Монокаты: пять удивительных машин с одним колесом. Колесо машины

Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала "За рулем"

Устройство автомобильного колеса:1 — шина;2 — обод;3 — ступица

Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска), ступицы и пневматических шин.В зависимости от конструкции обода и соединительного элемента колеса могут быть разборными и неразборными, дисковыми и бездисковыми. Ступица колеса обеспечивает его свободную установку на оси автомобиля.

Неразборное колесо с глубоким ободом

Обод служит для соединения шины с колесом. С этой целью ему придается специальная форма. Колесо в сборе должно быть сбалансировано, балансировочные грузики крепятся к ободу с помощью пружинных зажимов или клея. На большинстве легковых автомобилей и грузовых небольшой грузоподъемности используются глубокие, неразборные ободья.Глубокий обод жестко соединяется с диском, который служит для крепления колеса к ступице с помощью болтов или гаек со шпильками. Полки глубокого обода имеют конусную форму для плотной посадки шины на обод. Угол наклона полок составляет, как правило (5±1)°. Полки обода заканчиваются закраинами, имеющими определенную форму и служащих боковыми упорами для шины.Расстояние между закраинами называется шириной профиля обода. В средней части обода имеется углубление, необходимое для облегчения монтажа и демонтажа шины на обод. Это углубление (ручей) может быть расположено симметрично относительно плоскости колеса или со смещением.

Размеры и профиль обода регламентированы соответствующими стандартами. На каждый обод наносится соответствующая маркировка, из которой можно узнать размеры и профиль. Основные размеры обода, ширину профиля и диаметр, как правило, все изготовители указывают в дюймах, за исключением компании Michelin, которая применяет для этого миллиметры.Пример маркировки: 5J × 13h3 ET 30, где:5 — ширина обода в дюймах;13 — диаметр обода в дюймах;J и h3 — конструктивные особенности профиля обода;ET 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiefe — ET) 30 мм.

Положительное (а) и отрицательное (б) плечо обката управляемого колеса

Вылет колеса (выступ) является важным параметром. Любое колесо должно «охватывать» ступицу, к которой оно крепится, потому что центр пятна контакта шины с дорогой смещается относительно вертикальной оси, проходящей через центр ступицы на небольшую величину, которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления автомобиля.Величина вылета особенно важна для управляемых колес, потому что положение пятна контакта относительно оси поворота колеса играет важную роль в определении характеристик поворота автомобиля.

Неразборные колеса с глубоким ободом обычно центрируются на ступице с помощью центрального отверстия. Если диаметр центрального отверстия больше, чем у посадочной части ступицы, то центрирование осуществляется по коническим (или сферическим) поверхностям в отверстиях диска, предназначенных для крепления болтами или гайками. Иногда для лучшего центрирования и облегчения монтажа используют пластмассовые кольца, которые устанавливаются перед монтажом колеса на ступицу в центральное отверстие диска.Колесные диски легковых автомобилей изготавливаются штамповкой из стали с последующей сваркой обода и диска или из легких сплавов (алюминиевых или магниевых). Наиболее прочные колеса из легких сплавов — кованые. Они имеют мелкозернистую структуру и высокую прочность при малой массе. Легкосплавные колеса дороже стальных, но эстетически привлекательнее. Колеса изготавливались и из композитных материалов: например, еще в 70-е гг. фирма Citroёn выпускала армированные углепластиковые колеса, которые весили в два раза меньше металлических. Однако из-за высокой стоимости таких колес они устанавливаются только на дорогих спортивных автомобилях.

Конструкция разборного обода грузового автомобиля:1 — закраина;2 — обод;3 — разрезная часть обода;М — ширина обода;D — диаметр обода

Разборные ободья применяют для колес большинства грузовых автомобилей и автобусов. Разборные ободья могут быть дисковыми и бездисковыми. Наиболее часто используются разборные ободья с коническими посадочными полками.

Бездисковое колесо, его общий вид (а) и крепление колеса (б):1 — секторы колеса;2 — ступица;3 — крепление;4 — шпилька;5 — гайка

Шины грузовых автомобилей имеют большие размеры и высокую жесткость, поэтому монтаж таких шин на неразборные ободья затруднен. Разборные ободья позволяют облегчить эту задачу. Для некоторых шин грузовых автомобилей большой грузоподъемности применяют разборные ободья с распорными кольцами. Такие ободья состоят из двух частей, соединяемых между собой болтами. Такая конструкция надежно удерживает шину на колесе независимо от значения давления воздуха в шине.Ступицы колес изготавливают из стали или ковкого чугуна. К ним крепятся элементы тормозных механизмов, диски и барабаны. Ступица устанавливается на подшипниках, которые должны воспринимать не только радиальные, но и осевые усилия от действия боковых сил. В ступицах устанавливают конические роликовые или шариковые радиально-упорные подшипники.В подшипники колес закладывается смазка, выдерживающая высокие температуры. Для предотвращения вытекания смазки и попадания грязи подшипники уплотняются сальниками.

Подробнее о колесном диске - в главе Колесный диск

wiki.zr.ru

Колесо автомобиля

Колеса – составляющие ходовой части, обеспечивают связь автомобиля с дорогой, причем это единственные элементы в конструкции машины контактирующие с дорожной поверхностью. Основная функция колес – обеспечение движения авто. Именно они за счет взаимодействия с дорожным полотном преобразуют вращение, полученное от силовой установки и трансмиссии, в перемещение автомобиля.

Назначение, функции

В целом, колеса автомобиля делятся на три категории, в зависимости от выполняемой ими функции, — ведущие, управляемые, поддерживающие. На ведущие колеса подается вращение и благодаря контакту с дорогой они заставляют автомобиль двигаться. Но в процессе передвижения авто необходимо изменять направление движение, маневрировать и за это отвечают управляемые колеса.

Грузовые авто предназначены для транспортировки грузов и для снижения нагрузки на ведущие и управляемые колеса, в конструкцию ходовой части добавлены поддерживающие. Они не приводят в движение авто, не участвуют в обеспечении маневрирования, их задача – принятие части нагрузки «на себя».

В легковых авто используется 4 колеса, в грузовиках же их количество может достигать и 12, а в спецтехнике – до 24. Примечательно, что на грузовиках обычно колеса разделены по категориям – одни из них ведущие, вторые – управляемые, остальные – поддерживающие.

Привод легковых автомобилей

Что касается легкового транспорта, то у них используемые виды колес автомобиля могут делиться как по назначению, так и быть совмещенными. К примеру, в заднеприводных моделях колеса, установленные на задней оси – ведущие, а на передней – управляемые. А вот в переднеприводных версиях – колеса передней оси являются одновременно и ведущими, и управляемыми, задние же выполняют лишь поддерживающую функцию.

Требования к колесам. Составные элементы

Конструкция этих составляющих ходовой части включает в себя два компонента – диск и шину. Но несмотря на это, устройство колеса автомобиля – достаточно сложное и к ним выдвигается немало требований:

• быть прочными;
• обеспечивать хорошее сцепление с дорожным покрытием;
• надежно крепиться к ходовой части;
• поглощать воздействия от мелких неровностей дороги;
• служить длительный срок.

Колесный диск выступает в качестве посадочной основы для шины и одновременно обеспечивает крепление колеса к ходовой части. На эту составляющую воздействуют значительные нагрузки во время движения, поскольку они первые принимают на себя колебания от неровностей дороги и передают их на подвеску.

Диск

Колесный диск состоит из двух элементов – самого диска и обода. Выпускается четыре вида автомобильных дисков – стальные сварные (штампованные), цельнолитые (легкосплавные, кованные), комбинированные и композитные. В первом виде диск и обод – два разных элемента, соединенных между собой при помощи сварки. В литых дисках его составляющие – единая неразъемная конструкция.

Третий тип – это так называемые комбинированные или разборные диски, бывают двух- или трехсоставными. Являются лучшими дисками по всем характеристикам, поскольку центральная секция обычно выполняется литой и соответственно можно получить любой дизайн, а обод выполняется методом штамповки. Четвертый и самый редкий тип – композитные, стоимость их просто запредельная из-за сложной технологии производства и поэтому увидеть их можно только на спорткарах.

Диск – элемент обеспечивающий крепление колеса. Для этого в нем по центру проделано посадочное отверстие, по окружности которого расположены крепежные отверстия. Количество крепежных отверстий на легковых авто варьируется от 3 до 5, на грузовых же их обычно 6-8. Фиксация диска на ступице осуществляется либо болтами, либо шпильками с гайками.

Конструкция литого диска

Обод предназначен для установки шины. Он обладает сложным поперечным профилем, которое необходимо для правильной и надежной посадки ската. Если рассматривать обод в профиль, то он имеет ступенчатую форму.

Центр обода представлен в виде утопленной площадки, к которой примыкается диск. С обоих сторон от центра сделаны ступеньки, которые сформированы кольцевым выступом (хампом), полкой и бортом.

Хамп предназначен для фиксации шины в ободе и предотвращает ее уход к центру обода. Полка выступает в качестве посадочной площадки для борта ската. Борт обода удерживает шину на полке и не дает ей «слезть».

Отметим, что это самый распространенный тип диска. Но на грузовых авто и спецтехнике можно встретить иные виды дисков авто – с фиксирующим кольцом, разборные (диск состоит из двух половин, стягивающихся болтовым соединением).

Устройство шины

Шина – вторая составляющая колеса. Она также обладает достаточно сложной конструкцией, поскольку в ее задачу входит обеспечение сцепления с дорожным полотном, принятие и гашение колебаний от мелких неровностей, удержание веса. Для выполнения своих функций шина должна быть прочной, но при этом и эластичной. Отметим, что шина является своего рода оболочкой, которая заполняется наполнителем – воздухом или специальными газами.

Шина состоит из эластичного радиального каркаса, задающего форму изделию, на который последовательно нанесены резиновая прослойка, брекер (силовой металлический корд), бандаж из нитей (капроновый корд) и протектор. По внутренней окружности радиальный каркас формирует посадочный борт шины, в который для жесткости установлено проволочное кольцо.

Одна из схем шины

Видимыми элементами шины являются протектор, выступающий в качестве основной рабочей поверхности (он контактирует с дорожным полотном) и боковины. Переход между этими элементами получил название – плечо.

Для обеспечения сцепления с дорогой, протектор обладает сложным узором, который формируется ребрами, блоками с канавками и ламелями.

Разновидности шин

Поскольку автомобили эксплуатируются при разных дорожных условиях, то производителями выпускаются различные виды шин автомобиля. Это позволяет обеспечить оптимальные ходовые качества при тех или иных условиях. Достигаются необходимые показатели двумя факторами – материал изготовления и рисунок протектора.

В целом, все выпускаемые шины можно разделить на две категории по таким критериям как сезонность использования и характер дорожного полотна.

По сезонности использования шины делятся на:

1. Летние
2. Зимние
3. Всесезонные

При изготовлении летнего варианта используется твердая резина, что обеспечивает отличное сцепление с дорогой. Предназначены они для использования по твердому сухому покрытию.

Зимние делаются мягкими чтобы в условиях пониженных температур обеспечивалась должная эластичность изделию. Также такие шины отличаются глубоким рисунком протектора. Помимо этого, многие модели оснащаются стальными шипами, обеспечивающими хорошее сцепление колеса на ледяной поверхности.

Что касается всесезонных шин, то в мире такой тип используется только в некоторых северных странах. Эти шины делаются из резины средней жесткости, что обеспечивает приемлемое сцепление с дорогой летом и сохраняет эластичность зимой.

Что касается типов шин, разделяющихся по характеру дорожного полотна, то они делятся на:

1. Дорожные
2. Внедорожные
3. Универсальные

Дорожный вариант предназначен для использования на твердом покрытии. Внедорожные шины, отличающиеся более развитым протектором с сильными грунтозацепами, позволяют передвигаться на рыхлых поверхностях – песок, грязь. Универсальные же совмещают в себе качества дорожных и внедорожных шин.

Помимо этих двух критериев шины можно разделить еще по одному критерию – рисунку протектора. Он бывает симметричным, направленным и ассиметричным.

Симметричные шины обладают хорошими ходовыми качествами на сухой поверхности и имеют рисунок, который позволяет устанавливать колеса любым способом (менять местами, перекручивать на 180 град.).

Направленный рисунок обеспечивает самые лучшие ходовые качества в условиях движения по мокрой поверхности, но их ставить нужно только в строго определенном направлении.

Ассиметричные шины отличаются тем, что одна часть протектора обладает направленным рисунком, а вторая – симметричным. Это обеспечивает таким колесам неплохие показатели во время движения как по сухой, так влажной дороге.

Напоследок отметим, что при своей внешней простоте колеса автомобилей играют очень важную роль в обеспечении безопасности движения, поэтому подходить к их выбору следует очень тщательно.

autoleek.ru

Устройство автомобильного колеса: что за незамысловатая деталь?

На повестке дня устройство автомобильного колеса.

Казалось бы, что особенного в колесе? Изобретение из далёкой древности, которое с успехом используется человечеством на протяжении почти всей его истории.

Но если мы говорим о колесе современного авто, а не о каменном круге возрастом в несколько тысячелетий, то сказать о нём есть что. Несмотря на кажущуюся простоту, оно является настоящим инженерным шедевром, а его роль в жизни машины сложно переоценить.

Устройство автомобильного колеса. Не такое простое, как кажется

Формально эта деталь является частью ходовой, и в первую очередь на него возложена задача связать сложный организм машины с дорогой.

По сути, оно является конечной точкой процесса, зарождающегося в двигателе – процесса преобразования энергии топлива во вращение.

В дополнение к этому, наш сегодняшний герой отыгрывает не последнюю роль в безопасности автомобиля, надёжно сцепляясь с покрытием дороги, обеспечивая управляемость машины и её устойчивость.

Одним словом, груз ответственности на нём лежит довольно серьёзный.

Каким образом колесо надёжно выполняет все эти функции? Для этого инженеры придумали особую конструкцию автомобильного колеса, которая состоит из таких частей:

• диск;
• обод;
• шина (покрышка).

Первый элемент из этой тройки служит для соединения колеса с осью. На современных автомобилях делается это при помощи болтовых соединений, причём их количество для гражданских легковых машин может варьироваться от 4 до 6.

Обод в свою очередь выполняет роль посредника между диском и шиной, которая является крайне важным элементом для колеса и связующим звеном между всем автомобилем и дорогой.

Конечно же, с развитием автомобильной промышленности все эти части совершенствовались и преобразовывались, поэтому нам предстоит познакомиться с их разновидностями, устройством и, как следствие, существующими видами колёс.

Колёсный диск: труд инженеров и дизайнеров

Обод и диск – они, по сути, представляют собой единое целое, поэтому разделение между этими элементами весьма условное. Зачастую, когда говорят о диске, имеют в виду обе эти детали вместе – мы поступим так же. Различают такие разновидности дисков:

• стальные (обод и диск соединены сваркой). Это классика – дёшево и сердито, из-за чего они получили большое распространение. Недостатки – вес и невозможность придания оригинального дизайна;
• легкосплавные (полностью монолитные). Бывают литые диски и кованые. Первые, хотя и позволяют играть с дизайном, но достаточно хрупкие. Вторые — гораздо более крепкие и вообще практически лишены каких-либо недостатков за исключением одного — цены, из-за сложности изготовления. В целом же легкосплавные изделия во многом превосходят своих стальных собратьев – помимо веса и эстетики они ещё и эффективнее охлаждают тормоза, а также не требуют столь кропотливой балансировки.

Шина: под грузом ответственности и автомобиля

Идём дальше – шины. В наши дни покрышки это не просто куски резины, как было на заре автомобилестроения – это поистине высокотехнологичная деталь.

Современные легковушки, как правило, комплектуются бескамерными шинами, варианты с камерами уже давно стали архаизмом и используются иногда на грузовой или специальной технике.

Нас, конечно же, интересует то, что чаще всего встречается на гражданском транспорте.

Бескамерная шина состоит из таких частей:

• каркас;
• брекер;
• боковина;
• борт;
• протектор.

Основа шины – каркас, который также часто называют кордом. Он представляет собой множество синтетических, стекловолоконных или стальных нитей, которые проложены от одного края покрышки к другому.

 

1. ребро;
2. блок протектора;
3. канавка;
4. плечо протектора;
5. нейлоновый бандаж;
6. стальной брекер;
7. радиальный каркас;
8. кольцо;
9. борт.

Такая конфигурация корда на сегодняшний день считается наиболее оптимальной. Брекер, по своей сути, тоже состоит из прочных нитей, но расположен исключительно между каркасом и протектором и защищает последний от отслоения и излишних нагрузок.

Наверное, самая знакомая часть шины, которая всегда на виду – протектор. Он представляет собой толстый слой специальной резины, которая имеет специфический рисунок на поверхности.

Форма этого рисунка может быть разной в зависимости от назначения покрышки (летняя, зимняя, всесезонная и так далее).

Протектор с обоих боков переходит в боковины. В современных автомобилях они невысокие (иногда вообще тонюсенькие, если это низкопрофильная резина). И последний элемент – борт. Он отвечает за надёжное крепление к ободу и герметичность всей бескамерной шины, для чего армируется специальным нерастяжимым кольцом.

Когда выбираем колесо…

И в завершение темы, устройство автомобильного колеса, несколько слов о маркировке шин и дисков. Вы наверняка замечали, что на боковинах покрышек нанесено множество разных символов – все они нужны для того, чтобы правильно подобрать резину для автомобиля.

Основными параметрами являются ширина и высота профиля, разновидность шины и посадочный диаметр. Для диска важными значениями считаются его диаметр, ширина обода, а также расстояние между поперечной осью и плоскостью крепления к ступице – так называемый вылет.

 

Расшифровка индексов нагрузки и скорости:

Как видите, друзья, об автомобильном колесе можно рассказать очень много полезного, хотя на первый взгляд оно и не выглядит такой уж сложной конструкцией.

Надеюсь, вам было интересно! До новых встреч на блоге и не забывайте подписываться!

auto-ru.ru

Автомобильные колеса.

Колеса автомобилей



Общие сведения о колесах

Колесо – одно из величайших изобретений человека. В природе ни одно живое существо не снабжено подобным движителем – кто-то бегает на ногах, кто-то плавает при помощи плавников и хвоста, кто-то летает, ползает, использует реактивную энергию, в общем – животные и даже некоторые растения передвигаются по поверхности и недрам нашей планеты, в ее атмосфере и водной среде при помощи самых разнообразных средств перемещения, но колесами не пользуется никто. А ведь во многих случаях колесо – незаменимый движитель, способный быстро и экономично перемещать по земной поверхности тела любой массы и формы. По этой причине можно считать колесный движитель уникальным продуктом человеческого гения. И этот движитель в качестве средства передвижения по суше используется автомобилями.

Конечно же, колеса современных автомобилей существенно отличаются от тех примитивных катков и деревянных кругов, которые использовались человеком в качестве движителя древних повозок и колесниц. Конструкция автомобильного колеса в результате «технической эволюции» претерпела значительные изменения, поскольку на этот элемент автомобиля возлагаются важные функции, влекущие за собой строгие требования.

***

Требования, предъявляемые к колесам

Колеса обеспечивают связь автомобиля с дорогой, воспринимая всю массу автомобиля с пассажирами и грузом, а также динамические нагрузки, передаваемые на раму или кузов автомобиля. Они обеспечивают поступательное движение автомобиля и изменение направления его движения, а обладая эластичной шиной, они смягчают толчки и удары, возникающие при движении. От характера взаимодействия колес с дорогой зависят тяговые и тормозные свойства автомобиля, плавность хода, экономичность, проходимость, устойчивость, управляемость, и, конечно же, комфорт и безопасность самого перемещения.

К автомобильным колесам предъявляются следующие требования:

• минимальное сопротивление качению;
• высокие долговечность и износостойкость;
• демпфирующие (смягчающие) свойства;
• бесшумность работы;
• легкость монтажа и демонтажа;
• самоочищаемость беговой части шины при движении по деформируемым грунтам;
• минимальные биение и дисбаланс;
• для повышения плавности хода автомобиля колеса должны иметь минимальный вес.

К основным элементам автомобильного колеса относятся шины, ободья, соединительные элементы и ступицы. Все эти составные части могут быть выполнены в широком диапазоне конструктивных особенностей в зависимости от назначения автомобиля, условий его эксплуатации и других требований.

***

Типы автомобильных колес

Автомобильное колесо состоит из следующих элементов (рис. 1): шины, ободьев 3, 10, соединительных частей с деталями крепления и ступицы. Соединительной частью может быть диск 4, неразборно присоединенный к ободу (дисковое колесо) или спицы, представляющие собой часть ступицы (бездисковое колесо или спицевое колесо).

Ступица обеспечивает установку колеса на балке моста на подшипниках. Если ступица отсутствует, колесо устанавливается на фланце полуоси, которая, в свою очередь, устанавливается на подшипниках в балке моста.



Автомобильные колеса классифицируются по двум основным показателям – назначению и конструкции.

По назначению различают ведущие, управляемые, комбинированные и поддерживающие колеса.

Ведущие колеса преобразуют подводимый к ним крутящий момент в тяговую силу, а свое вращение – в поступательное движение автомобиля.

Управляемые колеса изменяют направление движения автомобиля, оставаясь ведомыми, т. е. они не воспринимают крутящий момент от трансмиссии автомобиля и служат лишь для маневрирования.

Поддерживающие колеса также являются ведомыми и служат для восприятия осевой нагрузки и толкающей силы от рамы или кузова автомобиля, преобразуя ее в свое вращательное движение. Поддерживающие колеса часто выполняют на специальной подъемной оси грузовых автомобилей или полуприцепов, и при движении автомобиля без груза они вместе с осью поднимаются к раме автомобиля, чтобы уменьшить сопротивление качению. Колеса задних осей автомобильных прицепов тоже в большинстве случаев являются поддерживающими.

Комбинированные автомобильные колеса являются одновременно и ведущими и управляемыми. К такому типу колес, например, относятся передние колеса переднеприводных легковых автомобилей.

По конструкции колеса бывают дисковые, бездисковые и спицевые.

В дисковых колесах стальной штампованный диск приваривается к ободу, а в литых колесах из легких сплавов (алюминиевых, магниевых) диск отливается совместно с ободом.

Бездисковые колеса имеют соединитель, изготовленный совместно со ступицей. Бездисковые колеса имеют ряд существенных преимуществ перед дисковыми – они проще по конструкции, имеют меньшую массу (на 10…15%), большую долговечность, более низкую стоимость, удобнее при монтаже и демонтаже, обеспечивают лучше охлаждение тормозных механизмов. Кроме того, они дают возможность устанавливать на одной и той же ступице ободья разной ширины, что позволяет использовать различные шины на одном и том же автомобиле. Бездисковые колеса устанавливаются, например, на автомобилях марки «КамАЗ».

В спицевом колесе в качестве соединителя используют спицы. Спицевые колеса применялись на первенцах автомобилестроения, в конструкции колес современных автомобилей спицы встречаются крайне редко, главным образом – на спортивных автомобилях, обеспечивая меньшую массу колеса и лучшее охлаждение тормозных механизмов. В настоящее время в массовом производстве спицевые колеса для автомобилей практически не применяются из-за недостаточной надежности соединительных элементов – спиц, которые, к тому же, нуждаются в постоянном обслуживании. Их чаще можно увидеть в колесах велосипедов и мотоциклов, где весу колеса уделяется большое внимание.

***

Автомобильные шины



k-a-t.ru

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 автомобиль начала XX века победителем любой гонки того времени.

Вот основные этапы развития шины.

На обод надевают кольцо, сделанное из резинового рукава. Кольцо служит внутренней камерой шины; камеру окружают прочной защитной резиновой покрышкой на парусиновой основе; небольшие гвозди не могут пробить теперь толщу покрышки. Парусиновую основу заменяют каркасом из одних продольных нитей (корд), чтобы уменьшить трение, нагрев и разрушение нитей. Для облегчения смены шин колеса снабжают съемными ободьями, а затем выполняют легкосъемными и сами колеса вместе с шинами.

Давление в шинах все понижается, возрастает объем камеры, т. е. диаметр сечения шины; в современных шинах давление составляет всего 1 —1,7 кг/см2. Наконец, появляются бескамерные шины, у которых плотное соединение края покрышки с ободом колеса создает герметическое пространство внутри покрышки:

• клапан шины вентиль — устанавливают непосредственно на ободе
• внутренняя поверхность покрышки покрыта клейкой массой, которая обволакивает отверстие в случае прокола
• шина срослась с колесом в единое целое

Рис. Разрез бескамерной шины.

Нужно особо отметить деталь колеса, как бы связывающую колесо с шиной, — обод. Обод постепенно становится все шире, обеспечивая шине более широкую опору для сохранения радиальной эластичности шины без чрезмерного увеличения ее боковой эластичности при низком давлении (т. е. получение плавности хода без ухудшения устойчивости).

Таким образом, главными направлениями развития конструкции автомобильного колеса являются: уменьшение его диаметра (особенно диаметра обода) и веса при увеличении ширины обода и профиля шины, повышение эластичности шины, объединение колеса и шины в один неделимый механизм, упрощение конструкции колеса.

Только одно не изменилось в пневматической шине в процессе ее развития — это воздух.

До недавнего времени многие расчеты автомобиля были почти целиком основаны «по старой памяти» на жестком колесе. Однако «поведение» машины на эластичных колесах, особенно при движении с высокой скоростью, оказалось в действительности настолько отличным от «поведения» железнодорожного вагона или телеги, что науку о движении автомобиля пришлось изменить, и это затронуло, практически, все качества автомобиля.

В шине нагрузку от автомобиля главным образом несет воздух. И поэтому существует единый для всяких пневматических шин —старых, новых и будущих, высокого и низкого давления, малых и больших, камерных и бескамерных — закон грузоподъемности шины.

В основе этого закона лежит предпосылка, что на единицу количества воздуха, находящегося в шине, должно приходиться определенное всегда одинаковое количество килограммов нагрузки. Другими словами, отношение нагрузки Gк, приходящейся на колесо, к количеству сжатого воздуха в камере шины должно быть постоянным. Назовем это отношение показателем удельной грузоподъемности шины.

Количество воздуха в шине можно найти, применив закон физики, по которому объем газа уменьшается пропорционально увеличению давления:

po/p = Vk/Vo

Если объем камеры равен Vk, а давление воздуха в ней равно р, то для накачки шины потребуется взять Vo литров воздуха из атмосферы, где давление составляет рo = 1 кг/см2. Из уравнения находим, что:

Vo = Vk * p/po = Vo*p

Теперь можно написать уравнение для показателя удельной грузоподъемности шины, который обозначим буквой nш («эта»):

nш = Gk / Vo = Gk / VkP кг/л

Так как нагрузка на шину воспринимается не только находящимся в ней воздухом, но и (в небольшой степени) корпусом покрышки, жесткость покрышки должна быть учтена при расчетах удельной грузоподъемности шины. Опытным путем доказано, что в данном случае жесткость покрышки для различных шин можно считать более или менее постоянной, поэтому достаточно прибавить к значению давления в шине р постоянную величину; эта величина примерно равна единице. Тогда уравнение показателя удельной грузоподъемности шины для неподвижного колеса примет такой вид:

nшс =Ggk / Vk * (p + 1) кг/л

Необходимо внести в это уравнение еще одно дополнение.

При движении автомобиля на шину действуют не только вес автомобиля, но и центробежные и другие силы. Эти дополнительные нагрузки на единицу объема шины возрастают с уменьшением радиуса колеса, так как увеличивается число оборотов колеса, необходимое для достижения автомобилем той или иной скорости, а следовательно растет центробежная сила и т.д. Поэтому в числитель уравнения нужно включить множитель (поправочный коэффициент), примерно пропорциональный радиусу колеса. Для упрощения принимаем этот коэффициент равным D + 2b / 2, где D — диаметр обода в дюймах, b — размер профиля шины в дюймах, как они обозначены в торго вой маркировке шины. Тогда уравнение принимает вид:

nш = Gk (D + 2b) / 2Vk * (p + 1) кг*дюйм/л

Рис. Размер шины

Объем шины (камеры) можно упрощенно представить как объем геометрического тела, называемого тором (кольцо с круглым сечением, «баранка»), у которого внутренний диаметр равен диаметру обода D, а диаметр сечения равен размеру сечения профиля шины b.

Изучение шин показывает, что действительный объем шины примерно на 25% меньше подсчитанного таким образом ее объема, так как сечение шины не совсем круглое.

Коэффициент nш равен для шин легковых автомобилей 77,5, для шин грузовых — несколько ниже (в связи с большим сроком ходимости): 70,5 для шин с сечением до 10 дюймов и 60,5 для шин большего размера. Зная показатель удельной грузоподъемности шины, можно с достаточной точностью определять допустимую нагрузку на шину, внутреннее давление в шине для данных условий работы и т. д.

На основе этих законов разработаны номограммы (графики) для выбора шин. Из рассмотрения номограмм для шин легковых автомобилей можно сделать вывод, что существует зависимость между рекомендуемой наибольшей (по нагрузке на шину) скоростью автомобиля Va, наружным диаметром шины (или радиусом ro) и внутренним давлением в шине.

Номограмма для легковых автомобилей состоит из четырех графиков. На верхнем левом (главном) графике, на левой (вертикальной) оси нанесены значения наружного диаметра шины Dk, на поле графика — две группы кривых: для диаметров обода D и для ширины профиля b.

Рис. Номограмма для определения характеристики шин легковых автомобилей. Пример пользования номограммой показан жирной линией.

Рис. Номограмма для определения характеристики шин грузовых автомобилей.

Горизонтальная ось графика связана с нижним левым графиком, вертикальная шкала которого показывает давление в шине, а кривые на поле графика соответствуют различным нагрузкам, приходящимся на колесо. Два правых графика служат для уточнения характеристики шины в случае, если нужно эксплуатировать шину со скоростями, большими чем нормальная.

На номограмме толстыми линиями показан пример пользования ею. Пусть будут заданы: наружный диаметр шины около 700 мм (около 28 дюймов), желательное по соображениям плавности хода и устойчивости давление в шине 2 кг/см2, нагрузка на шину 420 кг.

Находим на вертикальной оси главного графика значение 28 дюймов и проводим отсюда горизонтальную линию. Затем находим кривую нагрузки 420 (между кривыми 400 и 450) и точку ее пересечения с горизонталью, соответствующей давлению в шине 2 кг/см2; из этой точки пересечения проводим вертикальную линию до пересечения с проведенной ранее прямой на уровне 28 дюймов. Точка пересечения указывает искомые ширину профиля и диаметр обода.

Это шина 6.00—16, устанавливаемая на автомобиле М-20 «Победа», причем рекомендуемая наибольшая скорость движения составляет около 113 км/час (правый верхний график).

При необходимости изменить один из параметров потребуется изменить и некоторые другие. Так, если скорость систематически или в продолжительном пробеге составляет 120 км/час, нужно уменьшить нагрузку или увеличить давление в шине до 2,25 кг/см2 (правая нижняя часть номограммы), что должно быть учтено при выборе жесткости подвески.

Номограмма для грузовых автомобилей не имеет правых двух графиков. В остальном пользоваться ею можно так же, как и описанной выше номограммой для легковых автомобилей. Если измерить расстояние от центра неподвижного колеса до поверхности дороги, называемое статическим радиусом rс, оно окажется меньшим, чем наружный радиус колеса с шиной ro, измеренный в других точках, так как вследствие эластичности шина сминается под действием нагрузки. Величина ro — rc = fш называется статическим прогибом шины (т. е. прогибом шины в положении, когда автомобиль неподвижен). Нагрузка в кг, вызывающая статический прогиб в 1 см, определяет жесткость шины. Жесткость шины Сш в кг/см2 находится из уравнения

Cш = Gk / fш

где Gk — нагрузка на колесо в кгfш — статический прогиб шины в см

Рис. Радиусы колеса с шиной

При движении автомобиля в связи с увеличением давления в шине от ее нагрева и вследствие действия центробежной силы радиус колеса слегка увеличивается. Наоборот, при передаче крутящего момента радиус может несколько уменьшиться. Таким образом при движении автомобиля так называемый радиус качения rk может изменяться, но это изменение так незначительно (3—6 мм), что дальше оно учитываться не будет, поэтому можно считать rc = rk.

Таблица. Сравнение размеров зарубежных шин прежних и современных выпусков

Решающее значение для грузоподъемности шины имеет сечение профиля, а не диаметр обода. О том, как влияет введение уменьшенных диаметров ободов и увеличенных профилей шин на их удельную грузоподъемность (или нагруженность), свидетельствует сравнение показателя nш для новейших заграничных шин и шин первых выпусков. Первые шипы иностранных фирм имели так же, как и отечественные, постоянный, но несколько более высокий показатель nш по сравнению с показателем для современных шин, так как в то время фирмы задавали большую нагрузку на шины. Это делалось по коммерческим соображениям, а также вследствие наличия большого процента натурального каучука в шинах и в расчете на работу легковых автомобилей в основном в условиях хороших городских дорог и на автомагистралях. Нагруженность введенных новых шин резко снизилась, несмотря на сохранение наружного диаметра и снижение давления в шинах для улучшения плавности хода автомобиля. Снижение нагруженности шины вызвано стремлением без ущерба для ее срока службы увеличить скорость автомобиля.

Увеличить скорость, улучшить условия перевозки пассажиров и груза, продлить срок службы и тем самым повысить экономичность автомобиля — это наиболее заметные направления развития колес и шин, и они полностью совпадают с главными задачами по усовершенствованию автомобиля.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Устройство шин и колес легковых автомобилей

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Автомобильные шины

Устройство шин и колес легковых автомобилей

К современным шинам, работающим на высоких скоростях движения, предъявляют ряд требований по обеспечению надежной и безопасной работы автомобиля, его высокой комфортабельности и экономичности. Шины должны длительное время надежно работать в различных условиях эксплуатации, обеспечивать высокие сцепные качества с опорной поверхностью, а также хорошую устойчивость и управляемость автомобиля. Комфортабельность езды обусловливается оптимальными жестко-стными параметрами и амортизационной способностью шин, а также бесшумностью при качении. Экономичность шин определяется сопротивлением качению, долговечностью, грузоподъемностью, массой и стоимостью изготовления.

Степень совершенства конструкции шины оценивают довольно большим числом ее параметров и характеристик.

ГОСТ 17697—72 определяет упругие свойства шины— коэффициенты нормальной, боковой, крутильной и угловой жесткости, коэффициенты тангенциальной эластичности и сопротивления боковому уводу. К статическим характеристикам шины относят ряд параметров, характеризующих ее геометрические и весовые данные.

Важнейшие характеристики шин-—показатели коэффициентов сцепления и сопротивления качению. Немаловажное значение имеют характер распределения нормальных и касательных напряжений в плоскости контакта шины с дорогой, величина дисбаланса и степень неоднородности шин. Существует еще ряд характеристик, отражающих те или иные свойства шины: величина критической скорости, показатели температурного состояния шины и ее износостойкости и др.

Однако шины высокого качества полностью проявят заложенные в них работоспособность и свойства лишь при правильной эксплуатации, для чего необходимо знание специфики их работы.

По конструктивному исполнению каркаса шины различают диагональные и радиальные. Все шины легковых автомобилей в зависимости от отношения высоты профиля Я к ширине профиля В (рис. 1) разделяются на две группы: низкопрофильные с Н : В ^ 0,88 и сверхнизко-профильные с 0,82. Радиальные шины второй группы дополнительно представлены серией 70 с Н ^ 0,70 и серией 60 с Н : В ^ 0,60.

1. Шины с диагональным расположением нитей корда в каркасе

Современная шина представляет собой резинокорд-ную оболочку довольно сложной конструкции. Камерная шина легковых автомобилей состоит из покрышки и камеры. Бескамерная шина состоит из одной покрышки. Укоренилось понятие шины, тождественное с понятием покрышка, поэтому при описании рабочих процессов и конструктивных особенностей, связанных с автомобильным колесом, как правило, применяют термин «шина».

Покрышка имеет следующие основные части: каркас, подушечный слой, протектор, боковины и борта.

Рис. 1. Обозначение размеров шины

Рис. 2. Покрышка с диагональным расположением нитей корда в каркасе: 1 — протектор; 2 — слой каркаса; 3 — слои брекера; а — угол наклона нитей корда

Каркас — основная часть покрышки, составляющая е силовую основу. Он воспринимает усилия от давления воздуха при накачивании и передает нагрузки, действующие на ШИНУ с0 СТ0Р0НЫ дороги, на колесо. Каркас состоит из нескольких, наложенных друг на друга, слоев прорезиненного корда и резиновых прослоек. Материалами кордных нитей служат хлопок, вискоза, капрон, нейлон, стальная проволока, стекловолокно и др.

В покрышках с диагональным расположением нитей корда в каркасе (называемых также просто диагональными или обычными шинами) нити корда в слоях каркаса (рис. 2) идут от борта к борту по диагонали, т. е. находятся в плоскости, которая составляет определенный угол а с поперечной (меридиональной) плоскостью, проходящей через ось вращения колеса.

Нити смежных слоев каркаса диагональной покрышки перекрещиваются друг с другом, образуя ромбическую сетку. Изменение формы профиля шины при накачивании ее воздухом происходит в основном при небольшом давлении воздуха (~0,5 кгс/см2). Дальнейшее повышение давления незначительно сказывается на изменении конфигурации профиля. Это объясняется тем, что вначале нагрузка от внутреннего давления воздуха воспринимается резиной каркаса, что влечет за собой существенные деформации. В получившейся под действием внутреннего давления воздуха равновесной конфигурации каркаса вся нагрузка воспринимается нитями корда.

Форма профиля накачанной шины зависит от длины нити корда в покрышке от борта к борту, от угла между нитями корда и ширины обода.

Брекер покрышки представляет собой резиновые или резино-кордные слои, расположенные между каркасом и протектором. Брекер нужен для усиления каркаса и улучшения связи между каркасом и протектором. Он смягчает воздействие ударных нагрузок на каркас покрышки и более равномерно распределяет по его поверхности действующие со стороны дороги усилия.

Протектором называют толстый слой резины, расположенный с внешней стороны по беговой части покрышки. Назначение протектора состоит в том, чтобы обеспечивать покрышке износостойкость, хорошее сцепление с дорогой, ослаблять воздействие ударных нагрузок на каркас, снижать колебания, предохранять каркас и камеру от механических повреждений. Протектор имеет рельефный рисунок, глубина и форма которого обусловливаются многими конструктивными и эксплуатационными факторами. От рисунка протектора зависит сцепление шины с дорогой, сопротивление истиранию и сопротивление качению, отвод влаги из плоскости контакта и отвод тепла от каркаса, бесшумность при движении автомобиля, давление на каркас и дорогу.

Боковинами называют резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от влаги и механических повреждений. На боковинах наносят размер покрышки, ее номер, дату изготовления и другие обозначения. Бортами называют жесткие части покрышки, служащие для крепления ее на ободе колеса.

Диагональные камерные шины самые распространенные. Их конструкция хорошо отработана, они достаточно надежные и обеспечивают высокие эксплуатационные свойства автомобиля.

Основной недостаток камерной шины — она не обеспечивает безопасной езды, особенно на высоких скоростях, при проколах и повреждениях, когда резко снижается давление воздуха. Быстрое и внезапное падение давление воздуха в шине приводит к резкому ухудшению характеристик ее работы, в том числе уменьшению радиуса качения и сопротивления боковому уводу, в результате чего автомобиль изменяет направление движения.

Рис. 3. Бескамерная шина: 1 — борт; 2 — протектор; 3 — брекер; 4 — каркас; 5 — герметизирующий слой; 6 — вентиль; 7 — обод

Бескамерная шина в отличие от обычной покрышки имеет на внутренней поверхности герметизирующий слдй (рис. 3), уплотнительные бортовые ленты, несколько меньший посадочный диаметр, специальную форму и конструкцию борта, обеспечивающие более плотную посадку шины на обод колеса. Бескамерные шины монтируют на специальные герметические колеса. Вентиль крепится герметично непосредственно в ободе колеса. Бескамерная шина более безопасна при повреждениях, что особенно важно при высоких скоростях движения. В результате повреждения давление воздуха в камерной шине резко падает и возникает опасная ситуация. В бескамерной шине при проколе воздух может выходить только через небольшое образовавшееся отверстие, которое стягивается герметизирующим слоем, вследствие чего происходит постепенное и медленное снижение давления воздуха.

Бескамерные шины меньше греются при эксплуатации. Однако из-за увеличенного натяга бортов на полках обода более сложен демонтаж шин и поэтому рекомендуется применять специальное оборудование. Для надежного монтажа шин на обод необходима определенная скорость накачки, что затрудняет использование ручного насоса.

К колесам бескамерных шин предъявляются более высокие требования, чем к камерным. Колеса бескамерных шин должны иметь лучшую герметичность и большую жесткость, а закраины — лучше противостоять воздействию внешних сил.

2. Шины с радиальным расположением нитей корда в каркасе (шины Р)

Основное отличие покрышек с радиальным расположением нитей корда в каркасе (радиальные шины, называемые водителями также «мягкими») от диагональных состоит в конструкции слоев каркаса (рис. 4). Нити корда в слоях каркаса в радиальных покрышках идут от борта к борту по радиусу профиля, т. е. располагаются в поперечной (меридиональной) плоскости, проходящей через ось вращения. Поэтому кордные нити соседних слоев не перекрещиваются, как в диагональных покрышках, а число слоев в каркасе может быть четным и и нечетным. Такое расположение нитей улучшает условия их работы. Число каркасных слоев в радиальных покрышках значительно меньше, чем в диагональных, кроме того, радиальные покрышки имеют очень жесткий брекерный пояс, состоящий из нескольких слоев, нити в которых расположены под углом 70—85° к поперечной (меридиональной) плоскости сечения.

Брекерный пояс ограничивает возможность каркаса увеличивать свой наружный диаметр при накачивании шины воздухом и тем самым воспринимает на себя нагрузку. В зависимости от диаметра и ширины брекерного пояса изменяется конфигурация профиля шины и отношение между величиной нагрузки, воспринимаемой поясом и каркасом.

Такое сочетание конструкции каркаса и брекера, когда радиально расположенные нити корда в каркасе являются как бы

диагоналями ромбов, образованных нитями корда бре-кера, делает коронную часть шины (в зоне беговой поверхности) как бы нерастяжимой гибкой лентой. Это означает, что при качении она ведет себя подобно тракторной гусенице. При этом смещение элементов протектора относительно опорной поверхности существенно Меньше, чем у шин диагональной конструкции. Особенно это сказывается на выходе элементов протектора из зоны контакта при передаче колесом тяговой, тррмозной и боковой сил. Следовательно, трение в контакте радиальных шин меньше, а износостойкость выше.

Боковины радиальных шин имеют более толстый слой качественной резины, который необходим для улучшения связи радиально расположенных нитей каркаса в окружном направлении и предохранения их от механических повреждений. Бортовая часть радиальных покрышек работает в более тяжелых условиях, чем у обычных шин, поэтому бортовые кольца делают более прочными, а борта более жесткими.

Рис. 4. Покрышка с радиаль 1 — протектор; 2 — слои каркаса; 3 — слои брекера

3. Камеры и вентили

Камера представляет собой кольцевую трубу, изготовленную из высокоэластичной резины с низкой газопроницаемостью и снабженную вентилем. Поскольку резина камеры не является абсолютно непроницаемой, то воздух , находящийся под давлением, постепенно проникает (диффундирует) через ее стенки наружу, в результате чего давление воздуха понижается.

Размеры камеры несколько меньше внутренней полости покрышки, поэтому растягивание камеры при накачивании ее воздухом препятствует образованию складок.

Вентиль камер представляет собой воздушный клапан, служащий для пропуска воздуха внутрь камеры при накачивании и предотвращения выхода его наружу.

Для камер легковых шин применяют в основном ре-зинометаллические вентили (рис. 5). Вентиль состоит из резинового основания и металлического корпуса. Резиновым основанием вентиль привулканизируется к камере. В корпус вентиля ввертывается золотник Сп В5-33 или Сп В5-20. Герметичность вентиля определяется плотностью прилегания резиновой конусной манжеты золотника к соответствующей конусной поверхности в золотниковой камере корпуса.

Рис. 5. Вентиль ЛК с обрезиненным корпусом для камер легковых шин: а — вентиль в сборе; б — золотник Сп В5-20; в — золотник Сп B5-33; 1 — резиновое основание; 2 — корпус вентиля; 3 — золотник; 4 — колпачок-ключик; 5 —резиновая манжета; 6 — чашечка

Для предохранения золотника от попадания влаги и грязи на вентиль навертывают колпачок-ключик (Сп В8), служащий также для ввертывания и вывертывания золотника из вентиля.

Для подачи воздуха в камеру необходимо нажать на верхний конец стержня золотника, что обеспечивается устройством в головке шланга насоса. Сжатый воздух, поступающий из насоса, отжимает вниз чашечку и поступает в камеру.

4. Колеса

Колеса легковых автомобилей однотипны по конструкции и представляют собой неразъемное соединение обода с диском. В средней части обода имеется кольцевое углубление, повышающее жесткость обода и облегчающее монтаж и демонтаж шин. Колеса предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным покрытием и при высоких скоростях движения, поэтому биение колес ограничивается 1,2 мм, а биение ширины профиля ±1,5 мм. При монтаже шин их борта устанавливают на конические полки обода. Для камерных и бескамерных шин наклон конических посадочных полок обода составляет 5°±Г. Величина натяга бортов камерных шин на конических полках обода составляет 0,75— I 0 мм на диаметр, а величина натяга бортов бескамерных шин 1,2— 1,5мм.

Рис. 6. Колесо легкового автомобиля (а) и профиль полки обода (б) для бескамерной шины: 1 — обод; 2 — диск; 3 — ребра жесткости; 4 — выступ для крепления декоративного колпака; 5 — выступ-хамп

Для повышения надежности закрепления борта бескамерной шины на конической полке обода делают специальный кольцевой выступ-хамп (рис. 6), который способствует удержанию борта шины от срыва с полки обода при воздействии на колесо больших боковых сил.

Крепежные отверстия дисков колес легковых автомобилей имеют конические фаски (60°). Они нужны для центровки и предотвращения самоотвертывания крепежных гаек.

Колеса обозначают основными размерами (в миллиметрах или дюймах) обода — шириной между закраинами внутри обода и диаметром посадочных полок (ГОСТ 10408-74). После первого размера ставится буква латинского или русского алфавита, характеризующая комплекс размеров бортовой закраины обода. Например, колеса автомобилей ВАЗ-2101 имеют обозначение 114-330.

Если колесо обозначено одной группой цифр, то они определяют первый размер, т. е. его ширину по посадочным полкам.

5. Маркировка и обозначение шин

Размеры шин принято обозначать двумя числами, первое из которых указывает ширину профиля В, а второе — посадочный диаметр d шины. В соответствии с ГОСТ 20993-75 диагональные низкопрофильные шины имеют дюймовое обозначение, диагональные и радиальные сверхнизкопрофильные шины имеют смешанное обозначение — в дюймах и миллиметрах. На боковинах покрышки наносится сокращенное обозначение завода-изготовителя (Вл. — Волжский,’ В — Воронежский, Е — Ереванский, Л — Ленинградский, М — Московский, Я — Ярославский и др.), дата выпуска шины (месяц и год выпуска), а также серийный номер.

Шины с радиальным расположением нитей корда в каркасе обозначаются буквой R, например 165R13. На шинах могут быть и другие дополнительные маркировки или обозначения, например: «бескамерная»; для шин, предназначенных для ошиповки, буква Ш; балансировочная метка (светлый кружок), обозначающая самую легкую часть покрышки.

В зависимости от скорости движения автомобиля шины подразделяются на скоростные категории с соответствующей маркировкой.

Заводы-изготовители гарантируют пробег шин в пределах норм, указанных в ГОСТе или технических условиях, на шины легковых автомобилей в течение 5 лет с момента их изготовления до восстановительного ремонта, включая в этот срок и время складского хранения. По ГОСТ 4754-74 для диагональных шин гарантийный пробег составляет 33 тыс. км, для шин размером 6,15—13— 27 тыс. км, для шин размером 5,20—13—24 тыс. км.

Для радиальных шин гарантийный пробег равен 40 тыс. км, а для шин с зимним рисунком протектора нормы гарантийного пробега снижаются на 10%.

Указанные гарантии завод обеспечивает при условии, что эксплуатация и хранение шин соответствуют «Правилам эксплуатации автомобильных шин», утвержденным Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР.

Читать далее: Эксплуатация шин

Категория: - Автомобильные шины

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Пять примеров моноколесного транспорта - Колеса.ру

Как ни странно, идея использования лишь одного колеса в движущихся экипажах зародилась около полутора веков назад и уже претерпела несколько стадий развития, в том числе и свой ренессанс. Но тот факт, что теперь мы все можем приобрести автономную одноколесную платформу Airwheel с крохотным запасом хода, вовсе не означает, что подобные проекты прекратили свое развитие. Наоборот, к их разработке подключились даже мировые бренды, что уже намекает на перспективы в будущем. Пока же я предлагаю ознакомиться с самыми удивительными аппаратами, которые энтузиасты за это время собрали в своих гаражах. Проверяем нашу вертикальную устойчивость и погнали!

Марш одиноких

Назвать одинокими странных изобретателей, полюбивших в «мобилях» всего одно колесо, можно не только за характер их проектов, но и за всеобщее непонимание, с которым они сталкивались. Всего, начиная с 1867 года и заканчивая сегодняшним днем, общее количество запатентованного транспорта с моноколесом перевалило за 40. Однако многие из этих конструкций оказались настолько заковыристыми с технической точки зрения, что обречены оставаться на бумаге и теперь. А те, что все-таки увидели свет, можно пересчитать по пальцам.

1 / 4

«Золотой век» моноцикла пришелся на 20-30-е годы прошлого века. Тогда было запатентовано минимум 6 разных аппаратов с бензиновыми и даже электродвигателями. Ну и конечно, свое отражение это нашло в массовой культуре. В головах любителей фантастики они принимали самые разные размеры и формы. Пророчили даже появление танка-одноколесника!

2 / 4

«Золотой век» моноцикла пришелся на 20-30-е годы прошлого века. Тогда было запатентовано минимум 6 разных аппаратов с бензиновыми и даже электродвигателями. Ну и конечно, свое отражение это нашло в массовой культуре. В головах любителей фантастики они принимали самые разные размеры и формы. Пророчили даже появление танка-одноколесника!

3 / 4

«Золотой век» моноцикла пришелся на 20-30-е годы прошлого века. Тогда было запатентовано минимум 6 разных аппаратов с бензиновыми и даже электродвигателями. Ну и конечно, свое отражение это нашло в массовой культуре. В головах любителей фантастики они принимали самые разные размеры и формы. Пророчили даже появление танка-одноколесника!

4 / 4

«Золотой век» моноцикла пришелся на 20-30-е годы прошлого века. Тогда было запатентовано минимум 6 разных аппаратов с бензиновыми и даже электродвигателями. Ну и конечно, свое отражение это нашло в массовой культуре. В головах любителей фантастики они принимали самые разные размеры и формы. Пророчили даже появление танка-одноколесника!

Первый внятный проект «уницикла», или велосипеда с одним колесом, возник в 1884 году. Автор оного в историю не попал, т.к. идентифицировать его возможности не представилось. Зато концепция предложенного им транспорта стала отправной точкой для дальнейших исследований одноколесного транспорта. И следующий подобный проект был зарегистрирован через 20 лет, в 1904-ом, уже с бензиновым двигателем на борту. Кроме оснащения, у одноколесника поменялось и название – моноцикл. Правда, стало звучать основательнее? В 1910 году одним из них первых таких аппаратов, воплощенных в металле, стал моноцикл Эдисона-Путона, построенный во Франции. До наших дней он не сохранился, зато немец Ф. Шленкером представил полностью рабочую копию этой машины. Ее единственное колесо приводится в движение аутентичным одноцилиндровым бензиновым двигателем De Dion объемом 150 см³ и мощностью 3,5 л. с.

1 / 3

«Золотой век» моноцикла пришелся на 20-30-е годы прошлого века. Тогда было запатентовано минимум 6 разных аппаратов с бензиновыми и даже электродвигателями. Ну и конечно, свое отражение это нашло в массовой культуре. В головах любителей фантастики они принимали самые разные размеры и формы. Пророчили даже появление танка-одноколесника!

2 / 3

«Золотой век» моноцикла пришелся на 20-30-е годы прошлого века. Тогда было запатентовано минимум 6 разных аппаратов с бензиновыми и даже электродвигателями. Ну и конечно, свое отражение это нашло в массовой культуре. В головах любителей фантастики они принимали самые разные размеры и формы. Пророчили даже появление танка-одноколесника!

3 / 3

«Золотой век» моноцикла пришелся на 20-30-е годы прошлого века. Тогда было запатентовано минимум 6 разных аппаратов с бензиновыми и даже электродвигателями. Ну и конечно, свое отражение это нашло в массовой культуре. В головах любителей фантастики они принимали самые разные размеры и формы. Пророчили даже появление танка-одноколесника!

На 1911 год пришелся патент моноцикла с установленным толкающим винтом от американца Тома Коутса Клинтона. На сей раз «прогрессивный» транспорт представлял собой огромное, в человеческий рост колесо с внутренней рамой, к которой крепился мотор, а также платформа с сиденьем и стабилизирующими колёсиками. Премьеру устройства организовали на Миланской выставке, которую во всех подробностях документировала газета «La Vie de l’Automobile». И хотя моноцикл поверг почтенную публику в шок и трепет, хода изобретению не дали.

Особенности:

В начале ХХ века человечество воспринимало скептически даже четырехколесные автомобили, считая их новомодной диковиной. Что уж говорить о моноцклах, в которых люди видели едва ли не инопланетные корабли. И хотя их образы вдохновили многих иллюстраторов, будущее для такого транспорта в те годы было предопределено.

Динасфера

Этот проект возник в 1932 году и получился настолько большим, нет, просто гигантским, что не раз заставлял своего создателя сменить исподнее. Ведь в борьбе с низкой устойчивостью одноколесного транспорта доктор Джон Арчибальд Первес не придумал ничего лучше, как использовать в конструкции Dynasphere широкую несущую раму. В итоге получилось трехметровое стальное колесо весом около 450 кг, которым д-р Первес попытался заменить всю автомобильную отрасль на планете.

К счастью, промышленной революции по версии доктора не случилось. Мегаколесо Dynasphere на проверку оказалось даже более устойчивым, чем предполагал его создатель. Рулевое управление в нем отсутствовало напрочь, и чтобы задать траекторию движения этого аппарата на скорости 40 км/ч, водителю приходилось отклоняться вправо или влево, тем самым смещая центр тяжести Dynasphere. Надо ли говорить обо всех опасностях такого передвижения?

Впрочем, Первес был не только фанатом сферических путешествий – практическая жилка в его характере также присутствовала. Глядя как зеваки разбегаются прочь от его громадного моноцикла, доктор решил упростить процесс вождения оного. Вторым вариантом Dynasphere оказался двухместный экипаж, приводимый в действие 6-сильным бензиновым двигателем. Водительская платформа, на которой размещались также пассажир и силовой агрегат, была оборудована подвеской с регулируемым углом наклона относительно колеса. Это позволяло управлять движением Dynasphere как в обычном автомобиле, т.е. поворотом руля. Гордый своим открытием Д. А. Первес модернизировал Динасферу, разработав платформу для перевозки пяти и даже восьми человек! Такая вместительность впечатляла, только вот полностью укомплектовать экипаж для новых испытаний доктору не удалось.

Особенности:

При всем своем гротеске и неуклюжести, Dynasphere существенно ускорила развитие моноциклов. Ведь обрубив шар с двух сторон относительно центра, д-р Первес устранил главный недостаток подобного транспорта – его неустойчивость.

Байкер и его лень

На самом деле, 47-летний Керри Маклин – убежденный фанат мотоциклов, скорости и экстремальной езды. Но все же построить кастомный байк «о двух копытах» для него оказалось задачей куда более сложной, чем сварганить из подручных материалов одноколесное транспортное средство. Идея понравилось американцу настолько, что вскоре он из кустарной самоделки перешел на легальное и востребованное чудаковатой публикой производство!

Первый моноцикл, собранный Маклином, являлся модифицированным тракторным колесом с диаметром около 90 см. Энтузиаст оснастил его бензиновым двигателем водяного охлаждения мощностью в 40 «лошадей». Этого вполне хватило, чтобы разогнаться до 100 км/ч на диковинном аппарате и попасть в Книгу рекордов Гиннесса. Байкер не покидал страницы местных таблоидов и по другой причине: его изобретение стало первым моноциклом, официально зарегистрированным дорожной полицией штата Мичиган.

Конструкторские решения, примененные Маклином, намного превзошли опыт предыдущих моноциклистов. Согласно утверждениям изобретателя, его машина лишена крупнейшего недостатка одноколесников: даже при резком торможении водитель не переворачивается через голову, а лишь немного подается вперед. Аппарат оказался настолько удачным, что Кэрри даже основал собственную компанию McLean Wheel и спроектировал на базе прототипа-рекордсмена маломощную (5 л. с.) и вполне безопасную коммерческую модель. Заплатив $8,5 тыс., всякий фанат экстрима может оказаться в буквальном смысле в центре событий! При этом «тяжелую артиллерию» Маклин приберег для собственных нужд: в его гараже поселились несколько экспонатов, оснащённых V-образной «восьмёркой» от автомобилей Buick Wildcat, McLean V8 и McLean V8 Rocket Roadster. Их мощность благоразумно не указывается автором, но мы-то знаем, что такие тачки комплектовались моторами с потенциалом, колеблющимся с 325 л. с. до 370 л. с.!

Особенности:

Достижения Керри Маклина оказались настолько же удачными, насколько и впечатляющими: мало того, что своим McLean Wheel изобретатель впервые за 60 лет сдвинул эволюцию моноциклов с мертвой точки, он еще умудрился неплохо заработать на этом! А постоянные эксперименты с объемом двигателя недвусмысленно подводят его к новому скоростному рекорду в этой области. Остается только порадоваться отсутствию у м-ра Маклина эмоционального здоровья, ибо нормальный человек, находясь внутри бешено вращающегося колеса, при запланированной в будущем скорости в 160 км/ч явно не выживет…

Одноколесный бунт

В ХХ веке вся история моноцикла строилась вокруг того, что водитель этого транспорта сидит внутри колеса. Но в 2003 году изобретатель Джек Лайалл совершил настоящий переворот, оборудовав кресло пилота снаружи одноколесника. Вся техническая начинка при этом оставалась на своем прежнем месте, что превратило и без того странное средство передвижения в героя постапокалиптических фильмов. Д. Лайалл назвал свое детище RIOT Wheel, что значит «Колесо, изобретенное заново» (англ. ReInvention Of The Wheel).

Устроен данный аппарат весьма остроумно. Чтобы придать ему устойчивость, Лайалл поместил внутрь колеса подвижный противовес массой 204 кг. Вне зависимости от того, бездействует моноцикл или едет, оный всегда занимает такое положение, чтобы уравновесить сидящего водителя. Двигатель Honda объемом 800 см³ и мощностью 6 л. с. установлен по тому же принципу и способен менять своё положение внутри колеса независимо от первого противовеса. При разгоне он сам отклоняется вперёд (или назад при торможении) пропорционально развиваемому крутящему (тормозному) моменту.

Невзирая на неопрятную внешность, в RIOT Wheel м-ра Лайалла был устранен ряд ключевых недостатков моноциклов. Вынесенное вперед посадочное место исключало травмирование водителя летящими из-под колеса камнями и песком, а также ничем не ограничивало его обзор. В «классических» моноциклах часть дороги всегда была скрыта ободом.

Немалую роль для придания устойчивости RIOT Wheel играет и ширина самого колеса. Также моноцикл оснащен 30-килограммовым гироскопом, который, реагируя на усилие рулевых рукояток, способен отклоняться горизонтально и изменять траекторию его движения. В качестве страхующего управление элемента кресло водителя имеет люфт 15º в обе стороны, что также может задавать RIOT Wheel необходимое направление. По словам изобретателя, отклонения центра тяжести моноцикла достаточно для реализации полного крутящего момента двигателя и интенсивного торможения вплоть до юза. При общем весе в полтонны аппарат развивает скорость 46 км/час.

Невзирая на неопрятную внешность, в RIOT Wheel м-ра Лайалла был устранен ряд ключевых недостатков моноциклов. Вынесенное вперед посадочное место исключало травмирование водителя летящими из-под колеса камнями и песком, а также ничем не ограничивало его обзор. В «классических» моноциклах часть дороги всегда была скрыта ободом.

Решился на строительство этого одноколесника Джек Лайалл только лишь ради фестиваля Burning Man, что ежегодно проводится в пустыне Блэк-Рок, штат Невада. На мероприятие съезжаются все любители технологически и эстетически похулиганить. И конечно же, изобретение RIOT Wheel пришлось тамошней публике по вкусу. К публичному успеху своего прототипа Лайалл оказался не готов – вместо того, чтобы почивать на лаврах первоиспытателя «заново изобретенного колеса», засел в гараже с новыми разработками.

Особенности:

Увлеченный случайной идеей, Джек Лайалл объявил в Сети, что собирается усовершенствовать RIOT Wheel, сделав его легче и быстрее. Вместо простейшего ДВС изобретатель планирует применить мощные электродвигатели, которые сделали бы этот моноцикл самым быстрым из существующих в мире. Под этот проект Лайалл даже собирал пожертвования. Вот только средства от них, видимо, пустил «на сторону», ведь никаких рекордов «заново изобретенное колесо» так и не установило.

Самокаты электрические

Сказать, что судьба моноцикла с самого начала не сложилась, значит, не сказать ничего. Если изобразить ее на диаграмме, это будет ровная прямая с редкими «вспышками» от изобретателей-энтузиастов. Всерьез транспортом такого типа не занимался никто, но в 2010 году компания Ryno Motors взялась это исправить.

Тогда инженер Крис Хоффманн заявил о серийном выпуске одноколесного электроскутера собственной разработки. По оценочным меркам, стоимость одной единицы такой техники не превышала $3 500, однако запуск Ryno в массовое производство откладывался раз за разом. Осенью 2011 года речь шла уже о выпуске лимитированной серии в 50 экземпляров. Эти моноциклы, стоимостью $25 000 каждый, должны были быть собраны вручную и служить рекламой грядущего массового производства.

1 / 2

На состояние батареи моноцикла пилоту указывает монитор, меняющий цвет индикатора: при полном заряде тот светится зеленым цветом, когда питания осталось меньше 25% – желтым, меньше 5% – красным. А для того, чтобы полностью зарядить батарею, достаточно лишь 1,5 часа.

2 / 2

На состояние батареи моноцикла пилоту указывает монитор, меняющий цвет индикатора: при полном заряде тот светится зеленым цветом, когда питания осталось меньше 25% – желтым, меньше 5% – красным. А для того, чтобы полностью зарядить батарею, достаточно лишь 1,5 часа.

Почему м-р Хоффманн вообще был уверен, что его новоиспеченная компания останется в плюсе от этой идеи? Все просто: инженер исследовал все существующие на тот момент мобильные аппараты и, выделив их недостатки, понял, что моноцикл их практически полностью устраняет. Ноги пилота Ryno не устают, в отличие от пользователей Segway. Он легок, компактен, прост в обращении. Снаряженная масса этого моноцикла составляет 57 кг. А полного заряда аккумулятора достаточно, чтобы покрыть расстояние в 48 км со скоростью около 40 км/ч. К тому же заряжать Ryno можно от обычной розетки: для этого не нужно тянуть в дом весь «скутер», достаточно вынуть батарею из его корпуса.

Кроме того, новенький моноцикл показал неплохую маневренность. Журналисты, тестировавшие первые модели, утверждали, что научиться управлять Ryno можно всего за несколько минут. Благодаря скрытым внутри карбонового кузова датчикам, одноколесник сам поддерживает свою устойчивость во время движения. Они же отвечают за разгон/торможение, которые происходят с аппаратом, стоит водителю наклониться вперед или назад. Поворачивать в стороны можно и при помощи самого обыкновенного мотоциклетного руля, на котором также присутствуют рычаг тормоза и кнопка акселератора.

Особенности:

Ryno Motors – создатели одноименного моноцикла – настроены серьезно. Они уверены, что создали еще один нишевый продукт, который понравится всем любителям компактного транспорта. На этом одноколесном электроскутере можно легко и удобно добираться до работы, а возможность замедления до неспешного шага позволяет использовать Ryno даже внутри помещений. При этом моноцикл не боится пробок, не представляет проблем с парковкой и не нуждается в заправке дорогостоящим топливом. Быть может, читатель, сейчас ты смотришь на истинный транспорт будущего?

www.kolesa.ru

---

• 
  Тормозной кран прицепа
• 
  Коррозия металлов и способы защиты металлов от коррозии
• 
  Автомобильная дорога это
• 
  Уаз трамблер
• 
  Молоток клепальный
• 
  Кран авто
• 
  Трамблер уаз
• 
  Автомобильная химия
• 
  Устройство экскаватора
• 
  Виды термической обработки стали
• 
  Земляные работы это