Практическое занятие № 18 (2 часа) конструкции колес и шин

Тема практического занятия: знакомство с многообразием конструкций колес и шин.

Цель работы: изучить назначение, устройство, принцип действия и регулировки колес и шин.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

- проводить рациональный поиск и использование необходимой научно-технической информации;

- производить разборку, сборку и регулировку механизмов, узлов и агрегатов наиболее распространенных в стране автомобилей и тракторов;

- оценивать технический уровень отечественных и зарубежных автомобилей и тракторов на основании ознакомления с конструкторской документацией, технической характеристикой или натурным образцом.

- организовывать и проводить теоретические и практические занятия с младшим техническим персоналом по изучению устройства и работы существующих и новых тракторов и автомобилей.

В результате освоения учебной дисциплины обучающий должен знать:

- классификацию и общее устройство автомобилей и тракторов;

- конструкцию основных узлов и деталей;

- компоновку систем двигателя на автомобиле и тракторе;

- технические характеристики и технико-экономические показатели тракторов и автомобилей;

- причины возникновения неисправностей механизмов, систем и их внешние признаки;

- условия безопасности работы на тракторах и автомобилях, обеспечиваемых их конструкцией;

- проблемы и перспективы эффективного использования и развития конструкций тракторов и автомобилей.

Информационное обеспечение обучения. Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет-ресурсов, дополнительной литературы приведен в приложении а.

Оборудование лекционной аудитории предусматривает:

- посадочные места по количеству обучающихся;

- рабочее место преподавателя;

- образцы различных типов двигателей;

- демонстрационные плакаты;

- справочная литература.

Технические средства обучения:

- диапроектор ЛЭТИ-60;

- кодоскоп;

- компьютер с лицензионным программным обеспечением и мультимедиапроектор (в компьютерном классе);

- видиомагнитофон.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Учебно-методическая литература.

2. Справочная литература:

3. Технические средства обучения.

4. Учебные плакаты.

5. Программное обеспечение: Microsoft Office.

6. Рабочая тетрадь обычная, в клетку

7. Раздаточные материалы

8. Ручка, простой карандаш, линейка, корректор.

9. Папка для отчетов по практическим работам с листами формата А4.

10. Ноутбук и сеть интернет (по желанию студента).

Краткие теоретические материалы по теме

Колесо — устройство, осуществляющее непосредственную связь автомобиля с дорогой и обеспечивающее движение автомобиля, его подрессоривание, изменение направления движения и передачу вертикальных нагрузок на дорогу. В зависимости от выполняемых функций колеса делятся на ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые) и поддерживающие. Автомобильное колесо состоит из пневматической шины, обода, диска и ступицы.

Пневматическая шина является наиболее важным элементом колеса. При качении жесткого колеса по твердой дороге его ось «копирует» профиль дороги. Удары колеса о неровности дороги полностью передаются колесом подвеске. Иной характер имеет качение колеса по жесткой дороге на пневматической шине. В нижней части и особенно в месте контакта эластичная шина деформируется. При этом небольшие неровности увеличивают деформацию шины и не влияют на положение колеса. Значительные неровности и сильные толчки вызывают не только увеличенную деформацию шины, но и плавное перемещение оси колеса. Такая способность пневматической шины плавно изменять характер воздействия дороги на ось колеса называется ее сглаживающей, или нивелирующей, способностью. Сглаживающая способность обеспечивается упругими свойствами сжатого воздуха, находящегося в шине.

Назначение шины — поглощать и смягчать толчки и удары, воспринимаемые колесом от дороги, обеспечивать с ней достаточное сцепление, снижать уровень шума, возникающий при движении автомобиля и уменьшать разрушающее действие автомобиля на дорогу.

Требования, предъявляемые к шинам.

1. Обеспечение высокой комфортабельности — шина и подвеска, работая последовательно в вертикальном направлении, обеспечивают требуемую частоту собственных колебаний подрессоренной части конструкции. Помимо этого, влияние шины на комфортабельность автомобиля определяется следующим:

• уровнем шума при прямолинейном и криволинейном движении;

• сопротивлением повороту управляемых колес;

• радиальным и боковым биениями, которые передаются на рулевое управление.

2. Обеспечение безопасности движения — реализация этого требования в основном определяется прочностью каркаса шины, способного противостоять действию внутреннего давления и ударным нагрузкам. Безопасность шины определяется следующими ее свойствами:

• устойчивостью прямолинейного движения;

• способностью двигаться с высокими скоростями без опасности возникновения сильных вибраций и разрушения;

• хорошими сцепными свойствами как в продольном, так и в боковом направлениях, а также на дорогах с мокрым, загрязненным, заснеженным и обледенелым покрытиями.

3. Высокие экономические показатели — экономичность шины определяется ее стоимостью и эксплуатационными затратами.

4. Удобство компоновки (с позиции размещения колес и шин на автомобиле они должны иметь минимально допустимые размеры) заключается в следующем:

• уменьшается высота и ширина колесной ниши, что позволяет увеличить объем салона, моторного отсека и багажного отделения легкового автомобиля или улучшить планировку салона автобуса;

• уменьшается высота легкового автомобиля;

• уменьшается высота пола автобуса или положение грузовой платформы грузового автомобиля, что важно для ускорения погрузки и выгрузки;

• уменьшается пространство, занимаемое запасным колесом.

В настоящее время на легковых автомобилях применяются колеса диаметром обода не менее 13" (дюймов), а на грузовых — 18".

Покрышка шины воспринимает давление сжатого воздуха, находящегося в камере, предохраняет камеру от повреждений и обеспечивает сцепление колеса с дорогой.

Покрышка состоит из протектора, подушечного слоя (брекера), каркаса, боковин и бортов с сердечниками. Каркас является основой покрышки, соединяя все ее части в одно целое. Каркас изготовляется из одного или нескольких слоев специальной прорезиненной кордной ткани (корда) толщиной 1 — 1,5 мм. В зависимости от типа и назначения шины корд может быть хлопчатобумажным, вискозным, капроновым, нейлоновым и металлическим. Число слоев корда в каркасе с учетом их равнопрочности может быть: 2—6 для шин легковых автомобилей; 4—14 для шин грузовых автомобилей и автобусов. Число слоев корда определяет прочность каркаса и допустимую нагрузку на шину.

Боковина шины представляет собой слой резины, привулканизирован-ный к каркасу и защищающий его от вредных воздействий окружающей среды и механических повреждений. Боковины должны быть достаточно тонкими и гибкими, для того чтобы хорошо противостоять циклическому изгибу и оказывать малое влияние на изгибную жесткость каркаса. Толщина боковины 1,5—3,5 мм у обычных шин и до 10 мм у арочных. На нижней поверхности боковины формируется монтажный поясок в виде концентричных резиновых колец, которые позволяют проконтролировать правильность посадки борта шины на полку обода при монтаже. В верхней части боковины имеется защитный поясок в виде также концентричных, но более массивных колец. Они служат для защиты от повреждений при боковых наездах на бордюрный камень и т. п.

Протектор обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас от повреждения. Его изготовляют из прочной, твердой, износостойкой резины. В нем различают расчлененную часть и подканавочный слой, который составляет 20—40 % толщины протектора в целом. Толщина протектора шин легковых автомобилей — 10—15 мм, грузовых и автобусов — 15—30 мм.

Борта надежно укрепляют покрышку на ободе. Снаружи борта имеют один-два слоя прорезиновой ленты, предохраняющей их от истирания об обод и от повреждений при монтаже и демонтаже шины. Внутри бортов имеются стальные проволочные сердечники, которые увеличивают прочность бортов, предохраняют их от растягивания и предотвращают соскакивания шины с обода колеса. Шина с поврежденным сердечником не пригодна для эксплуатации.

Шины различают по назначению, геометрическим параметрам, конструктивным признакам и эксплуатационным характеристикам.

По назначению различают шины:

• для легковых автомобилей;

• для грузовых автомобилей и автобусов;

• для автомобилей повышенной и высокой проходимости;

• для специальных машин.

Колесо состоит из обода и соединительного элемента, с помощью которого оно соединяется со ступицей. Соединительный элемент обычно представляет собой профилированный диск, приваренный к ободу, либо является непосредственной частью обода — бездисковые.

Требования, предъявляемые к колесам:

• прочность и долговечность;

• размеры и жесткость колеса должны обеспечивать надежную посадку шины на ободе и не снижать срок ее службы;

• конструкция крепления колеса должна обеспечивать его быструю и точную установку на ступице;

• минимальное биение и дисбаланс колеса при вращении на ступице;

• минимальный момент инерции.

В случае применения бескамерных шин к колесу предъявляются дополнительные требования:

• герметичность обода;

• одинаковые посадочные размеры для бескамерной и камерной шин одного и того же размера;

• возможность применения камеры.

Ободья. Основные типы ободьев колес:

• неразъемный;

• разъемный посредине;

• разъемный по радиусу — сегментный;

• разъемный двух-, трех-, четырех- и пятиэлементный. Неразъемный обод состоит из закраин, полок и ручья. Закраины обода воспринимают усилия, передаваемые бортами шины, ограничивают их перемещение и защищают боковины шины от внешних повреждений.

Дисковые колеса. В конструкции колеса диск является частью, соединяющей обод со ступицей. Диску придается чашеобразная форма, которая обеспечивает более высокую поперечную жесткость. В диске имеются центральное и крепежное отверстия, оси которых параллельны оси вращения колеса, а также ряд дополнительных отверстий разнообразной формы. Центральное отверстие служит для размещения ступицы колеса и центрирования диска на ступице. Дополнительные отверстия в диске используются для его облегчения, вентиляции тормозных механизмов, а также выполняют декоративные функции.

Бездисковые колеса. На тяжелых автомобилях используются барабанные (спицевые) ступицы и бездисковые колеса, которые имеют конический поясок на поверхности обода, обращенный к ступице. Соединительная часть выполнена непосредственно на ступице и имеет коническую поверхность. По этим коническим поверхностям осуществляется центрирование обода относительно ступицы. Крепление этих колес осуществляется прижимами путем затяжки гаек на шпильках.

Крепление дисков колес к фланцам ступиц осуществляется резьбовыми соединениями — болтами либо шпильками с гайками. Центрирование и крепление диска одинарных колес осуществляется конической частью гаек или болтов с правой резьбой и углом конуса 60°, которые упираются в соответствующие фаски крепежных отверстий диска. При сдвоенных колесах внутреннее колесо может притягиваться к фланцу колпачковой гайкой (футоркой) со сферической опорной поверхностью и наружной резьбой, на которую наворачивается основная гайка, крепящая наружное колесо. Резьба крепежных деталей правых колес — правая, левых — левая. Длительное время считалось, что такая дифференциация резьб способствует предотвращению самоотворачивания гаек. Однако практика показала, что это не имеет большого значения.

Обозначение колес несет в себе большой объем информации. Согласно международным соглашениям, в основу обозначения колес положены характеристики обода в следующей последовательности:

• ширина обода по посадочным полкам в дюймах;

• буквенное обозначение формы бортовой закраины обода;

• знак «—» для разъемных и «х» для неразъемных ободьев;

• номинальный посадочный диаметр обода;

• буквенное обозначение типа посадочной полки обода;

• для обозначения симметричности обода символ «-S» (иногда).

Так например, обозначение 5Jx13H2 указывает: обод шириной 5 дюймов с закраиной типа J, неразъемный, с посадочным диаметром 13 дюймов, с полкой типа Н с обеих сторон (Н2) (полка коническая с круглым подкатом), несимметричный (отсутствует обозначение S).

Обозначение 5.00R—20—S: симметричный, разъемный обод шириной 5 дюймов с закраиной типа R, с посадочным диаметром 20 дюймов.

Задания к практическому занятию:

1. Перечислить основные элементы колес.

2. Перечислить основные элементы шин.

3. Перечислить порядок действий при сборке и разборке.

4. Перечислить основные не исправности.

5. Перечислит порядок действий при регулировки.

6. Сформулировать вывод.

7. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Что такое колесо?

2. Требования предъявляемые к шинам?

3. Для чего служит и из чего состоит покрышка шины?

4. Для чего служит боковина шины?

5. Для чего служит протектор шины?

6. Для чего служат борта шины?

7. Классификация шин по конструкции?

8. Назначение камеры, вентиля и ободной ленты?

9. Обозначение шин?

10. Назначение колеса и требования к нему?

11. Классификация колес?

12. Для чего служат ободья?

13. Дисковые и бездисковые колеса. Крепление дисков колес?

14. Обозначение колес?

15. Балансировка колес?

16. Назначение ступицы колес?

Содержание отчета практического занятия

1. Номер практического занятия

2. Наименование практического занятия

3. Цель занятия

4. Ход выполнения работы

5. Вывод.