Изучение особенностей эксплуатации автомобилей на шинах и колесах различного типа

Автомобильные колеса воспринимают всю массу автомобиля и динамические нагрузки, передаваемые на раму или кузов автомобиля, смягчают и поглощают толчки и удары от неровностей дороги. От характера взаимодействия колес с дорогой зависят тяговые и тормозные свойства автомобиля, плавность хода, экономичность, проходимость, устойчивость и управляемость.

Колеса должны иметь минимальное сопротивление качению, хорошие сцепные и демпфирующие свойства, высокие долговечность и износостойкость, бесшумность работы, легкость монтажа и демонтажа, самоочищаемость беговой части шины при движении по деформируемым грунтам.

В соответствии с выполняемыми функциями колеса могут быть ведущие, управляемые, комбинированные (одновременно ведущие и управляемые) и поддерживающие.

Колеса состоят из следующих частей (рис. 6.1): шины, ободья 3, 10, соединительной части с деталями крепления, ступицы и подшипников. Соединительной частью могут быть диск 4, неразборно присоединенный к ободу (дисковое колесо), или спицы, представляющие собой часть ступицы (бездисковое колесо или спицевое колесо).

Пневматическая шина — это упругая оболочка, устанавливаемая на обод колеса и заполняемая воздухом под давлением.

В основу классификации шин положены геометрические размеры и конструктивные признаки (табл. 6.1). К определяющим геометрическим размерам шины относятся наружный диаметр D, ширина В, высота Н профиля, посадочный диаметр d_п и расстояние между бортовыми закраинами обода А. В зависимости от ширины профиля шины делят на крупногабаритные (В ≥ 350 мм), среднегабаритные (В = 200...350 мм) и малогабаритные (В < 260 мм).

В зависимости от способа герметизации внутренней полости шины при сборке с ободом различают камерные и бескамерные шины.

Бескамерные шины — это шины, в которых воздушная полость образуется покрышкой и ободом колеса. Она имеет воздухонепроницаемый слой толщиной 1,5...3 мм, привулканизированный к внутренней стороне покрышки.

1. Классификация шин по профилю

Широкопрофильными шинами в основном заменяют сдвоенные шины обычного профиля. Арочные шины применяют в усло­виях бездорожья для повышения проходимости автомобилей. Их протектор имеет грунтозацепы высотой 30...40 мм. Бескамерные шины низкого давления (пневмокатки) имеют тонкостенную резинокордную оболочку, радиальная деформация которой может составлять до 25...30 % от высоты профиля.

В обозначениях шин указывают размеры D, В, d_п и конструкцию каркаса буквами Р или R (для шин с радиальным кордом). Шины обычного профиля грузовых автомобилей имеют маркировку В— d_п в миллиметрах (дюймах), например 260 — 508 (9,00 — 20). Широкопрофильные шины обозначают тремя числами DxB— d_п в миллиметрах (1770x670 — 635), арочные — двумя DxB (1300x750), пневмокатки — тремя DxBxH (1000х 1000х250).

Рис. 6.1 Автомобильные колеса легкового (а) и грузового (б) автомобилей: 1 — покрышка; 2 —камера; 3, 10— ободья; 4 — диск; 5— крепежное отверстие; 6— привалочная плоскость диска; 7—центральное отверстие; 8 —ободная лента; 9 — вентиль; 11 — съемное бортовое кольцо

Рис. 6.2 Характер деформирования шин при внезапном выпуске из них воздуха: а — профиль обычной шины, смонтированной на глубоком ободе; б — профиль безопасной шины ТМТ; в — профиль безопасной шины DIP

Безопасная шина ТМТ (рис. 6.2, б) по внешнему виду и внутреннему строению близка к обычной бескамерной радиальной шине (рис. 6.2, а), но имеет широкую беговую дорожку и усиленную надбортную часть.

При выходе воздуха из шины, специально выполненные закраины обода опираются через надбортную часть на беговую часть шины, вследствие чего их борта не сходят с полок обода. Боковины, расположенные между ободом и дорожным покрытием, и беговая часть шины служат амортизационной средой и обеспечивают возможность безопасной остановки автомобиля. Чтобы при этом трение резины надбортной части по резине беговой части не было слишком большим, внутри шины на ободе (рис. 6.3) располагают специальные баллончики со смазывающей жидкостью (объемом около 150 см³), которая выдавливается внутрь шины по мере снижения давления. Жидкость не только уменьшает трение и износ соприкасающихся поверхностей, но и герметизирует место прокола. Кроме того, за счет испарения жидкости создается давление около 0,3 кгс/см². Это дополнительно улучшает ездовые качества проколотой шины.

Рис. 6.3 Ободья для безопасных шин ТМТ: а — плоский обод, монтажный ручей которого закрыт пластмассовой лентой; б— разборный обод, снабженный капсулами со специальной жидкостью

Безопасная шина DIP (рис. 6.2, в) по конструкции существенно отличается от известных современных шин. Это бескамерная шина с мощными вогнутыми внутрь цельнорезиновыми боковинами специальной формы, жестким поясом, армированным кордом по окружности, и мощными резиновыми бортами. Шину монтируют на специальный плоский узкий обод. При накачивании воздухом боковины выпрямляются, а резина их получает предварительное сжатие. Шина приобретает характерную треугольную форму. Упругий эффект обеспечивается на 50 % за счет податливости резины и на 50 % за счет воздуха.

При снижении давления воздуха резиновые боковины опира­ются на беговую часть покрышки. В этом случае даже при высоких скоростях обеспечиваются сохранность шины, нормальная управляемость и безопасность автомобиля до полной его остановки.