трение не является проблемой, когда вы путешествуете по льду, как и пассажир.
этой собачьей упряжке. Но санки не так хорошо двигаются по нормальной местности: вот почему колеса
были изобретены. Фото Джо Голдманн, предоставлено Службой охраны рыбных ресурсов и дикой природы США.

Как работают колеса?

Перетаскивание груза с помощью колесной тележки далеко
легче, чем тащить его по земле — по двум причинам:

  • Колеса уменьшают трение. Вместо того, чтобы просто скользить по земле, колеса закапываются и вращаются, поворачивая
    вокруг прочных стержней, называемых осями. Это означает, что единственное трение
    приходится преодолевать животным в точке, где встречаются колесо и ось — между относительно гладкой внутренней поверхностью
    колес и одинаково гладкая наружная поверхность осей вокруг
    которые они поворачивают.
  • Колеса

  • обеспечивают рычаги (другими словами, они являются примерами мультипликаторов силы или простых механизмов). Тележку с большими колесами легче толкать, потому что у нее колеса большего диаметра.
    работают как большие рычаги, увеличивая тянущую или толкающую силу и делая
    легче крутить колеса вокруг своей оси — точно так же
    так что длинный гаечный ключ облегчает ослабление гайки.

Давайте рассмотрим обе эти вещи более подробно.

1. Фрикцион переключения на ось

Когда вы толкаете коробку на землю, возникает сильное трение между дном
коробка и земля под ней, потому что обе поверхности относительно шероховатые:

Когда вы толкаете ту же коробку, загруженную на тележку с четырьмя колесами, сопротивление становится намного меньше. Коробка больше не должна скользить вдоль
землю так, чтобы часть трения исчезла. Однако колеса не устраняют полностью трение, как думают некоторые, — это далеко не так! Между четырьмя колесами и землей должно быть трение, иначе они просто скользили бы (как будто что-то толкают по льду). Трение между каждым колесом и землей помогает ему «закапываться», чтобы колесо могло вращаться.

Тележки легче толкать, потому что единственное реальное трение, с которым вам приходится бороться, возникает между четырьмя колесами и их осями. Когда вы толкаете тележку, относительно гладкие внутренние поверхности колес вращаются и скользят вокруг относительно гладких внешних поверхностей осей. Здесь важно слово гладкий ; ключ к тому, как колеса уменьшают трение, заключается в том, что они могут более плавно скользить вокруг своих осей, чем объект может скользить по неровной поверхности. Если бы земля всегда была гладкой, как лед, нам бы вообще не понадобились колеса и оси — мы могли бы просто скользить и скользить повсюду! Иногда колеса и оси разделены шарикоподшипниками (маленькими сферическими шариками из твердого металла, часто смазанными маслом или жиром), которые помогают еще больше уменьшить трение между двумя поверхностями, перекатываясь в пространстве между ними. Без подшипников или без них трение гораздо меньше, чем при движении ящика прямо по земле, и поэтому тележка облегчает перемещение грузов:

2. Предоставление рычага

Колеса на тележках помогают и в другом важном аспекте: они работают как рычаги. Это немного более очевидно, когда вы смотрите на
штурвал корабля внизу.

Штурвал. Фото Шеннон Хивин предоставлено ВМС США и
Викисклад.

Если повернуть колесо таким образом снаружи, ось в центре будет вращаться медленнее, но с большей силой. Другими словами, большой штурвал помогает моряку легче поворачивать руль корабля, чем маленький штурвал. Если представить, что каждая спица — это рычаг, легко понять, как работает это колесо. Почему колесо не твердое? Толстые спицы обеспечивают большую прочность при меньшем весе по сравнению с цельным колесом того же размера.

Так что насчет колес у тележки?
Обод колеса поворачивается на большее расстояние, чем ось, поэтому в случае, когда вы толкаете тележку сзади или тянете ее спереди, на ось действует большее усилие, чем на обод. Это означает, что действительно полезно, если у вашей тележки большие колеса, потому что они дают вам больше рычагов, увеличивают силу толкания и помогают преодолеть силу трения на осях.

Поверните колесо на ободе, и сила, которую вы прикладываете (красная стрелка), умножается, чтобы дать большую силу на оси (синяя стрелка). Чем больше колесо, тем больше эффект, потому что радиус колеса работает как рычаг. Чем больше колесо, тем длиннее рычаг,
и тем больше рычагов вы получите.

Вместо этого поверните колесо в центре, и оно сработает в обратную сторону. Теперь обод колеса движется дальше и быстрее. Вот как вы можете использовать большее колесо, чтобы увеличить скорость. Однако, если вы прикладываете усилие к центру колеса, рычаг работает в обратном направлении, и вы получаете меньшую силу на ободе, хотя там вы получаете большую скорость. Как и в случае с шестернями, вы не можете одновременно увеличить и силу, и скорость. Если вы увеличиваете один из них, вы должны уменьшить другой, иначе вы будете использовать колесо для получения энергии из воздуха (что нарушает основной закон физики, называемый сохранением энергии).

Рекламные ссылки

Кто изобрел колесо?

Люди использовали животных для передвижения задолго до
изобретения колеса и даже до появления человека
поселения и сельское хозяйство на Ближнем Востоке около 8–9 тысяч лет до нашей эры.
Считается, что собак приручили и одомашнили в Китае около
13000 г. до н.э.; лошади были одомашнены совсем недавно, около 4500 г. до н.э.
Животные, используемые для перевозки людей таким образом, называются тварями.
груз.

Никто точно не знает, когда, где и как были изобретены колеса.
Считается, что гончарные круги широко использовались около 7000 лет назад в
Месопотамия (регион Ближнего Востока, в настоящее время в значительной степени оккупированный Ираком):
легко представить, как гончар мог прийти к этой идее после того, как
многократное вращение стула для работы на горшке
с разных сторон. Мы не знаем, когда появился гончарный круг.
тоже был изобретен, но некоторые историки считают, что он может быть датирован 8000 г. до н.э. В начале
форме, это было немногим больше, чем поворотный стол или «турнет», установленный на
центральная поддержка.

Фото: С помощью гончарного круга сделать круглый горшок намного проще и быстрее.
который также можно использовать для украшения готового горшка. Некоторые колеса медленно поворачиваются вручную; другие быстро вращаются, приводимые в движение педалью. Фото Г. Эрика и Эдит Мэтсон предоставлено
Библиотека Конгресса США, отдел печати и фотографий [LC-DIG-matpc-20729].

Возможно, кто-то со временем превратился в гончара
развернуться на 90 градусов, чтобы создать новый вид транспорта, или
возможно, колесо было полностью заново изобретено для этой новой цели, но
прошло еще 1000–1500 лет, прежде чем колеса были впервые использованы на телегах.
Скорее всего, кто-то, используя стволы деревьев в качестве катков, реализовал свою работу
было бы проще, если бы бревна можно было как-то закрепить на месте внизу
груз, нарезанный, как салями, чтобы было легче пройти через него и
вокруг препятствий. Такая эффективная идея должна была получить широкое распространение и
колесо попало в Европу и Азию в течение следующих
тысячелетие.

Фото: Ранние колеса изготавливались из закругленных срезов стволов деревьев или кусков камня.
с прорезанными отверстиями для оси. Цельные колеса, подобные этому, превратились в более легкие и быстрые полутвердые колеса.
с большой цельной планкой посередине и несколькими спицами по диагоналям. Полностью спицевые колеса,
как модель колеса тележки, показанная здесь, продвиньте идею на шаг вперед, покончив с
максимально тяжелая масса без ущерба для прочности. Это сделало возможным изобретение быстрых колесниц,
такие, как те, которые использовались в римские времена.

Колеса работают более эффективно, когда они имеют гладкую поверхность дороги.
путешествовать по. Римляне начали строительство дорог примерно с 300 г. до н.э.
способ связать разрозненные части своей империи. Римский
дороги были построены аналогично современным из слоев
различные материалы, в том числе большие валуны для поддержки веса, и
более мелкие камни, песок и плитка для дренажа. Часто цемент и
бетон (еще один важный римский
технологии) использовались для связывания сыпучих материалов. Сверху была износостойкая поверхность из
сплющенные камни разрезаны и собраны вместе, как головоломка. Римские дороги
были построены по прямой линии, чтобы минимизировать время в пути.

Разработка колеса

С точки зрения фундаментальной науки, колеса, на которых ездят наши автомобили
сегодня практически идентичны тем, которые впервые использовались в древние времена:
несмотря на то, что они построены из более сложных материалов, они по-прежнему
по существу плоские диски, вращающиеся на сплошных осях. Более интересным является
как колеса развивались другими способами в ряде все более
сложные машины.

Фото: Шестерня произошла от колеса и оси. Поставить много шестерен
вместе, и вы можете преобразовывать силу и скорость в машине всеми возможными способами.

С добавлением зубьев вокруг обода колеса становятся шестернями,
способны изменять крутящий момент (силу вращения) машины или ее
скорость: шестерни позволяют велосипеду двигаться быстро или очень медленно взбираться на холм, причем всадник крутит педали с одинаковой скоростью в обоих случаях. Вытянутые в барабаны колеса можно использовать как лебедки для подъема воды из колодцев, камней
из мин или с якоря в корабли: простые машины такого рода
известные как шпили и лебедки. Лебедки, использующие несколько колес,
соединенные несколькими отрезками веревки, становятся шкивами: мощные машины
что значительно увеличивает силу тяги, позволяя человеку поднимать много
раз больше их собственного веса.

Фото: Водяные турбины (как эта из
Плотина Гранд-Кули в штате Вашингтон, США) также произошла от колеса и оси. Фото предоставлено Бюро мелиорации США.

Колеса — сердце турбины
(машины, извлекающие энергию из движущейся жидкости или газа): водяные колеса и ветряные мельницы, самые
важные источники машинной энергии в Средние века, оба развились
от основного колеса, вращающегося вокруг оси. Двигатели слишком полагаются на колеса
преобразовывать топливо в энергию и управлять транспортным средством: в современном автомобиле
двигатель, например, сгорание топлива в цилиндрах качает поршни
назад
и вперед, поворачивая смещенную от центра ось, известную как коленчатый вал, который затем
приводит в действие коробку передач и опорные катки.

За 7000 лет колесо ушло далеко за пределы своего первоначального использования
как гончарный инструмент. Помогая нам перемещать грузы, использовать энергию,
и трансформировать силы, это простое, но удивительно эффективное изобретение
буквально дал людям возможность завоевать мир!

Узнайте больше

На этом сайте

  • Тормоза
  • Шестерни
  • Маховики
  • Шкивы
  • Инструменты и простые механизмы
  • Транспорт

Книги

Для читателей постарше
  • Колеса: иллюстрированная история Эдвина Туниса. Johns Hopkins University Press, 2002. Современное переиздание классической книги 1955 года, в которой представлена ​​история колес с древних времен до 20 века.
Для младших читателей

Для детей от 9 до 12 лет, если не указано иное:

  • Изготовление машин с колесами и осями, Крис Окслейд. Raintree, 2015. Очень хорошее 32-страничное предисловие для детей от 7 до 9 лет.это помещает колеса в более широкий контекст простых машин.
  • Изобретение Лайонела Бендера. DK, 2013. Экскурсия по классическим механическим, электрическим и электронным изобретениям, которые мы склонны принимать как должное. Довольно устаревший и с очень небольшим освещением современных изобретений, но все же разумный обзор древних технологий, включая различные типы колес.
  • «Все о физике» Ричарда Хаммонда. ДК, 2015. Более легкое и увлекательное введение в физику, предназначенное для той же аудитории. (Переиздание более ранней книги под названием Чувствуешь силу? .)
  • Колесо от Дэвида и Патриции Патрисия Арментраут. CATS, 2009. Простое (32 страницы) введение в колеса и принцип их работы.

Статьи

Простое знакомство
  • Приветствие колесу Меган Гамбино, Смитсоновский институт, 17 июня 2009 г. Экскурсия по истории колеса.
  • «Переделка колеса: эволюция колесницы», Джон Ноубл Уилфорд, The New York Times,
    22 февраля 1994 г. Увлекательное введение в разработку колес со спицами и боевых колесниц из архива NY Times.
Более академический
  • Гончарный круг: анализ идей и артефактов в изобретении Джорджа М. Фостера, Southwestern Journal of Anthropology, Vol. 15, № 2 (лето 1959 г.), стр. 99–119. Как появление колеса произвело революцию в гончарном деле.

Упражнения

  • Повышение мотивации вашего класса физики: Учащиеся учатся интегрировать принципы силы посредством проектирования и изготовления бумажных автомобилей Стэнли Эйзенштейном,
    Учитель естественных наук, Vol. 75, № 3, март 2008 г., стр. 62–66. Занятие в классе (описанное с точки зрения учителя), призванное помочь учащимся исследовать силы и движение с помощью колес и осей.
  • Наука о колесах поезда от Свеньи Лохнер, друзей науки. Почему колеса поездов имеют сужающуюся, коническую форму?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Следуйте за нами

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2022) Колеса. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howwheelswork.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Бибтекс

@misc{woodford_wheels,
автор = «Вудфорд, Крис»,
title = «Как работают колеса»,
publisher = «Объясните это»,
год = «2009»,
url = «https://www.explainthatstuff.com/howwheelswork.html»,
urldate = «2022-10-08»
}

Больше информации на нашем веб-сайте.

Back to top