Назначение. Классификация. Требования

<34 35 363738 39 40 >

Движителем называется устройство, осуществляющее взаимодействие транспортного средства с опорной поверхностью. Для автомобилей наиболее широкое применение получил колесный движитель – колеса.

Назначение колес:

1. создание на опорной поверхности внешних реактивных продольных сил, вызывающих движение или остановку движущегося автомобиля;

2. создание на опорной поверхности дороги внешних реактивных боковых сил, заставляющих автомобиль двигаться по криволинейной траектории;

3. передача на опорную поверхность силу тяжести автомобиля;

4. уменьшение динамических нагрузок, возникающих при переезде через неровности опорной поверхности.

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

Колеса состоят из следующих основных частей: шины, обода, соединительного элемента с деталями крепления, ступицы и подшипников. Соединительным элементом может быть диск, неразборно присоединенный к ободу (дисковое колесо) или спицы, представляющие собой часть ступицы (бездисковое или спицевое колесо).

Основные требования к колесам:

1. полное соответствие применяемой шине по размерам, жесткости и конструкции обода;

2. надежное крепление к ступице, обеспечивающее легкость монтажа и демонтажа колеса;

3. высокие прочность, долговечность и коррозионная стойкость;

4. минимальные биение и дисбаланс;

5. общие требования.

Основным элементом колеса является шина. Классификация шин производится по следующим основным параметрам:

Основные требования к шинам:

1. хорошее сцепление с дорогой;

2. малое сопротивление качению;

3. соответствие упругих свойств параметрам автомобиля и условиям движения;

4. низкий уровень шума при движении автомобиля;

5. высокие прочность и долговечность;

6. малое давление на грунт (для автомобилей повышенной и высокой проходимости);

7. общие требования.

Хорошее сцепление с дорогой обеспечивается в основном подбором состава резины в шине, оптимальным для данных условий эксплуатации рисунком протектора, поддержанием требуемого давления в шине. Однако увеличение коэффициента сцепления шины с дорогой за счет изменения состава резины в некоторых случаях может привести к значительному сокращению срока службы шины из-за ее быстрого износа.

Малое сопротивление качению обеспечивается в основном теми же мероприятиями, что и хорошее сцепление с дорогой, но уменьшение сопротивления качению может в некоторых случаях сопровождаться уменьшением коэффициента сцепления шины с дорогой.

Высокие прочность и долговечность включают в себя и требования безопасности, а именно:

1. исключение разрыва шины от повышения давления свыше заданного – обеспечивается в основном конструкцией каркаса шины;

2. исключение разрыва шины от центробежных сил, возникающих при высоких скоростях движения – обеспечивается в основном конструкцией каркаса шины; при этом на шинах проставляется маркировка, соответствующая максимальной скорости, при которой может применяться данная шина;

3. надежность герметичного и прочного прилегания бортов шины к бортам обода – обеспечивается в основном высоким качеством изготовления обода и отсутствием на нем дефектов, возникающих в процессе эксплуатации;

4. замедление или предотвращение резкого падения давления при проколе шины – обеспечивается применением бескамерных шин, т.к. герметизирующий слой заполняет прокол.

Малое давление на грунт обеспечивается увеличением поверхности контакта за счет увеличения ширины, диаметра шины и снижения в ней давления. Последнее наиболее эффективно и применяется в виде системы регулирования давления в шинах.

Значение перечисленных требований не одинаково для автомобилей различного типа и назначения. Это объясняет большое разнообразие в конструкции и пропорциях существующих шин.

Автомобильные шины выпускаются в России в соответствии со стандартами, в которых приведены основные параметры автомобильных шин, в том числе максимальная допустимая нагрузка и давление, соответствующее этой нагрузке, а также максимальная допустимая скорость автомобиля с этими шинами. По указанной причине при проектировании задача конструктора ограничивается выбором параметров колес, отвечающих требованиям технического задания и компоновки автомобиля.

Тип шин при проектировании машины определяют исходя из условий эксплуатации и нагрузок, приходящихся на колесо. Нагрузки на колесо обусловлены техническим заданием на проектирование, где указывают общую массу машины, число осей, распределение массы по осям.

Необходимый диаметр обода колеса определяют ориентировочно, исходя из компоновочных и конструктивных соображений (в зависимости от наличия в колесе бортовой передачи, размеров тормозного барабана, необходимого пространства для установки вентилирующего устройства и создания условий для охлаждения и вентиляции тормозного механизма). Размер обода колеса уточняют, принимая во внимание действующий ГОСТ.

По размеру обода колеса определяют профиль шины. Выбранные размеры шин должны удовлетворять требованиям в отношении критической скорости, температуры нагрева, упругих характеристик и грузоподъемности.

12.2. Расчет подшипников ступиц

Подшипники ступиц управляемых колес устанавливают с максимально возможным расстоянием между их центрами для уменьшения усилий, действующих на подшипники от боковых сил. При этом внутренний подшипник обычно имеет большую грузоподъемность, чем наружный.

Расчет подшипников ступиц колес, как и в предыдущих случаях, состоит в определении их долговечности. Для этого необходимо знать значения усилий, действующих на подшипники.

При расчете рассматривают прямолинейное и криволинейное (R = 50 м) движение автомобиля со скоростью 40 км/ч. При этом считают, что автомобиль движется прямолинейно 90% пути, а на поворотах вправо и влево – по 5% пути, причем влиянием силы тяги и углами установки управляемых колес пренебрегают.

При прямолинейном движении автомобиля вертикальную реакцию, действующую на ступицу управляемого колеса, определяют по формуле:

, (12.1)