Конспект лекций мдк 3 Тюнинг автомобилей
 Скачать 3.6 Mb.
|
|
Тема 9. Автомобильные шины Пневматические шины легковых автомобилей различаются по способу герметизации внутреннего объема, расположению нитей корда в каркасе, отношению высоты к ширине профиля, типу протектора и по ряду некоторых других специфических особенностей, вызванных назначением и условиями эксплуатации шин. По способу герметизации внутреннего объема, шины бывают камерными и бескамерными. Камерные шины (рис. 3) состоят из покрышки и камеры с вентилем. Размер камеры всегда несколько меньше внутренней полости покрышки во избежание образования складок в накачанном состоянии. Вентиль представляет собой обратный клапан, позволяющий нагнетать воздух в шину и препятствующий его выходу наружу. Бескамерные шины (рис. 4) отличаются наличием воздухонепроницаемого резинового слоя, наложенного на внутренний слой каркаса покрышки (вместо камеры) и имеют следующие особенности: меньшая масса; повышенная безопасность при езде, так как в случае прокопа воздух выходит только в месте прокопа (при мелких прокопах достаточно медленно); простота ремонта в случае прокола (нет необходимости в демонтаже); усложненный и более квалифицированный монтаж-демонтаж, часто только на специальном шиномонтажном станке, при наличии компрессора требуют колеса с ободами специального профиля и повышенной точности изготовления. 60 Рис. 3. Камерная шина в сборе с колесом: 1 — обод колеса; 2 — покрышка; 3 — камера; 4 — вентиль Колеса для бескамерных шин, кроме этого, должны обладать высокой герметичностью сварного шва (колеса с диском), а также иметь на посадочных полках обода специальные кольцевые выступы тороидальной формы («хампы»), предотвращающие самопроизвольное соскальзывание бортов шины (разбортигровку) в случае критических ситуаций во время движения. В российских условиях эксплуатации бескамерные шины еще не полностью вытеснили камерные по двум основным причинам. Во-первых, при коррозионном или механическом повреждении ободов шины начинают пропускать воз-дух и во-вторых, после монтажа бескамерной шины ее непросто вновь накачать ручным или ножным насосом (необходима подача воздуха компрессором). Рис. 5. Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины: 1 — борта; 2 — бортовая проволока; 3 — каркас; 4 — брекер; 5 — боковина; 6 — протектор Камерные и бескамерные шины по расположению нитей корда в каркасе покрышки могут быть как диагональной, так и радиальной конструкции. Поперечные разрезы диагональных и радиальных покрышек показаны на рис.5. В диагональных шинах нити корда в смежных слоях ткани располагаются (пересекаются) под некоторым углом между собой (95— 115°). Число смежных слоев обычно равно четырем. В радиальных шинах все нити корда расположены параллельно по радиусу от одного борта к другому и не пересекаются между собой. Эта «незначительная» (на первый взгляд) разница обеспечивает лучшие эксплуатационные свойства радиальных шин практически вытеснивших диаго- нальные шины из употребления во всем мире. У радиальных шин значительно меньшее сопротивление качению и еще более заметное увеличение срока службы (пробега) шины. Сравнить эксплуатационные характеристики радиальных шин с диагональными можно по данным табл. 2. Устройство современной радиальной металлокордной шины показано на рис. 6. Рис. 4. Бескамерная шина: 1 — протектор; 2 — герметизирующий воздухо- непроницаемый резиновый слой; 3 — каркас; 4 — вентиль колеса; 5 — обод 61 Рис.6. Конструкция радиальной металлокордной шины: 1 — протектор; 2 — брекер из нескольких слоев нейлоновой ткани (сверху) и металлокорда (снизу); 3 — радиальные нити металлокордного каркаса Конструктивные элементы и основные размеры шин диагональной или радиальной конструкции показаны на рис. 7. В каждой шине можно выделить следующие основные элементы. Каркас (1) — главный силовой элемент шины (покрышки), который придает ей прочность и гибкость. Представляет собой один или несколько слоев обрезиненного корда. Брекер (2) — подушечный слой (пояс), представляет собой ре-зинотканевую или металлокордную прослойку по всей окружности покрышки между каркасом и протектором. Брекер состоит из двух и более слоев обрезиненного корда и является элементом радиальной шины, серьезно влияющим на многие эксплуатационные качества. Протектор (3) — «беговая» часть шины (покрышки), непосредственно контактирующая с дорогой. Представляет собой толстый слой специальной износостойкой резины, состоящий из сплошной полосы (закрывающей брекер) и наружной рельефной части, которая и называется собственно протектором. Рисунок рельефной части определяет приспособленность шины для работы в различных дорожных условиях. Рис. 7. Конструктивные элементы и основные размеры шин: D — наружный диаметр; Н — высота профиля покрышки; В — ширина профиля; d — посадочный диаметр обода колеса (шины); 1 — каркас; 2 — брекер; 3 — протектор; 4 — боковина; 5 — борт; 6 — бортовая проволока; 7 — наполнительный шнур Боковина (4) — тонкий эластичный слой резины толщиной 1,5—3,0 мм на боковых стенках каркаса. Защищает каркас от механических повреждений, проникновения влаги и служит для нанесения наружной маркировки шины, Борт (5) — жесткая посадочная часть покрышки, необходимая для фиксации шины на ободе колеса. Состоит из слоя корда, завернутого вокруг проволочного кольца (6), и твердого наполнительного резинового шнура (7). Борта придают шине нерастягивающуюся конструкцию и необходимую структурную жесткость при номинальном внутреннем давлении воздуха. Разделение рисунков протектора на дорожный или всесезонный (универсальный) весьма условно (рис. 8). Какие-либо строгие рамки здесь обозначить сложно. Иногда могут одновременно присутствовать признаки нескольких типов рисунка. 62 Шины с направленным рисунком протектора имеют улучшенную способность отвода воды или снега (дорожные или зимние) из пятна контакта с дорогой. Они менее шумны. Запасное колесо совпадает по направлению вращения только с колесами одной стороны автомобиля, но временная установка его против предписанного направления вращения допустима, так как этот эффект проявляется только на больших скоростях. Асимметричный рисунок - один из способов реализовать разные свойства в одной шине. Ее наружная , сторона лучше работает на твердой дороге при положительной температуре, а внутренняя - на зимней. Рисунок повышенной проходимости в отечественной классификации это разреженный рисунок шашечного типа с развитыми грунтозацепами по плечевой зоне, с мощными недеформируемыми шашками, часто не расчлененными прорезями. Зимний рисунок отличается крупными шашками, имеющими пилообразные края и большое количество тонких прорезей внутри. Каналы между шашками достаточно крупные, чтобы не забиваться снегом. Многие из зимних шин рассчитаны на установку шипов противоскольжения. Наиболее популярны «дорожные» и «универсальные» шины. От рисунка протектора зависит сцепление шины с дорогой, причем для сухих, мокрых или загрязненных дорог требуются свои специ- альные рисунки. Не менее важной является демпфирующая способность шины, которая ухудшается с увеличением толщины протектора. От рисунка протектора существенно зависит и износостойкость шины, т.е. ее срок службы. Для дорожных шин важным считается бесшумность качения на высоких скоростях, экономичность и т.п. Поэтому количество и разнообразие применяемых на шинах рисунков протектора огромно и не поддается классификации, так как ежегодно появляются все новые и новые образцы шин с оригинальными рисунками протектора. Дорожный Всесезонный (универсальный) Дорожный направленный Зимний Дорожный асимметричный Повышенной проходимости Рис. 8. Различные типы рисунков протектора МАРКИРОВКА ШИН Диагональные и радиальные шины различаются не только конструкцией, но и маркировкой. Например, диагональная шина имеет обозначение 6,15-13/155-13, где: 6,15 — условная ширина профиля шины (В) (см. рис. 7) в дюймах; 13 — посадочный диаметр (а) шины (и колеса) в дюймах; 155 — условная ширина профиля шины в мм. Дробь перед числом 155 разделяет дюймовое обозначение шины от миллиметрового. Вместо числа 13 во втором случае может быть и миллиметровое обозначение посадочного диаметра (330). 63 Радиальная шина имеет единое смешанное миллиметрово-дюймовое обозначение. Например, маркировка 165/70R13 78S Stее1 Radial Тubeless означает: 165 — условная ширина профиля шины (В) в мм; 70 — отношение высоты профиля шины (Н) к ее ширине (В), %; «R» — обозначение радиальной шины; 13 — посадочный диаметр в дюймах; 78 — условный индекс грузоподъемности шины; S — скоростной индекс шины (максимально допустимая скорость движения автомобиля) в км/ч; «Stее1 Radial» — радиальная шина с металлическим кордом; «Tubeless» или {TL} — бескамерное исполнение шины. Следует иметь в виду, что ширина профиля (В) связана с шириной обода колеса (б) соотношением 6=0,70...0,75 В, т.е. чем шире шина, тем требуется и более широкое колесо. Например, в случае В=165 мм необходимая ширина обода «б» составляет 115—124 мм или 4,52— 4,90 дюйма. Требуемый типоразмер колеса — 4 ½ или 5 дюймов. Слишком узкое колесо (например, в 4 дюйма) ухудшает устойчивость (управляемость) автомобиля, а слишком широкое колесо (например, в 5 ½ дюйма) ухудшает эластичность шины и отрицательно влияет на ее долговечность. Соотношение Н/В оказывает значительное влияние на эксплуатационные качества шины. Например, широкопрофильные или сверхнизкоп-рофильные шины (Н/В=0,70 и менее) улучшают сцепление с дорогой, характеристики управляемости автомобиля и выполнены более жесткими, чем обычные шины с Н/В=0,80...0,82. Современные радиальные шины имеют соотношение Н/В в пределах 0,82...0,30, причем в случае Н/В=0,82 это число не входит в обозначение шины (например, 165R13). Начиная с Н/В=0,80 и ниже (через каждые 0,05) индекс «80», «75», «70» и так до «ЗО» уже входит в обозначение шины. Для повседневной езды по отечественным дорогам целесообразно ограничиться соотношением Н/В не ниже 0,65, причем это касается довольно больших шин для автомобилей типа ГАЗ-3110 «Волга». На моделях ВАЗ лучше не применять шины с Н/В ниже 0,70, а для ВАЗ-1111 «Ока» и вовсе нецелесообразна установка каких-либо иных шин, чем заводских размера 135R12. Современные скоростные сверхнизкопрофильные шины с Н/В=0,30...0,60 пригодны только для движения по гладким шоссейным дорогам с хорошим качеством покрытия, которых в нашей стране (за исключением отдельных участков ряда магистралей) практически пока нет. Скоростные индексы шин обозначают буквами латинского алфавита: L — до 120 км/ч; Р — до 150 км/ч; Q—до 160 км/ч; R—до 170 км/ч; S — до 180 км/ч; Т — до 190 км/ч; U — до 200 км/ч; Н — до 210 км/ч; V— до 240 км/ч; W — до 270 км/ч; Y—до 300 км/ч и Z (или ZR) — свыше 240 км/ч (с соответствующим уменьшением нагрузки по мере роста допустимой скорости). Кроме стандартного обозначения, на боковину покрышки наносят и дополнительную информацию. Например, кроме индекса грузоподъемности, часто обозначается максимальная нагрузка (Махimum Load) и соответствующее этой нагрузке внутреннее давление в шине (Махimum Pressure). При этом нагрузка указывается в фунтах (LBS), а давлени — в фунтах на квадратный дюйм (РSI) для шины в «холодном» состой янии (1 183=0,4536 кг; 1 Р31=0,0069 МПа). Как правило, эксплуатационная нагрузка и внутреннее давление в шине несколько меньше, чем ее максимальные возможности, т.е. шина подбирается на автомобиль как бы с «запасом». Особенно хорошо такой «запас» виден на скоростных автомобилях или легковых многоцелевых полноприводных машинах, называемых обычно «джипами». Шины многих крупных мировых изготовителей могут иметь дополнительную маркировку, принятую для обозначения шин только «своего» изготовления. Например, компания «Мишлен» (Michelin) использует дополнительные логотипы (схематические рисунки), обозначающие «место» этой шины в огромной производственной программе, а также и другую информацию. Например, шина «Мишлен» обозначена как 185/ 60R14 82V Рilot НХ МХV3-А. Первые 12 знаков расшифровываются в общепринятом порядке. Слово «Рilot» со своим логотипом означает название гаммы (семейства) шин. Индекс «НХ» классифицирует шину как «гармоничную», т.е. универсальную по принятому в компании 64 комплексу потребительских качеств. Логотип индекса «НХ» — ^\^. Следующий индекс «МХV3-А» означает форму рисунка протектора. Кроме этого, впереди общей маркировки, как правило, есть надпись Radial ХR — зарегистрированная торговая марка фирмы «Мichelin». Литература для подготовки: 1. Гладов Г.И. Устройство автомобилей: учебник /Г.И. Гладов, А.М. Петренко. - М.: Академия, 2014. – 352 с. 2.Вахламов В.К. Автомобили. Теория и конструкция автомобиля и двигателя /В.К. Вахламов, М.Г. Шатров, А.А. Юрчевский. - М.: Академия, 2013. - 816 с. 3.Туревский И.С. Техническое обслуживание автомобилей /И.С.Туревский - М.:ФОРУМ, 2013.- 434 с. Вопросы для самоконтроля: 1. Виды автомобильных шин. 2. Устройство автомобильных шин. 3. Маркировка автомобильных шин. 65 Тема 10. Колеса автомобилей Дисковое колесо автомобиля. Дисковое колесо состоит из двух элементов — обода и диска, соединенных между собой точечной контактной сваркой, или цельноотлитых. 1. Обод — это кольцеообразная (определенного профиля) часть колеса, на которую монтируется и опирается шина. 2. Диск — это центральная часть дискового колеса, несущая обод. Диск крепится к ступице при помощи посадочных отверстий. Типы дисковых колес. По технологии изготовления дисковые колеса делятся на стальные сварные (прокатный обод и штампованый диск), лекосплавные (литые, кованые). Стальные диски. Части стальных дисков штампуют из листа и соединяют сваркой. Эта технология дешева и дает достаточно качественный продукт. Достоинства: довольно высокая прочность; возможность восстановления даже в случае очень сильного смятия закраин. Недостатки:_большая_масса;_невысокая_точность_изготовления_(а_значит,_возможны_проблемы_с_балансировкой);_устаревший_дизайн._Литые_диски.'>Недостатки: большая масса; невысокая точность изготовления (а значит, возможны проблемы с балансировкой); устаревший дизайн. Литые диски. При изготовлении литых дисков расплавленный металл (алюминиевый или магниевый сплав) заливают в форму, металл остывает, после чего посадочные поверхности обтачиваются, в полученной отливке сверлятся отверстия. Недостатки: зернистая структура металла; возможность наличия скрытых микротрещин; недостаточную прочность (при ударе они деформируются и даже раскалываются); сложность (часто невозможность) восстановления; чрезмерно толстые стенки. Достоинства: Легче стальных; Высокая короззийная стойкость. Кованые диски. При ковке (или объемной штамповке) из заготовки выковывают поковку многослойной волокнистой структуры, которая затем обрабатывается на токарном станке. Недостатки: дороговизна технологии. Достоинства: исключительная прочность; легкость; лучше переносит удары. Например: 13-дюймовое кованое колесо весит 4.9 кг против 6.0 кг у литого, а толщина стенок составляет только 3.0 мм против 5.5 мм у литого. При этом кованый диск лучше переносит удары. Поэтому для российских дорог кованые диски предпочтительнее несмотря на их дороговизну. Легкосплавные диски. Легкосплавные диски производятся из алюминиевых и магниевых сплавов. Они лучше отводят тепло от тормозных механизмов и ступиц автомобиля, предотвращая снижение эффективности тормозов при их частом использовании. Достоинства: обладают меньшей массой по сравнению со стальными; 66 улучшают условия работы подвески; быстрее восстанавливает контакт с дорогой; широкие возможности вариаций дизайна; высокая точность изготовления; хорошо отводят тепло тормозного узла. Недостатки: Высокая коррозийность легких сплавов вынуждает производителей покрывать диски специальным лаком, который в случае повреждения очень трудно восстановить. Большая, по сравнению со стальными, толщина легкосплавных дисков требует применения специальных удлиненных крепежных болтов. При сильных ударах диски практически не деформируются, на элементы подвески передаются повышенные нагрузки, что может привести к их повреждению, а сами диски при этом могут разрушиться. Поврежденные легкосплавные колеса как правило не подлежат восстановлению. Езда становится более комфортной, а скоростное движение - более безопасным. Это общие достоинства. Уточненно же судить об их плюсах и минусах можно, лишь учитывая, каким способом и из какого именно сплава они сделаны — тут много нюансов, колесо колесу рознь. Сопоставив достоинства и недостатки литых и кованых легкосплавных дисков, выявили следующую градацию: литой магниевый - легкий и непрочный; литой алюминиевый - нормальные показатели; кованый алюминиевый - легкий и прочный; кованый магниевый - легкий и сверхпрочный. Полезно: уменьшение массы колеса обеспечивает снижение неподрессоренных инерционных масс автомобиля, что улучшает условия работы его подвески. Это способствует повышению комфортабельности езды, улучшению тормозной динамики и управляемости автомобиля. Магниевые диски, как правило, дорогостоящи и производятся на заказ. Надо заметить, что кованые диски российского производства, не уступая по качеству западным, стоят на порядок дешевле. Комбинированные колеса. Разновидность колес, которая, как правило, состоит из нескольких частей. Каждая составляющая автомобильного колеса может быть изготовлена по разным технологиям (к примеру: обод – вальцовка (титановый прокат), спицы – литьё (алюминиевый сплав)). Спицевое колесо также принадлежит к данной категории. Композитные колеса. Сегодня колеса композитного типа устанавливаются на спорт-кары и некоторые модели велосипедов. Широкое распространение этого вида ограничено и достаточно высокой ценой. Крепление колеса. Колесо крепится к колесной ступице посредством резьбовых соединений: Крепление на шпильках; Крепление на болтах; Крепление на клиньях; Крепление на оси. Для правильного подбора колёсных дисков для конкретного автомобиля следует руководствоваться следующими размерностями: PCD (Pitch Circle Diameter) - диаметр расположения крепёжных отверстий. Диаметр измеряется в миллиметрах. Если диаметр PCD неизвестен, то его можно измерить самостоятельно. Для этого, линейкой или штангенциркулем, следует измерить расстояние К между центрами крепёжных болтов (гаек) и полученную величину умножить на коэффициент Р (Р зависит от числа крепёжных отверстий). При подборе дисков, PCD обозначается, например, так: 4х98, где 4 - число крепёжных отверстий, 98 - диаметр расположения крепёжных отверстий. Следует заметить, что диск с PCD 4х100, нельзя замерить диском с PCD 4х98, хотя разница составляет всего 2 миллиметра. 67 Рис. 8 Диаметр расположения крепёжных отверстий Диаметр диска D - диаметр кольцевой части обода, на которую опирается шина. Диаметр измеряется в дюймах (1 дюйм = 25,4 мм.); Ширина обода B - расстояние между внутренними поверхностями бортовых закраин колеса. Определяет ширину профиля устанавливаемой шины. Измеряется в дюймах; Диаметр центрального отверстия (DIA) - измеряется со стороны привалочной плоскости. Измеряется в миллиметрах. Он должен соответствовать диаметру посадочного цилиндра на ступице автомобиля. Особенно это важно для стальных дисков. Многие производители легкосплавных дисков делают DIA большего диаметра, а для центровки на ступице используют переходные кольца. Рис. 9 Основные размеры диска Хампы - кольцевые выступы диска, предназначенные для надёжной фиксации бескамерных шин. Параметр MAX LOAD - максимальная нагрузка на диск. Измеряется MAX LOAD в фунтах или в килограммах. Чтобы перевести фунты в килограммы, нужно разделить их на коэффициент 2,2. Вылет диска - это расстояние между плоскостью крепления диска к ступице автомобиля и вертикальной плоскостью симметрии колеса, проще говоря его внутренним ободом (измеряется в миллиметрах) 68 Автомобильные колеса. Автомобильные колёса предназначены для преобразования вращательного движения (передаваемого от двигателя к колесу) в поступательное движение автомобиля. При вращении колеса, за счёт силы сцепления колеса с поверхностью, происходит поступательное движение. При торможении, также участвует сила сцепления колеса с дорогой, которая при остановленном вращении колеса, останавливает автомобиль. Очевидно, что колёса должны иметь высокую прочность, что бы выдерживать нагрузки ускорения, торможения и веса автомобиля. В то же время наружная поверхность колеса должна быть достаточно эластичной, чтобы обеспечивать хорошее сцепление с дорогой. Современные автомобильные колёса представляют собой цельнометаллические диски с ободом. В обод диска помещается шина. В центре диска имеются отверстия для крепления колеса на оси вращения. 69 Рис. 10 Автомобильное колесо Литература для подготовки: 1. Гладов Г.И. Устройство автомобилей: учебник /Г.И. Гладов, А.М. Петренко. - М.: Академия, 2014. – 352 с. 2.Вахламов В.К. Автомобили. Теория и конструкция автомобиля и двигателя /В.К. Вахламов, М.Г. Шатров, А.А. Юрчевский. - М.: Академия, 2013. - 816 с. 3.Туревский И.С. Техническое обслуживание автомобилей /И.С.Туревский - М.:ФОРУМ, 2013.- 434 с. Вопросы для самоконтроля: 1. Виды автомобильных дисковых колес. 2. Устройство автомобильных дисковых колес. 3. Маркировка автомобильных дисковых колес. |