книги из ГПНТБ / Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие

силы сопротивления выпускаются главным образом для рас­ ширения возможности их установки на разных автомобилях. Сопротивление амортизатора подбирается экспериментально при дорожных испытаниях на плавность хода.

Существует много патентных материалов по автоматическим устройствам для регулирования амортизаторов в зависимости от жесткости подвески, амплитуды колебаний и нагрузки. Однако достаточно надежных конструкций пока не создано. •

движении по дороге с изношенным булыжным покрытием со ско­ ростью 60 км/ч. Среднее значение напряжений в коренном листе от — 440 МПа (4400 кгс/см2) соответствует прогибу под стати­

340

ческой нагрузкой. Среднеквадратичное отклонение амплитуды ди­ намических напряжений а = 120 МПа (1200 кгс/см2). Коэффициент

= 50 МПа (500 кгс/см2). Максимальные и минимальные напряжения цикла для каждого разряда.указаны в таблице. Вариации дина­ мических напряжений происходят около их среднего значения.

Пользуясь интегралом вероятностей и таблицей функций Лапласа, вычислим относительное число циклов р{ в % (вероят­ ность) для каждого разряда. При этом численное значение р{ определяется параметрами распределителя ит и а. ТаблшХы функций Лапласа приводятся во всех справочниках и учебниках по теории вероятностей. Там же имеются указания по вычислению интеграла вероятностей. При экспериментальном исследовании на­ грузочного режима число циклов рг определяется непосредственно по результатам статистической обработки измерений.

Пределы выносливости детали ап при различных значениях коэффициента асимметрии г(- определяются по диаграмме пре­ дельных напряжений, приведенной на рис. XIII. 19, б. Линия

341

АВС диаграммы выражает зависимость предела Выносливости аг от средних напряжений цикла ст,„. При ее построении исполь­

Так как линия АВС хорошо аппроксимируется прямой, предел выносливости аг в функции коэффициента асимметрии цикла мо­

Для определения предельного числа циклов Nг, соответст­ вующего максимальной амплитуде цикла, использовано анали­ тическое описание кривой усталости

где m = 2,2 — показатель степени, характеризующий материал рессоры.

Долговечность рессоры определяется по гипотезе накопления повреждений. Для рассматриваемого случая параметр прочности [формула (IV. 15)] может быть представлен в виде

где n — 62 кол/мин — среднее число циклов динамических нагру­

Разряды 7 и 8 в расчете не учитываются, так как их макси­ мальные амплитуды меньше предела выносливости.

Долговечность рессоры при тех же напряжениях может быть увеличена повышением качества проката поверхности листа, уменьшением обезуглероженного слоя, предотвращением образо­ вания ржавчины и уменьшением трения между листами с по­ мощью прокладок. Для прокладок применяют тефлон с упрочня­ ющими (стекловолокно) и смазывающими (графит, дисульфнт молибдена) присадками. При этом предел выносливости может быть увеличен до а_1д = 1 7 0 МПа (1700 кгс/см2). Пробег рессоры до

342

Г Л А В А XIV

КОЛЕСА И ШИНЫ

§ 63. ТРЕБОВАНИЯ К КОЛЕСНОМУ ДВИЖИТЕЛЮ. КЛАССИФИКАЦИЯ

Колеса воспринимают вес автомобиля и обеспечивают по­ следнему возможность передвижения и маневрирования. Вместе с тем колеса .смягчают и поглощают (наряду с подвеской) толчки п удары, передаваемые корпусу автомобиля со стороны неров­ ностей пути, существенно способствуя повышению плавности

метры колес и их сопоставление по величине площади отпечатка при одинаковых GK, равенстве наружных диаметров D и относи­ тельных деформаций. Если за 100% принять величину площади отпечатка колеса с тороидной шиной (рис. XIV. 1, а), то площади отпечатков колес с другими вариантами ошиновки составят:

с грунтом. Поэтому в зависимости от условий эксплуатации ав­ томобилей и их назначения для колес выбирается соответствую­ щий вариант ошиновки. К автомобильным колесам помимо общих

344

требований (прочность, легкость, износостойкость, малый вес и др.) предъявляется ряд специальных:

хорошие сцепные качества с опорным основанием, снижающие ^буксование и юз колес при передаче тяговых, тормозных и боко­ вых сил;

низкие гистерезисные потери в шинах и их высокая тепло­ стойкость, определяемые конструкцией каркаса и сортом резины; высокие амортизирующие свойства, влияющие на повышение комфортабельности езды и предохраняющие ходовую часть авто­

мобилей от поломок и преждевременных взносов; бесшумность работы, особенно при движении на высоких ско­

Рис. XIV. 1. Основные геометрические параметры автомобильных колес и сравнительная их оценка по величине площади отпечатка

статическая и динамическая уравновешенность, исключающая появление виляния колес, особенно управляемых;

легкость и быстрота проведения монтажно-демонтажных работ; достаточная самоочищаемость беговой части колес (протектора шин) при движении автомобилей по деформируемым дорогам. Вес комплекта колес составляет 17—20% от сухого веса шасси обычных грузовых автомобилей и несколько уменьшается для

легковых автомобилей и машин повышенной проходимости. Наиболее дорогостоящим элементом автомобильных колес яв­

ляется шина: стоимость комплекта шин соответствует примерно х!&— х/л первоначальной стоимости автомобиля, а из общих эксплу­ атационных расходов 10— 15% падает на расходы по шинам.

§ 64. ОСНОВЫ КОНСТРУКЦИИ И ЭЛЕМЕНТЫ РАСЧЕТА ШИН ТОРОИДНОГО ПРОФИЛЯ

Тороидные шины являются наиболее распространенными. Они применяются главным образом на легковых автомобилях, авто­ бусах, народнохозяйственных грузовых автомобилях и автопри­

346

цепах, т. е. на машинах, эксплуатирующихся преимущественно на благоустроенных дорогах. Основные параметры этих шин регла­ ментированы ГОСТ 5513—64 (грузовые автомобили, автобусы и прицепы) и 4754—64 (легковые автомобили). В приведенных ГОСТах даны сортамент шин, их вес и размеры, число слоев каркаса, типы рекомендуемых ободьев, нормы эксплуатацион­ ных нагрузок (допустимая нагрузка на шину и соответствующее ей давление воздуха в шине).

Торондные шины выпускаются в нескольких конструктивных вариантах, отличающихся друг от друга способом герметизации (камерные и бескамерные), характером расположения нитей корда (с тангенциальным расположением нитей корда или радиальным), рисунком беговой части (дорожный, универсальный, повышенной проходимости) и другими показателями [ХІѴ.1].

Камерная шина состоит из покрышки, камеры и ободной ленты. Конструкция покрышки такой шины и ее основные гео­ метрические размеры и обозначения показаны на рис. XIV.2, а.

Каркас 1 покрышки состоит из нескольких наложенных друг на друга слоев прорезиненного корда толщиной 1,0— 1,5 мм при диаметре нити 0,6—0,8 мм. Число слоев корда для грузовых авто­ мобилей и автобусов изменяется от 6 до 14, для легковых авто­ мобилей от 4 до 6. Кордные ткани составляют около 30% от веса и стоимости шины. Они несут основную нагрузку, обеспечивая шине нужную прочность, эластичность, износостойкость и дру­ гие эксплуатационные качества. От давления воздуха, центробеж­ ных сил и весовой нагрузки нити корда работают на растя­ жение.

Нити в каждом из слоев корда занимают определенное поло­ жение, характеризуемое углом ß (рис. XIV.2, б). Последний изменяется от точки к точке по меридиану, но одинаков во всех точках, лежащих на одном параллельном круге. Для точек эква­ ториальной окружности он обозначается через ßK. Для любой

другой точки sin ß = sin ßK. Увеличение ßK приводит к воз-

растанию тангенциальной жесткости шины. Для тороидных шин обычно ßK= 50 -V- 52°.

Материалом для нитей корда служат хлопчатобумажная ткань, вискоза, синтетические полиамидные материалы (нейлон, капрон, перлон и др.) и стальная проволока (металлокорд). Из неметаллических кордных материалов наилучшими свойствами обладают полиамиды, что видно из табл.ХІѴ.З.'

Высокая прочность, теплостойкость, эластичность, малая гиг­ роскопичность полиамидов по сравнению с вискозным и особенно хлопчатобумажными кордными материалами позволяют рекомен­ довать их прежде всего для изготовления шин применительно к автомобилям, систематически работающим в тяжелых условиях эксплуатации (плохие дорожные условия, большие нагрузки, высокие скорости движения, влажный климат и пр.).

347

Корона

3.4?

Т а б л и ц а X1V.3

Технические характеристики материалов нитей корда

120° С

Отдельные нити корда и слои связаны между собой каркасной резиной. Последняя представляет смесь, состоящую из каучука (синтетического или натурального), наполнителей (сажа), вул­ канизирующих веществ (сера, селен), ускорителей (альтакс, каптакс, тиарам и др.), противстарителей (неозон D) и других компонентов.

Взаимодействующей с дорогой частью шины служит протек­ тор. Он формируется из прочной [ав = 10 МПа (100 кгс/см2) ], твер­ дой (твердость по Шору HSh 55—65), хорошо сопротивляющейся

.износу (истирание не более 750 см3/кВт-ч) резины. Протектор 3 состоит из рельефной части (рисунка) и подканавочного слоя. Толщина протектора шин грузовых автомобилей 15—40 мм, при этом 20—40% падает на подканавочный слой. Ширина протектора П = (0,7-=-0,8) В.

Рисунок протектора выбирается в зависимости от качества дороги. Для дорог с твердым покрытием применяется протектор (рис. ХІѴ.З, а) с мелким рисунком (легковые автомобили, авто­ бусы, прицепы), который обеспечивает бесшумность работы -дви­ жителя, высокую износостойкость и достаточную сопротивляемость заносу, особенно при торможении на скользких дорогах (в мел­ кие канавки протектора выдавливается влага, благодаря чему даже на скользких дорогах протектор имеет надежное сцепление с дорогой). Для дорог смешанного типа наиболее выгоден универ­ сальный (комбинированный) рисунок протектора.(народнохозяй­ ственные грузовые автомобцли), имеющий мелкую насечку.-в цент-

349