КОЛЕСА

4. КОЛЕСА

Колеса забезпечують можливість руху автопоїзда, а також пом'якшують поштовхи, що виникають при русі його по нерівній дорозі.

Залежно від призначення колеса поділяють на: ведучі (керовані), комбіновані (ведучі і ведені) і підтримувальні.

Ведучі колеса перетворюють крутний момент, що передається від трансмісії, на силу тяги, завдяки чому забезпечується поступальний рух автомобіля. Ведені колеса сприймають через підвіску штовхаючі зусилля від кузова й за допомогою рульового керування задають напрям руху. Комбіновані колеса виконують функції ведучих і ведених коліс водночас. Підтримувальні колеса створюють опору кочення для причепів напівпричепів або рами автомобіля, перетворюючи штовхальні зусилля на кочення коліс. Передні колеса автомобілів без дискові з спицевими маточинами, з рознімними ободами і пневматичними шинами, що мають універсальний рисунок протектора.

Переднє колесо (рис. 2.1.) складається з маточини 8, обода 17 і шини 1. У центрі маточини є порожнина, в якій розташовані гнізда для установки підшипників 14, 15 і манжети 16 маточини. На маточині п'ять спиць, рівномірно розташованих по колу. Кінці спиць закінчуються конічними опорами, призначеними для посадки конічної поверхні обода. Кут конуса 28° забезпечує при затягуванні гайок силу тертя, необхідну для надійного з'єднання обода з маточиною і запобігання його від прокручування при гальмуванні. Шпильки кріплення ободів до маточин коліс мають праву різьбу.

Для зменшення зношування шин і поліпшення стійкості і керованості автомобіля маточину в зборі з гальмовим барабаном балансують. Допустимий дисбаланс становить 700 Н/м. Для усунення дисбалансу на виробництві спочатку визначають найважче місце маточини з барабаном у зборі, а потім з протилежної сторони до зовнішньої поверхні гальмового барабана приварюють вантаж. Маса вантажу визначається величиною дисбалансу, що усувається. Обід колеса з конічною посадковою полицею розбірний. Він складається безпосередньо з обода 17 (рис. 2.1.), замкового 3 і бортового 2 кілець. Полиця обода з одного боку закінчується бортом, з другого — фасонною поверхнею, призначеною для посадки на конічні поверхні спиць і розміщення бортового і замкового кілець. Замкове кільце розрізне. Воно виготовлене із спеціального сталевого профілю. Бортове кільце також сталеве.

Рис. 4.1. Встановлення заднього колеса: 1 — шпилька кріплення напівосі; 2 — розтискна втулка; 3 — пружинна шайба; 4,5 —гайки; 6 — шайба відгинна; 7 — шайба замкова; 8 — гайка; 9 — притиск; 10, 12— підшипники; 11 — маточина; 13 — проставочне кільце; 14 — замкове кільце; 15 — кільце манжети; 16 — бортове кільце; 17 — маслоуловлювач; 18 — гальмовий барабан; 19 — супорт; 20 — щиток гальма; 21 — колодка гальма з накладками; 22 — шина

Задні колеса автомобілів також бездискові. Обід (рис. 4.1.) внутрішнього колеса встановлений на конічній поверхні спиць задньої маточини 11. Відстань між шинами здвоєних коліс забезпечена проставочним розпірним кільцем 13, яке для збільшення жорсткості виконане гофрованим. Це кільце передає також на внутрішнє колесо зусилля затягування гайок 8 і притисків 9, що кріплять зовнішнє колесо. Притиски задніх коліс відрізняються від притисків передніх коліс, оскільки мають скіс, який одночасно центрує і затискає обід зовнішнього колеса. Маточини обертаються на конічних підшипниках 10 і 12, встановлених на цапфах ведучих мостів, закріплені однією гайкою 5 з двома шайбами: замковою 7 і відгинною 6.

5. ПНЕВМАТИЧНІ ШИНИ

Каркас шини (покришки) є її силовою частиною, обмежує об'єм накачаної камери (у випадку камерної шини) і передає навантаження, що діє на колесо з боку дороги, на обід колеса. Каркас складається з одного чи декількох накладених один на одного шарів текстильного корду, покрити того гумою.

На роботу шини суттєво впливає товщина її каркаса. Зменшення товщини текстильного каркаса призводить до зниження втрат на внутрішнє тертя, а отже, зменшення теплотворення, поліпшення умов охолодження, зменшення витрати гуми, зменшення маси шини, більшої рівномірності роботи і поліпшує ряд інших якостей. Міцність покришки визначається в основному міцністю корду.

У діагональних шинах (рис. 5.1, а) нитки корду в середніх шарах каркаса перехрещуються, тобто розташовуються під деяким кутом. Такий напрямок ниток корду в каркасі забезпечує певний розподіл зусиль при деформації покришки і найбільшу її міцність при достатній амортизації. У каркасі покришки діагональної будови завжди парна кількість шарів корду.

Особливість конструкції радіальних шин (рис. 5.1, б) типу R полягає насамперед у тому, що нитки корду в шарах каркаса розташовані радіально по профілю шини в напрямку від одного борта до іншого, тобто у всіх шарах каркаса нитки корду паралельні одна одній. Таким чином, кожен шар корду в каркасі шин типу R працює неначе самостійно (не в парі із сусіднім шаром). У результаті цього напруги, що виникають у нитках корду каркаса шин типу R, приблизно в 2 рази менші, ніж у діагональних шинах, що дозволяє відповідно зменшити число шарів корду.

Оскільки каркас шин типу R тонший, а нитки корду в його шарах паралельні, то він більш еластичний, легше деформується, а отже, і теплотворення менше, ніж у діагональних шин.

Щоб зменшити деформацію бічних поверхонь шин, тиск повітря в шинах типу R має бути трохи вищим (до 20-30%), ніж у шин діагональної будови, але при цьому радіальна деформація шин типу R все-таки вище на 10-20% через їхню більшу еластичність.

Брекером називається гумовий, гумовокордний або гумовометалокордний шар, розташований між каркасом і протектором. Він складається з двох і більшої кількості шарів зрідженого корду, покритого гумою. Брекер забезпечує міцний зв'язок протектора з каркасом і запобігає відшаруванню протектора від каркаса при дії на шину гальмових і відцентрових сил, а також сприймає частину ударного навантаження на шину, зменшуючи силу ударів, які передаються від протектора до каркаса.

Протектором називається товстий шар гуми, розташований по короні покришки і дотичний з дорогою при коченні колеса. Призначення протектора — забезпечувати зносостійкість шини, надійне зчеплення з дорогою, послабляти вплив поштовхів і ударів на каркас шини, частково поглинати коливання, і в першу чергу крутильні коливання в трансмісії автомобіля, зберігати каркас і камеру від механічних ушкоджень і вологи. Протектор складається з рельєфного рисунка і підканавочного шару.

Рисунком протектора визначається експлуатаційне призначення шини. Від рисунка протектора залежить зчеплення шини з дорогою, інтенсивність зносу, видалення грязі і вологи з зони контакту з дорогою і відвід тепла від каркаса покришки, безшумність при русі автомобіля, рівномірність тиску на каркас шини і дорогу, прохідність автопоїзда на дорогах різних категорій.

Боковиною покришки називається гумовий шар, що покриває бічні стінки каркаса й вберігає його від вологи і механічних пошкоджень. Боковина повинна бути досить тонкою й еластичною, щоб добре витримувати багаторазовий вигин і мало впливати на жорсткість корпусу. На боковини шин наносять всі визначені технічною документацією умовні позначення, що характеризують шину.

Борти — жорсткі частини покришки, призначені для надійного кріплення її на ободі колеса. Вони складаються з бортового кільця, виконаного зі сталевого дроту, твердого профільного гумового шнура, обгортки й ущільнювальних стрічок. Металеве кільце додає борту необхідну жорсткість і міцність, а твердий гумовий шнур — монолітність, здійснює поступовий перехід від жорсткості металевого кільця до еластичної боковини, забезпечує формування борта. Бортове кільце разом з накладеним на нього гумовим шнуром і підсилювальними стрічками призначене для зміцнення складових частин борта в покришці.

Особливостями конструкції, що визначають тип шини, крім будови каркаса, брекера і малюнка протектора, є також спосіб герметизації та конфігурація профілю поперечного перерізу.

Камерна шина — пневматична шина, у якій повітряна порожнина утворюється герметизуючою камерою. Камера являє собою кільцеву трубу, з повітронепроникної еластичної гуми, оснащену вентилем.

Безкамерна шина — пневматична шина, в якій повітряна порожнина утворюється покришкою й ободом колеса; герметизація досягається за рахунок спеціального герметизуючого шару гуми, що має підвищену газонепроникність.

Герметизуючий шар у безкамерній шині призначений для максимального підвищення її повітронепроникності і при наскрізному проколі шини сприяє миттєвому затягуванню отвору навколо предмета, що встромився в неї. Витік повітря з безкамерної шини, що має прокол, відбувається протягом значного проміжку часу, що забезпечує досить тривалий пробіг шини.

Безкамерні шини з герметизуючим шаром мають такі основні переваги порівняно з камерними:

підвищену безпеку при рухові автомобіля через відсутність різкого падіння внутрішнього тиску повітря в шині при проколах;

підвищену герметичність, тому що тиск повітря знижується в них повільніше, ніж у камерних шинах;

менше нагрівання при роботі внаслідок кращого відведення тепла через відкриту частину обода;

меншу кількість випадків демонтажу і монтажу шини за термін її служби, тому що проколи (діаметром до 10 мм) безкамерної шини можна ремонтувати без демонтажу її з обода;

меншу трудомісткість ремонту безкамерної шини порівняно з камерною;

більш просте і надійне кріплення вентиля (на ободі, а не на камері);

можливість використання безкамерної шини як камерної у випадку негерметичності обода або після ремонту великих наскрізних пошкоджень.

Однак безкамерна шина з герметизуючим шаром порівняно з камерною шиною має такі недоліки:

герметичність безкамерної шини, що перевіряється після її монтажу на диск колеса і після накачування повітрям, залежить від стану шини і обода;

при застосуванні безкамерних шин підвищуються вимоги до стану ободів;

безкамерні шини вимагають надто обережного поводження, тому що невелике пошкодження герметизуючого шару в бортовій частині знижує герметичність шини.

На кожній покришці (безкамерній шині) наноситься маркування: найменування фірми чи товарний знак заводу-виготовлювача; позначення (розмір) шини; модель шини; дата виготовлення покришки; індекс підприємства; порядковий номер; індекс швидкості; норма кількості шарів (для шин вантажних автомобілів); балансирна мітка; номер ГОСТа чи ТУ на шини; штамп технічного контролю і сортність виробу; індекс країни і номер сертифіката безпеки шини; номер прес-форми; мітка з номером збирача і мітка зміни, що вказують у яку зміну, на якому агрегаті і хто виготовив дану шину.

Написи на шині можна умовно розділити на товарні та інформаційні. Товарні написи виконуються великим рельєфним шрифтом і повідомляють споживачу основну інформацію про шину: розмір, модель, виробника, індекс серії (для низько-профільної серії).

На вітчизняних шинах виробник позначається товарним знаком і буквеним індексом, що входить у заводський номер шини.

У позначеннях діагональних шин перша цифра означає ширину профілю шини в дюймах, друга — номінальний посадочний діаметр у дюймах. На вітчизняних діагональних шинах зустрічаються також подвійні позначення, де, крім дюймів, відповідні розміри даються в міліметрах. Однак, навіть при подвійних позначеннях більш популярні і загальновживані дюймові позначення.

Індекс серії низькопрофільної шини ставиться всередині позначення розміру шини після похилої риски (260/70) і вказує на відношення висоти профілю Я до ширини шини В. Іноді для шин з індексом профільності 82 чи 80 ці значення не вказуються.

Наявність букви Р чи R у середній частині позначення розміру шини вказує на те, що шина радіальної конструкції. Відсутність букви Р чи R означає, що шина діагональна.

Модель шини наноситься також великим шрифтом на її боковину. Інші інформаційні написи, відповідно до міжнародних норм, наносяться, в основному, англійською мовою.

Індекс швидкості — умовне позначення максимально допустимої швидкості для шин: L=120; P=150; Q=160; S=180 км/год.

Індекс вантажопідйомності — умовне позначення максимально допустимого навантаження. Індекс 75 відповідає 3,87 кН; 78 — 4,25; 80 - 4,50; 82 - 4,75; 84 - 5,00; 85 - 5,15; 88 - 5,60; 91 - 6,15; 92 - 6,30; 103-8,57 кН.

Крім того, на боковинах поверхонь шин наносяться такі інформаційні написи і маркувальні мітки (їх повинні знати представники спеціальних служб транспорту, ДАІ, заводської експертизи):

«STEEL» — металокорд у брекері;

«RADIAL» — радіальна конструкція, «TUBELESS» — безкамерна. Для камерних шин позначення «TUBE TYPE» або «TUBE»;

заводський (серійний) номер, наприклад, 388 Бел 502311:388 — позначення дати виготовлення, де 38 — порядковий номер тижня з початку року, 8 — остання цифра року виготовлення (1998); Бел — Білоруський шинний завод, м. Бобруйськ; 502311 — порядковий номер шини (раніш позначалася дата виготовлення наприклад, IV81, де IV — місяць, 81 — рік);

дата виготовлення, крім того, наноситься окремою групою цифр, поза серійним номером;

позначення стандарту чи технічних умов, згідно яких виробляється шина, наприклад: ГОСТ 4754-80 чи ТУ 38.104292-82;

штамп відділу технічного контролю (ВТК) із вказівкою сорту шини наноситься відбитком фарби;

балансирна мітка — крапка або кружок, виконані світлою або червоною фарбою, наносяться в легкому місці покришки (при монтажі це місце сполучають із вентилем камери);

для шин з направленим рисунком протектора (в основному підвищеної прохідності) — стрілка, що вказує напрямок обертання колеса;

в зоні, що прилягає до протектора, — покажчики індикаторів зносу «TWI - TREAD WEAR INDICATION» розміщені рівномірно в шести місцях по колу, для зимових шин — знак «M+S» (MUD AND SNOW - грязь і сніг);

для морозостійких шин — «Північ»;

для шин, призначених для ошиповки, — буква «Ш»;

знак Е в кружку з двома цифровими індексами підтверджує, що шина перевірена на відповідність європейському стандарту безпеки — Правилу № ЗО Європейської економічної комісії О ОН. Одно- чи двозначний індекс у кружку — це умовний номер лабораторії, у якій спеціально уповноважена урядом організація провела перевірку. Наприклад, Е5 (у кружку) — перевірене в Швеції, Е8 — в Чехії. П'яти- чи шестизначний індекс поруч із кружком — номер сертифіката офіційного документа, що підтверджує позитивні результати перевірки і виданих лабораторією, яка проводила перевірку;

поруч з товарним знаком, як правило, наносять дво- чи тризначний цифровий індекс — порядковий заводський номер прес-форми, в якій виготовлена шина;

у зоні, близькій до борту шини, розміщуються одна (у діагональної) чи дві (у радіальної) прямокутні мітки з кольорової гуми і рельєфними номерами. Позначаються номери складальників, які склали дану шину;

кольорова лінія вздовж протектора позначає робочу зміну протекторного агрегату, що випускав гумову заготовку протектора (у кожної зміни на даному заводі свій колір).

Крім того, маркувальна лінія на протекторі використовується для контролю точності положення заготовок бігової частини шини.

Розглянемо декілька прикладів позначень на різних шинах.

Приклад маркування радіальної шини вантажівки: «260-508Р (9,00R20), модель И-Н124Б; НС12; ДСТ 5513-75» і, окремо від зазначеного маркування, «Нк У189 085743», де 260 і 9,00 — позначення ширини профілю шини в міліметрах і дюймах; 508 і 20 — позначення посадочного діаметра (теж у міліметрах і дюймах); букви Р чи R указують, що шина радіальна; НС12 — норма шарності; ГОСТ 5513-75 — стандарт, за яким випускається шина; Нк — позначення заводу-виробника; VI89 — дата випуску (шостий місяць 1989 року); 085743 — порядковий номер шини.

Приклад маркування широкопрофільної шини вантажівки: «1300 (530-533), модель ВИ-3, НС12, ДСТ 13298-78» і, окремо від зазначеного маркування, «ВХ89 051457», де 1300 — позначення зовнішнього діаметра в міліметрах; 530 — ширина профілю в міліметрах; 533 — позначення посадочного діаметра в міліметрах; НС12 — норма шарності; ДСТ 13298-78 — стандарт, за яким випускається шина; В — позначення заводу-виробника; Х89 — дата випуску (десятий місяць 1989 року); 051457 — порядковий номер шини.

При маркуванні шин вантажних автомобілів індекс вантажопідйомності та індекс швидкості змінюється на норму шарності, яка вказує допустиме навантаження на шину.

У даний час в експлуатацію надходять шини різних закордонних фірм. В основному це шини європейських провідних шинних фірм: Мішлен, Гудьір, Піреллі, Данлоп, найбільшої японської фірми Бріджстоун, зимові шини фінської фірми Нокіа. За своїми геометричними і навантажувальними характеристиками ці шини аналогічні відповідним типорозмірам вітчизняних шин і можуть встановлюватися на ті ж автомобілі і з тими ж робочими характеристиками. У цих шинах дозволяється використовувати камери вітчизняного виробництва.

За ресурсом, позначенням і впливом на поведінку автомобіля закордонні і вітчизняні шини в основному аналогічні, однак існують деякі відмінності, в тому числі в додатковій інформації, що означає наступне:

DOT — позначення, яке вказує, що виробник гарантує відповідність шини стандарту N 109 США, який регламентує вимоги до безпеки руху транспортних засобів, у тому числі до шин, — умовні позначення виробника за реєстрацією США, наприклад Х6, V7;

умовне позначення (код) розміру шини (наприклад, «С2», «F6») за класифікацією, прийнятою в США;

для шин, що можуть поставлятися в США і Канаду, наносяться величини максимального навантаження і тиску у фунтах (навантаження), фунтах/кв.дюйм (тиск) і в метричній системі з позначкою «FOR USA AND CANADA CODES ONLY» - дані тільки для США і Канади;

типи корду в бічній стінці і під протектором. Наприклад:«SIDEWALL 1 RAYON TREAD I RAYON 2 STEEL 1 NYLON» - в боковині один шар віскозного корду, під протектором — один шар віскозного, два шари металевого і один шар нейлонового (анидного) кордів;

MADE IN USA — зроблено в Сполучених Штатах Америки.

Позначення на камерах. На автомобільні камери наноситься: товарний знак заводу-виробника; позначення камери; розміри покришок, для яких призначається камера; штамп ВТК.

На камери з бутилкаучука наносяться букви БК чи жовта подовжня смуга.

Колеса прийнято позначати основним розміром ободів — шириною профілю обода. Приклади умовного позначення коліс і ободів: 127J(SJ); 152L(GL); 114Е(4.5Е), де цифри 127(5), 152(6), 114(4.5) позначають ширину профілю обода в міліметрах і в дюймах (у дужках); букви J, L, Е — тип бортових закраїн ободів, що мають уніфіковані розміри.