Рубрика: Шины и диски

Легкосплавные диски

Диски колес. Обозначения и маркировка

Диски колес, применяемые на легковых автомобилях, разделяются на стальные и легкосплавные. Стальные колеса изготавли­вают методом штамповки из листово­го металла с последующей сваркой со­ставляющих элементов. Достоинст­вами стальных колес являются сравни­тельно невысокая стоимость и хорошие эксплуатационные качества. К недостаткам следует отнести большую массу колеса и несколько широкое поле допусков на изготовление, что требует тщательной балансировки. Легкосплавные колеса изготавливают методом литья или ковки. Материалами для колес являются сплавы на основе алюминия, магния и титана, поэтому стоимость таких колес высокая. Колеса на основе магниевых сплавов требуют специального антикоррозион­ного покрытия. Легкосплавные колеса бывают очень разнообразные по конструкции, внешнему виду и дизайну. Рис. Легкосплавные диски Колеса и их диски обозначают основными размерами ободьев — шириной диска и номинальным диаметром обода (в миллиметрах или дюймах). Рис. Основные размеры диска колеса На дисках могут наносится различные обозначения. Рис. Обозначение дисков: 1 – товарный знак фирмы-изготовителя; 2 – порядковый номер изготовителя колес; 3 – размер колеса; 4 – глубина колеса; 5 – опознавательный знак фирмы производителя; 6 – порядковый номер автотранспортного средства, на котором установлено колесо; 7 – страна-изготовитель; 8 – месяц и год изготовления Обозначение 6J х 15 Н2 ЕТ 37 расшифровы­ваются следующим образом: 6 –  номинальная ширина профиля обода (зева диска) в мм J – тип борто­вой закраины (высота бортовой кромки диска) 15 – номинальный посадочный диаметр в дюймах Н2 – «Hump» исполнение диска с внутренним ограничителем-приливом для борта шины по периметру полки обода, цифра  2 указывает на 2 ограничителя по одному на каждой полке, что характерно для бескамерных шин ЕТ 37 – расстояние от посадочной поверхности диска до его линии симметрии. Примеры обозначения размеров колес и их дисков: а) выпускаемых для легковых автомобилей — 127J х 33О или 5J х 13; 114К х 355 или 41/2К х 14; 152L х 380 или  6Lх 15; 114В х 305 или 4,5В х 12 б) выпускаемых для грузовых автомобилей — 140-508 или 5,5-20; 152-508 или 6,0-20; 178-508; или 7,0-20; 206-508 или 8,0-20 в) выпускаемых для бескамерных автомобильных шин — 8,25 х 22,5; 9,00 х 22,5, где первые цифры  127; 114; 152; 140; 152; 178; 206 – обозначают номинальную ширину профиля обода (зева диска) в мм, а 5; 41/2; 6; 4,5; 5,5; 6,0; 7,0; 8,0; 8,25 и 9,00 — в дюймах; вторые цифры  330; 355; 380; 305; 508 – обозначают номи­нальный посадочный диаметр обода в миллиметрах, а 12; 13; 14; 15; 20 и 22,5 в дюймах; буквы J, К, L, В — обозначают тип борто­вых закраин для колес легковых автомобилей; х – обозначение для глубокой постели дисков Процесс изготовления колёсных дисков. Видео

Колесо и дорога

Колесо и дорога. Силы действующие на колесо

Как будто все просто: вращение вала автомобильного двигателя, переданное через механизмы силовой передачи, заставляет вращаться колеса, колеса катятся по дороге; оси вращения при перекатывании колес перемещаются вперед; оси так или иначе связаны с рамой и кузовом автомобиля; значит, вместе с осями перемещается и кузов, и автомобиль. Однако такого описания недостаточно. Необходимо знать, какие силы действуют на колесо. Вот они: вращающий момент Мк, заставляющий колесо вращаться и создающий тяговую силу Рк сила тяжести, соответствующая нагрузке на колесо Gk вертикальная реакция дороги Z и горизонтальная X, действующая в направлении движения (т.е. обратном действию силы Рк). Тяговая сила Рк (в кг) равна подводимому к колесам вращающему моменту Мк (в кгм), деленному на радиус качения колеса (в м): Рк = Мк / rк кг Момент Мк зависит от крутящего момента двигателя Ме, передаточных чисел в системе силовой передачи и коэффициента полезного действия n силовой передачи, который для обычных автомобилей равен 0,9. Чем больше передаточные числа в коробке передач и в заднем мосту, тем больше подводимый к колесам вращающий момент: Мк = Me*iк*i0*n кгм где iк — передаточное число в коробке передач; i0 — передаточное число главной передачи. Рис. Слева — силы, действующие на колесо. Справа — дорога толкает колесо, ось перемещается вперед и толкает рессоры, рессоры толкают кузов. Таким образом, тяговая сила на ведущих колесах автомобиля: Рк = (Ме * iк * i0 * n) / rк, кг Теперь можно высказать два на первый взгляд неожиданных положения: Движение колеса происходит под действием силы (реакции) X, т. е. дорога толкает автомобиль. Выше был приведен пример действия силы прыгуна на площадку и силы противодействия площадки. Точно так же и ведущее колесо автомобиля отталкивает от себя назад дорогу с силой Рк, а дорога противодействует этому силой (реакцией) X. Реакция X толкает вперед колесо, а оно через ось и подвеску толкает вперед весь автомобиль. В каждое отдельно взятое мгновение ближайшие к дороге точки колеса неподвижны, не перемещаются относительно поверхности дороги. Более того, если бы они перемещались, автомобиль не двигался бы, а колесо скользило бы по поверхности дороги. Происходило бы то, что называется на языке автомобилистов буксованием колеса. Чтобы точки контакта колеса с дорогой были неподвижными, требуется хорошее сцепление шины с поверхностью дороги. Сцепление шины с дорогой оценивают так называемым коэффициентом сцепления Ф («фи»). Рис. Величина коэффициента сцепления зависит от состояния поверхности дороги. Коэффициент сцепления равен отношению наибольшей величины реакции X (при проскальзывании, буксовании колеса) к величине реакции Z: Ф = Х/Z Величина коэффициента сцепления Ф колеблется в пределах 0,5—0,8 для сухих твердых дорог и 0,15—0,4 для обледенелых или мокрых. Из приведенного графика видно, как влияет состояние поверхности асфальтовой дороги на коэффициент сцепления. Коэффициент сцепления на сухой дороге лишь незначительно изменяется в зависимости от изменений нагрузки на колесо, давления в шине и скорости движения, но на мокрой или обледенелой дороге с увеличением скорости происходит резкое уменьшение коэффициента сцепления, так как шина не успевает выдавливать влагу, находящуюся в области контакта шины с дорогой, и остающаяся пленка влаги облегчает скольжение шины. Необходимое для движения сцепление шины с дорогой связано с нежелательным трением. Но о каком трении может идти речь, если соприкасающиеся...

Влияние шин на эксплуатационные качества мотоцикла. Выбор шин для мотоцикла

Один из главных вопросов при подготовке мотоцикла к соревнованиям — это выбор шин, которые необходимо установить на мотоцикл. Решение его зависит от многих факторов: мощности двигателя передаточного отношения от двигателя к заднему колесу веса и конструкции мотоцикла веса гонщика характера трассы и т. п. Основные характеристики шины, определяющие эксплуатационные качества мотоцикла, следующие: размер (габариты), тип рисунка протектора и конфигурация профиля. Учитывая, что лучшие эксплуатационные качества мотоцикла достигаются обеспечением шинами максимального сцепления с дорогой при любом положении мотоцикла, идеальной была бы шина, обладающая таким рисунком протектора и профилем, которые исключали бы проскальзывание и снос мотоцикла относительно дороги. Однако условия работы шин на спортивных мотоциклах очень разнообразны, поэтому рассмотрим подробнее влияние шин на эксплуатационные качества мотоцикла. Шины для кросса и многодневных соревнований В настоящее время существует следующая классификация кроссовых и многодневных мотоциклов (по рабочему объему двигателя): классы до 50 см3, до 125 см3, до 175 см3, до 250 см3, до 350 см3, до 500 см3 и до 750 см3. Эксплуатационные характеристики мотоцикла в основном зависят от мощности двигателя. Одна из важнейших характеристик мотоцикла — это его динамика — качество, зависящее от мощности и характеристики двигателя и передаточного отношения трансмиссии, т. е. от величины крутящего момента Мкр, подводимого к заднему колесу. Величина Мкр должна быть больше момента сопротивления Мс качению шины по грунту и в то же время не должна его значительно превышать, т. е. Мкр>Мс. В случае, если крутящий момент меньше момента сопротивления (МК<М), мотоцикл не сможет тронуться с места, а если крутящий момент много больше момента сопротивления (Мкр> Мс), то движение мотоцикла будет сопровождаться постоянной пробуксовкой колеса, что также снижает динамику мотоцикла, его устойчивость и управляемость. Величина момента сопротивления зависит в первую очередь от площади контакта шины с грунтом, нагрузки на шипу, а также от момента инерции колеса с шиной и характера грунта. Площадь контакта при прочих равных условиях (нагрузка на колесо, характер грунта и т. п.) определяется шириной протектора, т. е. габаритами шины. В случае, если шина большего размера, чем допускает мощность двигателя, мотоцикл резко снизит свои динамические качества. Если же шина меньшего размера, то наряду с ухудшением динамики значительно снижается проходимость мотоцикла, так как постоянная пробуксовка колеса и более высокие удельные давления в зоне контакта шины с дорогой приводят к тому, что мотоцикл «проваливается», особенно в мягкий грунт (песок, грязь и т. п.). Таким образом, решающее значение для обеспечения хороших эксплуатационных качеств мотоцикла имеет правильный выбор размера шины. Однако современные кроссовые трассы по рельефу и характеру грунта очень различны. В настоящее время наиболее часто кроссы проводятся на «твердых» трассах — твердый или каменистый грунт, песчаных, травянистых или заснеженных (зимние кроссы). Такая «специализация» трасс практически исключает возможность успешного использования на различных трассах шин одного размера. Поэтому спортсмен в каждом отдельном случае, в зависимости от характеpa трассы, Должен варьировать как размером шин, так и типом рисунка протектора (речь идет о мотоцикле одной мощности — кубатуры). Целесообразно на твердых и каменистых трассах применять шины большого (в пределах запаса мощности мотоцикла) размера. Такая шина, обладая достаточной площадью контакта и, следовательно, сцеплением с грунтом, обладает большей энергоемкостью, т. е. лучше (чем шина меньшего размера)...

Дисковые колеса и шины автомобиля

Дисковые колеса автомобиля состоят из стального штампованного диска 2 и приваренного или приклепанного к нему обода 1. Для уменьшения веса диски делаются не сплошными, а с отверстиями. Диск колеса крепится к ступице, а его обод служит для установки шины. Рис. Колеса: а — колесо с глубоким неразборным ободом; б — колесо с плоским разборным ободом; 1 — обод; 2 — диск; 3 — съемное бортовое кольцо; 4 — замочное кольцо; 5 — канавка; 6 — несъемное бортовое кольцо; 7 — отверстие для вентиля камеры Наиболее распространены ободы колес двух типов: глубокие неразборные и плоские разборные. Глубокие неразборные ободы применяются для колес легковых автомобилей, плоские разборные ободы — для грузовых. У разборных ободов одно бортовое кольцо 3 делается съемным, что необходимо для монтажа шин. Это кольцо свободно надевается на обод 1 и крепится замочным кольцом 4, заправленным в канавку 5 на ободе. Ободы колес некоторых грузовых автомобилей имеют оба бортовые кольца съемные. Обод такого колеса вместо бортового кольца 6 имеет с одной стороны небольшой буртик, который удерживает съемное бортовое кольцо. Другое бортовое кольцо крепится, как обычно, замочным кольцом. Диски колес крепятся к шпилькам ступиц гайками с конусной фаской. Вследствие совпадения конусных фасок гаек с конусными отверстиями дисков достигается томная установка колес на ступице. Чтобы при движении автомобиля гайки крепления колес самопроизвольно не отвертывались, гайки правых колес имеют правую резьбу, гайки левых колес — левую. Гайки с левой резьбой отмечаются специальной проточкой на гранях. Если на задние оси автомобиля устанавливается по два колеса с каждой стороны, то внутреннее колесо крепится колпачковыми гайками, имеющими внутреннюю и наружную резьбу, а наружное колесо надевается на колпачковую гайку и затягивается гайкой с конусной фаской. На ободе диска колеса монтируется шина, которая служит для смягчения и частичного поглощения толчков и ударов при движении автомобиля по неровной дороге. Она состоит из камеры 1 и покрышки. В камеру накачивается воздух, а покрышка удерживает камеру на ободе 22 колеса, защищает ее от повреждений и обеспечивает хорошее сцепление колес автомобиля с дорогой. Рис. Шина: 1 — камера; 2 — каркас покрышки; 3 — соединительная прослойка; 4 — протектор; 5 — боковина; 6 — диск колеса; 7 — замочное кольцо; 8 — вентиль камеры; 9 — съемное бортовое кольцо обода; 10 — колпачок вентиля; 11 — золотник; 12 — резиновый уплотнитель; 13 — клапан; 14 — шпилька; 15 — пружина; 16 — опорная скоба; 17 — корпус; 18 — гайка; 19 — шайба; 20 — фланец корпуса вентиля; 21 — борт покрышки; 22 — обод; 23 — ободная лента; 24 — сердечник Камера представляет собой замкнутую кольцевую трубу, изготовленную из резины, с вентилем 8 для наполнения камеры воздухом. Вентиль представляет собой клапан, пропускающий воздух только в одном направлении. Состоит вентиль из металлического корпуса 17, золотника 11, клапана 13, пружины 15 и колпачка 10. Корпус вентиля представляет собой прямую или изогнутую латунную трубку, внутри которой нарезана резьба. Внутрь корпуса на резьбе ввернут золотник. Золотник имеет клапан с резиновым уплотнителем 12. При помощи спиральной пружины клапан 13 плотно закрывает внутренний канал золотника и предотвращает выход воздуха из камеры. При накачивании камеры клапан перемещается вниз,...

Схема неуравновешенности колеса

Балансировка колес

При движении автомобилей, особенно легковых, имеющих независимую переднюю подвеску, на высоких скоростях иногда появляется биение, виляние и подпрыгивание колес. Причиной этого являтся дисбаланс или неуравновешенность колес, возникающая в результате неравномерного износа протектора шины, наложения манжет или заплат при ремонте покрышки или камеры, помятости или деформации диска или обода колеса и др. Это приводит к возникновению в колесе «тяжелого места», т. е. к несовпадению центра тяжести колеса с его геометрической осью. Колесо в этом случае не остается в безразличном равновесии и, если ему (в вывешенном состоянии) придать толчком руки вращение, оно остановится только в определенном положении, когда наиболее «тяжелое место» займет низшее положение, а «самое легкое место» — верхнее. Рис. Схема неуравновешенности колеса Для устранения неуравновешенности колес их подвергают статической или динамической балансировке. Статическая балансировка заключается в определении момента силы тяжести (Гсм) неуравновешенной массы колеса относительно оси вращения и установке грузика-противовеса. Так, если в колесе имеется неуравновешенность, выраженная «тяжелым местом» 1, то статическим методом такой дисбаланс шины можно устранить, установив балансировочный грузик 2 с противоположной стороны в любом месте справа или слева от вертикальной плоскости шины. Статическая балансировка колес производится на простых балансировочных станках. Вначале колесо, установленное на станок вместе со ступицей, поворачивают в различные положения и наблюдают, остается ли оно в равновесии. Если колесо самопроизвольно поворачивается, его балансируют. Для этого несколько снижают давление воздуха в шине (для удобства установки балансировочных грузиков), затем вращают колесо толчком руки сначала по часовой, затем против часовой стрелки до полной остановки, и в обоих случаях отмечают мелом на боковине покрышки верхние точки I и II, обозначающие «самое легкое место» колеса. Половина расстояния между меловыми отметками определит действительное положение самого легкого места в колесе. Далее на этой части колеса симметрично «легкому месту» на закраине обода устанавливают по одному балансировочному грузику. Медленно вращая толчком руки колесо и перемещая в случае необходимости грузики или меняя их по весу, добиваются полного статического равновесия колеса. После балансировки давление в шине доводят до нормального. Рис. Станок для статической балансировки колес Рис. Статическая балансировка колеса: а — крепление балансировочного грузика на ободе колеса; б — определение самой легкой части колеса: в — начальное положение балансировочных грузиков; г — конечное положение балансировочных грузиков (при равновесии колеса) Допустимая статическая неуравновешенность колес легковых автомобилей по ГОСТу не превышает 500—1000 Гсм (в зависимости от размера шины). При статической балансировке колес легковых автомобилей радиальное биение должно быть не более 1,5—2 мм, боковое — 2—3 мм. Вес грузика, устанавливаемого преимущественно с внутренней стороны обода колеса, обычно равен 50—75 г. Описанная балансировка может не дать нужных результатов, так как при этом нельзя определить, на какой стороне нужно установить уравновешивающий грузик. Так, если грузик установлен справа от вертикальной плоскости симметрии, как это указано на рисунок, то при вращении колеса возникнет пара сил Р-Р, которая вызовет биение колеса, независимо от его статической балансировки. Такое явление представляет динамическую неуравновешенность колеса. Для устранения биения колеса, грузики устанавливаются со стороны «тяжелого места». Наличие нескольких «тяжелых мест» вызывает необходимость уравновешивания несколькими грузиками. Определение величины и места установки уравновешивающих грузиков является динамической балансировкой. Динамическую балансировку колеса производят на специальных станках. На рисунке показан общий вид станка...

Схемы установки развала управляемых колес и поперечного наклона шкворня

Установка управляемых колес

Изменение направления движения колесных ТС происходит вследствие поворота управляемых колес на тот или иной угол относительно продольной вертикальной плоскости. Поворот управляемых колес осуществляется за счет воздействия водителя на рулевое управление, но бывает и произвольным в результате наезда колес на неровности дороги, что может привести к нарушению устойчивости движения. Чтобы избежать этого, а также обеспечить во всех случаях автоматическое возвращение управляемых колес в положение прямолинейного движения, необходима хорошая стабилизация управляемых колес, достигаемая определенной их установкой, а также упругими свойствами шин. Стабилизация колес обеспечивается наклоном их шкворней в поперечной и продольной плоскостях. Угол В поперечного наклона шкворня обеспечивает автоматический самовозврат колес к прямолинейному движению после поворота. При повороте колеса относительно шкворня оно стремится опуститься ниже плоскости дороги. Так как это невозможно, происходит подъем передней части машины, а при выходе колеса из повороту под действием веса машины оно возвращается в исходное положение, соответствующее прямолинейному движению. Стабилизирующий момент зависит от угла наклона шкворня (у современных машин В = 6… 8°), веса машины, приходящегося на управляемые колеса, и не зависит от скорости движения. Такой наклон шкворня также сокращает расстояние между точкой пересечения геометрической оси щкворня с дорогой и точкой центра контакта шины, т. е. уменьшает плечо А момента, который необходимо приложить при повороте колес автомобиля и, следовательно, облегчает управление автомобилем. Рис. Схемы установки развала управляемых колес и поперечного наклона шкворня (а), продольного наклона шкворня (б) и схождения управляемых колес (в): а — угол развала колес; В — угол поперечного наклона шкворня; у — угол продольного наклона шкворня; А — плечо момента при повороте колес; Б — плечо боковой силы, возникающей при повороте; В, Г — расстояние между колесами Наклон шкворня в продольной плоскости (угол у на рис. б) выполняют таким образом, чтобы продолжение его оси пересекало опорную поверхность немного впереди центра площади контакта шины с дорогой, образуя плечо Б. Правильный выбор угла у обеспечивает сохранение прямолинейности движения при значительных скоростях. При криволинейном движении возникающая центробежная сила, пропорциональная скорости движения, вызывает действие боковых сил. Со стороны дороги на колеса. Действие этих сил в центрах контактов шин с дорогой на плече Б создает стабилизирующий момент, стремящийся повернуть колеса в положение прямолинейного движения. Угол у у современных машин составляет 1 …3,5°. Соблюдение заданных углов установки шкворней оказывает существенное влияние на безопасность движения. Недостаточные углы наклона вызывают неустойчивость движения и требуют дополнительных усилий от рулевого привода. Чрезмерно большие углы затрудняют ввод машины в криволинейное движение. Кроме углов наклона шкворней устанавливают развал и схождение управляемых колес. Угол а развала колес (рис. а) представляет собой угол между вертикальной плоскостью и плоскостью колеса. Его изменяют наклоном оси цапфы колеса. При соответствующем выборе угла а обеспечивается вертикальное положение колеса при движении независимо от возможных деформаций деталей переднего моста, наличия зазоров в подшипниках ступицы и втулках шкворней. Наличие развала управляемых колес облегчает их поворот (так как уменьшается расстояние между точкой пересечения продолжения оси шкворня и центром площади контакта шины с дорогой) и уменьшает нагрузку на внешний малый подшипник вследствие возникновения при развале осевой силы, прижимающей ступицу к внутреннему большому подшипнику. Угол а невелик и составляет 1 …2°. В результате установки колес с наклоном плоскости...

Сцепление шины с дорогой

Устойчивость и управляемость автомобиля, его тяговые свойства и тормозные характеристики в значительной степени определяются сцеплением шины с дорогой. Величина сцепления шин оценивается коэффициентом v, равным отношению максимальной величины реакции X, действующей на колесо в контакте шины с дорогой, при которой происходит буксование колеса, к радиальной нагрузке на шину Q: v = X/Q Коэффициент сцепления шины с дорогой оценивается в продольном (в плоскости вращения колеса) и боковом (поперечном) направлениях. В продольном направлении коэффициент сцепления шин с дорогой оценивается отношением максимальной тяговой (или тормозной) силы Рт, при которой наступает буксование (юз) колеса, к радиальной нагрузке на шину Q: vб = Рб/Q Величина коэффициента сцепления шин с дорогой в основном определяется конструкцией шины и типом рисунка протектора, составом протекторных резин, а также характером, качеством и состоянием дорожного покрытия. Влияние типа рисунка протектора на величину коэффициента сцепления на дорогах с сухим твердым покрытием (асфальт, бетон) менее значительно, чем с влажным. На влажном же покрытии характер рисунка протектора имеет большое значение. Это объясняется тем, что при движении мотоцикла по твердой мокрой дороге между элементами рисунка протектора и дорогой появляется пленка воды. Если элементы рисунка протектора имеют сравнительно небольшие размеры и рассечены щелевидными (дренажными) прорезями, то даже при высокой скорости качения вода выдавливается из-под выступов протектора в стороны и дренажные щели. Благодаря этому коэффициент сцепления повышается. В том случае, когда вода не успевает выдавливаться из-под шашек протектора, между элементами рисунка и полотном дороги остается тонкая пленка воды, которая резко снижает коэффициент сцепления. При этом значительно ухудшается управляемость и устойчивость автомобиля, появляется опасность заноса. Существенно снижается коэффициент сцепления при качении шин по дорогам, покрытым тонким слоем грязи, а также на заснеженных дорогах и в гололед. В таблице приведены значения коэффициентов сцепления шин с различными дорожными покрытиями. Таблица. Средние значения коэффициента сцепления шин с различными дорожными покрытиями Дорожное покрытие Состояние дорожного покрытия сухое мокрое Асфальт, бетон 0,7—0,8 0,45—0,55 Песчаная дорога 0,7-0,8 0,6-0,65 Щебеночное покрытие 0,6-0,7 0,4-0,5 Грунтовая дорога 0,5-0,6 04,-0,5 Булыжник и брусчатка 0,5—0,55 — Дорога, покрытая снегом 0,2—0,4 Снежная укатанная дорога 0,2-0,25 Гололед 0,2-0,25

Шины и колеса

Колеса и шины: История и теория

Колесо является одной из важнейших частей автомобиля. От характеристики колеса зависят в большей или меньшей степени все качества автомобиля: динамика экономика плавность хода проходимость устойчивость безопасность движения С характеристикой колеса теснейшим образом связана конструкция силовой передачи и даже двигателя, мостов, подвески, тормозов. Размеры колес определяют объем колесных кожухов, а значит и планировку кузова, и удобства для пассажиров, и обтекаемость формы автомобиля. На первых автомобилях устанавливали деревянные колеса кареты, затянутые в железный обод, или велосипедные колеса огромного диаметра. Постепенно пришли к мысли штамповать колеса из тонкого стального листа, снабжая их ребрами для повышения прочности и отверстиями для снижения веса. Непрерывное увеличение числа оборотов вала двигателя, уменьшение высоты и веса автомобиля, улучшение дорог, применение независимой подвески и др. вызвали постепенное уменьшение диаметра колеса. Более чем метровый (вместе с шиной) диаметр первых легковых автомобильных колес сократился к 10-м 20-го века до 800—900 мм, а теперь, как правило, не превышает 650—700 мм. Диаметр обода колес легковых машин снизился с 19—20 дюймов до 13—15, а на некоторых автомобилях до 10—12 дюймов. Между тормозным барабаном и ободом почти не остается места для отверстий в диске. Все же приходится предусматривать в диске хотя бы щели, иногда и отверстия в колесных колпаках, чтобы охлаждать тормозные барабаны. Может быть, в дальнейшем закрепление обода непосредственно на тормозном барабане еще более упростит и облегчит колесо, так как при этом открывается боковая поверхность барабана, чем создаются хорошие условия для охлаждения. Такое устройство уже применено на отдельных образцах автомобилей. Рис. За 50 лет наружный диаметр автомобильных колес, диаметр обода и внутреннее давление в шинах резко уменьшились, а сечение профиля шины увеличилось. С развитием колеса неразрывно связано развитие шины. Даже самые хорошие дороги (а улучшать их стали в некоторых странах только в XX веке) не могут обеспечить легкому автомобилю с жесткими колесами такой плавности хода, какую обеспечивают, например, тяжелому поезду стальные рельсы, уложенные на прочном, массивном основании. Даже при установке очень мягких рессор механизмы первых автомобилей не были предохранены от непрестанных ударов при езде по дорогам того времени. Автомобили начинали разваливаться на части: рассыпались колеса, ломались рессоры, рули «били по рукам», ослаблялось крепление двигателей, трещали по швам кузовы. Конструкторы пытались усиливать, утолщать части автомобиля, что утяжеляло автомобиль. Чтобы привести в действие тяжелые автомобили, нужны были мощные двигатели. С увеличением мощности двигателя вес машины возрастал все больше, а удары колес тяжелой машины на выбоинах и ухабах также были сильней, чем раньше. Этот «заколдованный» круг удалось разомкнуть только тогда, когда на колеса автомобиля надели пневматические шины. Это уменьшило вес автомобиля примерно в 1,5 раза (его части можно было делать теперь менее массивными и прочными), удлинило срок его службы, сделало езду спокойной и удобной, дало ему возможность передвигаться со скоростью, о которой в XIX веке нельзя было мечтать. Пневматические шины были теми семимильными сапогами, без которых современный автомобиль был бы невозможен. Конструкторы долго бились над созданием надежной шины. Первые шины лопались буквально на каждом шагу. В начале XX века самые лучшие шины, сделанные на заказ для гонок, приходилось менять на протяжении двух-трех сотен километров десятки раз. Можно без преувеличения сказать, что современные шины сделали бы самый тихоходный...

Качение шины

Радиус качения При качении шина подвергается действию центробежных сил. Величина центробежных сил зависит от скорости качения, массы и размеров шины. Под действием центробежных сит шина несколько увеличивается по диаметру. Испытания показали, что при качении шины со скоростью 180—220 км/ч высота профиля увеличивается на 10—13% (результаты испытаний шин на шоссейно-кольцевых мотоциклетных гонках). Одновременно действие центробежных сил вызывает (за счет увеличения радиальной жесткости шины) некоторое увеличение расстояния от оси колеса до опорной поверхности (плоскости дороги) с одновременным уменьшением площади контакта шины с дорогой. Это расстояние называется динамическим радиусом шины Rо, который больше, чем статический радиус Rс, т. е. Rо>Rc. Однако при эксплуатационных скоростях движения Rо, практически равен Rс. Радиусом качения называется отношение линейной скорости движения колеса к угловой скорости вращения колеса: Rк = V/w где Rк — радиус качения, м; V — линейная скорость, м/с; w — угловая скорость, рад/с. Сопротивление качению Рис. Качение шины по твердой поверхности При качении колеса по твердой поверхности каркас шины подвержен циклическим деформациям. При входе в контакт шина деформируется и прогибается, а при выходе из контакта — восстанавливает свою первоначальную форму. Энергия деформации шины, образующаяся при входе элементов в контакт с поверхностью, расходуется на внутреннее трение между слоями каркаса и проскальзывание в зоне контакта. Часть этой энергии превращается в тепло и передается окружающей среде. Вследствие потерь механической энергии скорость восстановления первоначальной формы шины при выходе элементов шины из контакта меньше скорости деформации шины при входе элементов в контакт. В силу этого нормальные реакции в зоне контакта несколько перераспределяются (по сравнению с неподвижным колесом) и эпюра распределения нормальных сил принимает вид, как показано на рисунке. Равнодействующая нормальных реакций, равная по величине радиальной нагрузке на шину, перемещается вперед по отношению к вертикали, прохооящей через ось колеса, на некоторую величину а («снос» радиальной реакции). Момент, создаваемый радиальной реакцией относительно оси колеса, называется моментом сопротивления качению: Mc = Q*a При условии установившегося движения (при постоянной скорости качения) ведомого колеса действует момент, уравновешивающий момент сопротивления качению. Этот момент создается двумя силами — толкающей силой Р и горизонтальной реакцией дороги X: М = XRд = PRд, где Р — толкающая сила; X — горизонтальная реакция дороги; Rд — динамический радиус. PRд = Qa — условие установившегося движения. Отношение толкаюшей силы Р к радиальной реакции Q называется коэффициентом сопротивления качению k. На коэффициент сопротивления качению кроме шины значительное влияние оказывает качество дорожного покрытия. Мощность Nк, затрачиваемая на качение ведомого колеса, равна произведению силы сопротивления качению Рс на линейную скорость качения V: Nк = Рс*V Раскрывая это уравнение, можно написать: Nк = N1 + N2 + N3 — N4, где N1 — мощность, затрачиваемая на деформацию шины; N2 — мощность, затрачиваемая на проскальзывание шины в зоне контакта; N3 — мощность, затрачиваемая на трение в подшипниках колеса и сопротивление воздуха; N4— мощность, развиваемая шиной при восстановлении формы шины в момент выхода элементов из контакта. Потери мощности на качение колеса значительно возрастают с увеличением скорости качения, так как в этом случае возрастает энергия деформации и, следовательно, большая часть энергии превращается в тепло. При увеличении прогиба резко возрастает деформация каркаса и протектора шины, т. е. потери энергии...

Колесо с отъемным бортом

Основные элементы конструкции колесного движетеля

Колесный движителе состоит из ведущих и ведомых колес, с помощью которых осуществляется движение ТС и управление им. Ведущими называются колеса, к которым через трансмиссию подводится вращающий момент от СУ. Ведущие колеса преобразуют этот момент в тяговое усилие, а вращательное движение колеса — в поступательное движение ТС. К ведомым колесам вращающий момент не подводится. Их назначение (так же как и ведущих колес) состоит в передаче нагрузки от веса ТС на дорогу, создании на поверхности дороги внешних реактивных продольных сил, вызывающих уменьшение скорости движения или остановку ТС, уменьшении передаваемых машине динамических нагрузок, возникающих при движении по неровной дороге, и создании на поверхности дороги внешних реактивных боковых сил, заставляющих ТС двигаться по криволинейной траектории. Конструкция трансмиссий колесных машин позволяет при движении в хороших дорожных условиях отключать часть колес от силовой установки и ведущие колеса использовать в качестве ведомых. Рис. Дисковое колесо с глубоким неразборным ободом: 1 — монтажный ручей; 2 — обод; 3 — диск колеса Колеса состоят из наружной (упругой) и внутренней (жесткой) частей. К наружной части относится эластичная шина, а внутренней — обод, соединительная часть с деталями крепления, ступица и подшипники. Соединительной частью могут служить дисковое колесо — диск, присоединенный к ободу с помощью неразъемного соединения, а также бездисковое, или спицевое, колесо — спицы, представляющие собой часть ступицы. Ступицей называется центральная часть колеса, устанавли-ваемая на подшипниках на концах балок мостов или цапфах. Подшипники способны воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки для того, чтобы через ступицу на направляющее устройство подвески и несущую систему передавались действующие на колесо поперечные усилия, а плоскость качения колеса сохраняла неизменное положение. Для этого ступицу устанавливают на двух роликовых конических подшипниках качения, обеспечивающих вращение ступицы с минимальными потерями на трение и возможность регулировки осевого зазора гайкой, удерживающей ступицу на оси. Рис. Конструкция (а) и крепление (б) бездискового колеса с разъемным ободом: 1 — секторы обода; 2 — спицевая ступица; 3 прижим; 4 — шпилька; 5 — гайка Внутренний (больший по размеру) подшипник, обычно расположенный в плоскости диска колеса, воспринимает основную часть радиальной нагрузки. Меньший наружный подшипник, являющийся поддерживающим, обеспечивает правильное положение ступицы на оси. Внутреннее пространство ступицы заполняется консистентной смазкой и защищается от попадания грязи с внутренней стороны уплотнительным элементом, а с наружной — колпаком или фланцем полуоси (на ведущих колесах). Ступицы бывают фланцевые и спицевые. Рис. Дисковое колесо с плоским разборным ободом: 1 — цельный съемный борт; 2 — разрезное замочное кольцо; 3 — основание обода; 4 — диск Ободом называется часть колеса, на которой монтируется шина. По конструкции ободья бывают глубокие неразборные и плоские разборные, которые, в свою очередь, подразделяются на ободья со съемным разрезным бортом, с цельным съемным бортом и разрезным замочным кольцом, а также разъемные (в поперечной плоскости) и с отъемным бортом. Глубокие неразборные ободья имеют в средней части кольцевое углубление, называемое монтажным ручьем, облегчающее монтаж и демонтаж шины. Размеры ручья зависят от параметров шины. Обод может быть симметричным и несимме-тричным. Неразборные ободья применяется для шин с относительно эластичными бортами. У плоских разборных ободов один из бортов при монтаже шины может отделяться от обода, а затем снова закрепляться на нем. Дисковое колесо с...

Почему уменьшаются колеса?

Если бы конструктора попросили перечислить наиболее важные части автомобиля, одной из первых он назвал бы колесо. С появлением колеса началась история самодвижущихся экипажей и вообще экипажей. С выбора колеса начинает конструктор проект автомобиля, на колесах автомобиль стоит, на них катится по дороге и ими отталкивается от нее. Колесо работает и тогда, когда автомобиль неподвижен; в этом случае оно песет статическую нагрузку веса всего автомобиля. Поэтому мы вправе уделить этому простому механизму почетное место и, в частности, рассмотреть одно характерное явление, наблюдающееся в наши дни в развитии автомобильных колес и шин. На первый взгляд кажется, что колесо должно быть как можно больше, — тогда оно как будто легче взбирается на неровности, перекатывается через ямки, более устойчиво (вспомните колеса велосипеда!), обеспечивает автомобилю большую скорость, так как за каждый оборот оно проходит больший путь; автомобилю на больших колесах не страшны бугры и камни. Все это верно. Но почему же колеса автомобилей из года в год уменьшаются в размерах? Конечно, не потому, что конструкторы хотят сделать автомобиль менее быстроходным, менее устойчивым, ухудшить его проходимость по плохим дорогам. Дело в том, что не только диаметр определяет качество автомобильного колеса. Грузоподъемность колеса следует считать, пожалуй, самым важным его показателем. Она сказывается в любых условиях, и именно с нее начинается характеристика всякой шины, а значит— и колеса. На каждое колесо автомобиля приходится примерно от одной шестой (грузовые автомобили) до трех десятых его веса. Эта нагрузка воспринимается диском и ободом колеса и передается на точку опоры частично боковинами шины, а главным образом воздухом, содержащимся в камере шины. Чем больше воздуха в шине, тем большую нагрузку может она нести. Количество воздуха в шине можно умножить, либо увеличивая объем камеры, либо повышая давление в ней, то есть нагнетая большее количество воздуха в данный объем. Последнее, однако, нежелательно — шина становится более жесткой и не поглощает толчки от неровностей дороги. Значит, нужно увеличивать объем камеры. Это можно сделать разными способами, так как объем шины зависит и от ее наружного диаметра, и от диаметра обода, и от ширины шины. Представьте себе шину в виде кольца, «баранки» (такое геометрическое тело называется тором), и подсчитайте ее объем: он равен произведению длины средней окружности кольца на площадь его поперечного сечения. Нетрудно убедиться, что с увеличением диаметра средней окружности объем камеры возрастает незначительно, а с увеличением поперечного сечения — весьма заметно. Для примера возьмем колесо с диаметром обода 40 сантиметров и диаметром поперечного сечения шины 10 сантиметров. Средний диаметр составит 50 сантиметров, а объем камеры — около 12,3 литра. Увеличим диаметр обода на 5 сантиметров, сохранив прежний поперечник: объем камеры составит 13,5 литра, то есть возрастет на 10 процентов, но одновременно возрастут размеры и вес колеса. А теперь попробуем получить тот же объем, не увеличивая наружного диаметра. Для этого нам потребуется уменьшить диаметр обода на 5 сантиметров, а диаметр сечения шины увеличить на 2,5 сантиметра. Выходит, что для большой грузоподъемности вовсе не обязательно большое колесо. Не обязательно оно и для получения высокой скорости. При заданном числе оборотов вала двигателя можно с помощью системы передач получить любое число оборотов колес, лишь бы мощность двигателя была достаточной для...

Ремонт шин мотоцикла

Ремонт шин мотоцикла

Ремонт мотоциклетных шин осуществляется в стационарных условиях и в пути. В стационарных условиях ремонт шин производится в специализированных мотохозяйствах, в которых имеется значительный парк мотоциклов. В основном это спецмотобазы, в которых мотоциклы применяются для перевозки небольших грузов (до 200 кг) и мотобазы Государственной автомобильной инспекции. В обоих случаях используются мотоциклы с колясками производства Ирбитского и Киевского мотозаводов. В каждом крупном мотохозяйстве имеется шиноремонтный участок, оборудованный приспособлениями для горячей вулканизации и другого ремонта шин. В дорожных условиях шины ремонтирует водитель мотоцикла. Наиболее часто встречающееся повреждение мотоциклетных шин — это прокол или другое повреждение камеры. Водителю мотоцикла прежде всего необходимо своевременно обнаружить повреждение. Как правило, при проколе камеры давление воздуха в ней падает постепенно. Мотоцикл при уменьшении давления в шине хуже управляется, его начинает «водить», и опытный водитель почувствует это даже при небольшом падении давления. Следует плавно остановить мотоцикл, не прибегая к торможению колеса, шина которого имеет прокол. Торможение колеса с поврежденной шиной вызывает проворот шины относительно обода, и вентиль может быть вырван из камеры. В этом случае, а также когда водитель не сумеет вовремя обнаружить прокол и будет некоторое время ехать на шине с очень низким давлением, часто происходит разрушение покрышки — ее боковины. Причем даже незначительное повреждение боковины — оголение и незначительное разлахмачивание нитей корда — в дальнейшем явится причиной преждевременного выхода камеры из строя из-за перетирания ее стенок. После остановки мотоцикла необходимо: снять колесо; размонтировать покрышку, пользуясь специальными монтажными лопатками, прилагаемыми в комплект инструмента; вытащить поврежденную камеру. При наличии запасной камеры (или запасного колеса) поврежденную камеру рекомендуется ремонтировать при возвращении в гараж. Если поврежденную камеру необходимо отремонтировать на месте, надо проделать следующие операции: внимательно осмотреть покрышку (со стороны протектора и изнутри) и удалить предмет, вызвавший повреждение камеры; убедиться, что не повреждено место крепления вентиля к камере; при помощи насоса подкачать камеру, определить место прокола и обозначить его. Часто оказывается, что падение давления в шине произошло в результате утечки воздуха в месте крепления металлического вентиля (из-за слабой затяжки гайки) или через неплотно завинченный, а возможно поврежденный золотник. В этом случае гайку (или золотник) нужно затянуть. Поврежденный золотник заменить. подготовить для ремонта имеющийся в мотоаптечке ремкомплект для заклеивания камеры — резиновые заплатки, резиновый клей, наждачную бумагу (или терку). Резиновые заплатки должны быть проложены целлофаном для предохранения от загрязнения и замасливания; аккуратно вырезать заплатку необходимого размера; протереть ремонтируемый участок камеры чистым бензином; наждачной бумагой или теркой тщательно зачистить участок камеры в месте повреждения; вторично протереть зачищенный участок камеры чистым бензином и смазать тонким слоем резинового клея; предварительно сняв целлофан с одной стороны заплатки, также зачистить ее, протереть бензином и смазать клеем; дать клею просохнуть в течение 10—15 мин и вторично нанести слой клея; после вторичной сушки аккуратно наложить заплатку, тщательно прижать ее и выдержать в таком состоянии в течение 15—20 мин. После этого отремонтированную камеру можно монтировать. Если при осмотре камеры окажется, что вентиль вырван полностью или произошло частичное разрушение резины в месте его крепления, ремонт следует производить в следующем порядке (в дорожных условиях можно ремонтировать только камеры, снабженные металлическими вентилями типов УК и МК): отвернуть гайку, закрепляющую вентиль в камере, снять шайбу...

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶