ТЕМА: Колеса и шины.
ЦЕЛЬ: Закрепить, углубить и систематизировать теоретические знания по устройству и работе колёс и шин, а также приобрести навыки по самостоятельному изучению особенностей конструкции колёс и шин.
УЧЕБНО-НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ: Макеты колёс и шин автомобилей.
Краткие теоретические сведения.
Общее устройство колес.
Колеса автомобиля обеспечивают связь и взаимодействие автомобиля с дорогой.
В зависимости от выполняемых функций колеса разделяются на ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые) и поддерживающие.
Ведущие колеса преобразуют крутящий момент, подводимый от двигателя через трансмиссию в силу тяги, а свое вращение в поступательное движение автомобиля.
Не ведущие (поддерживающие) колеса воспринимают толкающие усилия и преобразуют поступательное движение автомобиля в свое вращение. Управляемые колеса выполняют функции поддерживающих и обеспечивают поворот колес для маневрирования автомобиля.
Автомобильное колесо в сборе (рис.19.1) состоит из пневматической шины 1, обода 4, диска 2 и ступицы 3 с подшипниками. Диск или ступица могут отсутствовать.
Наиболее важный элемент – пневматическая шина – обеспечивает сглаживающее воздействие неровностей дороги на автомобиль, совместно с подвеской смягчает и поглощает толчки и удары со стороны дороги, снижает сопротивление движению автомобиля со стороны дороги, обеспечивает хорошее сцепление с дорогой, снижает уровень шума и разрушающее действие колеса на дорогу.
Это происходит за счет того, что в отличие от жесткого колеса, ось которого копирует профиль дороги, эластичная шина в месте контакта деформируется. Поэтому небольшие неровности вызывают деформацию шины и не влияют на положение колеса. При значительных неровностях толчках пневматическая шина сглаживает их воздействие.
Рис. 19.1
Схема автомобильного колеса.
Вопрос 2. Металлическая часть колеса.
Металлическая часть колеса удерживает шину, воспринимает и передает нагрузки от шины на цапфы осей (мостов) автомобиля.
Ободы и диски колес серийного производства изготавливают штамповкой из листовой стали (очень редко из листового алюминевого сплава), из профильного проката и литые. Обод и диски соединяют между собой электродуговой сваркой.
Рис. 19.2.1 Типы ободов колес
а — глубокий обод; б — плоский гладкий; в — плоский с коническими полками и цельным бортовым кольцом; г — с коническими полками и разрезным бортовым кольцом; д — разъемный; е — составной (бездисковый)
1— глубокий обод; 2 — диск; 3 — замочное кольцо; 4 — бортовое кольцо; 5 — плоский обод; 6—болт; 7—распорное кольцо; 8, 9, 10—сектора составного обода.
При изготовлении колес специальных типов методом горячей объемной штамповки или литья из легких сплавов (алюминевых или магниевых) диск и обод колеса изготавливают как одно целое.
На легковых автомобилях как правило применяют глубокий неразборный обод (рис.19.2.1а) имеющий монтажный ручей (углубление), борта, наклонные посадочные полки 50 и кольцевые выступы (горб или “хамп”), предотвращающие самопроизвольное осевое сползание бортов шины. Последнее очень важно в случае нарушения герметизации бескамерной шины.
Колеса легковых автомобилей закрепляются с помощью 3-5 болтов или гаек. Для центрирования колеса отверстия под болты и гайки выполнены в выпуклом пружинящем буртике диска и имеют опорную коническую поверхность с углом 600, что предотвращает самопроизвольное отвинчивающие гаек или болтов.
Центральное крепление колеса применяется только на гоночных автомобилях.
Более жесткие шины грузовых автомобилей, не позволяют монтировать их на неразборный обод. Поэтому колеса грузовых автомобилей выполняют, как правило, с ободьями разборной конструкции.
Крепление колес к ступице
а — задних сдвоенных колес; б — съемного цельного бездискового обода.
1 — ступица; 2 — колпачковая гайка (футорка); 3—гайка; 4, 5—диски; 6—шпилька; 7—спица; 8 — прижим.
Обод дискового колеса (рис.19.2.1в) грузового автомобиля состоит из основания обода, съемного разрезного замочно-посадочного кольца 3 и съемного бортового кольца 4. К основанию обода приваривают диск 2.
Для колес грузовых автомобилей обычно применяют диаметр обода равный 508мм. Наклон посадочной полки А и Б составляет 50 для камерных шин и 150 для бескамерных.
Бездисковые колеса имеют две разновидности. Одна из низ имеет продольно-разборный обод и отличается от описанных выше конструкций дисковых колес отсутствием диска. Другая конструкция колеса имеет составной поперечно-разборный трехсекторный обод типа “Триллекс”, который состоит из трех секторов (рис.19.2.1е).
Передние бездисковые колеса устанавливают на посадочные поверхности ступиц, имеющих угол наклона для центрирования колеса 280, а для крепления задних дополнительно используется проставочное кольцо между ободами. Крепление колес осуществляется с помощью шпилек 6, гаек 3 и прижимов 8 с конической поверхностью (рис.19.2.2,б).
На автомобилях высокой проходимости применяют колеса с разъемным фланцевым ободом, состоящим из двух частей соединенных болтами 6 и гайками (рис.19.2.1.д).
Дисковые колеса грузовых автомобилей крепят на шпильки ступицы гайками с конической центрирующей поверхностью по фаскам крепежных отверстий диска.
Сдвоенные колеса крепят с помощью обычных 3 и колпачковых гаек 2 (футорок) (рис.19.2.2.а.). С левой стороны автомобиля для крепежных деталей колес используется левая резьба, что предотвращает ослабление затяжки резьбовых соединений.
На некоторых грузовых автомобилях применяется центрирование колеса по посадочному пояску ступицы.
Обозначение автомобильных колес осуществляется следующим образом.
Например, обозначение 6J - 14Н2 обозначает:
6 – ширина обода – 6 дюймов
J – обозначение борта обода, определяющее его профиль и размеры
14 – диаметр обода – 14 дюймов
Н2 – двойной горб («хамп») – двойной кольцевой выступ на ободе.
Ступица 1 колеса обычно устанавливается на двух конических роликовых подшипниках на цапфах мостов (рис.19.2.2.б).
В ведущих колесах заднеприводных легковых автомобилей ступица может отсутствовать, а диск колеса крепится к фланцу полуоси, установленной внутри балки моста на шариковом подшипнике.
В ступицах колес получило распространение применение радиально-упорных двухрядных шариковых подшипников 20(рис.18.6), которые имеют меньшую массу, габариты, не требуют регулировки (автомобили ВАЗ-2109 и др.).