Конструкция элементов колес

Шина состоит из покрышки 1 (см. рис. 6.1), камеры 2 и ободной ленты 8. Камера представляет собой герметичную торообразную оболочку, снабженную вентилем 9 для накачивания и выпуска воздуха. Ободная лента — эластичное кольцо, предохраняющее истирание камеры об обод и защемление ее бортами обода при монтаже.

Покрышка — это торообразная оболочка, воспринимающая на­грузки со стороны дороги. Элементы покрышки: каркас 5 (рис. 6.4), брекер 2, протектор 1 с рисунком 3, боковые стенки (участок II), боковины 6 и борта (участок I ).

Каркас (силовая часть покрышки) состоит из одного или не­скольких слоев корда, закрепленных на бортовых кольцах 7. Его получают методом обрезинивания параллельно расположенных нитей. В качестве материала нитей используют вискозные, полиамидные или полиэфирные волокна, стальную проволоку и др.

Угол наклона нитей посредине беговой дорожки в каждом слое каркаса и брекера определяет конструкцию шины. В зависимости от конструкции каркаса и брекера различают диагональные и радиальные шины. В диагональной шине угол наклона нитей составляет 45...60°, в радиальной — близок к нулю (рис. 6.5). При радиаль­ном расположении нитей улучшаются условия их работы в каркасе, что позволяет уменьшить число слоев каркаса. Увеличивая число слоев корда, можно повысить допустимую статическую нагрузку на шины одного и того же размера.

Рис. 6.4 Конструкция покрышки (а) и ее борта (б): I- борт; II - боковая стенка; III - плечевая зона протектора; 1 – протектор; 2 – брекер; 3 – рисунок протектора; 4 – подканавочный слой; 5 – каркас; 6 – боковина; 7 – бортовое кольцо; 8 – наполнительные шнуры; 9 – крыло борта; 10 – бортовая лента;11 – носок борта; 12 – основание борта; 13 – пятка борта

Обозначение диагональных шин легковых автомобилей: В — d_п. При Н/В > 0,82 размеры указывают только в дюймах (например, 9,00 — 15), а при Н/В< 0,82 — смешанное обозначение (например, 155-13).

Обозначение радиальных шин легковых автомобилей: В/70хR d_п, где В— в миллиметрах, d_n, — в дюймах, а 70 —номер серии. Вместо знака «х» может быть введен индекс скорости (буквенное обозначение максимальной скорости движения): Р— при 150км/ч, Q— 160 км/ч, R— 170км/ч. Например, 185/70 PR 14 или 185/60 QR 13.

Рис. 6.5 Конструкция каркаса диагональной (а) и радиальной (б) шин: 1 — корд; 2— брекер

Кроме того, на боковине шины указывают предприятие-изго­товитель, страну, номер модели.

В процессе эксплуатации происходит разнашивание шины, т. е. увеличение ее диаметра и ширины. Наименьшую разнашиваемость имеют шины с металлокордом.

Протектор — наружная резиновая часть покрышки, обеспечи­вающая сцепление шины с дорогой и предохраняющая каркас от повреждений. Он состоит из рельефного рисунка и подканавочного слоя. Рисунок протектора (рис. 6) существенно влияет на коэффициент сопротивления качению колеса, износ шины и сцепление ее с поверхностью дороги.

Рис. 6.6 Рисунки протектора шин: а — дорожный; б — универсальный; в — повышенной проходимости; г — зимний; д — карьерный; е — асимметричный

Брекер — часть покрышки, состоящая из слоев корда и резины, расположенная между протектором и каркасом. Он смягчает действие ударных нагрузок на каркас и способствует более равномерному распределению по его поверхности действующих нагрузок.

Борта — жесткие части покрышки, служащие для крепления шины на ободе. Борт образуется из крыльев 9(см. рис. 6.4), обернутых концами слоев корда каркаса.

Боковинами называют резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от механических повреждений и влаги.

Обычные шины с дорожным и универсальным протектором на обледенелых, заснеженных и грязных скользких покрытиях дорог имеют низкие тягово-сцепные качества и не всегда обеспечивают нужную безопасность движения. Для этих условий применяют шины с зимним рисунком протектора, цепи и шипы противо­скольжения. Шип состоит из сердечника и корпуса. Сердечник шипа делают из карбидов металлов, спеченных со связующими веществами — обычно кобальтом. Корпус шипа изготовляют из сплава стали и свинца, оцинковывают или хромируют.

Для шин легковых автомобилей применяют шипы диаметром 8...9 мм, для грузовых автомобилей — диаметром до 15 мм. Количество шипов, устанавливаемых в шину, зависит от массы автомобиля, мощности двигателя и условий эксплуатации. Их должно быть не более 200.

Полноприводные автомобили, например ГАЗ-3307, ЗИЛ-433420, Урал-4320, с целью повышения проходимости оборудуют системой регулирования давления воздуха в шинах. Воздух подается в систему компрессором, установленным в тормозной системе.

Ободья.Обод с соединительной жесткой частью колеса удерживает шину и передает нагрузки от нее на ступицу. Поэтому он должен полностью соответствовать шине по размерам, жесткости и конструкции. Посадочные размеры обода для камерной и бескамерной шины должны быть одинаковые.

Конструктивные схемы колес показаны на рисунке 6.7, а схемы ободьев — на рисунке 6.8.

Расположение диска относительно центральной плоскости, проходящей посредине обода, характеризуется вылетом. У колеса с нулевым вылетом привалочная плоскость диска (прилегающая к ступице) совпадает с центральной плоскостью. У колеса с положительным вылетом центральная плоскость обода смещена относительно привалочной плоскости диска в сторону продольной оси автомобиля, а с отрицательным вылетом — в противоположную сторону.

Элементы обода: основание, служащее для установки съемных деталей; бортовая закраина, образующая боковой упор для шины; посадочная полка, предназначенная для установки основания борта шины; замочная часть, предназначенная для замыкающих съемных деталей (замочных и бортовых колец); ручей, расположенный между посадочными полками и представляющий собой углубление для монтажа и демонтажа шины.

Различают цельные и разборные ободья. Цельные ободья применяют для шин легковых автомобилей, разборные — для шин грузовых автомобилей в связи с невозможностью их сборки через закраины обода из-за высокой жесткости бортов и боковин.

Рис. 6.7 Конструктивные схемы колес: а — одинарного; б— сдвоенного; в, г, д — с различными вылетами диска; е —бездискового; 1—вертикальная ось колеса; 2— обод; 3 — диск; 4 —крепежные отверстия; 5— центральное отверстие диска; 6—элементы крепления; 7—ступица

Рис. 6.8 Основные типы ободьев колес: а — неразъемный глубокий симметричный; б— разъемный посредине; в —сегментный типа «триллекс», разделенный по радиусу на три сегмента; г — разъемный двухкомпонентный; д — разъемный трехкомпонентный; е — четырехкомпонентный; ж — пятикомпонентный; 1 —основание обода; 2— соединительный элемент; 3— разъемное бортовое кольцо; 4 —съемное бортовое кольцо; 5 — пружинное замочное кольцо; 6— посадочное кольцо; 7—уплотнитель под бескамерную шину

Рис. 6.9 Крепление колеса легкового автомобиля: 1 — ступица; 2 — гайка; 3 — диск колеса; 4 — тормозной барабан; 5 — болт

Рис. 6.10 Крепление дисковых колес грузовых автомобилей: а — одинарных;

б— сдвоенных; 1 — шпилька; 2 — ступица; 3 — диск; 4 — гайка крепления наружного диска; 5 — гайка типа ДИН; 6 — гайка с завальцованной шайбой;

7 — гайка крепления тормозного барабана; 8— тормозной барабан; 9 — гайка крепления внутреннего диска

Соединение колеса со ступицей должно обеспечить передачу вращающего момента и центрирование колеса на ступице. Дисковые колеса крепят к ступице болтами или шпильками. Центрирование колес осуществляется по сферическим или коническим фаскам крепежных отверстий, центральному отверстию диска, выступам на поверхности диска. Выступы диска у крепежных отверстий создают упругие деформации от усилия затяжки и обеспечивают стабильность затяжки. Крепление колеса легкового автомобиля показано на рисунке 6.9.

В грузовых автомобилях при установке сдвоенных колес предусмотрено раздельное крепление внутреннего и наружного дисков (рис. 6.10). Внутренний диск центрируют гайками, навертываемыми на колпачковые гайки.

Колесо должно иметь минимальные массу, момент инерции, биение и дисбаланс вследствие высоких скоростей движения автомобиля. Дисбаланс ухудшает комфортабельность движения, устойчивость и управляемость автомобиля, может стать причиной автоколебаний, увеличивает износ шин, шарниров подвески и рулевого привода. Чтобы устранить дисбаланс автомобильного колеса, на его обод устанавливают грузик. Колеса грузовых автомобилей балансируют статически, легковых автомобилей – динамически.