Лекция №9

9. Колеса и шины

9.1 Назначение и классификация

Различают три типа движителей: колесный, гусеничный, роторный.

Классификация:

1. по назначению:

а) для легковых автомобилей;

б) для грузовых автомобилей;

в) автобусные;

г) повышенной проходимости.

2. по форме поперечного сечения:

а) тороидные;

б) широкопрофильные;

в) арочные;

г) пневмокатки.

3. по величине внутреннего давления:

а) шины с высоким давлением (больше 5 атмосфер);

б) шины с низким давлением (до 1,5 атмосфер);

в) шины сверхнизкого давления (меньше 1,5 атмосфер);

г) шины с регулируемым давлением.

4. по способу герметизации:

а) камерные;

б) бескамерные.

5. по конструктивным особенностям:

а) по расположению нитей корда (диагональные, радиальные);

б) по материалу корда (хлопчатобумажный, капроновый, неотлон, металлический);

в) по рисунку протектора (дорожный, универсальный, повышенной проходимости и т,д,).

Конструкция покрышки представлена на рис. 9.1

Камерная шина состоит из покрышки, камеры, ободной ленты.

Покрышка состоит из каркаса, подушечного слоя (брекера), протектора, боковины, борта, основания борта (бортовое кольцо).

Каркас состоит из нескольких слоев прорезиненного корда (от 4 до 14 – чем больше слоев, тем больше гистерезисные потери).

Протектор состоит из сформированных прочных слоев резины с высокой износостойкостью (толщина 15-40 мм). Протектор характеризуется коэффициентом насыщенности (равен отношению площади выступающих частей к общей площади протектора).

Брекер состоит из разреженного корда и резины, толщиной до 7 мм, смягчает воздействие нагрузок, в процессе работы нагревается до 120 градусов

Рис. 9.1. Радиальный разрез покрышки:

1 – каркас; 2 – брекер; 3 – протектор; 4 – боковина; 5 – борт; 6 – носок борта; 7 – основание борта; 8 – пятка борта; 9 – бортовая лента; 10 – бортовая проволока; 11 – обертка; 12 – наполнительный шнур; Н – высота профиля покрышки; Н₁ – расстояние от основания до горизонтальной осевой линии профиля; Н₂ – расстояние от горизонтальной оси до экватора; В – ширина профиля; В_б – корона; R – радиус кривизны протектора; D – наружный диаметр шины; d – посадочный диаметр шины; h – стрела дуги протектора; С – ширина раствора бортов; а – ширина борта

по Цельсию, поэтому при его изготовлении используются специальные сорта резины и корда.

Камера имеет толщину от 1,5 до 5 мм. Конструируется таким образом, чтобы в области контакта с протектором не было напряжений растяжения.

Обозначение: ширина профиля – посадочный диаметр, отношение высоты профиля Н к ширине В.

Бескамерная шина. Позволяет упростить конструкцию, повысить безопасность, имеет меньшую теплонапряженность, повышенное сцепление колеса с поверхностью, особенно в зимний период, имеет срок службы на 20 процентов больше, чем у камерной.

Недостатком бескамерной шины является чувствительность к деформации обода, требование высококачественных материалов, требование к высокой культуре производства и эксплуатации.

В связи с повышенной прочностью, шины с металлическим кордом малослойны (2-4 слоя). Их достоинством является то, что повышены теплостойкость, износостойкость, легкость и т.д., а недостатком – низкая усталостная прочность особенно на плохих дорогах. В связи с этим получили широкое распространение шины с металлическим кордом в брекере.

Другим типом шин являются радиальные. Достоинствами этой конструкции являются повышение срока службы в полтора-два раза, меньшая теплоемкость, меньшие потери на качение (на 10-12 %), а недостатками – требование более качественных сортов резины, более мощный брекер, повышенная боковая эластичность.

Широкопрофильные шины (Н/В меньше 1).

Достоинства: снижается сопротивление качению, существует возможность получить отрицательное колесо обкатки, повышение устойчивости автомобиля, повышение проходимости.

Недостатки: большой вес и материалоемкость.