Конструкции мостов

Ведущий неразрезной мост может иметь балку различных конструкций: разъёмная, неразъемная, штампованная, литая. Разъёмная балка имеет разъём поперечный по картеру главной передачи, обе части соединяются болтами. Такие болты применяются на легковых автомобилях и лёгких грузовиках. Неразъёмные балки выполняются в виде:

- литого картера главной передачи и запрессованных в него кожухов полуосей (легковые автомобили и лёгкие грузовики);

- литая или штампованная из листовой стали и сваренная с развитой средней частью под картер главной передачи (мост типа банджо).

Управляемый неразрезной мост чаще всего выполняется в виде кованой балки переменного по длине сечения (двутавр в средней части круглое сечение после рессорной площадки). Балки получают методом горячей штамповки из сталей 30Х, 40ХХ.5. В России основные размеры балок стандартизованы (отраслевой стандарт ОСТ-37.001.21-78). Иногда для снижения массы применяют кованые алюминиевые балки, но их стоимость значительно выше стальных.

Разрезной управляемый мост не имеет балки (поперечные), а содержит два отдельных узла подвески и связывающую их рулевую трапецию. Мост может выполняться в виде отдельной конструкции, крепящейся к несущей системе автомобиля либо прямо, либо через лёгкий литой подрамник. Возможна конструкция такого моста с точками крепления рычагов подвески к элементам кузова автомобиля (ВАЗ 2101).

Полуоси

По виду нагружения полуосей различают три схемы:

- полуразгруженная полуось;

- на три четверти разгруженная полуось;

- полностью разгруженная полуось.

Это деление условно, он примерно определяет степень нагруженности полуосей. На рис.76 показаны конструктивные схемы заднего ведущего неразрезного моста: а – полуразгруженная полуось, б – на три четверти разгруженная, в – полностью разгруженная.

Полуразгруженная полуось воспринимает все моменты и силы от дороги, на три четверти разгруженная полуось воспринимает силы и моменты частично, так как через подшипник происходит также нагружение балки моста. Полностью разгруженная полуось теоретически воспринимает только крутящий момент от дифференциала к ведомому колесу, а вся нагрузка от дороги ложится на балку моста.

Полностью разгруженные полуоси применяются в автомобилях для тяжёлых условий работы (грузовые автомобили, легковые автомобили для американских гонок (NASCAR). Для легковых автомобилей применяются полуразгруженные или на три четверти разгруженные полуоси.

3.6. Колёсный движитель

Движение автомобиля происходит за счёт взаимодействия колеса с дорогой. Таким образом, движителем автомобиля является колесо (ведущие колёса).

В этом смысле колесо – это металлическая конструкция в сборе с пневматической шиной, хотя более узко колесом называется конструкция, состоящая из обода и соединительного элемента (диска) с деталями крепления.

Торговое название колеса без шины – диск.

Основные требования к колесу:

- соответствие шине по всем параметрам;

- надёжное крепление к ступице;

- прочность и долговечность;

- полная уравновешенность;

- малая масса и момент инерции;

- лёгкость монтажа и демонтажа шин.

На рис.77 показана классификация автомобильных колёс. В соответствии с этой схемой по эксплуатационному назначению автомобильные колёса делятся на классы со 2-го по 5-й (российская классификация). Всего семь классов. Класс 1 – для внутризаводского транспорта, классы 6 и 7 – для тракторов и сельскохозяйственных машин.

Колёса легковых и легких грузовиков являются в большинстве случаев неразъёмными, из двух частей – обода и диска – сваренными друг и другом. Диски сплошные с отверстиями для облегчения и для охлаждения тормозов. Для легковых автомобилей в настоящее время широко применяются колёса из легкого сплава, литые или кованые.

Хотя стальные колёса для легковых автомобилей применяются до сих пор, обладая такими достоинствами, как дешевизна, надёжность, прочность, они неуклонно вытесняются легкосплавными.

Это объясняется двумя причинами. Для легкового автомобиля не последнюю роль играет мода, дизайн. И здесь широчайшие возможности для колёс из легких сплавов, за счёт технологии удаётся получить огромное разнообразие форм и фасонов от стиля ретро до стиля «soft design». Вторая причина – возможность снизить массу диска минимум на 40 %, а это очень существенно влияет на динамику, так как снижается масса неподрессорных частей автомобиля и тем самым повышается плавность хода. Кроме того, лёгкие диски уменьшают нагрузки в трансмиссии, улучшается их балансировка за счёт высокой точности изготовления, более благоприятными оказываются условия охлаждения тормозов.

Диски изготавливаются из двух видов сплавов: алюминиевого и магниевого. Технология производства: литьё или ковка (объёмная горячая штамповка).

Наиболее распространены диски литые из алюминиевого сплава, но алюминий требует надёжной защиты поверхности, без этого он покрывает оксидной плёнкой и теряет товарный вид. Литые алюминиевые диски хрупки, при сильном ударе раскалываются, поэтому приходится увеличивать толщину стенок, что увеличивает вес.

Находят применение и магниевые литые диски, экономия веса по сравнению с алюминием примерно 2,5 кг на колесо. Но требования к защите поверхности очень высоки из-за низкой коррозионной стойкости, и также диски изготавливаются в ограниченном количестве.

Кованые диски из лёгкого сплава на серийных легковых автомобилях применяются редко ввиду высокой дороговизны. Однако в России кованые диски из алюминиевого сплава применяются для автомобиля ВАЗ-2108. Это, видимо, объясняется неразберихой в промышленности [12].

Кованый диск обладает высокой прочностью и жёсткостью. При сильном ударе такой диск мнётся, трещин не образуется и вероятность разгерметизации бескамерной шины мала.

Кованый диск очень лёгкий. Для примера сравним массы дисков для автомобиля BMW 7-й серии:

Стальной диск имеет массу 9 кг

Литой алюминиевый диск 7,8 кг

Кованый алюминиевый диск фирмы Fuchs 6.8 кг

Коррозионная стойкость кованого диска значительно выше, чем литого: алюминиевый не нуждается в защите, магниевый требует защиты в минимальной степени.

Диск из лёгкого сплава обычно представляет собой одну деталь, но в отдельных случаях диск состоит из двух частей: собственно диска и отдельного обода, который соединяется с диском болтами. Это даже стало модой, иногда на едином диске делают декоративные болты.

Расстояние между продольной плоскостью симметрии обода и крепёжной плоскостью диска называется винтом. Большинство легковых автомобилей выпускается с вылетами от 0 мм (ГАЗ-3102) до +38 мм (Opel Corsa, Toyota Corolla, Mitsubishi Colt, ВАЗ-2109). Однако встречаются с вылетами и -46 мм, и +59 мм. На рис.78 показан лёгкий диск в двух вариантах с положительным и отрицательным вылетами.

Колёса грузовых автомобилей и автобусов делаются дисковыми и бездисковыми с разборным ободом из нескольких частей: 2-х, 3-х, 4-х, 5-ти компонентные.

Наибольшее распространение для грузовых автомобилей получили двух- и трехкомпонентные колёса. Двухкомпонентное колесо состоит из основания обода и разъемного бортового кольца, трёхкомпонентное – из основания обода, съемного бортового кольца и пружинного замочного кольца.

Шина пневматическая представляет собой важнейший элемент автомобильного колеса. Шина состоит из резинокордной оболочки – покрышки и воздухонепроницаемой замкнутой тороидальной камеры. Эта камерная шина. Существует также и широко применяется бескамерная шина – в этом случае покрышка устанавливается на диске и накачивается.

Шина состоит из следующих элементов:

- каркаса,

- брекера,

- протектора,

- боковин,

- бортов,

- камеры или герметизирующего слоя,

- ободной ленты,

- вентиля.

Поперечный разрез пневматической шины (покрышки) показан на рис.80, где 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 – обёртка. 12 – наполнительный шнур, Н – высота профиля покрышки, Н₁ – высота горизонтальной осевой линии, 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.

Основные требования к автомобильным шинам:

- упругие свойства должны соответствовать стандартам, а нормальная, боковая, крутильная и угловая жесткости, тангенциальная эластичность должны соответствовать параметрам автомобиля и условиям движения;

- камерные и бескамерные шины должны обеспечивать герметичность и обеспечивать стабильность давления;

- сцепление шины с дорожным покрытием должно быть достаточным, а сопротивление качению – минимальным;

- статический и динамический дисбаланс должен соответствовать стандарту;

- биение шины должно также соответствовать стандарту;

- уровень шума при движении должен быть в пределах допустимого;

- прочность;

- удобство монтажа и демонтажа.

Классификация шин представлена схемой рис.79 [13].

Шинные материалы следующие: синтетический или в редких случаях натуральный каучук (основа резины), корд, чефер, стальная проволока.

Корд – это ткань, состоящая из прочных толстых нитей двойного кручения. Корд – основа главной части покрышки - каркаса.

Чефер применяется для изготовления крыльев и усилительных лент бортов покрышки. Применяют также доместик и бязь без усилительных и обёрточных лент.

Брекер радиальных шин содержит металлокорд, который представляет собой трос, состоящий из стальных латунированных проволок диаметром 0,15…0,25 мм. Латунирование обеспечивает прочную связь металлического корда с резиной.

Шины могут быть диагональными или радиальными. Диагональная шина имеет каркас из одной или нескольких пар кордных слоёв, расположенных так, что нити соседних слоёв перекрываются. Радиальная шина имеет каркас с нитями корда, расположенными радиально.

Радиальные шины вытеснили диагональные с рынка шин легковых автомобилей. Это определяется преимуществами радиальных шин:

- высокая износостойкость (в 1,5-2 раза выше, чем у диагональных);

- меньшее сопротивление качению;

-лучше сцепление с дорогой за счёт лучшего контакта (бóльшего по площади и более стабильного);

- мéньший увод (лучшая управляемость и боковая устойчивость).

Любопытно, что радиальная шина была изобретена в 1913 году Кристианом Греем и Томасом Сноупером, однако только в 1948 году такая шина появилась в продаже под маркой Мишлен-Х(икс).

Бескамерные шины обладают существенным преимуществом перед камерными. Прежде всего, это безопасность – при проколе бескамерная шина держит воздух и сохраняет давление длительное время, так как воздух может выходить только через место прокола, в то время как камерная шина при проколе сразу теряет воздух через кольцевую щель в месте установки вентиля. Кроме того, бескамерная шина меньше греется на большой скорости. Основной недостаток бескамерной шины состоит в том, что требуется специальное оборудование для монтажа и демонтажа этих шин.

Особенность ободов бескамерных шин состоит в том, что сварные швы должны быть герметичными, а на посадочных полках делаются так называемые хампы (hump) - кольцевые выступы – для дополнительной фиксации бортов покрышки.

Шины имеют специальные обозначения, которые характеризуют её назначение, габаритные размеры и тип. Размеры и маркировка указываются на боковине покрышки и обозначаются двумя числами: шириной профиля (например, 200 мм) и посадочного диаметра (например, 508 мм). Для радиальных шин ставится латинская буква R, например, 200-508R. Обозначение может быть в дюймах и смешанное – в миллиметрах и дюймах. В первом случае обозначение имеет вид, например, 7,50-20; 5,20-13, - оба числа в дюймах. Во втором случае первое число – это ширина профиля в миллиметрах, второе – диаметр обода колеса в дюймах, например, 260-20.

На шине наносится маркировка:

- товарный знак завода-изготовителя шины;

- обозначение шины (условное обозначение основных размеров и конструкции каркаса);

- модель - условное обозначение разработчика шины и порядковый номер разработки;

- заводской номер;

- норма слойности «НС» иди «PR» (Ply Rating), а для шин легковых автомобилей индекс грузоподъёмности (условное обозначение прочности каркаса, определяющее максимально допустимую нагрузку на шину);

- обозначение стандарта;

- штамп ОТК с указанием сорта шины.

Приведём пример маркировки легковой шины: 165/80R13 МИ-166 Steel Radial 82S Tubeless 168А502311. Расшифровывается следующим образом:

165 – ширина профиля шины в мм;

80 – индекс серии;

R – индекс радиальной шины;

13 – посадочный диаметр шины в дюймах;

МИ-166 – модель шины: М – Московский шинный завод, И –НИИ шинной промышленности, 166 – порядковый номер разработки;

Steel – металлокорд в брекере;

Radial – радиальная шина;

S – индекс максимально допустимой скорости (180 км/час);

Tubeless - бескамерная шина (камерная шина обозначается Tube type);

168Я502311 – условное обозначение заводского номера, где 168 – дата изготовления (16 – порядковый номер недели с начала года; 8 – последняя цифра года изготовления – 1978); Я – индекс завода изготовителя шины (Я - Ярославский шинный завод); 502311 – порядковый номер шины.

Пример маркировки шины постоянного давления грузового автомобиля:

260R508(9,00R20)И-Н142Б НС-12

ГОСТ 5513-86 Made un USSR РКХ1771395.

260(9,00) – ширина профиля в мм и дюймах (в скобках);

508(20) – посадочный диаметр обода в мм и в дюймах (в скобках);

R – радиальная;

И-Н142Б – модель шины: И-Н – НИИ шинной промышленности, 142 – порядковый номер разработки, Б – вариант этой разработки;

НС-12 – норма слойности (условное обозначение прочности каркас шины, определяющее её соответствие максимально допустимой нагрузке);

ГОСТ 5513-86 – обозначение стандарта, по которому производилась шина;

Made in USSR – обозначение страны изготовителя (Сделано в СССР);

НКХ1771395 – заводской номер: НК – Нижнекамский шинный завод, ХI –месяц изготовления (ноябрь), 77 – 1977 год, 1395 – порядковый номер шины.

Дата добавления: 2015-10-31