Спускает по диску колесо: Что делать, если спускает колесо по ободу?

Содержание

Спускает колесо по диску что делать

Рейтинг статьи

Загрузка…

Что делать, если спускает бескамерное колесо по диску? Список нужных действий

Многих водителей интересует, что делать, если спускает бескамерное колесо по диску и какими последствиями это чревато? По сравнению с шинами камерного типа рассматриваемый вариант гораздо надежнее и практичней. Как показывает практика, «бескамерка» при проколе меньше спускает воздух. Кроме того ее можно починить самостоятельно, если рана не слишком большая.

Если воздух стравливает потихоньку, но стабильно, это может быть следствием разгерметизации места прилегания шины к ободу. Проверяют с помощью манометра, через определенные промежутки времени, измеряя давление в них.

Содержание

Про причины

Что делать, если спускает бескамерное колесо по диску? Прежде всего, необходимо выяснить причину неисправности. В рассматриваемом случае, неполадка может быть вызвана следующими факторами:

Разгерметизация шва

Экстренные меры

В дороге, вдалеке от шиномонтажа или дома, можно ехать, периодически подкачивая шины. Однако при первой возможности, следует выявить и устранить причину неисправности, поскольку, несвоевременная подкачка может привести к износу резины до непригодного состояния.

Деформированный при боковом ударе о препятствие диск, можно временно подправить. После этого необходимо добраться до ближайшего места ремонта. Стоит помнить, что подобным методом рихтовать можно только штампованный диск. Литой элемент после ударов потеряет прочность, появятся микротрещины, что приведет к его полной непригодности.

Желательно возит в машине специальное герметизирующее средство. Его поливают по всей окружности соприкосновения покрышки и диска, что может помочь временно приостановить выход воздуха. Если принято решение устранить неисправность в домашних условиях, а экстренная ситуация позади, следует подойти к проблеме более взвешенно и скрупулезно.

Выявление и ремонт неисправности в домашних условиях

Для начала необходимо разбортировать проблемное колесо и положить его горизонтально на рабочую поверхность стола или верстака. После визуального осмотра элемента, следует обратить внимание на покрышку. Если она целая и в хорошем состоянии, нужно осмотреть диск и место соединения с шиной. Если заметны следы деформации или ржавчина на нем, скорее всего проблема в соединении. Проверить колесо на герметизацию достаточно просто.

По диаметру колеса наносят жидкий мыльный раствор в местах прилегания покрышки к диску. Появление пузырьков свидетельствует о выявленной неисправности. Для ремонта и уточнения причины дефекта, потребуется разобрать колесо. Выкрутив золотник, его следует спустить полностью. Затем, используя станок для снятия покрышки, ее отделяют от диска и снимают. Предварительно ставятся метки, которые позволят правильно собрать деталь.

При наличии ржавчины на внутренней части диска, ее следует убрать при помощи тщательной обработки металлической щеткой посадочных мест. Также очищаются аналогичные части на покрышке от грязи. Затем на обработанные места обоих элементов наносится специальная уплотнительная паста. Далее, колесо собирается в единое целое, вставляется золотник, производится подкачка до нужного давления. Процедура с мыльным раствором повторяется с двух сторон детали. Отсутствие пузырьков на соединении диска и покрышки свидетельствует об устранении неисправности.

В случае деформации диска, следует обратиться на станцию технического обслуживания для проведения рихтовки. Кстати, воздух может травить из-за неисправности ниппеля (золотника). Его можно проверить тем же мыльным раствором и заменить при необходимости. Основные ответы на вопрос, что делать, если спускает бескамерное колесо по диску, были рассмотрены. Главное, не следует забывать о своевременном ремонте неисправности. Затягивание с этим делом приводит к излишнему износу детали, выходу ее из строя и последующим чрезмерным затратам на восстановление или замену элемента.

травит по ободу.. ******.

Опции темы

Поиск по теме

травит по ободу.. ******.

Народ, ай нид ёр эдвайс.

после переобувки в летнюю резину одно колесо упорно травит. подкачка как минимум раз в неделю (ибо до 1.0 спускает).

бескамерка (хакка), штампуха.

два раза перебортовывался (герметика мне не жалели, все как надо). хватало ровно на неделю, после чего болезнь опять начинала прогрессировать (сначала раз в неделю, потом два, а потом на день уже не хватает)

сосок также менял.

грешил на квадратный диск — обул в эту же резину запасной диск — нихера не помогло, даже неделю не проездил. при этом на монтажке упорно смотрели — никаких проколов так и не нашли, только по ободу пузыри.

дык вот вопрос: есть какие-нить радикальные способы вылечить эту беду? (варианты себестоимостью сравнимые с заменой (как и саму замену) — пока прошу не предлагать, я еще питаю надежды малой кровью отделаться -)))))

или мож кто хорошую монтажку подсоветует, где по-серьезке возьмутся подлечить?

Ремонт и обслуживание автомобиля

Почему периодически спускает колесо и что делать

Бывало, наверное, у каждого, что поставил машину в гараж дня на три, приходишь, а какое-то колесу полностью сдулось. Едешь на сто проверяешь на прокол, но его нет, а все дело в том, что спускает колесо между диском и покрышкой, решение этой распространенной проблемы есть и мы рассмотрим его в этом посте.

Колесо спускает по ободу что делать

Данный вид проблемы актуален для бескамерных шин и в местах неплотного прилегания корда шины к диску автомобиля и происходит выход воздуха. Для камерных колес данная проблема неактуальна, там спускает только при проколе.

Дольше держат давление
Меньше нагреваются при длительной езде, так как нет трения между камерой и шиной
Без использования камеры колесо значительно легче
Прокол можно отремонтировать прям на месте с помощью ремонтного жгута или же в место прокола вкрутить саморез и доехать до ближайшей СТО, чего на камерной покрышке сделать не удастся
Прокол в бескамерной покрышке устраняется в разы быстрее, чем на камерной, так как не нужно ставить латок, мазать их клеем или ждать долгой вулканизации при высокой температуре
Да и вообще они просто надежнее

Причины, почему спускает бескамерное колесо

Неплотное прилегания корда шины к железу диска основная причина, происходит этот либо из-за деформации самого диска – например попал в яму и погнул диск машины или из за появления естественной коррозии на ободе. Коррозия выедает небольшие участки диска через которые впоследствии и удается проскочить воздуху.

А как итог этого явления мы и сталкиваемся с вопросом, почему спустило колесо на машине. Еще такое явление возникает со временем из-за естественного износа и деформации шины.

Спустило колесо на машине что делать

Для того чтоб побороть данный недуг сделайте следующие действия

Спустите весь воздух из колеса автомобиля
Отгибая место прилегания корда к диску смазывайте это место густой мыльной водой из хозяйственного мыла, даже не водой, а как бы мыльной кашицей настолько густа она должна быть
Второй вариант — это смазывать парафиновой свечей, в среднем на одну покрышку уйдет 3-4 свечи, отгибаем корд и хорошо давя на свечу проводим по всему диаметру корда, парафин при этом должен обильно ссыпать на обод. При езде от трения воск начнет таять и заглушит собой места, где травил воздух
Так же можно приобрести специальные смазки и спреи в магазине для устранения спускания колес

Ну а если спустило и нет насоса, тогда выход – только установка запаски или просить помощи у проезжающих машин, как вариант вызвать эвакуатор или позвонить другу. Если уж совсем в глухомани застряли где проходит один человек в год – тогда можно пробовать ехать на ободе, да, резине будет хана, но вы вернетесь так сказать в людные места, где уже сможете решить эту проблему.

Как узнать где спускает шина

Для этого колесо в накачанном состоянии погружают в воду и смотрят где пойдут пузырьки воздуха
Так же можно сделать мыльный раствор и обмазать им колесо или нанести с помощью распылителя – где появилась пузырящаяся мыльная пена там и травит воздух
Перед этими процедурами стоит внимательно самому осмотреть всю шину возможно у вас, где торчит гвоздь и тогда поиски пробитого места завершаться очень быстро
Не забываем проверить ниппель или золотник – зачастую они тоже могут быть виновниками постоянной и систематической потери давления в шинах

Спускает из-под соска ниппеля в месте крепления к диску

Тут все просто требуется замена ниппеля на новый, либо самостоятельно проводим эту операцию ремонта шины, либо обращаемся на шиномонтаж.

А вот ниже полезное виде как заменить ниппель без разбортировки колеса в дороге, может очень сильно выручить в экстренной ситуации.

П очему падает давление в колесе

Как вы прочитали выше причины этого явления понятны. Но бывают ещё и такие случаи как у меня, например поставил я новые шины перед зимой и было всё ок, но оставив машины в гаража на пару недель и вернувшись, я заметил, что заднее правое колесо пустое. Накачал его, поехал к другу на станцию технического обслуживания, проверили на прокол, прокола нет, оказалось что диск автомобиля имел небольшую корозию и при замерзании резина сжалась и поддубела, и этого небольшого сжатия хватило для образование микро щелочки из которой по пузырьку в минуту выходил воздух, а за две недели он и весь вышел, как итог имею спущенное колесо.

Спускает колесо по борту – решение проблемы

Что же делать, товарищ разбортировал покрышку, отшлифовал обод в месте прилегания наждачкой нулевкой, смазал какой то уплотнительной немецкой смазкой для забортирования шин и одел покрышку на место – итог, уже два месяца как колесо не спускает. Что из этого следует, а то что специальный герметик для обода шин обеспечивает необходимую герметизацию обода колеса с покрышкой, а так же что в холодное время резина подвержена сжатию и дополнительной деформации.

Отсюда следует что если спускает колесо без прокола – то причиной того могут быть физические свойства шин и дисков описанные выше.

В довершение можно лишь добавить, что имейте с собой в дороге электрический компрессор для подкачки шин и набор ремонтных жгутов, которые могут очень здорово выручить, это проверено уже не раз лично мной. Расскажите другим автовладельцам ваши методы борьбы с пропусканием воздуха из-под корда покрышки.

Спускает колесо, что делать и каковы причины?

Практически каждому водителю приходилось сталкиваться с такой ситуацией, когда у автомобиля спускает колесо. Иногда для решения проблемы достаточно возможностей и навыков самого автомобилиста, а в ряде случаев не обойтись без услуг специалистов.

Почему спускает колесо автомобиля? Возможные причины

Обнаружив спустившую шину, автомобилист должен определить причину негерметичности. После выявления повреждений или дефектов пневмошины, можно переходить к её ремонту или замене.

Основные источники неприятностей — это порезы и проколы покрышек. Туда же относятся деформации колесного диска, неисправный золотник или вентиль ниппеля, и даже поездки на автомобиле с недостаточно накачанными колёсами.

Прокол в зоне протектора

На первом месте списка причин спускания покрышек находится прокол колеса. Появляется он обычно в результате наезда на острые и не слишком толстые предметы (гвозди, шурупы, проволока диаметром до 5 мм) и может быть отремонтирован своими силами. Для этого водителю достаточно иметь при себе специальный набор для ремонта покрышек и обладать необходимым минимумом технических навыков.

При значительных размерах проткнувшего шину предмета не получится обойтись без обращения в сервис шиномонтажа для ремонта шин. Для такого ремонта покрышку придётся снять с колёсного диска и заклеить место прокола изнутри специальным резиновым «грибком». Это продлит срок службы шины на несколько лет с момента ремонта.

Порез колеса

Порез колеса является распространённой причиной спускания бескамерной шины, а также наиболее сложной в плане ремонта. Причём, располагаться он может не только на беговой части протектора, где резина толще и плотнее, но и сбоку. Боковой порез часто появляется при контакте шины с краями колеи, бордюром, металлической арматурой и другими острыми выступами, представляя собой серьёзную проблему.

Если повреждение не затронуло каркас покрышки (корд), колесо обычно не спускает, поэтому отремонтировать его можно по завершении поездки или в сервисе. Глубокий боковой порез приводит к спусканию шины, а иногда к её окончательному выходу из строя. Покрышки с длинными поперечными порезами, влекущих за собой разрыв нитей корда, не подлежат восстановлению в целях безопасности и заменяются новыми. Ремонт боковых порезов должен выполняться специалистом, с применением качественных материалов, обеспечиваюих прочность боковины шины и её герметичность.

Колесо спускает по диску

Если водитель обнаружил, что у машины спущено колесо из-за травления воздуха вдоль обода колёсного диска, то причиной обычно является неплотное прилегание покрышки к поверхности этого элемента. Столкнуться с такой ситуацией водитель может после попадания автомобиля в яму и замятия диска. В ряде случаев, колесо спускает по диску при появлении на ободе коррозии. Проржавевшие участки разрушаются, краска отслаивается от поверхности и возникают неплотности пропускающие воздух.

Для устранения деформации стальных дисков применяют специальное оборудование для прокатки. Ремонтировать литые диски сложнее – даже после устранения неровностей и вмятин на них остаются микротрещины, негативно влияющие на прочность элемента. Притом, что ремонт литой детали обходится достаточно дорого. При сильных повреждениях, надёжнее и безопаснее выполнить замену диска.

Если бескамерное колесо спустило по ободу из-за возникшей коррозии, то полку диска необходимо очистить от ржавчины и отслоившейся краски. А при монтаже резины на диск, полку диска покрыть специальным бортовым герметиком, для устранения неплотностей.
В тяжелых случаях, имеет смысл очистить, загрунтовать и покрасить весь комплект дисков.

Проблемы с золотником или ниппелем

Среди причин, по которым колеса спускают, стоит выделить ещё две:

неисправность вентиля ниппеля;
проблемы с золотником (клапаном, который находится внутри ниппеля)

Убедиться в том, что пропускает именно ниппель, можно, приложив к его впускному отверстию смоченный слюной (или водой) палец. Если жидкость пузырится, спускает шина именно по этой причине. Для прекращения утечки придётся проклеить место прилегания вентиля ниппеля или заменить неисправный золотник и заново закачать воздух.

Поездка на спущенных колёсах

Достаточно часто приходится сталкиваться с утечкой воздуха те водители, которые проехались со спущенными шинами. Такие поездки приводят к появлению на резине трещин – сначала незаметных, но постепенно увеличивающихся. Если вопрос не решить вовремя, покрышки придётся менять.

Для того чтобы не сталкиваться проблемой спущенных колес из-за недостаточного давления воздуха, шины стоит периодически проверять. Регулярная проверка требуется и полностью исправным и недавно купленным покрышкам, и, тем более, старым. Даже, если ни одна шина не спускает, водителю стоит возить с собой компрессор для их подкачки.

Что делать, если колесо спускает?

Определив причины, по которым спускает автомобильное колесо, следует разобраться и с уровнем сложности проблемы. В некоторых случаях проще отремонтировать или заменить покрышку самостоятельно, в других – доехать до сервиса, а иногда – воспользоваться услугами выездного шиномонтажа.

Ремонт своими силами

Если проблема не слишком серьёзная, пользователю рекомендуется выполнить следующие действия:

Обнаружив в шине саморез или гвоздь, не стоит сразу его извлекать (особенно, если проколота бескамерная шина) – после этого спускать колесо может даже сильнее, чем раньше, а проблемный участок будет определить сложнее.
Если при первичном осмотре инородных предметов не обнаружено, необходимо выявить место утечки. Для этого накачанное колесо погружают в ёмкость с водой и наблюдают за пузырьками с поверхности резины, появляющиеся в месте повреждения.

Менее информативный способ — нанесение мыльного раствора на поверхность резины.

Обнаружив то место где спускает шина, приступаем к ликвидации прокола с помощью клея, ремонтных жгутов и шила, входящих в состав комплектов для ремонта (которые автовладельцу желательно иметь при себе). Процедура устранения прокола подробно описана в инструкции к ремкомплекту.

Альтернативный вариант — использование специальных спреев, заполняющих внутреннюю поверхность шины и герметизирующих неплотности. Однако, такой способ имеет ограничения и диаметрально противоположные отзывы пользователей.

Вместо ремонта шины можно попробовать её заменить – для этого у водителя должна быть «запаска», домкрат и баллонный ключ.

Независимо от степени тяжести повреждения, ремонт покрышки стоит доверить специалистам. Для этого запасное или отремонтированное колесо рекомендуется накачать и сразу же отправляться в ближайший шиномонтаж. Ехать следует аккуратно, периодически останавливаясь и проверяя состояние авторезины.

Решение серьёзных проблем

В тех случаях, когда порез или прокол оказались настолько серьёзными, что решить проблему даже временно самостоятельно не получилось, рекомендуется воспользоваться одним из таких советов:

снять колесо, доехать на такси до сервиса для ремонта шины, вернуться назад и закончить работу своими силами;
сразу вызвать мобильный шиномонтаж к месту непредвиденной остановки автомобиля;
заказать эвакуатор, который доставит машину к выбранному автосервису или шиномонтажу.

Варианты с эвакуатором и шиномонтажом — единственные, которые подходят для автомобиля с двумя, тремя или всеми спускающими колёсами.

Вызов мобильного шиномонтажа

Воспользовавшись услугами передвижного шиномонтажа, можно рассчитывать на помощь:

ремонт шины или диска;
устранение проколов и боковых порезов любой сложности
установку «запаски» вместо повреждённого колеса;
устранение грыж и шишек;
подкачку и балансировку;
правку дисков;
восстановление дисков сваркой в аргоне;
снятие секреток с колес

Если запаски в наличии нет или ремонт шин на месте невозможен, сотрудники мобильного шиномонтажа могут предложить другие способы выхода из ситуации. Например, купить и установить новое колесо. Или отремонтировать покрышку в мастерской и доставить её обратно клиенту.

Мобильный шиномонтаж 24 часа в сутки

Срочная помощь для колес вашего автомобиля

Как избежать проблемы

Многие неприятности можно предотвратить, принимая соответствующие профилактические меры:

осматривать после каждой длительной поездки автомобильные покрышки (независимо от того, бескамерная шина или с камерой) на пропускание воздуха и наличие посторонних предметов;
выполнять еженедельную проверку, контролируя не только, спускает шина или нет, но и величину давления – при необходимости колеса подкачивают с помощью компрессора 12v;
избегать на дороге опасных участков, проезд по которым может привести к повреждению покрышки;
если объехать препятствие не получается, а затормозить водитель уже не успевает, не стоит резко поворачивать – прочность центральной части протектора выше, чем боковой

При маршрутах на длинные дистанции, стоит возить с собой специальный набор, позволяющий выполнять ремонт покрышки в полевых условиях, и запаску. Желательно быть готовым к тому, что спустить колесо может в самый неподходящий момент. А для случаев, когда разобраться с проблемой своими силами не получилось, у автомобилиста должен быть телефон службы выездного шиномонтажа Pit-Stop24 (812) 209-03-04

Оценка статьи:

Загрузка…

Adblock
detector

Почему спускает колесо?

Иногда колесо спускает без видимой причины. Почему шина постоянно пропускает воздух, если она не проколота или не повреждена? Даже бескамерные шины способны сдуваться, и требуется время, чтобы разобраться в причинах неполадки.

Движение со спущенными шинами приводит к повышенному расходу топлива, износу резины и ухудшению управляемости автомобилем.

Рассмотрим основные причины, по которым может спускать колесо.

Прокол

Если прокол колеса случился в дороге, необходимо съехать с трассы и остановиться на обочине, оставив место для работы с колесом. Самый очевидный вариант, если колесо спущено, – это поставить запасное, но что делать, если его нет? В этом случае нужно попытаться накачать колесо и оценить проблему. Возможно, удастся доехать до ближайшей автомастерской.

Самый простой способ найти прокол – это полить шину водой. В месте прокола появятся характерные пузырьки воздуха. Заодно станет понятно, из-за чего случился прокол. Но сразу доставать обнаруженный предмет нельзя, ведь он закрывает отверстие и не дает воздуху выходить быстро.

Если же наоборот, в месте прокола нет постороннего предмета, можно вкрутить в него саморез, накачать шину и попробовать доехать до ближайшего пункта шиномонтажа.

Если при себе имеется набор для ремонта покрышек, то можно отремонтировать шину на месте. Для этого нужно снять покрышку с диска и заклеить место прокола специальной резиновой прокладкой.

Еще одна распространенная причина спускания шины – порез колеса на боковой или на беговой части колеса. Боковой порез случается при контакте с бордюром, металлической арматурой и прочими острыми выступами.

Если каркас покрышки не затронут, то колесо спускать не будет, и ремонт можно отложить до приезда на место назначения или шиномонтажа. А вот глубокий порез может привести к полному спусканию шины.

Резина с длинными порезами, затрагивающими корд (каркас), меняется на новую и не подлежит восстановлению в целях безопасности.

Дефект ниппеля

Если при первичном осмотре проколов и порезов не обнаружено, то нужно искать другую причину утечки. Одной из них может быть дефект ниппеля.

Обязанность ниппеля (золотника) – держать давление в колесе. Если он неисправен, то давление в шине начинает снижаться. Как проверить, что травит именно золотник? Способ совсем простой: достаточно просто намочить палец и поднести к отверстию, если появились пузырьки – причина найдена и золотник требует замены.

Вторая причина – ниппель плохо закручен. Чтобы докрутить его, подойдут специальный ключ или колпачок с прорезью на наружной поверхности.

Вентиль на бескамерной шине – штуцер, тоже может быть причиной того, что из колеса выходит воздух. Внешне он может выглядеть исправным, но если он плохо прилегает к диску, то давление наверняка будет падать.

Штуцер может спускать воздух, если износилась резина или при снижении температуры воздуха. Его размер немного уменьшается, но этого достаточно, чтобы давление упало.

Дефект диска

Чаще всего причин травления воздуха через диск две:

ошибка при шиномонтаже;
попадание в яму или замятие диска;
износ или коррозия диска.

Если диск новый, но при его установке мастер плохо промазал его мастикой, то через некоторое время может начаться травление воздуха. А если диск старый и металл износился, то даже мастика не поможет, ведь из-за деформации металла ухудшается герметичность конструкции.

Стальные диски ремонтировать проще и дешевле, чем литые. Чтобы отремонтировать стальной диск, применяют специальное оборудование для прокатки. А вот после ремонта литого диска все равно остаются микротрещины, которые влияют на его прочность. Поэтому, при серьезных повреждениях, безопаснее заменить диск на новый.

Если колесо травит по ободу из-за коррозии, то нужно очистить диск от ржавчины и краски, а потом промазать герметиком для лучшей плотности.

Трещины боковины и бортов шины

При осмотре резины, можно обнаружить трещину. Это говорит об износе резины. Но можно ли ездить на таких шинах? Каждая шина рассчитана на определенную скорость движения, но если она повреждена, то шина может лопнуть от резкого перепада давления. Обычно трещины появляются на боковых частях колеса, даже при хорошо сохранившемся протекторе. Если размер трещины не превышает 0,01 мм, то она не несет опасности. Более глубокие повреждения, ощутимые пальцами, могут привести даже к взрыву баллона. Трещины на протекторе менее опасны, так как резина там толще.

Еще одной причиной растрескивания и расслоения шин может стать неправильное сезонное хранение шин. Оптимальное место для хранения – темное прохладное место с низкой влажностью. Вред колесам может нанести грязь, высокая температура, влажность, солнечные лучи. Перед укладыванием на хранение, колеса нужно вымыть, высушить и обработать специальным составом. Шины с дисками лучше поставить вертикально, а без дисков – стопкой.

Лучшие места для хранения шин:

кирпичный гараж;
застекленный балкон;
кладовая;
сухой подвал.

Металлические гаражи, чердаки и сараи – неподходящие места для хранения. В неподходящих условиях повреждается структура резины, что сокращает срок службы колес.

Перепады температуры

Резина реагирует на перепады температур. Поэтому время от времени приходится подкачивать шины из-за сниженного давления. С утра в мороз давление в шинах может быть ниже, а в обед в оттепель – выше. Также при движении автомобиля, шины нагреваются и давление увеличивается.

Как ухаживать за колесами

Несколько мер, которые избавят от неожиданных неприятностей с шинами и от необходимости срочно искать шиномонтаж:

Ежедневный осмотр колес.
Еженедельная проверка давления в шинах.
Не ездить по дорогам с разбитым покрытием.
Преодолевать сложные участки дороги по прямой. Это обусловлено тем, что в центре колеса резина плотнее.
Запастись специальным комплектом для ремонта шин, а также клеем и саморезами, чтобы временно устранить прокол и доехать до шиномонтажа.

Главная страница
О КОМПАНИИ
Статьи
Почему спускает колесо?

позвоните мне

запись на сервис

тест-драйв

Cайт не является публичной офертой.
Все содержащиеся на Сайте сведения носят исключительно информационный характер и не является исчерпывающими.
Все условия приобретения автомобилей, цены, спецпредложения и комплектации автомобилей указаны с целью ознакомления. Комплектации и цены могут быть изменены без предварительного оповещения.

¹ Рекомендованная розничная цена с учетом специального предложения

Cделано в Kodix Automotive

Травит воздух из под диска

Поиски решений на тему: что делать, если спускает колесо между диском и покрышкой, должны быть своевременными и быстрыми. Имеется в виду, что заметить регулярное спускание ската нужно тогда, когда травит потихоньку, и явно до того момента, когда предстоит выезд на трассу в далеком путешествии.

Сделать это несложно: поскольку практически на всех авто стоят сейчас бескамерные шины, воздух из них при небольших дефектах спускается потихоньку. Можно ездить, отмечая только легкий увод в сторону спускающей покрышки. Но уж поутру, садясь за руль, абсолютно несложно обратить внимание на то, что колесо просело.

Даже малоопытные водители довольно быстро начинают возить с собой в багажнике манометр. А на ряде моделей (Opel, Skoda, некоторые представители семейства Hyundai) манометр даже входит в комплектацию бортового инструментария. Воспользоваться им сумеет и школьник младших классов, а замеры много времени не отнимут. Прояснять причины сдувания колес и принимать меры нужно сразу же при обнаружении проблемы. Иначе она встанет в полный рост и обернется неприятным боком где-нибудь вдалеке от очагов цивилизации, да еще и вне зоны доступа мобильной связи.

Что делать, если спускает колесо между диском и покрышкой? В первую очередь – выяснять, чем вызвано это явление. А во вторую – спасать существующий скат или покупать новый.

Пара слов об бескамерках

Уверенное вытеснение бескамерными шинами старых, внутри которых стояли камеры, объясняется сразу несколькими их преимуществами.

Между покрышкой и камерой неизбежно наличествовало определенное трение, в результате которого степень нагрева шины была гораздо выше, чем у современных скатов. Уменьшение нагревания делает бескамерные покрышки более надежными и долговечными.

Давление в бескамерках держится не в пример лучше;

Современные скаты имеют меньший вес благодаря отсутствию дополнительного элемента – камеры;

Балансировка бескамерных покрышек более точна;

При эксплуатации бескамерки более безопасны: при продырявливании они воздух спускают значительно медленнее, а если тот же гвоздь закупорил собой отверстие, то могут и вовсе не травить.

Бескамерные шины удерживают давление благодаря герметизации стыка резины с диском. Достигается она нанесением специального состава по всей окружности их соприкосновения. Однако в некоторых случаях, при визуальной целостности шины, наблюдается явное стравливание из нее воздуха. И происходит это именно по стыку.

Кроме износа самой покрышки, все остальное поддается ремонту.

Меры экстренного противодействия спусканию ската

Что вы будете делать, зависит как от ситуации, так и от состояния отдельных компонентов шины.

Если вы в пути, и заняться реанимацией возможности нет, можно просто подкачивать скат, пока не доедете до шиномонтажа. Некоторые пользуются этим способом и для повседневных поездок. Не лучшая идея – в один прекрасный день может быть пропущен момент подкачки, и резину у вас пожует до состояния «на выброс»;
Помятый при боковом влете диск, если он штампованный, можно временно подрихтовать, выпрямив весьма приблизительно, но получив возможность доехать до автомобильной скорой помощи. Поступая так с литым, вы фактически с ним прощаетесь: пойдут микротрещины, прочность стремительно понизится, а вскоре он просто лопнет;
При наличии в бардачке специального средства, можно нанести его по всей окружности ската, надеясь, что будет залито и поврежденное место.
Опять же: цель – добраться до базы;
Если же спускание выявлено не в экстремальных случаях, действовать нужно по уму и всем правилам. То есть:
Обнаружить место пропускание обычным проливом водой, подсчетом пузырей и пометками в ущербных местах;
Разбортировать колесо и оценить состояние резины и диска. Если плохо с первой – выкинуть; проржавевший диск можно привести в норму, восстановить его геометрию;
Собрать скат обратно и проработать стык герметиком, например, «АРБО».

Так что решать, что делать, если спускает колесо между диском и покрышкой, можно только в том случае, если знаешь исходящие условия. В чистом поле – любыми способами добираться до мест, отмеченных цивилизацией, в домашних – подробно разбираться с причинами и устранять их.

Травит воздух между диском и резиной. Резина 2054018 на диске 8.5j. Кто что посоветует?

Всем спасибо за коменты, и советы. Диск был ровный, без окисления и борт резины был целый. Почему травило на понятно.

Вроде и натяг не сильный.
Утром промазали герметиком, собрали, пока держит.

Смотрите также

Метки: резина травит, диск

Комментарии 34

просто попробовать провернуть резину и накачать …вроде спасает =) или как повезет

травит 205 на 10 дюймов, зае*о уже, вся внутрянка стерта из-за недостаточного давления.
Напихали гермета заранее, думаю, надо хампы, кромки зачистить, ну и что бы резина была гуд.

мне даже герметик не помог, все равно травило, в итоге вычистил диск шкуркой, резину тоже отшкурил слегка, и побрызгал хай гировским, кондиционером для приводных ремней, резину размягчило очень сильно, и после забортовки перестало травить, и никаких герметиков не надо.

Была 255 резина старая на 12,5 диске. Травило потому что корд был покромсаный. Купил новую 245!, натянул, все норм.

Герметик решает.) Да и давление достаточное?

че тут парить мозг, в шиномонтажах есть такая услуга: герметизация борта. решает все проблемы с травлей!

У меня травит 205/35/18, думал резина оказалось ямка на кромке диска, 10 минут у друзей с аргонам и проблема решена;)

герметик решает намертво
если диски кривые, то это конечно надо исправлять

резина нанканг?
только разбор
проверка состояния края резины (чтоб не было повреждений)
и чистоты посадки на диске

никакого герметика!
если все целое и чистое то уплотнение по воздуху должно быть

а вот если нанканг…
тогда второй вопрос:)

никакого герметика!
если все целое и чистое то уплотнение по воздуху должно быть

а вот если нанканг…
тогда второй вопрос:)

Совсем недавно парень на приоре писал такую тему. У него там дикий стреч и тож спускало, он борт по которому спускало разбортировал, на хамп намазал герметик стекольный, потом накачал так что резина села и сразу спустил — сутки герметик посох и все норм сказал. А вобще у меня такая ж проблема -205/40 на 8,5 травит, все времени нет сделать вышеописанное…

Единственное — были вопросы о том что потом с резей будет при снятии…)это остается тайной)

Купи хайгировский герметик шинный в балоне (с шлангом такой) и задуй туда. и всё. проблема должна проити.

В монтажку нормальную тебе прямая дорога! Выше все по делу сказали уже. От себя добавлю — погнул обода нихерово (205/35 на 8j) Через месяц по ободу травить начала, пришлось диск ровнять — в итоге все ок.

Вроде на 8j не сильно торчит обод?

Несильно, но этого хватает что б на разбитых дорогах потерять диски.

Уже думаю 215 брать)

На какую ширину?

Натяга ваще не будет жи

Я смотрел много фото в интернете у всех по разному выглядит смотря какой диск и резина!

стекольный герметик многие используют.у самого спускает 215/40 18х9.5.но поиходиться периодически подкачивать.(раз недели в три)

это считай вообще не травит)
то ли дело каждое утро)

В связи с переходом на зимние шины в голове возник вопрос, как же сделать так, чтобы добиться полной и длительной герметизации при посадки бескамерки!? Про коррозию на хампах изнутри известно, но я специально весной отдраил дрелью со щёткой эти места, загрунтовал, покрасил, проследил, чтоб монтажник промазал при посадке этим своим составом чёрным (кстати, что это?). но всё равно подкачивать приходилось хотя бы раз в две недели. Да что говорить — у меня даже на новой машине с коваными дисками и резиной Бридж — уходит полатмосферы за две недели!
А зимой ситуация будет хуже, видимо.
Можно, конечно, промазывать щель по кругу прозрачным силиконом, но. попахивает колхозом и ваще хочется вопрос на корню решить! :hysteric:

У кого какие соображения?
Как часто вы подкачиваете?

если край обода ровнй отшлифован и покрашен, то остальное дело в герметике, Не мыло каторое белое обычно используют в шиномантаже, а именно спец герметик, он есть у монтажников ,но они его экономят и мажут этц фигню мыло -мастику. Я на разное время предуплеждал на герметик, сдалека наблюдаю а они как нарочно мылом, модхожу заставляю вытереть всё тряпкой жосуха потом промазать герметиком, герметик похож на как трансмиссионку загустить литолом,чёрно-коричневый, постепенно сохнет и липнет.
Ещё надо смотреть и поменять нимпочки полностью, нипель, бывают китайский хлам ,опасный, а есть хорошие. Его отвертсие на диске тоже можно герметиком промазать.

На мыле даже фирменные заводские л.диски от мыла начинают спускаться за 2-3 недели.
А герметик на очень долго,контроль давления раз в пол года.

@lelik, дак краска на хампе слезает скорее всего. Себе перед тем как обуть все хампы на старых дисках нождачкой затер,чтоб блямстели,а потом с герметиком собрал. Тьфу-тьфу 2 года отъездил,3-й пошел.

Одна даже с герметиком пузырила, спустил, запихнул еще абро туда полоской картонки, а качать-никак, сопит с обеих сторон. Я руками нащупал прижал, накачалось, перестало травить. Там на хакке внутренний поясок очень уский и есть заход на наружный край диска, который не везде заходит. Раньше стояли без этого бугра. А еще под грузиком пузырило, я чуть стащил его, на миллиметр, перестало. Думаю всеже такая резина. Потому как кама древняя, не травила, бридж тоже аж с трещинами весь, держал.

Добавлено через 6 минут 0 секунд
Я в шоке короче. Либо пробовать их на литьё переставлять, либо избавляться.

Добавлю и я в эту тему немного своих мыслей и того , с чем столкнулся при подготовке шин.
В моей автомобильной жизни сложилось так, что большую часть её я проездил на камерных диагональных шинах и даже когда в 98 году в личном пользовании появилась 29-тая , имеющая по своей конструкции бескамерные шины. В её покрышках стояли камеры и я не стал их вынимать, т. к. до скорости 130 кмчас их можно вполне долговременно эксплуатировать, а моя крейсерская скорость всегда составляла где-то 100 кмчас. Но на тех дисках, на 14″ хамп — запорный буртик для борта покрышки — почему то был один и только с наружной стороны.

Осенью сын привёз мне почти новое шипованное колесо от 3110 КАМА-ЕВРО, но на ржавой и родной 10-шной штамповке. Накачал. Через сутки спустило в «0». Просмотрел всю беговую дорожку — проколов нет, значит травит но ободу. До шиномонтажки от гаража ехать далеко, но надо сказать, что всю жизнь на личных машинах всегда перебортировал сам на «раз» — мой дед научил меня ещё с детства. Поэтому и решил перебортировать сам и что из этого вышло:

1. Борта покрышки сидели очень прочно и оторвать их от закраин обода монтажками не повредив внутренние поверхности бортов — просто невозможно, хотя обе монтажки были правильными — остались ещё от моего первого авто — ПОБЕДА ГАЗ М20 1946 года — с правильно вытянутыми и отполированными за более чем 40-летнюю эксплуатацию cо всеми четырьмя краями.
Поэтому приварил к коробке гаража соответвтвующий упор — тонны на три отрыв — под гидродомкрат и потихоньку и легко снял обе стороны покрышки с хампов.На первом фото.
2. А вот дальше началось самое интересное — как снять покрышку , не повредив закраины обода — резина на них мягкая и очень нежная и понятно почему. И посадочные поверхности камерной диагональной шины по сравнению с ними просто кажутся дубовыми.
Каждое движение монтажки по кромке закраины так и норовило завернуть резину и вырвать кусок! Но выход нашёлся и здесь — на каждое движение монтажки распылялась нейтральная обыкновенная силиконовая смазка и дело пошло.
3.Вентиль бескамерного колеса просто так руками в диск не вставляется -провозился час с лишним , но так и не поставил. Пришлось купить ключ — установщик, и смазав отверстие в диске и посадочное место вентиля герметиком бортов для бескамерных шин, одним движением быстро и легко установил вентиль на место.Фото 2.
4.Подготовив диск -тщательно зашлифовав посадочные полки и хампы, процинкарив, прогрунтовав и покрасив диск приступил к сборке. И опять в дело пошёл баллончик с силиконовой смазкой. Смазывалось малейшее движение — обод -монтажка — покрышка. После того, как покрышка была одета на диск, предстояло главное — герметично ровно и без перекосов посадить покрышку на полки обода.
Когда в народ в 1985 году пошли 2410 — они уже имели бескамерные шины, но герметик для бортов бескамерных шин в то время был большим дефицитом и многие владельцы и таксисты вместо него применяли обычную спиртокасторовую жидкость БСК, в основном цвета красного вина, состоящую из бутилового спирта и касторового масла. И работало и герметизировало это соединение прекрасно ! Даже сегодня этот метод герметизации можно порекомендовать тем , кому пришлось перебортировать шину самому вдали от цивилизации.
Ну а я купил банку обычного герметика бортов шин — фото 3-(320р. — хватает на 4 колеса вполне, если не разливать) и покрасил им поверхность обода от хампа и до края закраины. Потом надо накачивать, т. е. сажать борт на полку сразу, а не идти перекуривать — через 20 минут он затвердевает и герметизации может не получиться, т. к. лишний герметик борт сразу выдавливает наружу, а нанести кистью — она прикреплена изнутри к крышке (фото 4) идеально равномерно невозможно. Поэтому не зевать!
5.Компрессор в гараже есть и посадить борта на полки обода, накачав шину до полной посадки, потом стравить давление полностью, осмотреть, и накачать уже до 2 кг. — не сложно.
Да, сам герметик представляет на вид обыкновенный жидкий каучук, у меня был Барнаульского химического завода , который хорошо полимеризуется нод действием кислорода в воздухе, т. е. застывает и превращается на вид в довольно эластичную, но цепкую резину — от покрышки ногтём не отодрать.
6.В качестве смывки силикона и обезжиривателя поверхности применял Воронежский обезжириватель — он более нейтрален из всех растворителей толуоловой группы, и менее всех токсичен и обезжиривает очень хорошо любую поверхность, не растворяя краску. После этого колесо постояло сутки в гараже у стены на предмет неспускаемости и с удовольствием заняло место полноценной зимней запаски в багажнике.

ВЫВОД : 160 рэ за переобувку одного колеса и пол-часа времени обходятся бесспорно дешевле, чем :
— все приспособления по монтажу,
— пол дня времени,
— и полное отсутствие гарантии, что борт покрышки Вы не повредите .
При наличии большой и не прижимающейся раковины от случайного вырывания резины борта новая покрышка пойдёт куда? Правильно — НА ВЫБРОС ! Или в крайнем случае — на камерный вариант. Поэтому, прежде чем решаться на сие извращение, стоит хорошо подумать — сможете ли и надо оно Вам . Я просто захотел попробовать. Получилось. И надеюсь, что извращаться подобным образом более не буду. Но почему то поглядываю теперь уже на летнюю покрышку и диск — тоже надо собрать к лету — и что то мне подсказывает, (точнее мой любимый орган) что теперь это не последнее . деяние в данной сфере — если конечно не сделать простой и надёжный разборщик бортов = рукой крутишь рукоятку привода через вело-цепь, лопатка идёт по кругу и легко поднимает борт с обода колеса, закреплённого на ненужной и изношенной ступице . Но я Вам этого не говорил.

Пара слов об бескамерках

Между покрышкой и камерой неизбежно наличествовало определенное трение, в результате которого степень нагрева шины была гораздо выше, чем у современных скатов. Уменьшение нагревания делает бескамерные покрышки более надежными и долговечными.
Давление в бескамерках держится не в пример лучше;
Современные скаты имеют меньший вес благодаря отсутствию дополнительного элемента – камеры;
Балансировка бескамерных покрышек более точна;
При эксплуатации бескамерки более безопасны: при продырявливании они воздух спускают значительно медленнее, а если тот же гвоздь закупорил собой отверстие, то могут и вовсе не травить.

Побуждающих причин может быть несколько:

разгерметизация шва. Самая простая ситуация, требующая лишь недорогой и самостоятельной реставрации;
дряхление резины. Кромка, которая должна плотно соприкасаться с диском, стала вялой. Никакие спасательные мероприятия здесь не
помогут – надо менять покрышку;
потеря диском изначальной геометрии. К примеру, после встречи с бордюром. Меры придется принимать и по восстановлению правильной формы, и по реанимации герметичности;

ржавление самого диска. Резина при этом может быть вполне качественной, но появляющиеся на металле язвы постоянно вызывают ее отлипание от основы.

Кроме износа самой покрышки, все остальное поддается ремонту.

Меры экстренного противодействия спусканию ската

Что вы будете делать, зависит как от ситуации, так и от состояния отдельных компонентов шины.

Если вы в пути, и заняться реанимацией возможности нет, можно просто подкачивать скат, пока не доедете до шиномонтажа. Некоторые пользуются этим способом и для повседневных поездок. Не лучшая идея – в один прекрасный день может быть пропущен момент подкачки, и резину у вас пожует до состояния «на выброс»;
Помятый при боковом влете диск, если он штампованный, можно временно подрихтовать, выпрямив весьма приблизительно, но получив возможность доехать до автомобильной скорой помощи. Поступая так с литым, вы фактически с ним прощаетесь: пойдут микротрещины, прочность стремительно понизится, а вскоре он просто лопнет;

При наличии в бардачке специального средства, можно нанести его по всей окружности ската, надеясь, что будет залито и поврежденное место. Опять же: цель – добраться до базы;
Если же спускание выявлено не в экстремальных случаях, действовать нужно по уму и всем правилам. То есть:
Обнаружить место пропускание обычным проливом водой, подсчетом пузырей и пометками в ущербных местах;
Разбортировать колесо и оценить состояние резины и диска. Если плохо с первой – выкинуть; проржавевший диск можно привести в норму, восстановить его геометрию;
Собрать скат обратно и проработать стык герметиком, например, «АРБО».

Если тщательный осмотр спускающей шины, не определит прокол, вероятно утечка может быть вызвана точечным отверстием на протекторе или боковой стенке. Однако, проблема может быть и не в шине. Шток воздушного клапана может иметь утечку, и его необходимо заменить, иначе борт шины (когда он встречается с колесом) может быть плотно прижат к ободу (обычная проблема в областях, где используется дорожная соль, которая может вызывать коррозию металлической поверхности).

Мыло и вода или только вода могут помочь найти источник утечки. Смешайте жидкое мыло с водой в распылительной баллончике. Распылите на все части шины — протектор, боковые стенки, шток клапана и отверстие (при снятой крышке), а также вдоль обода с обеих сторон — пока не найдете пятно, где есть пузырьки.

Здесь и выходит воздух. Это легче сделать со снятым колесом, но вы могли бы найти утечку, не снимая колесо, особенно спереди, когда поворот рулевого колеса несколько обнажает внутреннюю боковую стенку.

Другой метод заключается в снятии колеса и погружении его в ванну с водой. В месте утечки образуются пузырьки. Если ушат не достаточно велик, чтобы намочить всю шину, делайте процедуру за несколько раз.

Небольшие проколы в протекторе могут быть исправлены. Большие проколы не могут, и незначительное повреждение боковин (где встречаются протектор и боковая стенка), как правило, требует замены шин. Также могут быть заменены течи и стержни клапана (сам крошечный клапан внутри трубки).

Если утечка происходит из-за того, что колесо не полностью прилегает к шине, иногда удаление шины и применение герметика борта может остановить утечку.

Возможные решения для утечек, возникающие с посадочного места колеса, это снятие шины, очистка от коррозии и нанесение герметика для шарика перед повторным монтажом шины.

Некоторые механики также предлагают надувать шину азотом вместо воздуха, потому что его молекулы больше кислорода, что потенциально делает их менее способными проскальзывать через самые маленькие отверстия. Возможно, это выход, так как азот содержит меньше влаги — это предотвратит ржавчину, если колесо сделано из стали.

Когда колесо пропускает воздух, будет решен вопрос о том, может ли оно быть отремонтировано или должно быть заменено. Например, точечная коррозия колеса может сделать металл пористым и дать воздуху просочиться. Это, вероятно, оправдывает замену.

Почему периодически спускает колесо и что делать

Колесо спускает, но проколов нет: наличие микротрещин и повреждений острыми предметами, выход ниппеля из строя и прочее

Содержание

Прокол

Прокол – наиболее частое повреждение автошины. В конструкции ТС, множество деталей крепятся на саморезы (локеры, брызговики, бампера). Они периодически теряются, оставаясь поджидать на дорожном полотне «нового автохозяина». Кроме саморезов, на дороге могут попадаться гвозди и проволока, впиваясь между блоками протектора покрышки. В иных случаях, виновником прокола становятся стёкла или острые камни. Если «шпион» застрял в колесе, то шина спускает медленно, стравливая воздух иногда по несколько дней. Периодическое подкачивание, при частой потери давления, это сигнал автовладельцу для визита в шиномонтаж.

Причины проблем с покрышками

В первую очередь автовладельцу необходимо будет разобраться с причиной, по которой колесо спускает воздух. Самой распространённой проблемой бескамерных колес является повреждением обода легкосплавных дисков. Чаще всего такое бывает при наезде на бордюр, ударе о камень или попадании на высокой скорости в яму. В редких случаях изнашивается обод диска, в результате чего колесо начинает стравливать воздух, а решить подобные проблемы становится попросту невозможно.

При механических повреждениях обода проще всего прокатать диск, подобные услуги предлагаются сегодня во многих шиномонтажах. Выполнять такую раскатку дисков следует не реже одного раза в два года, что позволяет не только обеспечить комфорт использования автомобиля и решает проблемы со спущенными колёсами, но и является великолепной профилактикой различного рода поломок подвески автомобиля.

Коррозия диска на стыке с покрышкой

Незаметный прокол в автомобильной покрышке

фото: nokiantires.com

Наезд на любой заостренный предмет может проколоть шину. Крошечный гвоздик может сделать прокол, а затем выпасть, вызвав медленную утечку – от 0.1 до 0.3 атмосфер в неделю. Визуальный осмотр покрышки не даст результатов. Нужно либо обработать колесо мыльным раствором и посмотреть, где пузырится, с последующим посещением сервиса по шиномонтажу, либо ехать туда сразу.

Клапан (вентиль для бескамерных шин) травит воздух

фото: etrailer.com

Изготовленные из резины, вентили для бескамерных шин могут со временем приходить в негодность. Резина задубеет и растрескается, снижая их герметичность.

Они также могут быть повреждены ударом о бордюр или другими механическими воздействиями (например, щеткой для мытья автомобилей на автомойке). Держите штоки клапанов чистыми (не теряйте колпачки).

Также чрезмерная затяжка колпачка может привести к повреждению сердечника клапана. Клапан может начать стравливать из-за этого.

Можно ли ехать на спущенном колесе

Всем известно, что любую проблему проще предотвратить, чем потом разбираться с последствиями. Для того чтобы спокойно пользоваться автомобилем, не думая о том, где в случае чего срочно искать пункт шиномонтажа или запасные колеса, лучше принять меры профилактического характера. Итак:

Ежедневно осматривайте колеса и регулярно (например, еженедельно) проверяете давление в покрышках.
Правильно выбирайте маршруты движения (не стоит ездить по опасным участкам, например, по дорогам с разбитым покрытием). При невозможности объехать сложный участок, лучше преодолевать его по прямой, поскольку в центре покрышки обладают большей плотностью и устойчивостью к механическим воздействиям, чем по бокам.
Положите в багажник специальный ремонтный комплект для шин, в крайнем случае, пару саморезов и клей, предназначенный для резиновых камер. Если вдруг столкнетесь с проколом колеса, то сможете устранить проблему, обмазав саморез специальным клеем и вкрутив его в место прокола, утопив шляпку в шине.

Иногда можно попасть в ситуацию, когда колесо спускает, а запаски и набора для экстренного ремонта у вас нет. Если подобная неприятность случилась на загородной трассе, вы можете ждать, пока кто-то привезет вам запаску, или же можно потихоньку двигаться в сторону пункта шиномонтажа.

Теоретически продолжать движение можно, однако если из покрышки выйдет весь воздух, то вам придется ее выкинуть, восстановить ее работоспособность не удастся. Под воздействием веса автомобиля покрышка придет в негодность, учитывая, что вы можете проехать таким образом не один километр. В этом случае придется тратиться на покупку новых покрышек, а возможно, и дисков.

Проехав со спущенным колесом, можно столкнуться со следующими последствиями:

после того, как покрышку восстановят на станции техобслуживания, на боковых поверхностях шины могут появиться шишки, которые препятствуют ее дальнейшему использованию;
шина может быть порезана диском, особенно, если движение на спущенном колесе было продолжительным, – восстановить покрышку в этом случае уже не удастся;
резина может полностью прийти в негодность, если порвется корд покрышки;
можно столкнуться с деформацией колесного диска, особенно, если вы на спущенном колесе ехали по неровной дороге.

При незначительном повреждении покрышки можно ее накачать и медленно двигаться в сторону ближайшего пункта шиномонтажа. Если же станция техобслуживания находится в пределах пешей доступности, то колесо можно доставить к месту ремонту, докатив вручную.

К чему приводит езда на спущенном колесе

Мы уже выяснили, сколько спускает колесо по времени, и как вы поняли, это время может быть совершенно разным. Если колесо пробито гвоздем или каким-то другим мелким предметом, вполне возможно, что оно на протяжении какого-то времени будет держать давление. На таком колесе можно без проблем доехать до шиномонтажа. Ехать нужно аккуратно. По дороге желательно периодически осматривать колесо и при необходимости подкачивать его. Насос, а лучше компрессор, должен всегда находится в багажнике!

Но что делать, если колесо спустило полностью и подкачка не помогает? Можно ли ехать на спущенном колесе? Теоретически, конечно, можно, но у такой езды есть некоторые неприятные моменты. Во-первых, поездка будет крайне некомфортной. А во-вторых, и шина, и диск, скорее всего, придут в негодность.

Если колесо постоянно спускает

Чтобы избежать потери давления воздуха в шинах, нужно соблюдать несколько простых правил:

систематически, не реже одного раза в неделю, внимательно осматривать поверхность покрышек и проверять давление в них;
отказаться от жесткого стиля вождения, так как он приводит к быстрому нагреву, деформации и частым повреждениям шин;
объезжать участки с разбитым дорожным покрытием осторожно, на небольшой скорости.

Особую опасность для автопокрышек представляют бордюры и кромка асфальтного покрытия. Во время резкого удара колесами о них, на резиновых поверхностях образуются порезы.

Поиск причины постоянной потери давления в шинах

Покрышка постоянно теряет внутреннее давление по нескольким возможным причинам:

Пробоина или прокол. Диагностика проста: нужно опустить колесо в емкость с водой или обработать его мыльным раствором. Появившиеся пузырьки укажут вам место повреждения.
Деформация шины при сильных нагрузках, приводящая к потере герметичности камеры.
Частая езда по разбитым дорогам, приводящая к деформации колесных дисков, износу боковых поверхностей и нарушению герметичности.
Неровности дорожного покрытия, повреждающие ниппель и вызывающие грыжи в покрышке.

Давление в шинах часто снижается незаметно. В это ситуации вы успеете заметить потерю давления в колесе и доехать до шиномонтажной мастерской. Также обязательно нужно контролировать, чтобы между резиной и диском колеса всегда была воздушная прослойка, останавливаться и подкачивать колесо, включить аварийные огни во время движения, исключить высокую скорость и резкие маневры на дороге.

Если воздух из прокола выходит быстро, придется остановиться, снять колесо и заняться его ремонтом/заменой, либо вызвать эвакуатор. Если этого не сделать, автомобильный диск просто разрежет резину на куски.

Повреждение на шине (она порвалась)

фото: reddit. com

Порванная шина небезопасна, особенно если разрыв находится на боковой стенке (нередкий случай при «притирке» к бордюрному камню). Вождение на шине с ослабленным бортом, даже если утечка незначительна, опасно! Соедините это с недостаточно надутой шиной, которая может перегреться, и у вас появится настоящая гремучая смесь!

Спустило колесо на машине что делать

Для того чтоб побороть данный недуг сделайте следующие действия

Спустите весь воздух из колеса автомобиля
Отгибая место прилегания корда к диску смазывайте это место густой мыльной водой из хозяйственного мыла, даже не водой, а как бы мыльной кашицей настолько густа она должна быть
Второй вариант — это смазывать парафиновой свечей, в среднем на одну покрышку уйдет 3-4 свечи, отгибаем корд и хорошо давя на свечу проводим по всему диаметру корда, парафин при этом должен обильно ссыпать на обод. При езде от трения воск начнет таять и заглушит собой места, где травил воздух
Так же можно приобрести специальные смазки и спреи в магазине для устранения спускания колес

Ну а если спустило и нет насоса, тогда выход — только установка запаски или просить помощи у проезжающих машин, как вариант вызвать эвакуатор или позвонить другу. Если уж совсем в глухомани застряли где проходит один человек в год — тогда можно пробовать ехать на ободе, да, резине будет хана, но вы вернетесь так сказать в людные места, где уже сможете решить эту проблему.

Как заделать прокол колеса

Хотя ремонт шин, поврежденных в результате прокола гвоздем или саморезом, выполняют уже давно, многие автолюбители удивляются, когда, вынув из покрышки гвоздь, прокол не заделывают, а, напротив, увеличивают его еще больше при помощи толстого напильника. Впервые столкнувшись с ремонтом резиновой камеры жгутом, можно испытать некоторый шок и сомнения относительно правильности действий специалистов. Однако эффективность подобного способа ремонта гораздо выше по сравнению с установкой заплаток. Используемый при восстановлении покрышки резиновый жгут может оказаться более долговечным, чем сама шина.

К тому же подобный способ ремонта – жгутом – обладает еще одним неоспоримым достоинством. Им можно устранить повреждение самостоятельно. Поэтому не скупитесь и купите хотя бы один комплект для ремонта покрышек. Воспользовавшись входящим в набор вилкообразным шилом, вы сможете вернуть колесо, из которого спускает воздух, к жизни.

Впрочем, помимо многочисленных достоинств ремонта поврежденных покрышек жгутом, этот метод имеет и ряд недостатков. Имейте в виду, что при помощи жгута нельзя самостоятельно ремонтировать боковые части камеры. Жгут приклеивают к стенкам покрышки, он держится именно за счет них, но боковые стороны шин гораздо тоньше тех, что контактируют с поверхностью дороги.

Если попытаться самостоятельно отремонтировать боковину камеры, то можно столкнуться в дальнейшем с выбросом жгута. Но, скорее всего, вам изначально не удастся вынуть из покрышки вилкообразное шило, предназначенное для помещения жгута внутрь колеса, без самого жгута. Также учтите, что таким способом устраняют повреждения, вызванные проколами, – для более или менее длинных порезов или рваных повреждений он не подойдет.

Кроме того, не всегда легко можно обнаружить место прокола, в большинстве случаев определить поврежденный участок удается, поместив колесо в воду или обработав мыльным раствором, что не всегда легко выполнимо в дорожных условиях. Если же вам попадется глубокая лужа, то, конечно, можно попробовать, но в таком случае вам не обойтись без электрического компрессора, поскольку при ремонте из покрышки стравится большое количество воздуха, а жгут необходимо вставлять в шину с рабочим давлением.

Итак, если вы уже определились с тем, почему спускает колесо, и намерены отремонтировать его самостоятельно, воспользовавшись жгутом, то вам наверняка пригодится нижеприведенная пошаговая инструкция.

Определите место повреждения.
Внимательно осмотрите покрышку, скорее всего, вы увидите в ней что-то блестящее – чаще всего шины повреждаются стеклом, гвоздями или шурупами. Вероятнее всего вы заметите, к примеру, гвоздь, однако не стоит торопиться и немедленно вытаскивать его из покрышки. Потому как в этом случае вы можете либо повредить камеру, либо же вам просто придется полностью накачивать колесо.
Если же гвоздь или другой предмет, ставший причиной прокола, вам найти не удалось, запаситесь терпением и ищите поврежденный участок, прибегнув к другим способам.
Пометьте место повреждения.
До того, как вы вытащите из шины гвоздь или шуруп, пометьте место повреждения, воспользовавшись скотчем, изолентой, мелом, ручкой, карандашом и пр. Если же сделать отметку совершенно нечем, внимательно осмотрите камеру и запомните, в районе какой надписи образовалось повреждение.
Вытащите инородный объект.
Определившись с планом ремонта, обнаружив и отметив место повреждения, можно приступать к удалению из покрышки гвоздя или шурупа. Вполне вероятно, что вам не удастся обойтись без плоскогубцев, однако если колесо повреждено шурупом или саморезом с целой головкой, то источник неприятностей можно будет просто выкрутить из покрышки.
Подготовьте место повреждения к ремонту жгутом.
Когда вы приступите к ремонту, давление в шине должно быть рабочим или чуть превышающим его.
В комплект для ремонта шин входит инструмент, по внешнему виду напоминающий круглый напильник или спиралевидный штырь с ручкой. С его помощью место прокола очищают от загрязнений, инородных частиц, придают повреждению правильную круглую форму, не допуская образования трещин, а кроме того, создают адгезивную (сцепляющуюся) к клею поверхность в месте прокола.
После того как вы достанете из комплекта названный инструмент, его необходимо ввести в прокол. Выполните несколько движений вверх-вниз, зачищая прокол и придавая ему внутреннюю шероховатость. Впрочем, сильно увлекаться не стоит, напильник не должен свободно входить внутрь шины. Не вынимая инструмент из места повреждения, выполните следующие шаги.
Подготовьте шило со жгутом.
Достаньте из набора один из жгутов (будьте готовы к тому, что они липкие, а сам способ ремонта никак нельзя назвать чистым), проденьте его сквозь ушко шила таким образом, чтобы центр жгута находился посередине ушка. После этого на жгут необходимо обильно нанести специальный клей, также входящий в комплект для ремонта шин.
Вставьте жгут в прокол.
Теперь настало время вынуть из прокола напильник. Сделав это, начинайте, не торопясь, вводить шило со жгутом внутрь покрышки, следите, чтобы при этом колесо не сильно спускало. Жгут, который в процессе сложится пополам, необходимо вводить, пока он не окажется внутри покрышки (этот момент вы почувствуете), но при этом часть его останется снаружи.
Действуйте аккуратно, проталкивать жгут внутрь достаточно сложно, придется приложить определенные усилия, однако как только он окажется внутри камеры и перестанет испытывать какое-либо сопротивление, есть риск протолкнуть его внутрь целиком. Если ввести жгут в отверстие не удается, повторно обработайте место прокола напильником (предварительно вытащив жгут), чтобы увеличить диаметр отверстия. Вновь обработайте жгут клеем и повторите попытку.
После того как вам это удастся, резко вытащите шило из прокола, при этом оно должно выйти наружу, а жгут остаться внутри покрышки. Если же шило тащит жгут за собой, значит, вы перестарались и отверстие в шине слишком велико.
Если все получилось, то приступайте к проверке герметичности шины после ремонта (можно нанести на отремонтированное место воду, мыльный растров и т. п.). После этого необходимо срезать лишнюю часть жгута на максимально близком к шине расстоянии (оптимально, если жгут вообще не торчит над протектором).
Остается лишь подкачать шину, пока она не достигнет рабочего давления, и можно продолжать путь. О том, почему спускает колесо, можно будет забыть.

Пропускает вентиль

Штуцер накачки – ещё один элемент колеса, способный стать негерметичным. Воздух может проникать наружу, через золотник или посадочное место вентиля. В первом случае, причинами могут стать попавшие в механизм золотника: грязь, лёд или разгерметизация самого клапана. Во-втором случае, утечка воздуха образовывается из-за неплотного прилегания штуцера к посадочному месту, по причине образования ржавчины или грязи. Кроме того, резиновый элемент может быть повреждён в ходе эксплуатации, а также резина конструкции имеет тенденцию к рассыханию и образованию сквозных трещин.

Как поменять спустившее колесо

Многие владельцы машин в принципе не считают нужным разбираться в устройстве автомобиля и учиться простейшим способам диагностики неполадок. С одной стороны, это правильно, каждый должен заниматься свои делом. Если спустило колесо, а вы опаздываете на важную встречу, всегда можно вызвать такси для себя и эвакуатор для авто. Однако обладать минимальными навыками техобслуживания не помешает никому, поэтому предлагаем научиться менять пробитую покрышку на запасную самостоятельно.

Ничего сложного в этой процедуре нет, справиться с ней под силу даже девушкам. Порядок действий таков:

Самое главное – обеспечить неподвижность автомобиля, приподнятого домкратом. Для этого машина должна находиться на ровном участке дороги, из-под колес надо удалить камни, комки земли и другие предметы, которые могут повлиять на устойчивость машины.
Убедитесь, что автомобиль не покатится ни вперед, ни назад. Первое, что надо сделать, – зафиксировать задние колеса при помощи ручного тормоза. У машины с механической коробкой передач выключаем двигатель и ставим ручку в положение первой или задней скорости. Для автоматической трансмиссии выберите режим «Р» – паркинг.
Некоторые автолюбители уверены, что единственное, что им нужно сделать прежде чем поднимать машину домкратом, – активировать ручной тормоз. Однако при этом будут заблокированы исключительно задние колеса, тогда как включение скорости приведет в неподвижное состояние и ведущие передние.
Дополнительная блокировка колес тяжелыми предметами тоже не будет лишней.
Ослабьте гайки. Да, это нужно сделать тогда, когда автомобиль стоит на всех четырех колесах. Дело в том, что для откручивания гаек понадобится приложить некоторые усилия, которые нежелательны, когда машина находится на домкрате.
По этой же причине заранее достаньте запаску. Так вы сведете к минимуму колебание кузова и возможное падение автомобиля.
Определите место установки домкрата. Делая это впервые, лучше воспользоваться руководством пользователя. Производитель указывает, где именно надо располагать домкрат для безопасного поднятия машины. Чаще всего это места за передними и задними колесными арками.
Установив домкрат, начните потихоньку приподнимать кузов. К большинству автомобилей прилагаются простые винтовые устройства с понятным принципом работы, который не вызывает затруднений даже у новичков.
При помощи баллонного ключа открутите болты (или гайки, в зависимости от модели), но не до конца, и сдвиньте колесо со ступицы. Делать это нужно аккуратно, помня о его немалом весе. Затем вытащите болты и полностью снимите колесо.
Установите на ступицу запаску. Если модель машины снабжена направляющими, делать это проще. Если нет, совместите отверстия на диске и ступице, фиксируйте для начала одним болтом.
Вкрутите остальные болты руками, не используя баллонный ключ.
Опустите машину с домкрата и только тогда начинайте затягивать болты (гайки). Насколько хватит сил, делайте это рукой, а затем ключом. Чтобы обеспечить максимально плотное закручивание, надавите на ключ ногой, задействуя массу собственного тела. Повторите процедуру несколько раз, пока болты не будут закручены намертво.

Теперь вы знаете, как быть, если спустило колесо на машине, и что делать в первую очередь, чтобы продолжать поездку, не прибегая к посторонней помощи. Обратите внимание, что заводская запаска, как правило, не рассчитана на полноценную эксплуатацию, поэтому не стоит набирать скорость больше чем 60–70 км/ч. На шине обычно есть этикетки с предупреждающей информацией. Сверьтесь с инструкцией к автомобилю, там указана максимально допустимая скорость при движении на запаске.

Что делать, чтобы предотвратить проблему

Любую проблему гораздо легче предотвратить, нежели исправить. Как уже говорилось выше, в большинстве случаев современная бескамерная шина пробивается острым предметом и далеко не сразу начинает спускаться. Чтобы активная фаза этого самого спускания не состоялась в дороге, когда торчащий гвоздь, к примеру, зацепится за что-то, нужно ежедневно осматривать шины и хотя бы раз в неделю измерять в них давление.

Чтобы не пробить колесо, старайтесь избегать опасных участков (стройка, старые трамвайные пути, сильно разбитая дорога и так далее). Если случится так, что вы заметили препятствие, но уже не успеваете его объехать, не стоит резко поворачивать. Центральная часть колеса гораздо толще и плотнее, чем боковая, поэтому лучше ехать прямо на препятствие.

Прочие опасности на дороге, уничтожающие покрышки

фото: www. smartmotorist.com

Итого, что может повредить шину или обод? Проколы от гвоздей , металлические осколки, битое стекло, куски дерева, иной мусор на дороге. Треснувший из-за перегруза, удара, возраста обод или поврежденные от удара о край глубокой ямы или бордюр боковины. Все это считается опасным видом повреждений, которые требуют безотлагательного ремонта. Не пытайтесь протянуть существование шине или колесу, которое начало потихоньку спускать, если его ремонт невозможен. Может дороже обойтись в пути!

Итак, как вы увидели, есть много причин, по которым ваша шина может оказаться спущенной. Проверяйте шины и давление воздуха не реже одного раза в месяц. Правильно накачанные шины служат дольше, изнашиваются более равномерно, и на них безопаснее ездить. И при первых признаках стравливания давления обратитесь к специалистам на шиномонтаж.

Обложка: medium.com

Спускает колесо по борту — решение проблемы

Что же делать, товарищ разбортировал покрышку, отшлифовал обод в месте прилегания наждачкой нулевкой, смазал какой то уплотнительной немецкой смазкой для забортирования шин и одел покрышку на место — итог, уже два месяца как колесо не спускает. Что из этого следует, а то что специальный герметик для обода шин обеспечивает необходимую герметизацию обода колеса с покрышкой, а так же что в холодное время резина подвержена сжатию и дополнительной деформации.

Отсюда следует что если спускает колесо без прокола — то причиной того могут быть физические свойства шин и дисков описанные выше.

Что делать если спускает колесо

Содержание

1 Причины спускания колеса
- 1.1 Как выявить причину спускания
- 1.2 Что будет, если подкачивать колесо и ездить на пробитом

Поиск причины спускания колеса до выезда из гаража.

Поиск причины спускания колеса

Каким бы хорошим не было качество покрышек, установленных на авто, иногда встречаются небольшие проблемы, не зависящие от вас – проколы, порезы, и подобные вещи. Что же делать, если спускает колесо?

Спускает одно из колес — пробито, пропускает по ободу, травит ниппель.
В первую очередь необходимо найти виновника происшествия.

К первой категории можно отнести проколы, порезы, деформации диска. Все, что связанно с дорожными условиями, и иногда – манерой вашей езды.

Ко второй – эксплуатационные проблемы – пропускает ниппель.

К третьей – технологические проблемы.

Как выявить причину спускания

Проколы, порезы, вмятины диска можно найти при визуальном осмотре. Если это не помогает, можно сделать мыльный раствор, и обрызгать колесо – пузырьки воздуха укажут на прокол. Однако, если прокол очень мелкий, такой поиск может превратиться в пытку: в этом случае лучше погрузить колесо полностью в подходящую емкость с водой. Также вы сможете найти дефект тогда, когда травит между диском и покрышкой, и если есть проблемы с ниппелем.

Пропускание ниппеля легко определяется с помощью воды: тут все проще, колесо купать не нужно – открутили колпачок, намочили сосок ниппеля – если воздух травит, вы это увидите по надуванию пузырька воздуха.

Технологические проблемы. Весьма редкий дефект, присущий некачественной резине. Не вдаваясь в подробности, скажу: есть такое понятие, как диффузия. Это процесс проникновения молекул одного вещества в другое. Проще говоря – воздух проходит через резину. Звучит дико, но это физический закон нашего мира. Такой дефект встречается крайне редко, и скорость диффузии настолько мала, что ее можно не заметить. Просто вы должны понимать, почему колесо, хоть и редко, но нужно подкачивать.

Если проблема выявлена и Вы не можете самостоятельно ее исправить, то не зазорно поступить так же, как и опытные водители — поехать на шиномонтаж, желательно качественный, на котором не лепят сомнительные латки. Также на монтаже обязательно должен быть стенд для балансировки – балансировка колеса после ремонта даже не обсуждается. А вот заранее знать, сколько времени вы потратите – весьма сложно. Возможно, прокол небольшой, и устранится с помощь специального грибка в течении 15 минут, а возможно потребуется вулканизация, с полной разборкой – от 30 минут до часа.

Что будет, если подкачивать колесо и ездить на пробитом

Неоднократно слышал подобный вопрос, ответ – ничего не будет, катайтесь на здоровье. Но есть пара вещей, о которых нужно помнить.

Первое: вам не известна причина спускания колеса. Никто не даст гарантии, что медленно спускающее колесо, не спустит быстро, где-нибудь в степи, а вы без запаски, и вне зоны покрытия мобильной связи. Или, что еще хуже: возможно, на внутренней стороне покрышки образовался дефект – вам-то его не видно. С этим шутки плохи: если колесо спускает регулярно – ищите причину.

Второе: будьте уверены в том, что в один прекрасный день вы забудете подкачать колесо, и поедете на пустом. И тогда, пока сообразите – покрышку можно запросто пожевать, вот и задумайтесь – оно того стоит?

Что делать, если поздно заметил, что колесо спустило, и поездил на спущенном колесе. Первое, и единственное – поставить запаску. Принцип: ”Резину уже испортил, подкачаю и доеду” – неприемлем. Дело в том, что серьезные деформации покрышки, которые происходят при езде на спущенном колесе, в первую очередь связанны с кордом, и внешне могут быть не заметны. Корд – это нити (синтетические и металлические), которые находятся внутри резины и служат каркасом колеса. И если лопнуло несколько нитей, нет никакой гарантии, что при наезде на кочку, или попадании в яму, колесо не «выстрелит». Не шутите с безопасностью – на шиномонтаже вам скажут – годное, или нет, колесо.

И последнее: с вашего позволения, небольшой совет. Довольно часто, при боковом порезе, некоторые умельцы предлагают вставить в бескамерное колесо, камеру. Соглашайтесь на такую аферу только в безвыходной ситуации. Дело в том, что при сильной деформации покрышки на дороге (кочка/яма), камера может пролезть в порез, и разорваться. Последствия неожиданного, и главное – мгновенного спуска колеса, на скорости, могут оказаться непредсказуемыми. В зависимости от дорожной обстановки, в такой ситуации даже профессионал может оказаться бессильным. Не подумайте, что пугаю, но колеса – это ваша безопасность на дороге – не искушайте судьбу.

Еще: вставка камеры в бескамерную покрышку (в любом случае), приведет к тому, что воздух собирается между камерой и внутренней поверхность покрышки. А это приведет к излишнему нагреву колеса.

Пусть ваш путь будет комфортным и безопасным, а вопросы: что делать, если спускает колесо? останутся на бумаге.

Автор: Игорь

Специально для сайта «За руль после 30.»

Бескамерка пропускает по ободу что делать

Рейтинг статьи

Загрузка…

Что делать, если спускает бескамерное колесо по диску? Список нужных действий

Содержание

Про причины

Разгерметизация шва

Экстренные меры

Выявление и ремонт неисправности в домашних условиях

Бескамерка пропускает по ободу что делать

Сообщение Murmashi » 26 ноя 2013, 21:39

Подскажите кто нибуть что можно залить в колёса типа герметика ? Травят по ободу и по сварке.Только пожалуйста не предлагайте разобрать и собрать.

В одной из тем мельком видел решение (что-то с тосолом смешивали), через поиск пытался найти. не находится (((

Сообщение РОМКА » 26 ноя 2013, 21:42

Сообщение Murmashi » 26 ноя 2013, 21:59

Сообщение lunatik-1 » 26 ноя 2013, 22:04

Он работает ТОЛЬКО по беговой шины, влекомый гравитацией и центробежной силой, да при положительных температурах!

Каким антигравитационным способом ему возвыситься со дна, к диску?

Сообщение Murmashi » 26 ноя 2013, 22:36

Сообщение lunatik-1 » 26 ноя 2013, 23:08

Да, его и размешивают чтоб замерзал попозже.
Но это не отменяет Гравитацию.

Видел такой способ, наркоманистый:
— шприц с разумно тонкой иглой
— раствор вроде Момента с чем-то разжижающим
— обезжирка
— инъекции, инъекции, инъекции

Больше ничего не знаю.

Сообщение Murmashi » 27 ноя 2013, 00:19

А сколько он застывает и будет ли достаточным влив его в колесо- поболтать/покрутить (в том числе и с боку на бок, чтобы жидкость попала на обод) и поставить к стенке, скажем на неделю. Или нужно его крутить пока не застынет?

Если колесо с лонгвеем поставить «к стенке» на сутки/неделю, то не застынет ли вся жидкость в нижней точке колеса?

Сообщение Vavillio » 27 ноя 2013, 01:00

Сообщение lunatik-1 » 27 ноя 2013, 02:26

Да он не застывает, это липкая жижа с вкраплениями волокон которые затыкают собой микропоры, вокруг инородного тела в бескамерке.
Трещины наверное может заткнуть, но не порез сантиметровый.
Так же необходимо достаточное избыточное давление.

Сообщение РОМКА » 27 ноя 2013, 06:48

lunatik писал(а): РОМКА писал(а):
Лонгвей.

Каким антигравитационным способом ему возвыситься со дна, к диску?

Сообщение lunatik-1 » 27 ноя 2013, 07:33

Это НЕ мастика, его не «намажешь» чтоб прилип и подсох.
Принцип работы Логвея, проникать в трещину под действием избыточного давления .
Закупоривать трещину волокнами входящими в его состав, их видно невооруженным глазом, маленькие такие щепочки.

Размазанный кисточкой (условно) по поверхности Логвей — совершенно бесполезен!

Сообщение makss » 27 ноя 2013, 17:23

Сообщение Vlas69 » 27 ноя 2013, 20:10

Ё-маЁ!

Писал, писал, все слетело. Тоже столкнулся с проблемой утечки воздуха на посадочных бортах. Для своего Синего Кабана делал колеся с авиационных ободрышей на автомобильное литье. Так как размер посадочного не стандартный, пришлось ободранный слои снимать и с посадочного. При постановке покрышек, борта были обильно пролиты герметиком борта. Под давлением покрышки встали на место с большим трудом. Воздух выходил за 2-3 часа, разбирать — не вариант, нужна шиномонтажка да еще грузовая. Нашел колесный герметик для сельхоз техники, как раз для низкого давления и малых оборотов, на малых оборотах вся жидкость омывает не только беговую дорожку, но и сливается на борта. 20 литровая канистра стоит 23 т.р. Тогда подумал и решил сделать так. Откачал воздух из колес лодочным насосом, сколько смог насос и я , развел герметик борта (можно ксилолом или бензином) 1:2 и пролил борта до полного высыхания по 2 раза, каждая сторона сохла сутки. В результате колеса держат до 2 суток, но так как подкачка занимает 2 минуты (10 качков лодочным насосом), я думаю это не критично. Что касается жидкого герметика, то я бы налил в свои для заделки щелей и как профилактика проколов, а вот что налить — это вопрос.

Сообщение Vavillio » 27 ноя 2013, 20:47

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

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.

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.

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.

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.

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.

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Оценка статьи:

Загрузка…

Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x

Adblock
detector

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

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 23 февраля 2021 г.

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: Корабельный штурвал: Колеса помогают транспортным средствам двигаться, передавая и уменьшая трение (как мы объясним ниже), но они также работают как рычаги. Если вы повернете колесо таким образом, ось в центре вращается медленнее, но с большей силой. Другими словами, большой руль помогает моряку поворачивать. руль корабля легче, чем маленькое колесо. 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. Фото Шеннон Хивин предоставлено ВМС США.

Содержание

Зачем нужны колеса
Как работают колеса?
Кто изобрел колесо?
Развертка колеса
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.
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 кредитного плеча

Колеса тележек помогают и в другом важном аспекте: они работают как рычаги. 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 научный

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.

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. (2009/2020) Колеса. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howwheelswork.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

Связь
Компьютеры
Электричество и электроника
Энергия
Машиностроение
Окружающая среда

Гаджеты
Домашняя жизнь
Материалы
Наука
Инструменты и приборы
Транспорт

↑ Вернуться к началу

Мистер Уилс

Mr Wheels — это местный бизнес с более чем 10-летним опытом. Мы с гордостью служим жителям Южной Флориды с 2001 года. Сочетание нашего исключительного опыта, отличного обслуживания клиентов и интереса ко всему, что связано с автомобилестроением, сделало нас одним из ведущих магазинов в индустрия.

ЧТО МЫ ДЕЛАЕМ

Специализируясь на колесах и шинах, MrWheels предоставляет полный комплекс услуг по индивидуальной настройке автомобиля. Джипы, грузовики и спортивные автомобили – наша сила. Мы предлагаем послепродажные колеса, большой выбор дисков, шин, модернизацию подвески, занижение или лифт-комплекты, тюнинг, выхлопы, все виды аксессуаров, автомобильное освещение и многое другое; буквально все, что вам нужно, чтобы сделать уникальное, персонализированное заявление с вашим собственным автомобилем.

ОПЫТ
МЕХАНИКА

КАЧЕСТВО
СЕРВИС

ДОСТУПНОСТЬ
ЦЕНЫ

ФИНАНСЫ
ВОЗМОЖНОСТИ

ТОННЫ НОВОГО ТОВАРА

Колеса + шины

подвеска

Комплекты для подъема/понижения

бамперы Грелки

Освещение

Выхлоп

Производительность

СПОЙЛЕРЫ

СТОРОНЫ

См. Продукты

СМОТРИТЕ НАШУ ГАЛЕРЕЮ

МЫ ФИНАНСИРУЕМ

СЕРВИСЫ

Независимо от бюджета или спецификаций вашей работы MrWheels предлагает обширные знания, богатый опыт и профессиональное обслуживание. У нас есть опытные технические специалисты и сертифицированные ASE механики, которые помогут вам на каждом этапе пути с любыми потребностями или проблемами, которые могут возникнуть, чтобы убедиться, вы полностью удовлетворены работой, которая значит для вас больше всего – вашей собственной. Мы здесь, чтобы помочь, и наша цель — сделать так, чтобы вы чувствовали себя довольными, и пока мы это делаем, вы можете наслаждаться бесплатным напитком и Wi-Fi.

JEEPS

Lift Kits

Big Wheels & Tires

Bumpers

Winches

LED Lights

Upholstery

Roof Racks

Sound Systems

Steps & Rock Sliders

Superchargers

Сцепные устройства

Светодиодные фары

Трубки

Воздушные подкрылки

Крышки дифференциала

Выхлопные системы

Накладки на пол

TRUCKS/SUV’S

Lift Kits

Big Wheels & Tires

Bumpers

Winches

LED Lights

Upholstery

Bed Liners & Bed Covers

Sound Systems

Steps & Rock Sliders

Нагнетатели

Сцепки

Пятое колесо и гусиные стойки

Светодиодные фары

Выхлопные системы

Звуковые сигналы поезда/воздуха

Напольные покрытия

Спортивные автомобили

Снижение комплектов

Катушка над системами

ВЫСОКОЕМЫ

Турбины

Светодиодные фары

Спойлеры

Обивка

Звуковые системы

Транспортировочные пакеты

Выхлопные системы

Напольные покрытия

И многое другое. .. нажмите здесь, чтобы увидеть полный список

ОТЗЫВЫ

Рейтинг Google

4,7

Рейтинг Facebook

4,3

Рейтинг Yelp

4,5

Потрясающее место!!! Пришел сюда по рекомендации моего друга, который продает экзотические автомобили, и сказал мне, что это лучший магазин в округе. Персонал был очень полезным и знающим (особенно Джонатан). Они только что переделали это место, и вы чувствуете, что входите в ремонтную мастерскую F1. Это не обычный автосервис, эти люди увлечены автомобилями и не стесняются этого. — ДЖЕК Х.

Это отличное место. С того момента, как вы идете в службу очень полезно. Их выставочный зал безупречен. У них есть все типы дисков для вашего автомобиля или грузовика. Выбор отображается так, как если бы вы зашли в ювелирный магазин и купили какое-нибудь красивое украшение для себя или своей подруги. Я никогда не покупал диски, потому что я доволен своими, но я купил шины и сделал свои тормоза здесь. Работа всегда выполняется в разумные сроки и по адекватной цене. Побывав здесь много раз, я могу сказать, что гораздо лучше прийти в такое место, где действительно заботятся о своих клиентах, чем в более крупные компании, где вы просто номер. — ДЖЕССИ Т.

Какое прекрасное место! Персонал дружелюбный и знающий. Цены просто бесподобные Всем однозначно рекомендую!!! — МЕЙЕР А.

ВАС ИНТЕРЕСУЮТ НАШИ УСЛУГИ?

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Maxion Wheels: Компания по экологически чистым колесам

Maxion Wheels, крупнейший поставщик в отрасли, объясняет, что нужно, чтобы предоставить потребителям более экологичный выбор.

Колеса являются одним из наиболее важных решений, которые потребители принимают при покупке нового автомобиля. Они являются важным элементом стиля автомобиля, занимая около 30% профиля автомобиля. Конструкция колес и их масса также напрямую влияют на общую аэродинамику и энергоэффективность автомобиля, а также на его углеродный след.

Тонкие спицы, изначально предназначенные для охлаждения тормозных дисков, неэффективны для электромобилей, создавая нежелательное сопротивление. Вместо этого в современных конструкциях колес предпочтение отдается большим гладким поверхностям, которые создают чистый поток воздуха и повышают аэродинамическую эффективность.

Колеса из алюминиевого сплава энергоемки в производстве: на их производство приходится 9-12% общих выбросов CO2 в течение жизненного цикла колеса. Питер Клинкерс, генеральный директор Maxion Wheels, крупнейшего в мире производителя колес, уже разработал планы по обезуглероживанию продуктов и процессов компании. «Мы стремимся к устойчивому развитию и сокращению выбросов CO2», — говорит Клинкерс. «Мы готовимся предложить больше углеродно-нейтральных колес и внедрить инновации, которые сделают экологичные варианты более привлекательными для потребителей».

«Мы готовимся предложить больше углеродно-нейтральных колес и внедрить инновации, которые сделают экологичные варианты более привлекательными для потребителей».

Питер Клинкерс, генеральный директор Maxion Wheels

«Энергия является одним из основных компонентов производства колес. Обезуглероживание нашего производства с помощью чистой энергии, более устойчивый дизайн продукции, более эффективные процессы и материалы с низким содержанием углерода — мы предпринимаем амбициозные шаги, чтобы стать поставщиком углеродно-нейтральных колес».

Ральф Дунинг, вице-президент по глобальному инжинирингу, Maxion Wheels

Энергия, используемая для извлечения и отливки алюминиевых колес, означает, что типичный 16-дюймовый комплект алюминиевых колес может создавать значительно больше выбросов CO2, чем сопоставимый комплект стальных колес.

«Энергия — один из основных компонентов производства колес, — говорит вице-президент Global Engineering Ральф Дунинг. «За счет обезуглероживания нашего производства с помощью экологически чистой энергии, более устойчивого дизайна продукции, более эффективных процессов и материалов с низким содержанием углерода мы предпринимаем амбициозные шаги к тому, чтобы стать поставщиком колес с нулевым выбросом углерода».

Maxion наращивает поставки возобновляемой энергии через свою глобальную сеть и базу поставок сырья. Клинкерс говорит, что к 2025 году компания находится на пути к сокращению выбросов CO2 на 30% в результате своей глобальной деятельности. По мере увеличения количества возобновляемых источников энергии Maxion будет предлагать колеса, произведенные с использованием 100% зеленого электричества. «Мы не верим в глобальные взаимозачеты, — говорит вице-президент по глобальным продажам и маркетингу Марк Герардтс. «Когда мы берем на себя обязательство создать для клиента конструкцию колеса со 100% «зеленой» электроэнергией, мы гарантируем, что конкретный завод будет иметь выделенный источник».

К 2030 году Maxion ожидает, что 90% электроэнергии в мире будет производиться за счет возобновляемых источников энергии. В местах, где зеленая энергия недоступна из сети, Maxion инвестирует в локальную солнечную и ветровую энергию.

Поскольку потребление энергии при извлечении алюминия составляет около 80% выбросов CO2 от готового колеса, сырье является приоритетом Maxion. Maxion поставляет экологически чистый алюминий, произведенный с использованием экологически чистой энергии, и работает с поставщиками, чтобы обеспечить наличие материалов, соответствующих автомобильным стандартам.

«Мы получаем продукцию от производителей алюминия, которые используют гидроэлектрическую или геотермальную энергию для обеспечения процесса электролиза», — говорит Клинкерс. «Существует ограниченное количество источников, способных поставлять экологически чистый алюминий надлежащего качества, и с ростом спроса мы работаем за годы до запуска нового автомобиля, чтобы обеспечить поставки».

В 2024 году Maxion предложит свой первый вариант колеса со сверхнизким содержанием углерода, изготовленный с использованием экологически чистой энергии и зеленого алюминия. В долгосрочной перспективе увеличение количества переработанного или вторичного алюминия предлагает более устойчивый путь вперед.

«При переработке удаляется стадия электролиза, что делает вторичный алюминий примерно на 90% менее энергоемким», — объясняет Дюнинг. «Потенциал моделей экономики замкнутого цикла, перерабатывающих отслужившие свой срок колеса, очевиден».

Благодаря установке оборудования для переработки алюминия на своих предприятиях, производственные и инженерные специалисты компании работают вместе, чтобы адаптировать дизайн и производственные процессы, ускоряя разработку колес с более высоким содержанием вторичного сырья.

Вскоре колеса, изготовленные из переработанного алюминия, по характеристикам и качеству отделки будут соответствовать конструкциям, изготовленным из обычного первичного алюминия. К 2023 году Maxion представит колеса, изготовленные в основном из вторичного алюминия.

Ноу-хау в области проектирования и производства также обеспечит существенное снижение веса и энергосбережение. Сочетание больших данных, достижений суперкомпьютеров и машинного обучения сыграет важную роль в достижении цели Maxion по сокращению глобальных выбросов CO2 на 70 % к 2030 году. , точная настройка баланса между жесткостью, акустикой, механической прочностью и массой. Процесс Maxion Lightweighting Process, впервые разработанный более 10 лет назад для поддержки снижения затрат, является одним из самых передовых в отрасли, позволяя создавать сверхлегкие конструкции, которые могут быть на 20% легче, чем обычные колеса.

«Цифровая трансформация, технология «Индустрия 4.0» и комплексные глобальные наборы данных произведут революцию в нашей способности обеспечивать рентабельное снижение веса и эффективность процессов, — говорит директор по информационным технологиям Эстебан Ремеч. «Благодаря ИИ, способному исследовать тысячи возможных решений, мы ожидаем, что снижение веса и сокращение выбросов CO2 выйдут на новый уровень».

«Автопроизводителям и потребителям нужны автомобили и опции, которые помогут уменьшить их углеродный след. Используя чистую энергию, более экологичные материалы и человеческую изобретательность, Maxion разрабатывает колеса нового поколения для углеродно-нейтрального будущего».

Питер Клинкерс

Материалы и производственные процессы другие, но Maxion привносит тот же уровень технологических ноу-хау в разработку нового поколения более инновационных конструкций стальных колес. По мере того, как модельный ряд автомобилей превращается в решения New Mobility, стальные колеса позволят еще больше сократить выбросы углекислого газа.

«Производство стальных колес примерно в шесть раз более энергоэффективно, чем производство алюминиевых», — говорит Дюнинг. «Переработка также проще и менее энергозатратна. Если мы серьезно относимся к устойчивому развитию, то мы также должны сделать стальные колеса более привлекательным вариантом для клиентов».

Компания Maxion предсказывает растущий интерес к стальным колесам по мере того, как клиенты все больше заботятся о климате, изучая возможности стиля и персонализации, которые могут предложить передовые колеса из низкоуглеродистой стали.

«Потребительские предпочтения меняются по мере того, как происходит смена поколений в области дизайна и экологичности автомобилей», — добавляет Клинкерс. «Автопроизводителям и потребителям нужны автомобили и опции, которые помогают уменьшить их углеродный след. Используя чистую энергию, более экологичные материалы и человеческую изобретательность, Maxion разрабатывает колеса нового поколения для углеродно-нейтрального будущего».

Связанный

Компоненты колесной системы

Автор: Дэвид Массанга

По мере того, как электронная коммерция продолжает расти на фоне последствий глобальной пандемии в области здравоохранения, все больше и больше коммерческих флотов перевозят товары по Северной Америке с участием водителей грузовиков. миллиардов миль ежегодно. В дополнение к бесчисленным часам, затрачиваемым на поездку к месту назначения и обратно, эти большегрузные рабочие грузовики часто сталкиваются с изнурительными погодными условиями и пересеченной местностью, которые со временем могут повлиять на производительность колесной системы. К счастью, прогресс в компонентах, из которых состоит колесная система, предлагает управляющим коммерческим автопарком более безопасные, эффективные и гораздо более надежные решения для повышения качества вождения.

СИСТЕМА СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ 101

Типичная система колесной арки состоит из уплотнения, внутреннего и внешнего конических подшипников и колпака. Дополнительные компоненты включают гайку шпинделя и колесные гайки. Некоторые колесные системы могут также содержать прокладку, предназначенную для обеспечения заданного крутящего момента. Каждый компонент играет важную роль в защите конца колеса, а также оператора.

Уплотнения

Уплотнение может быть одним из наиболее важных компонентов системы, так как оно предназначено для предотвращения попадания масла или смазки в блоке ступицы и загрязняющих веществ внутрь ступицы. Это обеспечивает надлежащую смазку подшипников и защищает их от преждевременного выхода из строя, сокращая ненужные простои и затраты на замену из собственного кармана.

Одна компания, SKF Vehicle Aftermarket, предлагает широкий выбор масляных и консистентных колесных уплотнений, предназначенных для надежной герметичности и предотвращения загрязнения. В продукции SKF используется резиновая смесь, надежно работающая в экстремальных условиях эксплуатации, превосходная совместимость с жидкостью и температурой, а также улучшенная прокачка для отвода избыточной жидкости от уплотнительной кромки и поверхности контакта вала.

Подшипники и предварительно собранные ступичные узлы

Колесные подшипники обычно состоят из чашки, сепаратора, роликов и внутренней обоймы. Они предназначены для обеспечения эксплуатационной надежности при больших нагрузках, радиальных и осевых нагрузках, а также в неровных дорожных условиях.

Большинство автомобилей нуждаются в полной замене ступичного подшипника при пробеге от 80 000 до 118 000 миль. Для максимальной безопасности и надежности рекомендуется, чтобы операторы проверяли свои ступичные подшипники во время любых работ по замене тормозов, независимо от возраста автомобиля. Ранними признаками износа подшипников являются любые шумы трения при вращении колеса или необычно медленное вращение колеса с подвеской.

Конические роликоподшипники SKF воспринимают осевые и радиальные нагрузки и изготовлены из высококачественной стали для увеличения интервалов обслуживания. Компания также предлагает предварительно собранные унифицированные ступичные узлы, которые герметизированы и смазаны на весь срок службы.

Колпаки ступицы

Колпак удерживает масло или смазку в ступице колеса, обеспечивая достаточное количество смазки для подшипников. Некоторые конструкции колпаков могут включать в себя дополнительные функции, такие как смотровое окно, центральную и боковую заливные пробки. Он также может содержать магнит, который может помочь обнаружить любой износ металла, чтобы предупредить оператора о том, что пришло время для проверки технического обслуживания.

Колпаки и аксессуары для колпаков от SKF Vehicle Aftermarket сочетают в себе форму и функциональность для надежной защиты колесных дисков. Они хорошо работают со всеми популярными смазочными материалами, в том числе новейшими синтетическими, и изготовлены таким образом, чтобы противостоять повреждениям от ударов, атмосферным воздействиям, химическим веществам, дорожной соли, ультрафиолетовому излучению и озоновым токсинам.

Гайки шпинделя

Существуют различные типы гаек шпинделя, включая, помимо прочего, стандартную систему гаек, систему штампованных гаек, систему корончатых гаек и систему двойных гаек. Использование этих концевых компонентов шпинделя зависит от производителя грузовика.

Новый узел гайки шпинделя обычно состоит из стопорной шайбы, стопорного стопорного кольца и гайки. Как и в случае со всеми продуктами послепродажного обслуживания автомобилей, образование и понимание преимуществ, особенностей и дизайна каждого решения является ключом к правильной установке и, в конечном итоге, к успеху вождения.

Кованая, прецизионно обработанная и собранная система фиксации гайки шпинделя SKF отличается прочностью. Он включает в себя два высокопрочных стопорных болта и стопорные шайбы с прецизионной штамповкой и доступен с размерами управляемой, ведущей оси и оси прицепа. Регулируемость осевого люфта продукта превосходит большинство требований полевых условий и обслуживания; и он прост в использовании и не требует специальных инструментов для бесшовной установки.

Колесные гайки

Колесные гайки предназначены для обеспечения усилия зажима при сохранении оптимального крутящего момента/натяжения. Это может помочь снизить эксплуатационные расходы, продлить срок службы и улучшить экономию топлива. Правильный выбор колесных гаек может помочь предотвратить катастрофический отказ колесной системы, так как ослабление колесных гаек может привести к тому, что колесо оторвется. Это не только влияет на срок службы уплотнений и подшипников колесных арок, но также может повлиять на безопасность водителя, если колесо оторвется во время движения по грунтовой дороге или оживленному шоссе.

Колесные гайки SKF соответствуют требованиям SAEJ1965 и подходят для большинства тракторов и прицепов для колес с управляемыми ступицами. Кроме того, решение SKF с накидными гайками уменьшает повреждение колеса и шпильки колеса и может предотвратить ситуации соскальзывания колеса, уменьшая движение или «тактирование» незакрепленных колес. Они доступны в нескольких размерах, чтобы соответствовать различным управляемым мостам и ведущим мостам/прицепам, и предназначены для грузовых автомобилей, тракторов и других транспортных средств класса 7 и 8 с использованием двухкомпонентных колесных гаек M22 X 1,5.

Замок с проушиной — это еще один аксессуар на конце колеса, который может помочь водителям определить момент ослабления колесной гайки до того, как она сойдет со шпильки. Его легко установить, и он может повысить эффективность и снизить эксплуатационные расходы в связи с потерей и заменой колесных гаек.

КОМПЛЕКТЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ

Если требуется техническое обслуживание или замена ступицы колеса, у SKF есть решение и для этого. Восполняя пробел на рынке, SKF представила комплексный ремонтный комплект для предустановленных ступиц в сборе. Комплект для восстановления содержит все необходимое для обслуживания колесной арки, включая уплотнение, два комплекта конических подшипников, прокладку подшипника и колпак.

INVEST & MAINTAIN

Изношенная или поврежденная система колес может не только представлять угрозу безопасности для водителей транспортных средств, но также может представлять риск дорогостоящего простоя и потери производительности парка компании. Важно понимать компоненты, из которых состоит колесная система, и продукты, доступные сегодня на вторичном рынке, которые могут повысить эффективность и безопасность автомобиля. Проведение исследований, инвестирование в надежное решение и выполнение регулярных проверок технического обслуживания могут помочь обеспечить оптимальную производительность парка, а также снизить совокупную стоимость владения.

ОБ АВТОРЕ

Дэвид Массанга (David Massanga) является международным инструктором по послепродажному обслуживанию автомобилей в компании SKF Vehicle Aftermarket. Узнайте больше на сайте www.vehicleaftermarket.skf.com.

Стереотипный бег в колесе снижает корковую активность у мышей

Введение

Глобальное переключение между сном и бодрствованием контролируется посредством динамического взаимодействия в нескольких подкорковых областях, которые объединяют внешнюю и внутреннюю информацию, включая время суток, метаболические потребности, а также немедленную и долгосрочную предыдущая история активности ^1,2 . Концепция гомеостаза сна относится к поддержанию баланса между бодрствованием и сном в течение ~24 часов (ссылка 3). После продолжительного бодрствования сон с небыстрыми движениями глаз (NREM) обычно усиливается и характеризуется повышенным уровнем медленноволновой активности электроэнцефалограммы (ЭЭГ) (0,5–4 Гц), что считается мерой «интенсивности» сна. Утверждается, что более продолжительный и «интенсивный» сон компенсирует потерю сна, и таким образом баланс восстанавливается. Природа механизма, который отслеживает время бодрствования (и, следовательно, потребность во сне), остается неясной; в частности, потому что бодрствование является высокодинамичным состоянием, проявляющимся в непрерывных изменениях активности коры в зависимости от текущего поведения, внимания и сенсорной информации ⁴ . Зависимость активности нейронов от поведенческого состояния обычно зависит от области или слоя коры и часто относится к весьма идиосинкразическим и динамическим изменениям среди определенных популяций корковых нейронов 90–616 5,6,7,8,9,10,11,12,13, 14 .

Хорошо известная изменчивость и разнообразие спонтанного поведения свободно движущихся животных, вероятно, представляет собой важную переменную для нашего понимания природы увеличения потребности во сне, зависящего от бодрствования. Одна из возможностей состоит в том, что давление сна возрастает во время бодрствования независимо от текущего поведения, пока животное бодрствует. Однако представляется вероятным, что характер и сложность поведения во время бодрствования вносят уникальный и отчетливый вклад в динамику накопления давления сна. Было высказано предположение, что сон обладает свойствами процесса, зависящего от активности, благодаря чему он инициируется на уровне локальных нейронных сетей, которые были более активны во время предшествующего бодрствования, а затем постепенно охватывает все более крупные области мозга, прежде чем в конечном итоге вызвать глобальные поведенческие нарушения. спать ^15,16,17 . Последовательно было показано, что количество исследовательского поведения во время лишения сна или характер процедуры, используемой для поддержания бодрствования животных, может влиять на последующую латентность сна и активность медленных волн ЭЭГ ^18,19 . Хотя точные лежащие в основе механизмы неясны, возможно, что уровни спайков или синаптической активности во время бодрствования влияют на текущую динамику гомеостатического процесса сна. Хотя было высказано предположение, что бодрствование или сон могут изменить направленность изменений синаптической силы, мнение о том, что эти два состояния оказывают противоположное влияние на возбудимость нейронов или скорость возбуждения, до сих пор давало противоречивые данные ^{20,21,22,23,24,25,26} , а роль поведения и состояния мозга в динамике этого процесса остается невыясненной.

Интересная возможность, которая ранее не проверялась, состоит в том, что поведение во время бодрствования, связанное с низкой или высокой сетевой активностью нейронов, по-разному влияет на скорость накопления «глобальной» потребности во сне в зависимости от времени бодрствования. В этом исследовании мы проводили непрерывные записи активности нейронов из двух областей коры у мышей, которым был предоставлен свободный доступ к беговым колесам (RW). Ранее было показано, что спонтанное вращение колеса связано с отчетливыми изменениями в архитектуре и распределении состояний бдительности в течение 24 часов и приводит к региональным изменениям на ЭЭГ бодрствования и сна 9.0616 27,28,29,30 . С другой стороны, несколько исследований, выполненных на животных с фиксированной головой, показали, что локомоция влияет на активность нейронов в области коры и специфичным для типа клеток образом ^6,7,8,9,13 . Однако мало что известно о влиянии длительных периодов стереотипного бега на корковую активность свободно движущихся животных. В этом исследовании мы изучили, связано ли беговое поведение свободно движущихся мышей с нефиксированной головой с изменениями частоты импульсов в первичной моторной коре (M1) и соматосенсорной коре (SCx) в отношении бега. характеристики как таковые, а также в отношении динамических изменений корковой активности в течение продолжительных периодов спонтанного бодрствования. Мы обнаружили, что бег с колесом был связан с более длительными периодами устойчивого бодрствования, а активность кортикальных нейронов в M1 и SCx была снижена во время стереотипного высокоскоростного бега. Общая частота возбуждения в этих двух областях коры увеличивалась в зависимости от продолжительности бодрствования, но это увеличение прекращалось в периоды бодрствования, в которых преобладала активность RW.

Результаты

Активность корковых нейронов при беге на колесе

В первом эксперименте у мышей, имевших свободный доступ к RW в своей домашней клетке, регистрировали мультиюнитную активность (МУА) в моторной коре и ЭЭГ (рис. 1а, доп. Рисунок 1). Перед экспериментом животные были приучены к колесу в течение 15,3 ± 2,1 дня и спонтанно пробегали в среднем более 800 метров в течение 12-часового экспериментального темного периода (868,7 ± 161 м, дополнительная рис. 2). У каждого животного в темное время суток наблюдалось несколько продолжительных периодов бодрствования с преобладанием активности RW, перемежающихся дневным сном различной продолжительности (рис. 1б). Как обычно наблюдается ³⁰, в периоды бодрствования с бегом на колесе (wRUN) в ЭЭГ преобладала тета-активность (6–9 Гц), которая была значительно ниже в периоды бодрствования, когда животные не бегали (nwRUN, дополнительная рис. 2b). Мы также наблюдали, что во время NREM-сна в потенциале локального поля коры (LFP), зарегистрированном от M1, преобладали высокоамплитудные положительные медленные волны (∼0,5–4 Гц), связанные с кратковременным снижением MUA на большинстве или даже на всех электродах. в составе 16-канальной решетки (рис. 1в).

Рисунок 1: Активность корковых нейронов в первичной моторной коре (M1) во время произвольного бега в колесе у свободно ведущих себя мышей.

( a ) Фотография изготовленной на заказ клетки, обеспечивающей непрерывный свободный доступ к ходовому колесу, расположенному сзади. Масштабные линейки, 5 см. ( b ) Сверху вниз: 12-часовой профиль медленноволновой активности ЭЭГ (SWA, мощность ЭЭГ в диапазоне 0,5–4,0 Гц, представленный в % от среднего значения за 12 часов), зарегистрированный в лобной коре, бегущее колесо ( RW) активность (количество импульсов в секунду) и распределение стадий сна-бодрствования (W=бодрствование, N=медленный сон, R=быстрый сон) у репрезентативной мыши. ( c ) Схематическое изображение положения первичной моторной коры (M1, синяя область, нарисованная со ссылкой на Paxinos & Franklin, 2001), показанная на дорсальной поверхности головы мыши, и положение 16-канального массива микропроводов выше M1 (точки указывают положение отдельных проводов в массиве, масштабная линейка, 1 мм). Следы справа: вверху репрезентативные потенциалы локального поля (LFP), записанные во время медленного сна с одного ряда микропроводов; внизу растровый график многоэлементной активности (MUA, каждая вертикальная линия представляет пик), записанный с тех же проводов (масштабная линейка, 500 мкВ). Обратите внимание на тесную временную связь между положительными волнами LFP и периодами генерализованного молчания нейронов. ( d ) Два следа MUA, записанные от M1 у одного и того же животного с соответствующей RW-активностью (внизу, каждая вертикальная полоса представляет собой счет одной ступени колеса, масштабные полосы, амплитуда 100 мкВ, время 1 с). Соответствующие формы сигналов потенциалов действия, зарегистрированных внеклеточно, показаны справа (масштабная линейка, 0,5 мс). ( e ) Распределение всех предполагаемых одиночных единиц, зарегистрированных у n = 11 мышей, в зависимости от соотношения их средней скорости стрельбы (FR) во время бега (wRUN) и бодрствования без бега (nwRUN). Обратите внимание, что меньшая часть нейронов увеличивает возбуждение во время бега колеса (красный, БЕГ на нейронах), в то время как большинство снижает ТР во время бега (синий, БЕГ на нейронах). ( f ) Средняя ЧСС в M1 во время nwRUN бодрствования, wRUN бодрствования и медленного сна. Средние значения, стандартная ошибка среднего, n = 11 (отдельные мыши: серые символы). Значительные различия между состояниями бдительности изображены над столбцами (получены с помощью двустороннего парного t -критерия после значимого однофакторного дисперсионного анализа). ( г ) FR в M1 показан как функция скорости бега. Толстая линия: средние значения, стандартная ошибка среднего, n = 9 мышей. Значения для отдельных животных показаны в виде тонких линий.

Изображение в полный размер

Напротив, во время бодрствования мы наблюдали поразительную диссоциацию между активностью предполагаемых одиночных единиц в зависимости от поведения животного (рис. 1г). В частности, у каждой мыши мы наблюдали явные случаи, когда MUA существенно замедлялся или полностью прекращался во время интенсивного бега на колесе (БЕГ от нейронов, рис. 1d, e, дополнительные фильмы 1–2). В целом активность корковых нейронов была в среднем на 25,0±9,3% ниже во время wRUN по сравнению с nwRUN в бодрствовании (дисперсионный анализ повторных измерений (ANOVA), фактор «бдительность/поведенческое состояние», F(2,18)=17,23, P =0,0001, рис. 1f). Мы должны подчеркнуть, что, хотя RUN off нейроны составляли большую популяцию зарегистрированных нейронов, а общая корковая активность в среднем снижалась во время бега, отдельные предполагаемые единичные единицы сильно варьировали в отношении их связи с бегом (рис. 1d, e) и нейроны, которые усиливали возбуждение во время бега (БЕГ на нейронах), не были редкостью (дополнительный фильм 2). Более того, большинство нейронов не просто меняли возбуждение, когда животные бежали, но часто демонстрировали отчетливую обратную зависимость от скорости бега (дополнительная рис. 3). Это привело к достоверной отрицательной зависимости между скорострельностью М1 и скоростью бега (рис. 1г. F(5,53)=8,61, P =1,3315e-005, ANOVA для повторных измерений, фактор «скорость бега»).

Возможно, дифференцированное участие нейронов в беговом или небеговом поведении определяется их специфическим топографическим положением. Поскольку массивы микропроводов, использованные для записи MUA в этом исследовании, имели длину 1750 мкм в передне-заднем измерении (рис. 1c), они охватывают различные части моторной коры, топографически представляя разные части тела ³¹ . Чтобы решить эту проблему, мы сгруппировали 16 проволочных массивов электродов в четыре кластера (каждый из которых состоит из четырех проволочных электродов) вдоль передне-задней оси (дополнительная рис. 4) и рассчитали среднюю скорость срабатывания, а также долю RUN off. нейронов для каждого из четырех кластеров электродов независимо. Интересно, что более высокая доля RUN off нейронов была зарегистрирована с передних электродов матрицы (F (3,35) = 3,04, P =0,049, ANOVA для повторных измерений, фактор «передне-задний градиент»), хотя частота возбуждения в среднем сходным образом снижалась по всему массиву M1 во время бодрствования wRUN по сравнению с бодрствованием nwRUN (F(3,35)=1,27, P =0,31).

Чтобы выяснить, влияет ли спонтанный запуск колеса на скорость возбуждения в других областях коры, мы также выполнили записи MUA из SCx (рис. 2). Хотя визуальный осмотр не выявил отдельных нейронов в SCx, которые полностью прекратили бы возбуждение во время бега, как это наблюдалось в M1 (дополнительный фильм 2), большинство нейронов также изменили свою активность во время бега. Опять же, мы наблюдали значительную изменчивость между отдельными нейронами в отношении их связи с беговым поведением, аналогично наблюдениям в M1 (дополнительная рис. 5). В среднем скорострельность в SCx также снижалась с увеличением скорости бега (рис. 2, F(5,29).)=19,42, P =4,6534e-007, ANOVA для повторных измерений, фактор «скорость бега»), хотя в отличие от М1 заметное влияние оказывало положение проволоки в 16-канальном массиве. В частности, разница в частоте возбуждения между wRUN и nwRUN в бодрствовании была более выраженной среди нейронов, зарегистрированных более передними электродами массива (F(3,19)=9,21, P =0,002, дисперсионный анализ для повторных измерений, фактор «перед- задний градиент», дополнительная рис. 4), хотя доля RUN от нейронов была высокой и относительно однородной по всему массиву SCx (F (3,19)=1,31, P =0,35).

Рис. 2. Активность корковых нейронов в соматосенсорной коре (SCx) во время произвольного бега в колесе.

( a ) Схематическое изображение положения 16-канального массива микропроводов, показанного относительно коры головного мозга (нарисовано со ссылкой на Paxinos & Franklin, 2001), показанного на дорсальной поверхности головы мыши (точки указывают положение отдельных проводов в массиве, масштабная линейка, 1 мм). ( b ) Отдельные репрезентативные примеры, изображающие многоэлементную активность (MUA) в SCx во время вращения колеса (масштабные линейки: амплитуда 100 мкВ, время 1 с). Соответствующая активность бегущего колеса (RW) показана под каждой трассой (каждая вертикальная полоса представляет количество ступеней одного колеса). ( c ) Распределение всех предполагаемых одиночных единиц, зарегистрированных в SCx (в n = 5 мышей), в зависимости от соотношения их средней скорости стрельбы (FR) во время бега (wRUN) и бодрствования без бега (nwRUN) . Обратите внимание, что меньшая часть нейронов увеличивает ТР во время бега (красный цвет), в то время как большая часть снижает пиковую активность (синий цвет). ( d ) FR в SCx показан как функция скорости бега (количество отсчетов в секунду). Толстая линия: средние значения, стандартная ошибка среднего, n = 5 мышей. Значения для отдельных животных показаны в виде тонких линий.

Изображение полного размера

Таким образом, мы наблюдали относительно постоянное снижение средней пиковой активности во время бега в двух областях коры. С другой стороны, было очевидно, что в каждой из этих областей отдельные нейроны сильно различались в отношении изменения их импульсной активности во время бега (рис. 1, 2 и дополнительная рис. 6а). Примечательно, что средняя частота импульсов во время бодрствования nwRUN была одинаковой для тех нейронов, которые, как было обнаружено, увеличивали или уменьшали выбросы во время бега (дополнительная рис. 6b). Кроме того, корреляционный анализ между частотой срабатывания и соотношением частоты всплесков между бодрствованием wRUN и nwRUN не выявил значимой взаимосвязи (дополнительная рис. 6c), что позволяет предположить, что средняя частота срабатывания не информативна для фенотипа RUN on / RUN off. Наконец, возникла лишь слабая отрицательная корреляция между шириной спайка и соотношением частоты срабатывания между бодрствованием wRUN / nwRUN, которая достигла статистической значимости для предполагаемых отдельных единиц, зарегистрированных только в M1 (дополнительная рис. 6d – e).

Стереотипный бег снижает скорость возбуждения коры головного мозга.

Спонтанный бег с колесом не является стабильным и неравномерным на протяжении всех беговых схваток. Вместо этого мы часто наблюдали короткие паузы в беге, и колебания скорости бега были обычным явлением, независимо от продолжительности забега. С другой стороны, изменения частоты импульсов от момента к моменту часто наблюдались как при wRUN, так и при бодрствовании nwRUN (рис. 3а, б). Большинство предполагаемых одиночных единиц имели «предпочтительную» частоту стрельбы, на которую существенно влияло поведение колеса (рис. 3b). Однако мы заметили, что ширина распределения скоростей стрельбы существенно уменьшалась, когда мыши занимались бегом, особенно с высокой скоростью, эффект, который присутствовал у большинства отдельных предполагаемых единичных единиц (рис. 3с). Это говорит о том, что во время бега устанавливается более однородное или стереотипное состояние коры, которое значительно контрастирует с более широким динамическим диапазоном возбуждения во время бодрствования nwRUN (рис. 3г; M1: F(4,44)=9).3,86, P <0,0001, SCx: F(4,24)=278,88, P <0,0001, ANOVA для повторных измерений, фактор «RW-активность»).

Рис. 3. Взаимосвязь между активностью нейронов коры и изменениями скорости вращения колеса.

( a ) Отдельные примеры, изображающие частоту возбуждения коры головного мозга (FR) в моторной коре (M1) и соматосенсорной коре (SCx), модулируемую поведением бегущего колеса. Сверху вниз: MUA, записанный в одном репрезентативном канале из 16-канального массива, и активность бегущего колеса (RW) (каждая вертикальная полоса представляет собой отсчет одной ступени колеса, линейки шкалы, амплитуда 50 мкВ, время 1 с). Обратите внимание на неравномерный характер всплесков, связанный с изменчивостью скорости бега. ( b ) Распределение 1-секундных эпох в зависимости от частоты возбуждения во время пробуждения wRUN и nwRUN. Показаны четыре отдельные предполагаемые одиночные единицы. Синий фон относится к данным, записанным в M1, розовый фон относится к данным, записанным в SCx. Обратите внимание, что бег связан с существенным сдвигом в распределении темпов стрельбы. Вставки: соответствующие формы пиковых волн (масштабные линейки, амплитуда 50 мкВ, время 0,5 мс). ( c ) Распределение всех предполагаемых одиночных единиц, записанных в M1 ( n =9 мышей) и SCx ( n =5 мышей) в зависимости от соотношения ширины распределения FR во время бодрствования wRUN и nwRUN. Обратите внимание, что большинство нейронов имеют более узкое распределение FR во время бодрствования wRUN как в M1, так и в SCx. ( d ) Влияние скорости вращения колеса на ширину распределения FR. Левая и правая панели: средние значения для M1 и SCx соответственно. Кривые в середине схематично изображают процедуру расчета ширины распределения ФР на ½ их высоты. Значения выше отображают P значения парного t -теста (после коррекции Бонферрони). ( e ) Кортикальная FR в M1 (синий) и SCx (розовый), показанная как функция индекса ускорения-замедления колеса. Все единичные эпохи были разделены на десять 10%-ных децилей, каждая из которых состояла из одинакового числа эпох. Они были отсортированы в зависимости от изменения скорости движения колеса в пределах эпохи от быстрого ускорения до быстрого замедления (схематически показано стрелками выше), и соответствующие средние значения ТР были рассчитаны перед усреднением между животными. Средние значения, с.э.м., M1: n = 9 мышей, SCx: n = 5. Средние значения показаны в виде гистограмм, индивидуальные значения для отдельных животных показаны в виде тонких линий.

Изображение в натуральную величину

Также наблюдались поразительные изменения активности стрельбы в зависимости от модели и характера поведения при беге, например, при начальном ускорении, при стабильном постоянном беге и во время коротких пауз в RW-активности (дополнительные фильмы 3–4). ). Чтобы дополнительно исследовать взаимосвязь между режимом работы колеса и интенсивностью стрельбы, мы рассчитали индекс ускорения/замедления колеса (ADI) на основе времени отдельных подсчетов RW в течение 1-секундных периодов. Для большинства эпох средний ADI был близок к 0, представляя незначительные изменения чистой скорости в течение эпохи, что типично для стереотипного бега с постоянной скоростью. Хотя резкие колебания скорости бега, соответствующие положительным или отрицательным значениям ADI во время сводного бега, также встречались (дополнительная рис. 7). Скорострельность была тесно связана с ADI как в M1, так и в SCx (M1: F(9,89)=6,31, P =1,5427e-006, SCx: F(9,49)=13,9, P =2,5696e-009). В частности, частота стрельбы была в среднем на 20–30% ниже в периоды стабильного бега по сравнению с периодами быстрого ускорения или замедления (рис. 3д). Расчет взаимосвязи между частотой срабатывания и ADI отдельно для нейронов RUN on и RUN off выявил в целом более низкую частоту срабатывания во время устойчивого бега независимо от того, увеличивал или уменьшал нейрон скорость срабатывания по сравнению с пробуждением nwRUN в обеих областях (дополнительная рис. 8). Другими словами, даже если конкретный нейрон активировался сильнее во время бодрствования wRUN по сравнению с бодрствованием nwRUN, он, как правило, активировался реже, поскольку бег становился более стереотипным.

Поскольку мыши спонтанно используют колеса в ночное время, остается вопрос, является ли взаимосвязь между активностью коры головного мозга и беговым поведением одинаковой в разное время дня, при разном освещении и когда им предоставляется выбор другого поведения. Чтобы решить эту проблему, мы проанализировали данные, собранные в световой период, когда животных не давали спать в течение 6 часов, постоянно предоставляя им новые объекты в их домашних клетках (протокол депривации сна; дополнительная рис. 9).). Как и ожидалось, мыши проводили время, исследуя новые объекты, но они также часто бегали на колесе, пробегая в среднем около 200 метров в течение 6-часового протокола депривации сна. Бег был равномерно распределен в течение периода лишения сна (F (5,53) = 1,24, P = 0,31, ANOVA для повторных измерений, фактор «1-часовой интервал», дополнительная рис. 9a, b), предполагая, что увеличилось давление сна не мешало мышам бегать даже в то время дня, когда они обычно не бегают. Примечательно, что у всех отдельных животных мы снова наблюдали явные случаи предполагаемых отдельных единиц, существенно уменьшающих всплески во время бега (дополнительная рис. 9).). У всех животных частота стрельбы также снижалась с увеличением скорости бега во время лишения сна, подобно спонтанному бегу во время темной фазы (дополнительная рис. 9d).

Хорошо известно, что зависящие от состояния изменения корковой активности объясняются различными механизмами, включая внутренние свойства отдельных нейронов, локальную и глобальную нейромодуляцию, активное торможение и нарушение функций, а также связь внутри сети ^{32, 33,34,35,36} . Поскольку все эти факторы могут в некоторой степени влиять на наблюдаемые нами эффекты, выход за рамки простого расчета средней скорострельности может дать важную информацию. Визуальный осмотр необработанных следов выявил появление изолированных коротких (∼100–200 мс) периодов сниженной активности нейронов, которые соответствовали положительным, медленным колебаниям LFP даже во время интенсивного вращения колеса. Такие события встречались как в M1, так и в SCx (рис. 4а, б, г, д, дополнительный фильм 5, дополнительный рис. 9д) и обычно охватывали подмножество каналов записи, но в некоторых случаях были видны на всем 16-м массив каналов (дополнительный рис. 10). Интересно, что эти события часто характеризовались заметным кратковременным всплеском интенсивной импульсной активности, непосредственно предшествующим и/или следующим за периодом ослабленного возбуждения (дополнительный фильм 5).

Рис. 4. Активность коры во время произвольного бега в колесе.

( a ) Верхние кривые показывают репрезентативные потенциалы локального поля (LFP, 0,1–100 Гц) в восьми каналах 16-канального массива микропроводов, помещенных в первичную моторную кору (M1). В центре: растровый график многоэлементной активности (MUA), записанный в тех же восьми каналах (каждая вертикальная линия представляет пик). Внизу: соответствующая активность бегущего колеса (RW) (каждая полоса представляет количество ступеней одного колеса). Обратите внимание, что положительная волна LFP сопровождается снижением MUA в соответствующих каналах (масштабные линейки, амплитуда 500 мкВ, время 0,5 с). ( b ) Отдельный репрезентативный пример положительной медленной (2–6 Гц) волны LFP, зарегистрированной одним отдельным проводом из 16-канального массива микропроводов во время вращения колеса. Гистограмма ниже показывает соответствующий MUA (масштабная линейка: 200 мкВ). ( c ) Распределение интервалов между шипами (ISI) в зависимости от поведения колеса при движении. Количество ISI, рассчитанное как функция логарифмически увеличивающихся интервалов длительности ISI, нанесенное на график относительно их нижних пределов. Для каждой предполагаемой единичной единицы ISI рассчитывали во время бодрствования wRUN и nwRUN, а разницу между двумя состояниями рассчитывали отдельно для нейронов RUN on и RUN off. Средние значения, с.э.м., n = 9 мышей (красные ромбы, P <0,05, парные t -тест). Обратите внимание на относительное преобладание коротких ISI во время бега среди нейронов RUN off по сравнению с nwRUN бодрствование и RUN на нейронах. ( d , e , f ) Тот же анализ для SCx. Средние значения, с.э.м. ( n = 5 мышей).

Полноразмерное изображение

Затем мы предположили, что, поскольку отдельные нейроны сильно различаются в отношении модуляции их средней скорости возбуждения при беге (дополнительный рис. 6), характер их активности также может быть другим. Поэтому мы рассчитали распределение интервалов между спайками (ISI) во время пробуждения wRUN и nwRUN для каждой предполагаемой отдельной единицы. Интересно, что как в M1, так и в SCx более короткие ISI были более преобладающими среди RUN off нейронов (рис. 4c, f), в то время как RUN на нейронах показал более высокую частоту более длинных ISI по сравнению с RUN off нейронами, подобно тем, которые происходят во время медленного сна. ²⁰ .

Бег предотвращает зависящее от бодрствования повышение частоты стрельбы

Как отмечалось ранее ³⁰ , мы заметили, что количество бега во время конкретных приступов бодрствования было связано с продолжительностью приступа, так что продолжительные приступы бодрствования были более продолжительными, когда животные занимались бегом. поведение (рис. 5а). Это наблюдение привело нас к гипотезе о том, что бег не только приводит к мгновенным изменениям активности коры головного мозга в зависимости от скорости бега, но и оказывает долгосрочное влияние на активность коры головного мозга. Чтобы рассмотреть эту возможность, мы сначала определили периоды спонтанного бодрствования продолжительностью> 40 минут и сравнили среднюю частоту возбуждения по всем зарегистрированным предполагаемым одиночным единицам в первые 15 минут (W1) и последние 15 минут (W2) каждого периода (рис. 5b). , Дополнительный рис. 11). Средняя частота возбуждения незначительно увеличивалась (примерно на 10%) от начала до конца длительных периодов бодрствования, достигая статистической значимости как в области M1, так и в области SCx (рис. 5c). Затем мы разделили все периоды бодрствования на периоды с высокой и низкой активностью RW (верхние и нижние 50% распределения, по крайней мере, с одним периодом бодрствования, вносящим вклад в каждую категорию на животное, дополнительная рис. 11), и рассчитали соответствующие изменения темпов стрельбы от начала к концу каждого периода (рис. 5г). Важно отметить, что исходное значение на Н1 достоверно не отличалось между периодами бодрствования с низкой и высокой RW-активностью в М1 («высокий» бег: 12,0±1,2 Гц, «низкий» бег: 12,0±1,4 Гц, P =0,99), хотя в SCx соответствующие значения были изначально несколько ниже в периоды бодрствования при малом беге («высокий» бег: 9,6±0,7 Гц, «низкий» бег: 9,0±0,8 Гц, P =0,08) .

Рис. 5: Долговременное влияние вращения колеса на частоту возбуждения коры головного мозга.

( a ) Зависимость между долей времени, потраченного на бег в период спонтанного бодрствования, и продолжительностью соответствующего периода бодрствования. Каждая точка соответствует индивидуальному периоду бодрствования. Данные показаны отдельно от животных, имплантированных в M1 ( n =11) и SCx ( n =5). Обратите внимание, что более высокая доля бега связана с более длительным периодом бодрствования. ( b ) Стадии сна-бодрствования (W = бодрствование, N = медленный сон, R = быстрый сон) от одной репрезентативной мыши, показывающей два объединенных периода спонтанного бодрствования. Заштрихованные области обозначают 15-минутные интервалы времени, используемые для сравнения между началом (W1) и концом (W2) периодов бодрствования >40 мин. Масштабная линейка, 1 ч. ( c ) Средняя скорострельность (FR) во время Н1 и Н2, представленная в % от среднего значения между Н1 и Н2 для каждого предполагаемого отдельного юнита. Обратите внимание, что в среднем спонтанная корковая FR значительно увеличилась (треугольники, P <0,05, парный t — тест) от Н1 до Н2 как в M1, так и в SCx. Средние значения, с.э.м. ( n = 11 и n = 5 животных для M1 и SCx соответственно). ( d ) Средняя ЧСС во время Н1 и Н2 показана отдельно для периодов бодрствования с большим или малым количеством бега (верхняя и нижняя 50% распределения всех периодов бодрствования соответственно = «высокий» — красный, «низкий» -синий). ФР во время Н2 показаны в % от соответствующих значений во время Н1. Заметим, что ФР достоверно увеличивалась только в периоды бодрствования с низкой RW-активностью. ( e ) Средняя ЧСС во время Н2, показанная в % от Н1, показана отдельно для RUN на нейронах (вверху) и RUN без нейронов (внизу). Как и в c , синие столбцы соответствуют периодам бодрствования с низкой активностью RW, а красные столбцы соответствуют периодам бодрствования с высокой активностью RW. НС, не существенно.

Изображение в натуральную величину

Примечательно, что как в M1, так и в SCx увеличение возбуждения нейронов от начала до конца периодов бодрствования наблюдалось только в те периоды бодрствования, когда количество RW-активности было низким (M1: +14,7± 4,2%, СКх: +21,2±2,0%, P <0,005, парный t -тест, рис. 5d), в то время как изменение было незначительным во время бодрствования с преобладанием бегового поведения (<2% как в M1, так и в SCx, рис. 5d). Этот результат предполагает, что тип поведения в течение определенного периода бодрствования способствует зависящим от времени бодрствования изменениям частоты возбуждения коры головного мозга. Хотя выбранные периоды бодрствования с «высоким» и «низким» количеством бега существенно не отличались по продолжительности (дополнительная рис. 11), остается вероятность того, что продолжительность бодрствования животных также важна. Чтобы рассмотреть эту возможность, мы затем разделили все периоды бодрствования в зависимости от их продолжительности и сравнили изменение частоты возбуждения от Н1 до Н2 между самыми длинными 50% и самыми короткими 50% периодов бодрствования. Интересно, что в этом случае существенного изменения скорости стрельбы не наблюдалось (9).0073 P =0,45 и 0,82 для M1 и SCx соответственно), что позволяет предположить, что продолжительность бодрствования менее важна, чем «качество» бодрствования, по крайней мере, в отношении относительно коротких (∼2 ч) периодов спонтанного бодрствования.

Затем мы разделили предполагаемые единичные единицы на те, которые возбуждались в среднем с относительно низкой частотой (<10 Гц) и те нейроны, которые разряжались с частотой выше 10 Гц. В М1 увеличение скорострельности от П1 до П2 на 15,4±5,2 % было обнаружено у «медленно вспыхивающих» единиц во время приступов бодрствования с «медленным бегом», что достоверно не отличалось от увеличения на 12,0 ± 3,1 %, наблюдаемого у «быстрых». -спайковые нейроны ( P =0,4). Соответствующие значения для приступов бодрствования с преобладанием бега составили +1,3±5,3% и +4,5±3,4% для «медленных» и «быстрых» единиц соответственно ( P = 0,31). Также в SCx увеличение от W1 до W2 во время периодов бодрствования с «низким бегом» было сходным между «медленными» и «быстрыми» предполагаемыми одиночными единицами (17,7 ± 1,9 и 23,1 ± 1,8, соответственно, P = 0,18). ), в то время как частота возбуждения оставалась стабильной в обеих группах нейронов, когда в бодрствовании преобладал бег (-1,8 ± 2,9и +4,1±4,0 соответственно ( P =0,57). Наконец, мы рассчитали разницу в частоте возбуждения между началом и концом периодов устойчивого бодрствования отдельно для нейронов RUN on и RUN off (рис. 5e). Интересно, что эти анализы дали в значительной степени сходные эффекты для RUN on и RUN off нейронов, предполагая, что зависимое от поведения изменение возбудимости коры может быть широко распространенным сетевым феноменом.

Обсуждение

В этом исследовании мы сообщаем об изменениях частоты возбуждения корковых нейронов, зарегистрированных в моторной (M1) и соматосенсорной (SCx) коре у свободно движущихся мышей во время произвольной неограниченной активности бегущего колеса (RW). Важно отметить, что мы обнаружили, что бег на колесе модулирует значительную часть кортикальных нейронов, что приводит к общему снижению активности нейронов, особенно во время высокоскоростного и/или стереотипного бега. Кроме того, наши данные свидетельствуют о том, что изменения частоты возбуждения в течение длительных периодов спонтанного бодрствования происходят в зависимости от поведения.

Механизмы, лежащие в основе снижения возбуждения нейронов в M1 и SCx во время высокоскоростного и/или стереотипного бега, могут быть разнообразными. Как хорошо известно, переходы состояний движения и поведения связаны с обширными изменениями в активности нескольких нейромодуляторных систем ^37,38,39 . Норадреналин необходим для поддержания тонической деполяризации пирамидных нейронов в двигательной, соматосенсорной и зрительной коре ^8,40,41 . С другой стороны, в то время как стимулирующие бодрствование эффекты ацетилхолина хорошо известны ⁴² , Исследования in vitro предполагают разнообразные эффекты ацетилхолина, специфичные для слоев, проявляющиеся в гиперполяризации нейронов четвертого слоя и возбуждении пирамидных нейронов слоев 2/3 и 5 ⁴³ . В дополнение к «глобальным» нейромодулирующим влияниям, внешним по отношению к неокортексу, локальное торможение также может иметь важное значение. Несколько исследований выявили разнообразие среди локальных популяций ГАМК-ергических (γ-аминомасляная кислота) нейронов, которые рекрутируются у бодрствующих мышей уникальным образом в отношении текущего поведения, включая движение или взмахи ^44,45,46 . Интересно, что фармакогенетическое ингибирование субпопуляции вазоактивных интестинальных пептид-позитивных (VIP) ГАМКергических нейронов в зрительной коре привело к снижению корковой активности независимо от поведенческого состояния ⁴⁷ , в то время как соматостатин-экспрессирующие ГАМКергические нейроны слоя 2/3 зрительной коры кора ствола была активна во время спонтанного спокойного бодрствования, но снижала активность и гиперполяризовывалась в ответ на взмахи ⁴⁸ . Более того, дальнейшие исследования с записью в зрительной коре показали, что интернейроны VIP активируются при локомоции и, в свою очередь, ингибируют интернейроны, экспрессирующие соматостатин, тем самым растормаживая возбуждающие клетки ⁴⁹ . В свою очередь, стимуляция возбуждающих нейронов может привести к сильной активации ГАМК-ергических нейронов, что проявляется в виде результирующего тормозного эффекта в локальной микросхеме ⁵⁰ . Наблюдение коротких, медленных флуктуаций LFP во время бега, связанных с всплеском импульсации нейронов и последующим подавлением MUA, может отражать поступление внешних возбуждающих входов, рекрутирующих локальные кортикальные тормозные сети ^51,52 . Однако еще предстоит установить, имеют ли эти медленные события LFP, которые мы наблюдали во время интенсивного бега, общие клеточные и сетевые механизмы с медленными волнами, возникающими во время NREM-сна.

В нашем исследовании средняя базальная скорость возбуждения или характеристики формы спайковой волны были плохими предикторами фенотипа RUN on или RUN off. Вместо этого сильным фактором, определяющим общее изменение сетевой активности, был характер бега, например, был ли он стереотипным. Любопытно, что снижение частоты возбуждения во время стереотипного бега наблюдалось не только среди нейронов, работающих в режиме бега, но и среди нейронов, работающих в режиме бега, которые в среднем активизировались с более высокой скоростью, когда животные бежали, но были относительно спокойными, когда животное выполняло стабильную работу. скорость бега. Примечательно, что в нашем исследовании животные были приучены к спонтанному бегу колес в своих домашних клетках и имели доступ к колесам за много дней до экспериментальной ночи. Возможно, что наблюдаемые нами эффекты могли быть другими, если бы записи были получены в то время, когда животные учились бегать, так как в этом случае бег, вероятно, был бы менее стереотипным и вместо этого мог бы потребовать более активного участия моторная кора ^14,53 . Также в настоящее время неизвестно, могут ли изменения, которые мы наблюдали в M1 и SCx во время произвольного бега в колесе, быть распространены на другие области коры, такие как слуховая или зрительная кора. В нескольких недавних исследованиях, проведенных на животных с фиксированной головой, сообщалось об общем подавлении частоты возбуждения в слуховой коре во время движения ¹³ , в то время как в зрительной коре наблюдалось усиление корковой активности, хотя была отмечена вариабельность между отдельными нейронами ^5,6,7,8 .

Хотя наши данные показывают, что стереотипное поведение может трансформироваться в корковые состояния, которые являются более однородными и менее сложными и, в свою очередь, влияют на динамику накопления потребности во сне, остается вопрос, играют ли роль и другие факторы. Возможно, высокоскоростной стереотипный бег и целенаправленное или исследовательское поведение связаны не только с разным типом и количеством движений, но и с различиями в уровнях возбуждения, которые, в свою очередь, могут модулировать сенсорную обработку и поведенческие характеристики ^6,54 . С другой стороны, было показано, что длительное бодрствование само по себе влияет на локальные кортикальные состояния и производительность в поведенческих задачах ^15,55 , предполагая сложную взаимосвязь между предшествующей историей сна-бодрствования, уровнями возбуждения и специфическими действиями бодрствования. Мы последовательно наблюдали, что бег на колесе приводил не только к мгновенному зависимому от поведения подавлению спайков в популяции корковых нейронов, но также имел выраженные долгосрочные эффекты. В частности, мы обнаружили, что увеличение спайковой активности от начала до конца эпизодов спонтанного пробуждения отменялось, когда в бодрствовании преобладал бег. Механизмы, лежащие в основе этого эффекта, еще предстоит определить, но они могут включать гомеостатическую пластичность ²⁴ , повышенное торможение среди субпопуляции нейронов ^33,56 или измененные уровни нейромодуляторов ⁵⁷ . Мы хотели бы подчеркнуть, что было бы преждевременным делать вывод о том, что наблюдаемые здесь динамические изменения частоты возбуждения возникают из-за изменений синаптической силы. Как мы ясно продемонстрировали в нашем исследовании, постоянное поведение оказывает глубокое мгновенное влияние на скорость активации коры, которая уникальна и разнообразна для отдельных нейронов. Мы должны отметить, однако, что мы не наблюдали заметных различий между RUN on и RUN off нейронами или между «быстрыми импульсами» и «медленными импульсами» в отношении их зависящих от времени бодрствования изменений в частоте возбуждения. Это говорит о том, что наблюдаемые нами изменения могут быть генерализованным сетевым феноменом, представляющим комбинированный эффект внутренних и внешних механизмов неокортекса.

Роль мотивации в спонтанном движении колеса также представляет собой важный вопрос. Недавние исследования показывают, что RW-активность напоминает некоторые формы естественного поведения ⁵⁸ и может иметь внутреннюю ценность подкрепления ⁵⁹ . У крыс это было продемонстрировано с помощью условного предпочтения места, где длительный доступ к колесу был связан с пластичностью в мезолимбической схеме вознаграждения, включая прилежащее ядро и вентральную область покрышки ⁶⁰ . В соответствии с этим недавно было показано, что мыши отдают предпочтение бегу на колесе, когда им предоставляется выбор между участием в этом поведении и поеданием очень вкусной пищи, эффект, который был связан с дофаминергической передачей ⁶¹ . К нашему удивлению, в этом исследовании мыши легко бегали во время депривации сна, проводимой в световой период, несмотря на то, что это обычный период сна, когда мыши обычно не проявляют поведения RW и в целом менее активны. Кроме того, во время лишения сна животным постоянно давали новые объекты, но вместо того, чтобы тратить время на изучение, животные часто предпочитали заниматься стереотипным бегом. Хотя функциональное значение этого поведения еще предстоит определить, наши данные свидетельствуют о том, что даже когда бег колеса происходит вне обычного времени и обстановки и в условиях повышенного давления сна, влияние на корковую активность подобно тому, которое наблюдается при спонтанном беге колеса. в темной фазе.

Остается возможность того, что общий объем интенсивной двигательной активности, а не тип движения во время бега, может также иметь важное значение для определения динамики потребности во сне или общего дневного распределения бодрствования и сна, и необходимы будущие исследования для решения этой проблемы. эта возможность. Этот аспект особенно актуален, учитывая, что произвольная RW-активность является широко используемым методом для исследования циркадных ритмов поведения у свободно перемещающихся мышей ⁶² . Любопытно, что наши данные свидетельствуют о том, что сам анализ, который используется для измерения спонтанной «активности» и «отдыха» в течение 24 часов, оказывает глубокое влияние на поведение и активность мозга, а также влияет на динамику бодрствования и сна. Ранее было показано, что наличие колеса существенно влияет на количество и распределение состояний бдительности, так что животные засыпают позже и в целом меньше спят, когда им предоставляется свободный доступ к колесу 9.0616 29,30 . Наоборот, если доступ к колесам ограничен определенным временем суток, это может фазировать опережающие ритмы поведенческой активности, частоты сердечных сокращений и температуры тела и даже улучшить эти ритмы у мышей с основными циркадными дефицитами ⁶³ . Хотя лежащие в основе механизмы неясны, возможность поведенческой обратной связи, влияющей на циркадные часы, нельзя исключать, о чем свидетельствуют исследования, в которых активность нейронов в супрахиазматическом ядре регистрировалась во время произвольной активности RW ^64,65 . С другой стороны, наши данные свидетельствуют о том, что стереотипное поведение при бодрствовании, такое как бег на колесе, может быть связано с состоянием бодрствования «по умолчанию», что, в свою очередь, позволяет животным бодрствовать дольше и/или снижает потребность во сне. Возможно, такая возможность давала бы значительное преимущество, поскольку она не только позволяла бы животным эффективно оставаться «онлайн» и, следовательно, избегать опасностей, связанных с сенсорным отключением во время сна, но в некоторых случаях это может быть необходимо для определенных видов поведения, таких как во время миграции или брачного периода, когда продление бодрствования экологически благоприятно ^66,67,68,69 .

Было высказано предположение, что сон или подобная сну активность представляет собой стандартное состояние корковых сетей, которое не только дает преимущества в отношении сохранения энергии, но также имеет важное значение для поддержания анатомической и функциональной связи между корковыми и подкорковыми цепями ^36,70,71,72 . Наши данные дают важный новый взгляд на это понятие, показывая, что поведение бодрствования, состоящее из повторяющихся стереотипных движений, также имеет общие характеристики стабильного состояния по умолчанию. Мы утверждаем, что важной особенностью этого состояния является то, что оно может представлять собой пробуждение с «меньшими затратами», что проявляется на уровне нейронов в ослаблении зависимого от бодрствования увеличения возбудимости коры. Такое недорогое состояние бодрствования по умолчанию уникально подходит для эффективного размещения в континууме между сном и целенаправленным, целенаправленным поведением и может обеспечить значительную адаптивную гибкость в отношении меняющихся условий окружающей среды, времени суток и гомеостатических потребностей.

Методы

Экспериментальные животные

Всего в этом исследовании использовали n =16 взрослых самцов мышей линии C57BL/6J (средний возраст 27,9±0,6 недель на момент проведения эксперимента). Животные были разделены на две экспериментальные группы в зависимости от области коры, в которую имплантировали массив микропроводов (первичная моторная кора, M1, n = 11 и SCx, n = 5). У нескольких животных из первой группы ( n =5) анализировали более одной ночи с целью обеспечения стабильности и воспроизводимости результатов (1–3 дня на животное). Впоследствии, чтобы предотвратить систематическую ошибку при выборе определенного дня в окончательных анализах, для тех животных, у которых анализировалось более 1 дня, данные усреднялись между днями перед расчетом средних значений между животными. Всех мышей по отдельности помещали в изготовленные на заказ прозрачные клетки из плексигласа (20,3 × 32 × 35 см) со свободным доступом к RW (см. Ниже, рис. 1, дополнительный рис. 1). Клетки содержали в вентилируемых звукопоглощающих камерах Фарадея (Campden Instruments, Лафборо, Великобритания, по две клетки на камеру) при стандартном цикле свет-темнота 12:12 ч (включение света 09:00).00, ZT0, уровень освещенности ∼120–180 люкс). Еда и вода были доступны раз вволю. Комнатную температуру и относительную влажность поддерживали на уровне 22±1 °C и 50±20% соответственно. Мышей приучали как к клетке, так и к кабелям для записи как минимум за 4 дня до записи. Все процедуры соответствовали Закону о животных (научные процедуры) 1986 г. и проводились в соответствии с лицензией на проект министерства внутренних дел Великобритании в соответствии с институциональными инструкциями.

Хирургические процедуры и конфигурация электродов

Хирургические процедуры проводились с использованием асептических методов под изофлюрановой анестезией (3-5% индукция, 1-2% поддерживающая). Во время операции голову животных фиксировали с помощью стереотаксической рамы (David Kopf Instruments, Калифорния, США) и наносили жидкий гель (Viscotears, Alcon Laboratories Ltd, Великобритания) для защиты глаз. За сутки до операции животным вводили дексаметазон (0,2 мг кг ^-1 внутрибрюшинно) для подавления местного иммунологического ответа. Метакам (1–2 мг кг ⁻¹, подкожно (п/к), Boehringer Ingelheim Ltd, Великобритания) и дексаметазон (0,2 мг кг ^-1, подкожно) вводили до операции (и в течение как минимум 3 дней после операции). После операции животным вводили физиологический раствор (0,1 мл на 20 г массы тела, подкожно) и обеспечивали тепловую поддержку во время операции и после нее. Минимальный 2-недельный период восстановления разрешался перед подключением животных кабелем.

Для этого исследования было важно поддерживать долгосрочные стабильные записи и неограниченное движение во время самопроизвольного вращения колеса, поэтому мы избегали использования больших электродов (например, с большим количеством каналов или ламинарных датчиков) или нескольких матриц и датчиков. Всем мышам имплантировали единую матрицу вольфрамовых микропроводов с полиимидной изоляцией (Tucker-Davis Technologies Inc (TDT), Алачуа, Флорида, США). Массивы состояли из 16 каналов (два ряда по восемь проводов в каждом) со следующими характеристиками: диаметр провода 33 мкм, расстояние между электродами 250 мкм, расстояние между рядами левый-правый: 375 мкм, угол наклона кончика 45 градусов. Мы использовали индивидуальные массивы, в которых боковой ряд проводов был длиннее на 250 мкм. С помощью высокоскоростной дрели (угольные сверла, 0,7 мм, InterFocus Ltd, Кембридж, Великобритания) была выполнена краниотомия размером 1 × 2 мм в интересующей области, при этом средняя точка краниотомии относительно брегмы была следующей: M1: переднезадний +1.5–2 мм, медиолатеральный ∼2 мм; SCx: переднезадний -1 мм, медиолатеральный 3,25 мм. Твердую мозговую оболочку рассекали с помощью иглы 25 калибра, и к черепному отверстию наносили физиологический раствор, чтобы поддерживать влажность обнаженного мозга. В большинстве случаев удаление твердой мозговой оболочки не вызывало кровотечения (при возникновении кровотечения его останавливали гель-пенкой, смоченной в стерильном физиологическом растворе). Массив электродов продвигали в мозг до тех пор, пока более длинный ряд микропроводов не оказался на уровне коркового слоя 5 (M1: ~0,7–0,8 мм ниже поверхности пиала, SCx: ~0,5–0,6 мм). Двухкомпонентный силиконовый гель (KwikSil; World Precision Instruments, Флорида, США) использовали для герметизации краниотомии и защиты поверхности головного мозга от стоматологического акрила. Через 5–10 мин, необходимых для полимеризации геля, наносили стоматологический акрил для фиксации матрицы на черепе. Всем животным ЭЭГ-винты устанавливали во фронтальной (двигательная область, переднезадняя +2 мм, медиолатеральная 2 мм) и затылочной (зрительная область, V1, переднезадняя -3,5–4 мм, медиолатеральная 2,5 мм) областях коры, контралатеральных решеткам, с использованием процедуры, описанные ранее ⁷³ . Референтный и заземляющий винтовые электроды располагались над мозжечком, а дополнительный анкерный винт располагался сзади или напротив массива для обеспечения стабильности имплантата. ЭЭГ-винты были припаяны (перед имплантацией) к изготовленным на заказ головным креплениям (Pinnacle Technology Inc. Lawrence, США), и все винты и провода были закреплены на черепе с помощью стоматологического акрила. Две одножильные проволоки из нержавеющей стали вводили по обе стороны от затылочной мышцы для записи электромиографии (ЭМГ). Схематическая диаграмма мест имплантации показана на дополнительных рисунках 1, 3 и 5.

Обработка и анализ сигналов

Сбор данных проводили с использованием многоканальной системы регистрации нейрофизиологии (TDT, Алачуа, Флорида, США). Данные внеклеточных нейронных спайков собирались непрерывно (25 кГц, 300 Гц – 5 кГц) одновременно с LFP от тех же электродов, а корковая ЭЭГ регистрировалась от лобных и затылочных отведений. Данные ЭЭГ/ЭМГ фильтровались в диапазоне 0,1–100 Гц, усиливались (предварительный усилитель PZ5 NeuroDigitizer, TDT Alachua FL, США) и сохранялись на локальном компьютере с частотой дискретизации 256,9.Гц. Данные LFP/EEG/EMG передискретизировались в автономном режиме с частотой дискретизации 256 Гц. Преобразование сигналов выполнялось с использованием специально написанных сценариев Matlab (The MathWorks Inc, Natick, Massachusetts, USA), а затем преобразовывалось в европейский формат данных с использованием программного обеспечения Neurotraces с открытым исходным кодом (www.neurotraces.com). Для каждой записи спектры мощности ЭЭГ и LFP рассчитывались с помощью процедуры быстрого преобразования Фурье для 4-секундных периодов (процедура быстрого преобразования Фурье, окно Ханнинга) с разрешением 0,25 Гц (SleepSign Kissei Comtec Co. , Нагано, Япония).

Подсчет баллов и анализ состояний бодрствования

В то время как записи проводились непрерывно, для окончательного анализа для каждой мыши отбирали 1–3 ненарушенных спонтанных 12-часовых темных периода на основании наличия нескольких длительных консолидированных периодов бодрствования, в которых преобладали RW- Мероприятия. Состояния бдительности оценивались в автономном режиме путем ручного визуального осмотра последовательных 4-х эпох (SleepSign, Kissei Comtec Co, Нагано, Япония). Два канала ЭЭГ (лобный и затылочный), активность ЭМГ и RW отображались одновременно, чтобы облегчить оценку состояния бдительности. Состояния бдительности классифицировали как бодрствование (низкое напряжение, высокая частота ЭЭГ с высоким уровнем или фазной активностью ЭМГ), медленный сон (наличие медленных волн ЭЭГ, сигнал высокой амплитуды и низкой частоты) или быстрый сон (низкое напряжение, высокая активность). частотная ЭЭГ с низким уровнем активности ЭМГ). Большое внимание уделялось исключению эпох, загрязненных едой, питьем или грубыми движениями, что приводило к артефактам по крайней мере в одном из двух отведений ЭЭГ или в любом из каналов MUA (11,5±3,2 % от общего времени записи). Подробный анализ нейронной активности (см. ниже) был основан на выбранных временных интервалах, чтобы обеспечить стабильность нейронных волн в указанном временном окне. Общий период, включенный в анализ, в среднем составлял 101,1±7,7 мин и состоял из 96,3±7,4 минут бодрствования (из них 41,0±3,7% времени было потрачено на бег). Для анализа изменений частоты стрельбы в зависимости от бодрствования использовались сводные периоды бодрствования в течение экспериментальной ночи. Они были определены как непрерывные периоды бодрствования продолжительностью не менее 40 минут, которые не прерывались периодами сна > 3 минут. В среднем 4,6 ± 0,5 таких периодов бодрствования было обнаружено на животное за 12 часов, которые длились в среднем 118,0 ± 14,2 мин (всего 95 у n = 16 мышей, дополнительная рис. 11). В каждом из этих периодов бодрствования анализировались первый и последний 15-минутные интервалы, обозначенные как W1 и W2 (рис. 5). Они состояли из 14,7 ± 0,2 и 14,6 ± 0,2 мин бодрствования соответственно. Чтобы исключить влияние бега на нейронную активность в течение этих интервалов, эти анализы включали только бодрствование nwRUN, которое занимало большую часть интервалов W1 и W2 (пробуждение wRUN во время W1 и W2 в среднем составляло только 2,0 ± 0,3 мин, а количество бега было незначительным). отличается между W1 и W2.Поскольку известно, что активность нейронов сразу после пробуждения снижена по сравнению со средней частотой возбуждения во время эпизода бодрствования ⁷⁴, мы также провели этот анализ после исключения первых и последних 3 минут каждого периода бодрствования, что не оказало заметного влияния на результаты.

Депривация сна

В подгруппе животных, у которых массив микропроводов был имплантирован в M1 ( n = 9), депривация сна проводилась в течение 6 часов, начиная с рассвета. Депривация сна проводилась для того, чтобы выяснить, влияют ли на взаимосвязь между вращением колеса и корковой активностью условия освещения, время суток, предшествующая история сна и бодрствования и воздействие новых объектов. Во время депривации сна животные бодрствовали 98,9±0,3% времени, а их поведение и полисомнографические записи находились под постоянным визуальным наблюдением. Лишение сна проводилось в домашней клетке животного, где у них был свободный доступ к RW на протяжении всей процедуры, которую они использовали периодически (дополнительная рис. 9). На протяжении всей процедуры лишения сна животным регулярно давали новые объекты для имитации естественных условий бодрствования в этологически релевантной манере ⁷⁵ . Все мыши были хорошо приучены к экспериментатору и к воздействию новых объектов перед экспериментом. Новые объекты включали гнездовой и подстилочный материал из других клеток, деревянные блоки, маленькие резиновые мячи, пластиковые, металлические, деревянные или бумажные коробки и трубки разной формы и цвета.

Верификация мест регистрации

В данном исследовании мы выполнили регистрацию LFP и MUA с использованием массивов микропроводов, которые были нацелены на глубокие слои первичной моторной коры ( n =11) и соматосенсорную область ( n =5) . Чтобы подтвердить расположение массивов, по завершении экспериментов мышей глубоко анестезировали и транскардиально перфузировали 0,9% физиологическим раствором, а затем 4% раствором параформальдегида. Мозг фотографировали и рассчитывали точное место имплантации. Затем мозг был разделен с помощью замораживающего микротома (Leica, Германия) для получения коронарных срезов толщиной 50 мкм по всей интересующей области. Срезы монтировали на предметные стекла и окрашивали крезил-виолетом (Ниссля). Для подмножества животных массивы микропроводов были покрыты тонким слоем флуоресцентного красителя DiI (DiIC18(3), Invitrogen) для облегчения последующей локализации ⁷⁶ . В данном исследовании мы не собирались исследовать ламинарный профиль активности нейронов. Вместо этого мы стремились зарегистрировать импульсную активность из достаточно большой области неокортекса, охватывающей 1,75 мм в передне-заднем измерении и 375 и 250 мкм в латерально-медиальном и дорсально-вентральном измерениях соответственно. В M1 это позволило нам охватить различные части моторной коры, представляющие разные части тела, такие как задние конечности, передние конечности и туловище ³¹ . В SCx последующий анализ показал, что> 80% всех проводов были расположены в коре ствола, и> 90% проводов в более широком SCx. У одной отдельной мыши большинство задних проводов предположительно располагались на границе V2. Однако из-за хорошо известной анатомической изменчивости между отдельными животными и поскольку в нашем исследовании было невозможно выполнить картирование областей коры, точное расположение массивов по отношению к точным границам или функционально дифференцированным областям коры установить невозможно. В этом исследовании мы наблюдали общее снижение импульсной корковой активности во время стереотипного высокоскоростного бега. Чтобы исследовать влияние расположения электродов на наблюдаемые нами эффекты, мы провели детальное сравнение более длинного и более короткого ряда проводов в массиве, а также между проводами в передне-заднем направлении. Что касается сравнения между более длинными и более короткими проводами каждого массива, анализ не выявил каких-либо заметных различий в отношении среднего значения, запускаемого медленными волнами, или зависимости нейронных всплесков от скорости бега (дополнительная рис. 12). Этот результат согласуется с нашим гистологическим анализом (репрезентативные срезы показаны на дополнительных рисунках 3 и 5), который показал, что в любой области оба ряда проводов были расположены преимущественно в слое 5, хотя тщательный осмотр показал, что в некоторых случаях более короткие провода заканчивались на границе между слоями 4 и 5, а более длинная проволока доходила до границы между слоями 5 и 6а. Чтобы выяснить, влияет ли на изменения активности нейронов положение отдельных записывающих проводов в массиве в передне-заднем направлении, мы сгруппировали 16 проволочных электродов в четыре кластера (каждый из четырех проводов) для обеих областей (дополнительный рис. 4). ) и рассчитали среднюю скорость срабатывания, а также долю RUN-off нейронов (нейронов, которые уменьшают свои выбросы во время бега) независимо для каждого из четырех кластеров. Этот анализ показал, что в большинстве мест записи нейронная активность снижалась во время бодрствования wRUN по сравнению с бодрствованием nwRUN, хотя, особенно в SCx, этот эффект был более выражен в более передних местах.

Волны LFP в бодрствовании и медленном сне

Связь между активностью нейронов и сигналами LFP (рис. 4, дополнительные рисунки 10 и 12) была проанализирована в подгруппе животных (M1, n = 7; SCx: n =5) как раньше ⁵⁵ . Сигнал LFP подвергался полосовой фильтрации (пробуждение: 2–6 Гц, краевые частоты полосы задерживания 1–8 Гц; сон NREM: 0,5–4 Гц, граничные частоты полосы задерживания 0,1–8 Гц) с функцией filtfilt MATLAB, использующей схему фильтра Чебышева II типа. (MATLAB, The Math Works, Inc., Натик, Массачусетс) ^20,77 , и волны были обнаружены как положительные отклонения отфильтрованного сигнала LFP между двумя последовательными отрицательными отклонениями ниже пересечения нуля. Были включены только волны LFP с пиковой амплитудой, превышающей среднюю амплитуду среди всех обнаруженных волн в одном и том же состоянии бдительности. Расчет среднего значения MUA, вызванного волнами LFP, показал, что положительные волны LFP во время NREM-сна были связаны со снижением MUA (рис. 1c, дополнительные рисунки 10 и 12). Напротив, во время бодрствования у большинства животных, у которых записи проводились от M1, MUA в среднем не демонстрировал систематической связи с волнами LFP, хотя умеренное снижение MUA во время положительных волн LFP обычно наблюдалось в SCx, который произошло в пределах окна ∼200 мс вокруг положительного пика волны. Визуальный осмотр необработанных следов во время бодрствования выявил возникновение нейронной тишины, сопровождаемой положительными волнами LFP (приложение, фильм 5), которые в большинстве случаев охватывают только подмножество или один канал записи, что, вероятно, объясняет отсутствие общей взаимосвязи между общими MUA и LFP у активных животных.

Активность бегового колеса

Активность RW была основным поведением, изученным в этом исследовании. Это широко используемый поведенческий анализ, основанный на хорошо известном факте, что мыши имеют спонтанную склонность к бегу. Мы использовали стандартные, а не сложные колеса, поскольку основной целью этого исследования было изучение эффектов весьма стереотипного автоматического бега, а не двигательного обучения. В этом исследовании животные имели свободный доступ к RW (Campden Instruments, Лафборо, Великобритания, диаметр колеса 14 см, расстояние между полосами 1,11 см, включая полосы) в течение 15,3 ± 2,1 дня до анализируемых темных периодов и, следовательно, были хорошо адаптированы. к колесам. Колеса были изготовлены специально для привязанных животных и не мешали животным бегать без ограничений. Достоверной разницы в продолжительности привыкания к колесу между группами животных (непарных t -тест: M1 по сравнению с SCx, P =0,21). Каждый RW был оснащен цифровым счетчиком (Campden Instruments), который использует инфракрасный излучатель/приемник для обнаружения каждой ступеньки, проходящей инфракрасный луч при вращении колеса. В нашем исследовании активность RW регистрировалась с высоким временным разрешением (один полный оборот колеса состоит из 38 индивидуально регистрируемых отсчетов перекладин, таким образом, 10 отсчетов в секунду соответствует 10,11 см с ⁻¹ ) в той же системе, которая использовалась для регистрации электрофизиологических сигналов. Это позволило нам добиться точной синхронности между мгновенными изменениями электрофизиологических сигналов/поведения и активностью/скоростью RW. Выходной сигнал счетчика колес представляет собой импульс TTL 5 В (0 В без выхода), который запускает детектор фронта в системе сбора данных TDT и, в свою очередь, создает отметку времени, которая сохраняется для каждого счетчика колес. Для большинства анализов RW-активность анализировалась в 1-секундные эпохи, которые были сгруппированы на основе количества отсчетов в течение соответствующих эпох. Средняя скорость бега для тех эпох, где был хотя бы 1 счет, равнялась 9.0,6±0,6 счета в секунду. Поскольку количество 1-секундных эпох с прогрессивно увеличивающимся числом отсчетов прогрессивно уменьшалось, мы также использовали все более широкие диапазоны для бинов (0; 1; 2–3; 4–7; 8–11; 12–32), чтобы получить достаточно высокое, но надежное количество отсчетов в каждой категории скорости (дополнительный рис. 2d). Поскольку количество 1-секундных эпох небегающего бодрствования значительно превышало количество эпох с RW-активностью, часть анализов повторялась на случайно выбранном подмножестве небегущих эпох, совпадающем с количеством эпох с RW-активностью, что заметно не повлияло на результаты.

Два животных в группе с имплантированной моторной корой были исключены из специального анализа данных, в котором рассчитывались эффекты скорости RW, из-за низкого временного разрешения записей RW-активности (одно по техническим причинам, а другое потому, что отдельная мышь никогда не достигала бег на высокой скорости). Следовательно, только n =9 мышей внесли свой вклад в эти средние значения. Для анализа, изображенного на рис. 3, мы количественно определили скорость возбуждения нейронов в те эпохи, когда животные ускорялись на колесе, постоянно бежали или замедлялись. Этот анализ был выполнен на основе 1 с, сосредоточившись на тех эпохах, по крайней мере, с четырьмя отсчетами RW. Чтобы получить ADI, мы рассчитали среднюю вторую производную временного ряда, соответствующую времени последовательных отсчетов для каждой 1-секундной эпохи, а затем сгруппировали эпохи в соответствии с ADI от наибольшего отрицательного (ускорение) до наибольшего положительного (замедление) значения в десять 10 % децилей перед расчетом средних значений между животными (дополнительная рис. 7). В результате первые 10 % децилей соответствуют максимальному ускорению, десятый дециль — максимальному торможению, а середина распределения (децили 5–6) в основном соответствуют установившемуся движению с близким к нулю изменением полезной скорости (рис. 3, дополнительный рис. 7).

Анализ внеклеточной активности нейронов

Это исследование было вызвано обнаружением заметного снижения MUA, зарегистрированного в первичной моторной коре, которое мы заметили на основе визуальных наблюдений за необработанными сигналами (дополнительные фильмы 1–4). Наши анализы основаны на внеклеточных записях MUA, которые, с одной стороны, позволяют регистрировать активность относительно большой популяции нейронов, а с другой стороны, позволяют проводить долгосрочные относительно стабильные записи у свободно движущихся животных. Онлайн-сортировка пиков выполнялась в первую очередь для устранения артефактов сигналов, вызванных электрическими или механическими помехами. Это было выполнено с помощью программного обеспечения OpenEx (TDT) путем ручного применения порога амплитуды для онлайн-обнаружения пиков. Всякий раз, когда записанное напряжение превышало этот заданный порог (2 × > уровень шума, не менее −25 мкВ), сегмент из 46 отсчетов (0,48 мс до, 1,36 мс после пересечения порога) извлекался и сохранялся для последующего использования вместе с соответствующие метки времени. В среднем 90,5 ± 0,8 канала на животное показали устойчивую активность MUA и были включены в окончательный анализ. Хотя мы наблюдали, что общая скорость срабатывания нейронов в среднем снижалась с увеличением скорости бега, мы наблюдали предполагаемые отдельные единицы, которые не демонстрировали визуально обнаруживаемых изменений или даже демонстрировали противоположную тенденцию (например, дополнительные рисунки 3 и 5; дополнительные фильмы 1-4 ). Поэтому, чтобы исследовать взаимосвязь между беговым поведением и отдельными предполагаемыми одиночными выстрелами, мы использовали автономную сортировку по пикам. Во-первых, была реализована процедура удаления артефактов, чтобы устранить оставшиеся искаженные формы сигналов и облегчить последующую кластеризацию. Типичные формы ложных спайков включали в себя волны, которые, вероятно, были результатом комбинации нескольких спайков от разных нейронов, возникающих одновременно и препятствующих их надежной классификации. После удаления искусственных пиков основные компоненты были вычислены с использованием анализа основных компонентов (PCA) на сегменте сигнала пика между 5-й и 35-й временной выборкой, потому что это сегмент, который содержит начальный отрицательный пик после пересечения порога и последующего после гиперполяризации и, следовательно, является более информативным в отношении общей формы импульса спайка. В PCA выполняется ортогональное линейное преобразование исходных данных посредством сингулярного разложения матрицы данных ⁷⁸ . Таким образом, после проведения PCA каждый выброс между образцами 5 и 35 описывался 31 переменной, каждая из которых представляла собой линейную комбинацию исходных значений выборки. Каждая главная компонента (PC) соответствует собственному значению и собственному вектору из сингулярного разложения матрицы данных. Первый ПК связан с собственным вектором в направлении максимальной дисперсии набора данных, и так далее в порядке убывания для остальных ПК. Отношение между каждым собственным значением и суммой всех собственных значений представляет собой отношение общей дисперсии, описываемой одним PC.

Кластеризация выполнена на основе алгоритма k-средних ⁷⁹ . Это метод разделения, целью которого является разделение n наблюдений на k кластеров, в которых каждое наблюдение принадлежит кластеру с ближайшим средним значением, выступающим в качестве прототипа кластера. Доступно несколько алгоритмов k-средних, которые основаны на различных способах выполнения итераций. Мы использовали функцию k-средних в Matlab, которая была реализована по алгоритму Ллойда ⁸⁰ . В частности, он выбирает k начальных центров кластеров (центроидов) посредством шага инициализации, а затем вычисляет евклидовы расстояния от точки до центроида кластера всех наблюдений до каждого центроида. В зависимости от расстояния каждое наблюдение назначается кластеру с ближайшим центром тяжести. В качестве следующего шага алгоритм вычисляет среднее значение наблюдений в каждом кластере, чтобы получить k новых местоположений центроидов. Наконец, он повторяет предыдущие шаги до тех пор, пока назначения кластеров не изменятся или не будет достигнуто максимальное количество итераций. Этот подход требует от пользователя априорного выбора количества кластеров. На основании визуального осмотра было обнаружено маловероятность присутствия более пяти различных сигналов в одном и том же канале MUA, поэтому процедура была выполнена с k = 2, 3, 4 и 5. Для каждого случая в каждом кластере выделялось несколько признаков, которые использовались для проверки качества кластеризации и выбора наилучшего результата процедуры кластеризации для каждого животного и канала регистрации. Это были средняя форма волны спайка со стандартным отклонением, распределение интервалов между спайками, временной ход размаха амплитуды в течение периода записи, соответствующий временной ход средней частоты импульсов и автокореллограмма серий спайков. В результате было получено в среднем 3,2±0,1 кластера на канал регистрации. Все выбранные кластеры были проверены и визуально классифицированы в соответствии с их отношением сигнал/шум, формой волны потенциала действия, стабильностью амплитуды во времени и гистограммой распределения ISI, а ложные или нестабильные кластеры были исключены из анализа. В результате 1,9± 0,1 и 2,5 ± 0,1 предполагаемых единичных единиц на каналы записи были сохранены для окончательного анализа у животных с имплантированными M1 и SCx соответственно. Мы должны подчеркнуть, что на основе нашей методики регистрации и сортировки нельзя исключить, что два или более нейрона, имеющие одинаковые формы спайковой волны, амплитуду и свойства возбуждения, одновременно присутствуют в одном и том же канале. Тем не менее, мы часто наблюдали, что отдельные нейроны, классифицированные как «предполагаемые единичные единицы», меняли свое возбуждение во время бега очень последовательным образом в течение сеанса записи или даже в течение нескольких дней подряд (дополнительная рис. 13). Мы утверждаем, что наличие такой функциональной настройки на поведение является важным свидетельством того, что, по крайней мере, в большинстве случаев наша процедура сортировки шипов была успешной для получения единичных единиц. Поскольку предполагаемые отдельные единицы сильно различались по абсолютной частоте стрельбы от <1 Гц до более 60 Гц (дополнительная рис. 14), в большинстве случаев мы избегали усреднения абсолютных значений. Мы утверждаем, что в этом случае средние значения будут смещены из-за высокочастотных импульсов предполагаемых одиночных единиц, даже если нейроны с медленными импульсами демонстрируют относительно более выраженные изменения. Один из способов объяснить это — выразить частоту срабатывания предполагаемых одиночных юнитов в процентах от их средней частоты срабатывания за все эпохи без артефактов в пределах интересующего временного интервала, как мы делали для большинства анализов.

Статистический анализ

Все статистические анализы были выполнены в Matlab (The MathWorks Inc, Natick, Massachusetts, USA), и все представленные значения являются средними значениями ± стандартная ошибка среднего. Дисперсионный анализ для повторных измерений использовался для выявления статистически значимого влияния скорости или ускорения RW на скорострельность. Для сравнения использовали двусторонние парные t -тесты. Кроме того, мы также использовали процедуру нормализации, выражая некоторые переменные в относительных единицах (в процентах от среднего значения по всем эпохам без артефактов в течение периода записи). Мы делали это в тех случаях, когда межиндивидуальная вариабельность абсолютных значений не имела отношения к наблюдаемым эффектам, поскольку позволяла оценить относительную величину эффектов. Нормализация значений таким образом является широко используемым подходом и, следовательно, облегчает сравнение между исследованиями, в которых сообщаются относительные значения.

Наличие данных

Все соответствующие данные будут доступны у авторов по запросу.

Дополнительная информация

Как цитировать эту статью : Fisher, S. P. et al . Стереотипный бег с колесом снижает активность коры головного мозга у мышей. Нац. коммун. 7 , 13138 doi: 10.1038/ncomms13138 (2016).

Ссылки

Saper, C.B., Fuller, P.M., Pedersen, N.P., Lu, J. & Scammell, T.E. Переключение в режим ожидания. Нейрон 68 , 1023–1042 (2010).
КАС Статья Google ученый
Форт, П., Бассетти, К.Л. и Луппи, П.Х. Переменные состояния бдительности: новое понимание нейронных сетей и механизмов. евро. Дж. Нейроски. 29 , 1741–1753 (2009).
КАС Статья Google ученый
Борбели, А. А. и Ахерманн, П. в Принципы и практика медицины сна (под редакцией Kryger M.H., Roth T., Dement WC 405–417Elsevier Saunders (2005).
McGinley, MJ et al. Состояние бодрствования: быстрые изменения модулируют нервные и поведенческие реакции. Нейрон 87 , 1143–1161 (2015 г.)
CAS Статья Google ученый
Беннетт С., Арройо С. и Хестрин С. Подпороговые механизмы, лежащие в основе зависящей от состояния модуляции зрительных реакций. Нейрон 80 , 350–357 (2013).
КАС Статья Google ученый
Винк, М., Батиста-Брито, Р., Кноблих, У. и Кардин, Дж. А. Возбуждение и передвижение вносят свой вклад в паттерны корковой активности и визуальное кодирование. Нейрон 86 , 740–754 (2015).
КАС Статья Google ученый
Нил, С. М. и Страйкер, М. П. Модуляция зрительных реакций поведенческим состоянием в зрительной коре мыши. Нейрон 65 , 472–479 (2010).
КАС Статья Google ученый
Полак П.О., Фридман Дж. и Гольшани П. Клеточные механизмы модуляции усиления зрительной коры в зависимости от состояния мозга. Нац. Неврологи. 16 , 1331–1339 (2013).
КАС Статья Google ученый
Салим, А. Б., Аяз, А., Джеффри, К. Дж., Харрис, К. Д. и Карандини, М. Интеграция зрительного движения и передвижения в зрительной коре мыши. Нац. Неврологи. 16 , 1864–1869 (2013).
КАС Статья Google ученый
Кропфф Э., Кармайкл Дж. Э., Мозер М. Б. и Мозер Э. И. Скоростные клетки медиальной энторинальной коры. Природа 523 , 419–424 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Сан, К. и др. Отчетливая зависимость от скорости ячеек энторинального острова и океана, включая соответствующие ячейки сетки. Проц. Натл акад. науч. США 112 , 9466–9471 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Шнайдер, Д. М., Нельсон, А. и Муни, Р. Синаптическая и схематическая основа для следственного разряда в слуховой коре. Природа 513 , 189–194 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Чжоу, М. и др. Уменьшение сбалансированного возбуждения и торможения активными поведенческими состояниями в слуховой коре. Нац. Неврологи. 17 , 841–850 (2014).
КАС Статья Google ученый
Исомура Ю., Харукуни Р., Такекава Т., Айзава Х. и Фукай Т. Микросхемная координация корковой двигательной информации при самоинициации произвольных движений. Нац. Неврологи. 12 , 1586–1593 (2009).
КАС Статья Google ученый
Krueger, J.M. et al. Сон как фундаментальное свойство нейронных ансамблей. Нац. Преподобный Нейроски. 9 , 910–919 (2008).
КАС Статья Google ученый
Вязовский В. В., Велкер Э., Фричи Дж. М. и Тоблер И. Региональный паттерн метаболической активации отражается на ЭЭГ сна после депривации сна в сочетании с односторонней стимуляцией усов у мышей. Евро. Дж. Нейроски. 20 , 1363–1370 (2004).
Артикул Google ученый
Вязовский В. В., Тоблер И. Ручность приводит к межполушарной асимметрии ЭЭГ во время сна у крыс. J. Нейрофизиол. 99 , 969–975 (2008).
КАС Статья Google ученый
Suzuki, A. , Sinton, C.M., Greene, R.W. & Yanagisawa, M. Поведенческая и биохимическая диссоциация потребности в пробуждении и гомеостатическом сне зависит от предыдущего опыта бодрствования у мышей. Проц. Натл акад. науч. США 110 , 10288–10293 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Huber, R., Tononi, G. & Cirelli, C. Исследовательское поведение, корковая экспрессия BDNF и гомеостаз сна. Сон 30 , 129–139 (2007).
Артикул Google ученый
Вязовский В.В. и др. Корковое возбуждение и гомеостаз сна. Нейрон 63 , 865–878 (2009).
КАС Статья Google ученый
Вязовский В.В., Цирелли К., Пфистер-Генскоу М., Фарагуна У. и Тонони Г. Молекулярные и электрофизиологические доказательства чистой синаптической потенциации в бодрствовании и депрессии во сне. Нац. Неврологи. 11 , 200–208 (2008).
КАС Статья Google ученый
Chauvette, S., Seigneur, J. & Timofeev, I. Осцилляции сна в таламокортикальной системе индуцируют долговременную пластичность нейронов. Нейрон 75 , 1105–1113 (2012).
КАС Статья Google ученый
Дуркин Дж. и Атон С. Дж. Зависимая от сна потенциация в зрительной системе противоречит гипотезе синаптического гомеостаза. Сон 39 , 155–159(2015).
Артикул Google ученый
Hengen, K.B., Torrado Pacheco, A., McGregor, J.N., Van Hooser, S.D. & Turrigiano, G.G. Гомеостаз скорости возбуждения нейронов подавляется во время сна и активизируется во время бодрствования. Cell 165 , 180–191 (2016).
КАС Статья Google ученый
Мияваки, Х. и Диба, К. Регуляция возбуждения гиппокампа с помощью сетевых колебаний во время сна. Курс. биол. 26 , 893–902 (2016).
КАС Статья Google ученый
Уотсон Б.О., Левенштейн Д., Грин Дж.П., Гелинас Дж.Н. и Бужаки Г. Сетевой гомеостаз и динамика состояния неокортикального сна. Нейрон 90 , 839–852 (2016).
КАС Статья Google ученый
Эдгар, Д. М., Килдафф, Т. С., Мартин, К. Э. и Демент, В. К. Влияние бегового колеса на свободный сон/бодрствование и циркадные ритмы питья у мышей. Физиол. Поведение 50 , 373–378 (1991).
КАС Статья Google ученый
Gu, C. et al. Недостаток упражнений приводит к значительной и обратимой потере масштабной инвариантности как у старых, так и у молодых мышей. Проц. Натл акад. науч. США 112 , 2320–2324 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Вязовский В. В., Тоблер И. Временная структура поведения и гомеостаз сна. PLoS ONE 7 , e50677 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Вязовский В.В., Рюйгрок Г., Дебур Т. и Тоблер И. Доступность бегового колеса влияет на регионарную электроэнцефалограмму во время сна у мышей. Церебр. Cortex 16 , 328–336 (2006).
Артикул Google ученый
Harrison, T.C., Ayling, O.G. & Murphy, TH. Различные механизмы корковых цепей для сложных движений передних конечностей и топография двигательной карты. Нейрон 74 , 397–409 (2012).
КАС Статья Google ученый
Коннорс, Б. В. и Гутник, М.Дж. Внутренние паттерны возбуждения различных нейронов неокортекса. Trends Neurosci. 13 , 99–104 (1990).
КАС Статья Google ученый
Рудольф М., Поспищиль М., Тимофеев И. и Дестекс А. Ингибирование определяет динамику мембранного потенциала и контролирует генерацию потенциала действия в бодрствующей и спящей коре головного мозга кошек. Дж. Неврологи. 27 , 5280–5290 (2007).
КАС Статья Google ученый
Zagha, E. & McCormick, D.A. Нейронный контроль состояния мозга. Курс. мнение Нейробиол. 29 , 178–186 (2014).
КАС Статья Google ученый
Окун М. и др. Разнообразное соединение нейронов с популяциями в сенсорной коре. Природа 521 , 511–515 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Лемье М., Чен Дж. Ю., Лоньерс П., Баженов М. и Тимофеев И. Влияние корковой деафферентации на медленные колебания неокортекса. J. Neurosci. 34 , 5689–5703 (2014).
Артикул Google ученый
Day, J., Damsma, G. & Fibiger, H.C. Холинергическая активность в гиппокампе, коре и стриатуме крыс коррелирует с двигательной активностью: исследование микродиализа in vivo. Фармакол. Биохим. Поведение 38 , 723–729 (1991).
КАС Статья Google ученый
Aston-Jones, G. & Bloom, F. E. Активность норэпинефринсодержащих нейронов голубого пятна у крыс с поведением предвосхищает колебания цикла сна-бодрствования. J. Neurosci. 1 , 876–886 (1981).
КАС Статья Google ученый
Джонс, Б. Э. От бодрствования до сна: нейронные и химические субстраты. Trends Pharmacol. науч. 26 , 578–586 (2005).
КАС Статья Google ученый
Schiemann, J. et al. Клеточные механизмы, лежащие в основе зависящей от поведенческого состояния двунаправленной модуляции выходных данных моторной коры. Cell Rep. 11 , 1319–1330 (2015).
КАС Статья Google ученый
Константинополь, К.М. и Бруно, Р.М. Эффекты и механизмы бодрствования в локальных корковых сетях. Нейрон 69 , 1061–1068 (2011).
КАС Статья Google ученый
Сюй, М. и др. Базальная цепь переднего мозга для контроля сна и бодрствования. Нац. Неврологи. 18 , 1641–1647 (2015).
КАС Статья Google ученый
Eggermann, E. & Feldmeyer, D. Холинергическая фильтрация в рекуррентной возбуждающей микросхеме коркового слоя 4. Proc. Натл акад. науч. США 106 , 11753–11758 (2009 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Квициани Д. и др. Отчетливые поведенческие и сетевые корреляты двух типов интернейронов в префронтальной коре. Природа 498 , 363–366 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Генте, Л.Дж., Аверманн, М., Матьяс, Ф., Стайгер, Дж.Ф. и Петерсен, К.С. Динамика мембранного потенциала ГАМКергических нейронов в стволовой коре головного мозга мышей. Нейрон 65 , 422–435 (2010).
КАС Статья Google ученый
Reimer, J. et al. Колебания зрачков отслеживают быстрое переключение корковых состояний во время спокойного бодрствования. Нейрон 84 , 355–362 (2014).
КАС Статья Google ученый
Джексон Дж., Айзенштат И., Карнани М.М. и Юсте Р. Интернейроны VIP+ контролируют активность неокортекса в разных состояниях мозга. J. Нейрофизиол. 115 , 3008–3017 (2016).
КАС Статья Google ученый
Gentet, L.J. et al. Уникальные функциональные свойства экспрессирующих соматостатин ГАМКергических нейронов в коре головного мозга мыши. Нац. Неврологи. 15 , 607–612 (2012).
КАС Статья Google ученый
Stryker, M. P. Нервная цепь, которая контролирует состояние коры, пластичность и усиление сенсорных реакций у мышей. Гавань Колд Спринг. Симп. Квант. биол. 79 , 1–9 (2014).
Артикул Google ученый
Матео, К. и др. In vivo оптогенетическая стимуляция возбуждающих нейронов неокортекса вызывает торможение, зависящее от состояния мозга. Курс. биол. 21 , 1593–1602 (2011).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Logothetis, N.K. et al. Влияние электрической микростимуляции на распространение коркового сигнала. Нац. Неврологи. 13 , 1283–1291 (2010).
КАС Статья Google ученый
Вязовский В.В., Олчезе У., Сирелли К. и Тонони Г. Продолжительное бодрствование изменяет реакцию нейронов на локальную электрическую стимуляцию неокортекса у бодрствующих крыс. Дж. Сон Res. 22 , 264–271 (2013).
Артикул Google ученый
Каваи, Р. и др. Моторная кора необходима для обучения, но не для выполнения двигательного навыка. Нейрон 86 , 800–812 (2015).
КАС Статья Google ученый
МакГинли, М.Дж., Дэвид, С.В. и Маккормик, Д.А. Потенциальная характеристика кортикальной мембраны оптимальных состояний для обнаружения сенсорных сигналов. Нейрон 87 , 179–192 (2015).
КАС Статья Google ученый
Вязовский В.В. и др. Локальный сон у бодрствующих крыс. Природа 472 , 443–447 (2011).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Тимофеев И., Гренье Ф. и Стериад М. Дисфасилитация и активное торможение в неокортексе во время естественного цикла сна-бодрствования: внутриклеточное исследование. Проц. Натл акад. науч. США 98 , 1924–1929 (2001).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Ли, С. Х. и Дэн, Ю. Нейромодуляция состояний мозга. Нейрон 76 , 209–222 (2012).
КАС Статья Google ученый
Мейер, Дж. Х. и Грабители, Ю. Колесо, бегущее по дикой природе. Проц. биол. науч. 281 , (2014).
Белке, Т. В. и Пирс, В. Д. Влияние наличия сахарозы и предварительной обработки на внутреннюю ценность вращения колеса как операнта и подкрепляющего последствия. Поведение. процессы 103 , 35–42 (2014).
Артикул Google ученый
Гринвуд, Б. Н. и др. Длительный добровольный бег в колесе вознаграждается и способствует пластичности мезолимбического пути вознаграждения. Поведение. Мозг Res. 217 , 354–362 (2011).
Артикул Google ученый
Корреа, М. и др. Выбор произвольных упражнений вместо потребления сахарозы зависит от передачи дофамина: эффекты галоперидола у мышей дикого типа и аденозиновых мышей AKO. Психофармакология (Берл) 233 , 393–404 (2015).
Артикул Google ученый
Siepka, S.M. & Takahashi, J.S. Методы регистрации активности круга циркадных ритмов у мышей. Методы Фермент. 393 , 230–239 (2005).
КАС Статья Google ученый
Пауэр, А., Хьюз, А. Т., Сэмюэлс, Р. Э. и Пиггинс, Х. Д. Ритм-стимулирующие действия физических упражнений у мышей с дефицитом нейропептидной сигнализации. J. Biol. Ритмы 25 , 235–246 (2010).
КАС Статья Google ученый
Ямадзаки С., Кербешян М. К., Хокер К. Г., Блок Г. Д. и Менакер М. Ритмические свойства супрахиазматического ядра хомяка in vivo. J. Neurosci. 18 , 10709–10723 (1998).
КАС Статья Google ученый
Мейер, Дж. Х., Шаап, Дж., Ватанабе, К. и Альбус, Х. Многокомпонентные записи активности в супрахиазматических ядрах: модели in vivo в сравнении с моделями in vitro. Мозг Res. 753 , 322–327 (1997).
КАС Статья Google ученый
Rattenborg, N.C. et al. Мигрирующая бессонница у белоголового воробья (Zonotrichia leucophrys gambelii). PLoS Биол. 2 , E212 (2004 г.).
Артикул Google ученый
Сигел, Дж. М. Все ли животные спят? Trends Neurosci. 31 , 208–213 (2008).
КАС Статья Google ученый
Lesku, J.A. et al. Адаптивная потеря сна у полигинных грудных куликов. Наука 337 , 1654–1658 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Раттенборг, Северная Каролина и др. Доказательства того, что птицы спят в полете. Нац. коммун. 7 , 12468 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Хинар, В. и др. Ключевые электрофизиологические, молекулярные и метаболические признаки сна и бодрствования, выявленные в первичных культурах коры головного мозга. J. Neurosci. 32 , 12506–12517 (2012).
КАС Статья Google ученый
Санчес-Вивес, М. В. и Маттиа, М. Медленноволновая активность как режим коры головного мозга по умолчанию. Арх. итал. биол. 152 , 147–155 (2014).
КАС пабмед Google ученый
Корнер, Массачусетс. От нервной пластины к корковому пробуждению — теория нейронной сети сна, полученная из «модельных» систем in vitro для первичных паттернов спонтанной биоэлектрической активности в центральной нервной системе позвоночных. Науки о мозге. 3 , 800–820 (2013).
Артикул Google ученый
Cui, N., McKillop, L.E., Fisher, S.P., Oliver, P.L. & Вязовский, V.V. Многолетний анамнез и непосредственно предшествующее состояние влияют на характеристики медленных волн ЭЭГ в начале медленного сна у мышей C57BL/6. Арх. итал. биол. 152 , 156–168 (2014).
КАС пабмед Google ученый
Вязовский В.В. и др. Динамика активности нейронов коры головного мозга в первые минуты после спонтанного пробуждения крыс и мышей. Сон 37 , 1337–1347 (2014).
Артикул Google ученый
Вязовский В. В., Ачерманн П., Тоблер И. Гомеостаз сна у крыс в светлое и темное время суток. Мозг Res. Бык. 74 , 37–44 (2007).
КАС Статья Google ученый
Magill, P. J. et al. Изменения функциональной связи внутри стриатопаллидной оси крысы во время глобальной активации мозга in vivo. J. Neurosci. 26 , 6318–6329 (2006).
КАС Статья Google ученый
Achermann, P. & Borbely, A.A. Низкочастотные (<1 Гц) колебания в электроэнцефалограмме сна человека. Neuroscience 81 , 213–222 (1997).
КАС Статья Google ученый
Jolliffe, IT Анализ основных компонентов 2-е издание Springer (2002).
Hartigan, JA Алгоритмы кластеризации Wiley (1975).
Ллойд, С. П. Квантование методом наименьших квадратов в PCM. IEEE Trans. Поставить в известность. Теория 28 , 129–137 (1982).
MathSciNet Статья Google ученый

Загрузить справочные материалы

Крутящий момент и скорость вращения колес в автомобилях с мотор-колесами

Полный текст статьи, , нажмите здесь.

Транспортные средства, приводимые в движение электродвигателями в колесах, не имеют дифференциала, но передают крутящий момент напрямую и независимо на колеса.

Большинство дорожных транспортных средств приводятся в движение одним двигателем или двигателем с трансмиссией, передающей эту мощность на колеса, создавая крутящий момент на ступицах колес. Колеса должны свободно двигаться с разной скоростью относительно друг друга, чтобы можно было проходить повороты и менять дорожное покрытие.

Это достигается с помощью дифференциала, механического устройства, которое в своей простейшей форме передает одинаковый крутящий момент на оба колеса на оси, позволяя им вращаться с разной скоростью. Затем колеса могут вращаться со своей естественной скоростью, определяемой кинематикой транспортного средства.

Так называемый «открытый дифференциал» допускает любую разницу скорости вращения колес на оси. Там, где сила трения между шиной и дорогой сильно отличается на одном колесе от другого, колесо с более низким коэффициентом трения может потерять сцепление с дорогой и быстро раскрутиться. Это может произойти при прохождении поворотов, когда вес автомобиля смещается на внешние колеса, так что внутренние колеса имеют мало сцепления с дорожным покрытием, или когда одно колесо находится на поверхности с плохим сцеплением, например, на льду или рыхлых камнях.

Такая ситуация явно нежелательна, поэтому было разработано несколько систем, противодействующих потере сцепления с дорогой, но при этом позволяющих передавать крутящий момент на колесо с хорошим сцеплением с дорогой. Чаще всего используется «дифференциал повышенного трения» или противобуксовочная система (TCS) для предотвращения пробуксовки колес. Первый представляет собой более сложный механический эквивалент открытого дифференциала, который ограничивает дифференциал скорости вращения колес, а второй притормаживает колесо, теряющее сцепление с дорогой, чтобы предотвратить его раскручивание.

Рис. 1: Электродвигатель Protean Electric с электроникой и тормозом.

Более сложные системы «управления вектором крутящего момента» обеспечивают дальнейшее улучшение управляемости транспортного средства, но встречаются редко из-за их сложности и стоимости.

Транспортные средства с двигателями в колесах не имеют дифференциала, поэтому возникает вопрос, как будет вести себя транспортное средство с точки зрения скорости вращения колес и как можно решить проблемы, связанные с отсутствием тяги. Ответы довольно прямолинейны.

Если колеса-моторы управляются одинаковым крутящим моментом каждого из моторов, автомобиль будет вести себя точно так же, как если бы был открытый дифференциал. Систему контроля тяги можно использовать для контроля потери тяги, как в обычном автомобиле. С другой стороны, улучшенные плавность хода и управляемость автомобиля могут быть достигнуты за счет динамического изменения распределения крутящего момента между колесными двигателями.

Система мотор-колес

Для целей настоящей статьи система мотор-колес считается состоящей из двух блоков, установленных на противоположных сторонах транспортного средства, по одному на каждое переднее колесо или по одному на каждое заднее колесо рулевое колесо. Каждый блок состоит из электрической машины, инвертора с микропроцессорным управлением и фрикционного тормоза. В случае продуктов Protean Electric они объединены в единый блок, полностью размещенный внутри обода колеса (см. рис. 1), но можно также разместить инвертор в другом месте автомобиля.

Двигатель может обеспечивать как положительный (ускоряющий), так и отрицательный (тормозной) крутящий момент, но фрикционные тормоза сохраняются, поскольку требования к торможению обычно превышают возможности двигателя и в случаях, когда электрическая система автомобиля не может принять ток, который восстанавливается при торможении.

Рис. 2: Схема управления внутриколесными электродвигателями.

Мотор-колесо представляет собой устройство, создающее крутящий момент. В примере с двигателем Protean Electric блок управления транспортным средством (VCU) связывается с системой двигателя через шину локальной сети контроллеров (CAN), отправляя запросы крутящего момента каждые несколько миллисекунд (см. рис. 2). В ответ система двигателя развивает требуемый крутящий момент на ступице колеса. По возврату двигатель сообщает о своем состоянии и максимально доступном крутящем моменте. Он также может сообщать о своей скорости, которую VCU может использовать для расширенных функций контроля тяги.

В отличие от двигателей внутреннего сгорания, электродвигатели могут создавать положительный и отрицательный крутящий момент в обоих направлениях. Это называется работой в четырех квадрантах и позволяет трансмиссиям с электродвигателями улучшать функции контроля тяги и устойчивости автомобиля. Кроме того, системы электродвигателей имеют очень быстрое время отклика. Обычно они способны переключаться с максимального положительного крутящего момента на максимальный отрицательный крутящий момент или наоборот менее чем за 10 мс. Возможен высокочастотный контроль, который может повысить безопасность и управляемость автомобиля, особенно с двигателями в колесах с прямым приводом, которые обеспечивают крутящий момент непосредственно на ступицах колес без каких-либо промежуточных валов, осей или шестерен.

Обратите внимание, что двигатель не является устройством с регулируемой скоростью. VCU не может запрашивать скорость от системы двигателя. Как и в случае с обычными трансмиссиями, скорость вращения колес является следствием крутящего момента, приложенного к ступице колеса, в сочетании с сопротивлением вращению, в котором преобладает инерция транспортного средства.

Дифференциал и связанные с ним функции

Дифференциал требуется там, где один силовой агрегат, двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель используется для привода двух колес на оси. Без него два колеса на оси были бы вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, что привело бы к неприемлемой управляемости автомобиля и износу шин. Дифференциал также является конечным передаточным числом, усиливающим крутящий момент от карданного вала к полуосям (см. рис. 3).

Рис. 3: Обычный заднеприводный автомобиль с дифференциалом.

Дифференциал для неприводных колес не требуется, поскольку они физически не связаны между собой и поэтому могут свободно вращаться с разными скоростями.

Открытый дифференциал

Открытый дифференциал — это самый простой и наиболее распространенный тип дифференциала на дорожных транспортных средствах. Скорости колес определяются кинематикой автомобиля, слегка измененной динамикой шин.

Если не учитывать проскальзывание колес, при прохождении поворотов внешнее колесо будет вращаться быстрее, чем внутреннее. В автомобиле с шириной колеи t и радиусом качения r , движущемся со скоростью v по повороту радиусом R , примерные угловые скорости внутреннего и внешнего колес определяются уравнением 1

(1)

Обратите внимание, что это чисто результат геометрии ситуации и того факта, что колеса могут свободно вращаться независимо; здесь нет зависимости от крутящего момента, подводимого к колесам (см. рис. 4).

Учет динамики шин изменяет уравнение. 1 немного. Приложение крутящего момента к колесу приводит к так называемому проскальзыванию колеса [1]. Это не означает потери сцепления между шиной и дорогой; скорее, это особенность динамики шины. В результате соотношение между скоростью вращения колеса и скоростью транспортного средства изменяется в соответствии с:

, где s — коэффициент скольжения. Коэффициент скольжения зависит от прилагаемого крутящего момента, а также от свойств шины и поверхности контакта шина-дорога [2]. Коэффициент скольжения может превышать 0,1, в то время как хорошее сцепление сохраняется на хорошем дорожном покрытии и при приложении высокого крутящего момента. С учетом проскальзывания, которое может быть разным для внутренних и внешних колес из-за различий в дорожном покрытии, получаем скорости колес в уравнении 2.

(2)

Поскольку скольжение является функцией крутящего момента, теперь существует некоторая зависимость от крутящего момента на каждом из колес.

Есть дальнейшие незначительные изменения в формуле. 1, которые являются результатом недостаточной или избыточной поворачиваемости транспортного средства и неровностей дорожного покрытия, но они не относятся к данному обсуждению.

Важные выводы, касающиеся поведения ведущих колес с разомкнутым дифференциалом, следующие:

Скорости колес полностью определяются после допущения, что на каждое колесо передается одинаковый крутящий момент и что два колеса на оси могут свободно вращаться. вращаться с разной скоростью.
Колеса обретают свою «естественную» скорость, что обеспечивает хорошую управляемость и поведение шин на поворотах.

Пока эти два предположения верны, не имеет значения, как они достигаются.

Электродвигатели в колесах и открытый дифференциал

Самый простой способ управления парой электродвигателей в колесах на оси — потребовать равный крутящий момент обоих двигателей.

Оба колеса будут приводиться в движение с одинаковым крутящим моментом независимо от разницы скоростей, если VCU требует от обоих двигателей одинаковый крутящий момент.

В автомобиле с мотор-колесами ведущие колеса физически не связаны полуосями, поэтому они не вынуждены вращаться с одинаковой скоростью. Как и в случае с открытым дифференциалом, они могут свободно вращаться с разными скоростями без ограничений.

Таким образом, два допущения верны для транспортного средства, приводимого в движение электродвигателями в колесах, и поэтому также применимо уравнение 1: поведение колес в транспортном средстве, приводимом в движение электродвигателями в колесах, точно такое же, как и в транспортное средство с центральной силовой установкой, приводимой в движение через открытый дифференциал, если VCU требует одинакового крутящего момента от каждого двигателя в колесе.

Рис. 4: Аккермановская геометрия вращающегося транспортного средства.

Хотя физико-механического дифференциала нет, мы будем называть этот режим управления двигателями в колесах «электронным открытым дифференциалом».

Ограничения открытого дифференциала

Открытый дифференциал и электронный открытый дифференциал подвержены тем же ограничениям, которые возникают, когда одно колесо на оси имеет значительно лучшее сцепление с дорогой, чем другое, и в этом случае:

Максимальный крутящий момент, который может передаваться на любое колесо, ограничивается колесом с более низким пределом сцепления.
Нет ничего, что могло бы предотвратить пробуксовку колеса с более низким сцеплением, если приложен больший крутящий момент, чем может выдержать контакт шины с дорогой.

Существует несколько обстоятельств, которые могут привести к асимметричному ограничению тягового усилия по оси:

Прохождение поворотов, когда вес смещается на внешние колеса, что снижает предел тягового усилия на внутренних колесах.
«Сплит- μ » дорожное покрытие, у которого одно колесо находится на хорошем дорожном покрытии, а другое — на рыхлых камнях, льду или воде.
Вождение по бездорожью.

В обычных транспортных средствах используется ряд технологий для предотвращения пробуксовки колес и потери крутящего момента в этих обстоятельствах. Некоторые из них и их аналоги для колесных двигателей обсуждаются в этой статье.

Противобуксовочная система

Противобуксовочная система предназначена для предотвращения пробуксовки колеса из-за отсутствия сцепления с поверхностью дороги. Он реализован как часть системы электронного контроля устойчивости (ESC), которая может задействовать тормоза отдельно для каждого колеса с помощью блока антиблокировочной тормозной системы (ABS). ESC становится все более распространенным явлением и в настоящее время является обязательным в Европе и США для легковых автомобилей.

Система контроля тяги обнаруживает, что колесо пробуксовывает, и притормаживает это колесо. Помимо контроля потери тяги, это позволяет передавать крутящий момент на противоположное колесо даже при открытом дифференциале или электронном открытом дифференциале, поскольку тормоз противодействует крутящему моменту, прикладываемому трансмиссией к пробуксовывающему колесу.

TCS можно использовать с мотор-колесами точно так же, как и в обычных автомобилях, с теми же результатами. VCU не требует специальных действий.

Ручная тяга, с другой стороны, может контролироваться без использования тормозной системы ESC в транспортном средстве с приводом от мотора-колеса. VCU использует информацию о скорости вращения колес, передаваемую двигателями в колесах, чтобы определить, когда теряется сцепление с дорогой, и снижает требуемый крутящий момент на этом колесе. Это может быть сделано без уменьшения потребности в крутящем моменте на другом колесе. Результат может быть лучше, чем у обычной TCS, из-за быстрого времени отклика системы двигателя в колесе и способности двигателей создавать как положительный, так и отрицательный крутящий момент. Мы можем назвать это электронной системой контроля тяги (eTCS).

eTCS чем-то похожа на системы Antriebsshlupfregelung (ASR), которые являются частью системы контроля тяги в некоторых обычных автомобилях и включают модуляцию крутящего момента двигателя.

Дифференциал повышенного трения

Дифференциал повышенного трения представляет собой более сложную форму механического дифференциала. В производстве находится ряд различных реализаций, в том числе с элементом электронного управления. Здесь они обсуждаются отдельно как «активные дифференциалы».

В отличие от открытого дифференциала, который всегда равномерно распределяет крутящий момент на два колеса на оси, дифференциал повышенного трения распределяет крутящий момент в соответствии с относительными скоростями двух колес, что достигается добавлением механизма, который сопротивляется относительной скорости различия между двумя выходными валами. Крутящий момент уменьшается на более быстром колесе и увеличивается на более медленном колесе, что предотвращает раскручивание колеса, но не снижает общий крутящий момент. Хотя это преодолевает основные ограничения открытого дифференциала, это также приводит к большему крутящему моменту, передаваемому на внутренние колеса во время прохождения поворотов, что вызывает недостаточную поворачиваемость.

В транспортных средствах, приводимых в движение двигателями в колесах, VCU может требовать неодинакового крутящего момента от двух двигателей в ответ на скорости, сообщаемые двигателями, точно так же, как дифференциал повышенного трения. Однако на практике это не обеспечивает оптимального распределения крутящего момента при отсутствии потери тяги. Система eTCS с векторизацией крутящего момента обеспечит превосходную управляемость и контроль тяги.

В обычном автомобиле с дифференциалом повышенного трения можно обеспечить асимметричный крутящий момент на оси без существенного снижения максимального общего крутящего момента на оси. С другой стороны, в мотор-колесах уменьшение крутящего момента на одном колесе не позволяет увеличить крутящий момент на противоположном колесе сверх его максимального крутящего момента. Это неизбежно означает, что общий крутящий момент на оси, создаваемый двумя мотор-колесами, уменьшается из-за асимметрии крутящего момента.

Заблокированный дифференциал

Заблокированный дифференциал может быть эффективен для внедорожников, где тяга колес плохая и очень непостоянная. Заблокированный дифференциал заставляет два колеса на оси вращаться с одинаковой скоростью. Затем крутящий момент естественным образом перемещается туда, где есть тяга.

С моторами в колесах VCU может реализовывать контуры управления скоростью на каждом из ведущих колес для достижения того же эффекта. Как описано здесь, сами двигатели не включают управление скоростью, но связь между двигателями и VCU имеет достаточную пропускную способность, чтобы позволить блоку управления транспортным средством (VCU) запускать контуры управления для регулирования скорости вращения колес.

Активный дифференциал

Активный дифференциал — это современная система, применяемая на некоторых автомобилях с высокими характеристиками, которая улучшает управляемость и управляемость за счет активного управления распределением крутящего момента. Система реагирует на различные датчики вокруг автомобиля, которые отслеживают намерения водителя и реакцию автомобиля, которые интерпретируются электронным блоком управления (ЭБУ). Затем ECU дает команду дифференциалу с электронным управлением, который может распределять крутящий момент в соответствии с требованиями. Помимо контроля тяги, такая система может улучшить управляемость и устойчивость. Механически активный дифференциал реализован как самоблокирующийся дифференциал с электронным управлением. Двумя пакетами сцепления обычно можно управлять с помощью электроники для передачи крутящего момента с одной полуоси на другую, тем самым изменяя поведение основного открытого дифференциала под управлением систем управления динамикой автомобиля в автомобиле. Примером такой системы является электронный модуль векторизации крутящего момента GKN, реализованный в BMW X63.

Дифференциал с электронным управлением — сложный и дорогой компонент. Подобная функциональность может быть достигнута без добавления механических компонентов в транспортном средстве с приводом от электродвигателя. В этом случае VCU выполняет расчеты, аналогичные тем, которые ECU выполнял бы для активного дифференциала, и соответственно предъявляет асимметричные требования к крутящему моменту для двух колесных двигателей. Это иногда называют векторизацией крутящего момента, и его можно использовать для:

Улучшения устойчивости автомобиля на высоких скоростях.
Улучшает устойчивость автомобиля при наличии таких помех, как боковой ветер или колеи на дороге.
Улучшение маневренности автомобиля на малых скоростях.
Улучшите чувствительность и управляемость на поворотах.

Управление вектором крутящего момента с помощью двигателей в колесах имеет преимущество перед активным дифференциалом в обычном автомобиле не только с точки зрения стоимости компонентов и массы, но и потому, что система более чувствительна и может лучше реагировать на переходные ситуации. Он также может плавно вводить тормозной момент, не используя тормозную систему, что расширяет возможности системы по поддержанию контроля над автомобилем.

Эквивалентность обычного транспортного средства и полноприводного транспортного средства

В таблице 1 приведены различные дифференциальные и связанные с ними системы, используемые в обычных транспортных средствах с двигателем центрального сгорания или электродвигателем, а также описана реализация на полноприводном транспортном средстве, которое приводит к такому же поведению.

В целом, управление скоростью вращения колес и, следовательно, управление транспортным средством в колесном автомобиле может быть лучше, чем в обычном транспортном средстве, и реализовано с меньшими затратами и сложностью.

Полный привод

В данном обсуждении рассматривается пара ведущих передних колес или пара ведущих задних колес транспортного средства. Все выводы в равной степени относятся к транспортному средству с двигателями на всех четырех колесах.

Например, отправка одинакового крутящего момента на все четыре двигателя в колесах дает точно такое же поведение, как у обычного полноприводного автомобиля с открытыми передним и задним дифференциалами и открытым межосевым дифференциалом. Все четыре колеса могут свободно вращаться независимо друг от друга, и на каждую ступицу колеса действует одинаковый крутящий момент.

Заключение

Колёсные электродвигатели позволяют улучшить управление динамикой автомобиля при меньших затратах и сложности по сравнению с обычными автомобилями, передающими мощность на колёса через дифференциал.

Таблица 1: Эквивалентность обычного автомобиля и автомобиля IWM.
Обычная автомобильная система	Эквивалент для полноприводных транспортных средств
Открытый дифференциал	Одинаковая потребность в крутящем моменте для обоих двигателей
Система контроля тяги на базе ESC	Контроль тяги на основе ESC, как в обычном автомобиле, или снижение потребности в крутящем моменте при проскальзывании колеса
Дифференциал повышенного трения	Уменьшить долю крутящего момента для более быстрого колеса в соответствии с дифференциальной скоростью
Заблокированный дифференциал	Реализовать контуры управления скоростью для каждого двигателя в VCU
Активный дифференциал	Функция векторизации крутящего момента в VCU

Простейшая реализация управления двигателем в колесах, всегда требующая одинакового крутящего момента от всех двигателей, приведет к поведению, точно такому же, как в автомобиле с открытым дифференциалом, но без необходимости в механическом дифференциале. или полуоси. На это поведение можно наложить те же тормозные системы контроля тяги и/или устойчивости, которые используются в обычных транспортных средствах, чтобы предотвратить пробуксовку колес во время прохождения поворотов или на поверхностях с низким сцеплением. С другой стороны, улучшенные функции контроля тяги и управления вектором крутящего момента могут быть достигнуты без добавления дополнительных материалов за счет модуляции крутящего момента, требуемого от электродвигателей, в отличие от обычных транспортных средств, которые требуют сложных, тяжелых и дорогих механических систем, таких как активный дифференциал для достижения аналогичного результата.

Ссылки

[1] М. Бланделл и Д. Харти: Подход многотельных систем к динамике транспортных средств, Оксфорд, Великобритания: Butterworth-Heinemann, 2004.
[2] HB Pacejka: Динамика шин и транспортных средств, Оксфорд, Великобритания: Butterworth-Heinemann, 2002.
[3] GKN plc. (2016 г., 10 марта): «Электронное управление вектором крутящего момента» (онлайн).

Спускает колесо по диску что делать

Что делать, если спускает бескамерное колесо по диску? Список нужных действий

Содержание

травит по ободу.. ******.

Опции темы

Поиск по теме

травит по ободу.. ******.

Ремонт и обслуживание автомобиля

Почему периодически спускает колесо и что делать

Колесо спускает по ободу что делать

Причины, почему спускает бескамерное колесо

Спустило колесо на машине что делать

Как узнать где спускает шина

Спускает из-под соска ниппеля в месте крепления к диску

П очему падает давление в колесе

Спускает колесо по борту – решение проблемы

Спускает колесо, что делать и каковы причины?

Почему спускает колесо автомобиля? Возможные причины

Прокол в зоне протектора

Порез колеса

Колесо спускает по диску

Проблемы с золотником или ниппелем

Поездка на спущенных колёсах

Что делать, если колесо спускает?

Ремонт своими силами

Решение серьёзных проблем

Вызов мобильного шиномонтажа

Мобильный шиномонтаж 24 часа в сутки

Как избежать проблемы

Почему спускает колесо?

Прокол

Дефект ниппеля

Дефект диска

Трещины боковины и бортов шины

Перепады температуры

Как ухаживать за колесами

Травит воздух из под диска

Смотрите также

Метки: резина травит, диск

Комментарии 34

Почему периодически спускает колесо и что делать

Прокол

Причины проблем с покрышками

Незаметный прокол в автомобильной покрышке

Клапан (вентиль для бескамерных шин) травит воздух

Можно ли ехать на спущенном колесе

К чему приводит езда на спущенном колесе

Если колесо постоянно спускает

Поиск причины постоянной потери давления в шинах

Повреждение на шине (она порвалась)

Спустило колесо на машине что делать

Как заделать прокол колеса

Пропускает вентиль

Как поменять спустившее колесо

Рекомендуем

Что делать, чтобы предотвратить проблему

Популярные модели шин

Прочие опасности на дороге, уничтожающие покрышки

Спускает колесо по борту — решение проблемы

Что делать если спускает колесо

Как выявить причину спускания

Что будет, если подкачивать колесо и ездить на пробитом

Бескамерка пропускает по ободу что делать

Что делать, если спускает бескамерное колесо по диску? Список нужных действий

Содержание

Бескамерка пропускает по ободу что делать

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

Как работают колеса? | Наука о колесах и осях

Содержание

Зачем нам колеса

Как работают колеса?

1. Фрикцион переключения на ось

2. Предоставление кредитного плеча

Кто изобрел колесо?

Разработка колеса

Узнайте больше

На этом сайте

Книги

Для читателей постарше

Для младших читателей