Шины и колеса для автомобилей и тракторов. Острецов А.В

1 ОстрецовОстрецов, доц., к.т.н. Павел Александрович Красавин, доц., к.т.н. Виктор Владиславович Воронин, ст. преп. Шины и колеса для автомобилей и тракторов: Учебное пособие по

Шины и колеса для автомобилей и тракторов. Острецов А.В

Книги по всем темамPages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   …   | 8 | МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ« МАМИ » А.В. Острецов, П.А. Красавин, В.В.

Воронин ШИНЫ И КОЛЕСА ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ Учебное пособие Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно – технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности «Автомобиле – и тракторостроение» Москва – 2011 УДК 629.113.012.5 + 629.113.012.3 Острецов А.В., Красавин П.А., Воронин В.В.

Шины и колеса для автомобилей и тракторов: Учебное пособие по дисциплине «Конструкция автомобиля и трактора» для студентов вузов, обучающихся по специальности 190201 (150100) «Автомобиле – и тракторостроение». – М.: МГТУ «МАМИ», 2011. – 85 с.

В учебном пособии изложены особенности конструкции шин и колес для автомобилей и тракторов, предъявляемые к шинам и колесам требования, классификация и обозначения. Даны назначение и принцип работы системы регулирования давления воздуха в шинах. Рассмотрены перспективные разработки в области создания безопасных и боестойких шин.

Приведен порядок выбора шин и колес для колесных машин.

Рецензенты: Зав. кафедрой «Колесные и гусеничные машины» МГТУ «МАМИ», Засл. деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф. ШАРИПОВ В.М.;

Главный научный сотрудник 21 НИИИ МО РФ, д-р техн. наук, проф.

АБРАМОВ В.Н.

© ОСТРЕЦОВ А.В., КРАСАВИН П.А., ВОРОНИН В.В., 2011 © Издательство МГТУ «МАМИ», 2011 2 Введение………………………………………………………………………………………………. 4 1. Шины для автомобилей и тракторов………………………………………………. 7 1.1. Требования, предъявляемые к шинам………………………………………….

. 7 1.2. Классификация шин……………………………………………………………………. 9 1.3. Обозначения и маркировка шин………………………………………………….. 1.4. Конструкция шин……………………………………………………………………….. 1.4.1. Диагональные и радиальные шины………………………………………

1.4.2. Камерные и бескамерные шины………………………………………….. 1.4.3. Шины обычного профиля и широкопрофильные…………………. 1.4.4. Арочные шины……………………………………………………………………. 1.4.5. Пневмокатки……………………………………………………………………….. 1.4.6.

Шины для Военной автомобильной техники………………………… 1.5. Системы регулирования давления воздуха в шинах……………………… 1.6. Разработка безопасных и боестойких шин……………………………………. 1.7. Выбор шин………………………………………………………………………………….. 2. Колеса для автомобилей и тракторов……

…………………………………………. 2.1. Требования, предъявляемые к колесам…………………………………………. 2.2. Классификация колес…………………………………………………………………… 2.3. Конструкции колес………………………………………………………………………. 2.3.1. Дисковые колеса……………….

…………………………………………………. 2.3.2. Бездисковые колеса……………………………………………………………… 2.3.3. Колеса для специальных колесных машин……………………………. 2.4. Материалы и технология изготовления колес……………………………….. 2.5. Обозначения колес……………………………………….

……………………………… 2.6. Способы крепления и центрирования колес…………………………………. Список литературы……………………………………………………………………………… Приложение………………………………………………………………………………………….

Введение Шины являются важнейшим элементом любой колесной машины.

Взаимодействуя с различными опорными поверхностями, шины оказывают существенное влияние на большинство эксплуатационных свойств колесной машины: безопасность движения, тягово-скоростные свойства, профильную и опорную проходимость, устойчивость и управляемость, комфортабельность, плавность хода, топливную экономичность.

Это влияние соизмеримо с влиянием силового агрегата, трансмиссии и других составных частей колесной машины.

Вместе с колесами шины выполняют опорные функции и функции преобразования вращательного движения колес в поступательное движение колесной машины, и все процессы, происходящие в агрегатах и узлах машины и направленные на осуществление ее движения, завершаются и реализуются в контакте шин с опорной поверхностью (рисунок 1).

Безопасность движения подразумевает сохранение способности управляемого движения колесной машины и предотвращение или предупреждение нежелательных последствий опасных ситуаций, возникающих при движении.

В настоящее время на большинство колесных машин устанавливаются пневматические шины, работоспособность которых обеспечивается за счет избыточного давления воздуха внутри них.

При сквозных повреждениях шины происходит частичная или полная потеря давления воздуха в ней, что увеличивает сопротивление качению, вызывает ее разогрев и разрушение и приводит к невозможности дальнейшего движения колесной машины без замены колеса, а при движении с большой скоростью – к потере управляемости и дорожно-транспортному происшествию.

Разработка безопасных и боестойких шин, позволяющих колесной машине после повреждения шины определенное время сохранять возможность безопасного передвижения, является одним из основных направлений повышения ее подвижности, а для армейской машины – и живучести (возможности выполнения поставленной задачи при воздействии внешних окружающих факторов).

Рисунок 1 – Обобщенная схема повышения эффективности колесного движителя, его взаимосвязи с составными частями колесной машины и влияния на её основные эксплуатационные свойства Правильный выбор шин непосредственным образом влияет на тяговоскоростные свойства колесной машины (динамику разгона, максимальную скорость, среднюю скорость движения по дорогам различного состояния), которые, в первую очередь, зависят от мощности двигателя и особенностей ее передачи к ведущим колесам. Максимальная скорость, как правило, ограничивается тепловой нагруженностью шин. Общеизвестно [1, 7, 9 – 11], что одним из решающих факторов, влияющих на достижение максимальной скорости и степень нагрева шин, является сопротивление их качению. Величины же сопротивления качению непосредственно зависят от конструкции шин и их удельной нагруженности.

Топливная экономичность колесной машины определяется величиной (коэффициентом) сопротивления ее движению, значительную часть которого составляет сопротивление качению шин.

По оценкам специалистов [9] применительно к современным автомобилям с поршневыми двигателями снижение коэффициента сопротивления качению на 0,001 (4…10 %) наиболее характерной его абсолютной величины, соответствующей качению по дорогам с твердым покрытием, эквивалентно уменьшению расхода топлива двигателем на тонну массы автомобиля в среднем на 0,08…0,20 л/100 км.

Также, прежде всего от правильного выбора шин, зависит одно из основных эксплуатационных свойств колесных машин – подвижность, которая характеризуется, кроме упомянутых выше тягово-скоростных свойств, опорной и профильной проходимостью, устойчивостью и управляемостью, маневренностью и др.

Главной составляющей, ограничивающей подвижность армейских колесных машин, является опорная проходимость.

Ее уровень определяется соответствием нагрузочных, размерных, жесткостных показателей шин, рисунка и конструкции их протектора физико-механическим характеристикам деформируемых грунтов различного состояния и снежной целины.

Кроме того, шины являются трудоемкой и дорогостоящей продукцией.

Стоимость комплекта шин для грузового автомобиля составляет около 25 % от его первоначальной стоимости, а в процессе эксплуатации автомобиля на них приходится 10…15 % эксплуатационных расходов [1].

Все это предопределяет важность правильного выбора шин, от чего зависит и безопасность, и хорошие эксплуатационные свойства автомобиля.

1. Шины для автомобилей и тракторов 1.1. Требования, предъявляемые к шинам В данном разделе приведены требования, предъявляемые к шинам с избыточным внутренним давлением воздуха.

1.1.1. Общие требования:

– безопасность (в отношении самой шины и в отношении движения автомобиля);

– легкость и прочность конструкции;

– экономичность: низкая стоимость; малое сопротивление качению (низкие гистерезисные потери); высокая износостойкость; достаточная глубина рисунка протектора; длительный срок службы (ресурс); возможность восстановления протектора шины;

– технологичность изготовления;

– экологичность эксплуатации.

1.1.2. Специальные требования:

– хорошее сцепление с твердой опорной поверхностью, позволяющее снизить буксование и юз колес при передаче тяговых, тормозных и боковых сил (обеспечение устойчивости движения колесной машины);

– надежная посадка бортов шины на полки обода и обеспечение нераскрытия стыков между бортами шины и закраинами обода;

– низкая температура разогрева, определяемая конструкцией каркаса и типом материала каркаса и брекера;

– возможность продолжительного движения с максимальной скоростью, соответствующей индексу скорости (скоростная прочность);

– восприятие усилий, возникающих при криволинейном движении колесной машины (обеспечение хороших показателей управляемости);

– малое сопротивление повороту колеса;

– стойкость к механическим повреждениям;

– сопротивляемость повреждению боковин радиальных шин;

– легкость монтажа и демонтажа;

– возможность длительной работы с цепями противоскольжения.

1.1.3. Дополнительные требования к шинам для легковых автомобилей:

– малая склонность к аквапланированию;

– пригодность к эксплуатации в зимний период;

– хорошие амортизирующие свойства, способствующие повышению плавности хода автомобиля;

– низкий уровень шума, особенно при высоких скоростях движения;

– отсутствие «визга» при разгонах, торможениях и поворотах автомобиля.

1.1.4. Дополнительные требования к шинам с рисунком протектора повышенной проходимости:

– высокие тягово-сцепные свойства;

– низкое удельное давление на опорную поверхность, что обусловливает высокую проходимость колесной машины;

– хорошая самоочищаемость протектора при движении по размокшим связным и липким грунтам (глина, суглинок, чернозем).

1.1.5. Дополнительные требования к шинам для Военной автомобильной техники:

– должны быть обеспечены: работоспособность шин в неповрежденном состоянии при изменении внутреннего давления воздуха от номинального до минимально допустимого; заданный уровень проходимости автомобиля по всем видам дорог и местности; высокая скорость (до 100 км/ч) на дорогах с твердым покрытием;

– приведенная удельная нагруженность шин регулируемого давления по объему, являющаяся качественным показателем уровня опорной проходимости колесной машины, не должна превышать 8,0 и 7,0 т/м3 для радиальных и диагональных шин, соответственно;

– шины должны оставаться работоспособными в движении при их механических (проколах) и других видах сквозных повреждений при обеспечении соответствующего соотношения между величиной внутреннего давления воздуха в них и скоростью движения автомобиля;

– шины должны обеспечивать сохранение подвижности автомобиля (пробег не менее 50 км со скоростью не менее 50 км/ч) при движении без избыточного внутреннего давления воздуха;

– шины должны изготавливаться из резиновых смесей, приспособленных к работе в диапазоне температур окружающего воздуха от минус 500С до плюс 500С;

– шины должны обеспечивать скрытность автомобиля от тепловой или ИКзаметности, которая определяется контрастом (по разнице температур) внешних элементов автомобиля и окружающей среды.

1.2. Классификация шин 1.2.1. По назначению:

– шины для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости;

– шины для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов;

– шины для тракторов и прицепов к ним;

– специальные шины.

Ассортимент, технические условия, основные параметры и размеры шин для автомобилей регламентируются государственными стандартами:

– шины для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости – ГОСТ 4754, 20993;

– шины для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов – ГОСТ 5513, 12715, 8430;

– шины с регулируемым давлением – ГОСТ 13298, 24985;

– шины с регулируемым давлением для военной техники – ГОСТ РВ 52395.

1.2.2. По типу рисунка протектора (рисунок 1.1).

Тип рисунка протектора шин колесных машин в значительной степени зависит от их назначения и условий эксплуатации, а также климатических условий (времени года) и других факторов.

В настоящее время не всегда возможно однозначно определить тип рисунка протектора определенной шины, так как в нем могут сочетаться несколько типов рисунков, например, зимняя шина с универсальным ненаправленным рисунком.

а) б) в) г) д) е) Рисунок 1.1 – Типы рисунков протектора:

а – дорожный; б – универсальный направленный; в – универсальный ненаправленный;

г – зимний с шипами; д – карьерный;

е – повышенной проходимости Тем не менее, представляется целесообразным назвать основные типы рисунков протекторов шин:

– дорожный (летние шины) – для дорог I – III категорий по СНиП 2.05.02-85.

Шины для эксплуатации в зимний период и на размокших грунтовых дорогах практически непригодны;

– универсальный (универсальные шины) – для дорог с твердым покрытием в летний и зимний периоды эксплуатации и сухих грунтовых дорог;

– всесезонный (всесезонные шины) – для дорог с твердым покрытием в летний и зимний периоды эксплуатации. Характеристики этих шин и шин с универсальным рисунком протектора практически идентичны;

– зимний (зимние шины) – для заснеженных и обледенелых дорог. Протектор шин с зимним рисунком изготавливают из специальной резины, меньше твердеющей при отрицательных значениях температуры окружающего воздуха, что обеспечивает улучшенное сцепление с дорогой. При этом, однако, снижается износостойкость и срок службы шин и повышается уровень шума;

– карьерный – для эксплуатации в карьерах на каменистых, щебеночных и гравийных опорных поверхностях. Рисунок протектора очень сильно расчлененный для того, чтобы отдельные камни не застревали в канавках протектора;

– повышенной проходимости – для бездорожья и деформируемых грунтов;

– ненаправленный – допускает любое направление вращения колеса. В настоящее время шины с этим рисунком выпускаются все реже;

– направленный (рисунок 1.2, а) – для размокших и заснеженных грунтовых дорог. Продольные и поперечные канавки расположены, как правило, симметрично относительно продольной плоскости шины, проходящей через середину протектора, и обеспечивают эффективный отвод воды и снежной взвеси из пятна контакта, хорошую самоочищаемость протектора и минимальный риск аквапланирования.

Широкая центральная канавка способствует хорошей управляемости и курсовой устойчивости, а большое количество ламелей – улучшенному сцеплению шины с дорогой и снижению тормозного пути. Шины с таким рисунком менее шумные благодаря плечевым блокам специальной формы и различного размера. Однако их недостатком является то, что они требуют определенного направления вращения колеса (т.

е.

должны быть разные шины для левых и правых колес автомобиля);

– асимметричный (рисунок 1.2, б) – характерен несимметричным расположением дорожек протектора и продольных и поперечных дренажных канавок относительно продольной плоскости шины, проходящей через середину протектора.

Это позволяет сочетать в одной шине разные свойства, например, наружную сторону выполняют с рисунком, обеспечивающим наилучшие сцепные свойства при криволинейном движении (в поворотах), а внутреннюю – при торможении.

Зимние шины с шипами противоскольжения применяются только на легковых автомобилях. Они обеспечивают существенное улучшение эксплуатационных свойств только на обледенелых и заснеженных укатанных дорогах:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   …   | 8 | Книги по всем темам

Источник: http://knigi.dissers.ru/books/1/12586-1.php

Biz-books
Добавить комментарий