3. Будова та призначення колісних рушіїв тракторів і автомобілів

Рушієм колісних машин є колеса, які приводять машину в рух. Колеса – це пневматичні пристрої, які безпосередньо з’єднують колісну машину з дорогою, забезпечують її рух, підресорування, зміну напряму руху і передачу вертикального навантаження на опорну поверхню.

В залежності від виконуваних функцій колеса поділяються на ведучі, ведені і напрямні. Перші з них перетворюють крутний момент двигуна у силу тяги і свій обертовий рух у поступальний рух машини; другі – не передають крутний момент, а сприймають тільки вертикальні навантаження від остова, тому їх називають також підтримуючими; треті – надають машині відповідний напрям руху. Функції коліс можуть суміщатися. Наприклад, у трактора МТЗ-80 передні колеса ведені й напрямні, у МТЗ-82 – ведучі, ведені (якщо передній міст відключити) і напрямні.

Універсально-просапні трактори мають задні колеса більшого розміру, ніж передні. Вони сприймають основне (до 75 %) навантаження від сили тяжіння трактора, що забезпечує краще зчеплення коліс з опорною поверхнею. Передні колеса менші за розмірами, сприймають менші навантаження, легко керовані, забезпечують добру прямолінійність руху, що важливо під час посіву і міжрядного обробітку просапних культур.

Машини з передніми і задніми ведучими колесами називають машинами підвищеної прохідності (повноприводними). Повноприводні трактори можуть компонуватися за „класичною” та „ідеальною” схемами. У першої колеса переднього і заднього мостів різні за величиною (це варіант розглянутих тракторів з одним ведучим мостом). Другі, з колесами однакових розмірів, бувають двох видів: без напрямних (Т-150К, К-701, у яких зміна напряму руху досягається поворотом напіврам несучої системи) та з усіма напрямними колесами.

Для тракторів за „ідеальною” схемою характерним є те, що у нерухомому стані на колеса переднього моста припадає до 65 % сили тяжіння трактора. Але під час руху через тягове зусилля, яке трактор розвиває під час роботи, відбувається перерозподіл навантаження між мостами, тобто вертикальне навантаження на передній і задній мости стає приблизно однаковим.

Передні і задні колеса автомобілів одного розміру, у більшості вантажних задні колеса здвоєні, внаслідок чого зменшується навантаження на кожне з них і збільшується поверхня контакту колеса з опорною поверхнею.

Основою колісного рушія є колесо, яке складається з металевої (обода, диска) та еластичної (шини) частин (рис. 7).

Розрізняють наступні види коліс: дискові, які складаються з обода, диска і шини; бездискові, що легші, ніж дискові, і менш трудомісткі при обслуговуванні.

Рис. 7. Ведуче колесо тракторів МТЗ:

1 – камерна шина; 2 – обід; 3 – диск; 4 – маточина; 5 – додатковий вантаж; 6 – піввісь ведучого колеса; 7 – шпонка; 8 – черв’як; 9 – накладка (вкладиш)

Шини призначені для зчеплення колеса з опорною поверхнею і зменшенням динамічного навантаження.

Використовують камерні шини, в яких повітряна порожнина утворюється герметичною камерою, і безкамерні, де вона утворюється шиною і ободом колеса.

Камерна шина (рис. 8) складається з покришки і камери. Покришка сприймає тиск повітря у камері, захищає її від механічних пошкоджень, сприймає частину сили тяжіння машини і забезпечує зчеплення колеса з опорною поверхнею. Складається покришка з каркасу 4, подушкового шару (брекеру) 3, протектора 2, боковини 5 і бортів 6.

Рис. 8. Камерна шина:

а – розріз; б – водоповітряний вентиль та його деталі; 1 – ґрунтозачіп; 2 – протектор; 3 – подушковий шар (брекер); 4 – каркас; 5 – боковина; 6 – борт; 7 – осердя; 8, 9 – відповідно металевий і гумовий корпуси вентиля; 10 – кожух вентиля; 11 – ковпачок-ключ; 12 – золотник; 13 – втулка; 14 – накидна гайка

Каркас – основна силова частина шини, яка визначає її міцність і вантажопідйомність. Виготовляють його з кількох шарів прогумованої тканини (корду), щільно накладених один на одний. Протектор 2 утворює бігову частину шини і є масивним шаром гуми, яка облягає каркас. Виступи (ґрунтозачепи) і впадини протектора створюють рисунок, від геометрії якого значно залежить зчеплення шини з ґрунтом. Брекер 3, розміщений під протектором і каркасом – це гумотканинний прошарок, який пом’якшує поштовхи, що передаються від протектора до каркаса.

В залежності від напряму ниток корду шини бувають звичайні (діагональні) і радіальні. У шин діагональної конструкції нитки корду утворюють з площиною профілю шин кут 50 – 54°, у радіальних – до 5°. Радіальне розміщення ниток корду робить боковину гнучкішою, внаслідок чого збільшуються тягово-зчіпні властивості шини. Крім того, такі шини у 1,5 – 2 рази довговічніші й надійніші, ніж звичайні.

Камера – герметичний балон тороїдальної форми, який утримує стиснуте повітря всередині шини. Товщина стінки камери становить 1,5 – 2,5 мм для шин легкових автомобілів і 2,5 – 5 мм – для шин вантажних автомобілів і тракторів.

Для накачування і випускання повітря камера має спеціальний клапан – вентиль. Він дозволяє накачувати повітря у камеру та автоматично перекриває вихід його з камери.

На ведучих колесах тракторів застосовується водоповітряний вентиль, пристосований для заповнення камери не тільки повітрям, але й баластною рідиною (див. рис. 8). В його втулку 13 встановлений золотник 12, за допомогою накидної гайки 14 ці деталі закріплюються у металевому корпусі 8. Положення вентиля відносно обода колеса встановлюється кожухом 10, накрученим на корпус 8.

Безкамерна шина конструктивно простіша, ніж камерна, при проколі повітря з неї виходить повільніше, що дає змогу водію зупинити автомобіль й уникнути аварії. Вона має певні специфічні елементи: герметизуючий шар завтовшки 1,5 – 3 мм, ущільнювальну бортову гуму та обід специфічної форми з вентилем. Термін служби безкамерних шин у середньому на 20 % вище, ніж у звичайних, завдяки помірнішому температурному режиму при роботі і використанні кращих сортів корду.

На боковині кожної шини за стандартом наносять маркування: товарний знак підприємства-виробника, позначення шини, її модель та порядковий номер, номер стандарту, індекс швидкості (для легкових машин), індекс вантажопідйомності, норму шаруватості (для вантажних машин) тощо.

Позначення шини – це сукупність цифр і букв на боковині шини. Перше число означає ширину профілю шини, друге – внутрішній діаметр. Шини вантажних автомобілів можуть мати подвійне позначення: у міліметрах і дюймах (у дужках). Наприклад, радіальні шини автомобіля ГАЗ-53-12 позначають . У шин легкових автомобілів, як правило, змішане позначення (у міліметрах і дюймах). Наприклад, радіальні шини автомобіля ГАЗ-3102 „Волга” мають позначення , де – ширина профілю шини, мм; – індекс серії, який вказує на відношення висоти профілю до ширини шини; – радіальна; – умовне позначення посадочного діаметра.