4.1. Автомобильные колеса

На автомобильном транспорте преимущественное применение получили колеса, поэтому автомобили часто называют колесным транспортом.

Колеса осуществляют связь автомобиля с дорогой. Они обеспечивают движение, поворот, передают вертикальные нагрузки от автомобиля на дорогу, воспринимают удары и колебания, передающиеся от дороги.

Первые колеса появились еще в глубокой древности. Наверное, к идее колеса человек пришел, подкладывая бревна под перемещаемые грузы. Затем появились первые повозки с деревянными колесами. Вначале использовались колесные пары, в которых два колеса жестко крепились на одной оси, а вращалась только эта ось. Недостаток такой конструкции заключался в том, что при движении на поворотах и неровной дороге, скрепленные между собой колеса не могут проходить различные пути и поэтому проскальзывают и быстро изнашиваются. Выход нашелся в свободной установке колес на неподвижной оси, которую жестко соединяли с повозкой. Со временем первые примитивные колеса, изготовленные из куска дерева, были усовершенствованы. Для облегчения колес стали применяться спицы, в центре колеса появилось утолщение — ступица, а на беговой части колесо упрочняли стальной полосой — шиной. Колеса первых автомобилей были еще деревянными, хотя ступицы уже изготавливали из металла. Такие колеса ограничивали скоростные

возможности автомобиля, не обеспечивали безопасность и комфорт при езде. Большим достижением было изобретение пневматической шины.

В зависимости от выполняемых функций автомобильные колеса разделяются на ведущие, управляемые, комбинированные (одновременно ведущие и управляемые) и поддерживающие.

Ведущие колеса приводятся во вращение от трансмиссии автомобиля и создают в контакте колеса с дорогой тяговое усилие. Управляемые колеса могут поворачиваться по команде водителя, при этом в контакте колеса с дорогой возникают боковые усилия, которые дают возможность автомобилю изменить направление движения. Поддерживающие колеса не приводят в движение автомобиль и не поворачиваются, а только воспринимают часть нагрузки автомобиля, что уменьшает суммарное давление на опорную поверхность дороги.

4.1.1. Устройство автомобильного колеса

Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска) и ступицы (рис. 10).

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.

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 (рис. 11).

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 служащие


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: 5JХ13Н2 ЕТ 30, где:

5 — ширина обода в дюймах;

13 — диаметр обода в дюймах;

J и H2— конструктивные особенности профиля обода;

ЕТ 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiete — ЕТ) 30 мм.

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 (рис. 12), которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления

автомобиля.

Величина выступа 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.


Колеса 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 Sitroen 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.

Разборные ободья (рис. 13) применяют для колес большинства грузовых автомобилей и автобусов. Разборные ободья могут быть дисковыми и бездисковыми. Наиболее часто используются разборные ободья с коническими посадочными полками.

Подпись:

Рис. 13 - Конструкция разборного обода грузового автомобиля: 1 — закраина; 2 — обод; 3 — разрезная часть обода; М — ширина обода; D — диаметр обода

Шины грузовых автомобилей имеют большие размеры и высокую жесткость, поэтому монтаж таких шин на неразборные ободья затруднен. Разборные ободья (рис. 14) 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.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я