Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

Вентили стандартизованы. Для камер легковых машин приме­ няются резино-металлические вентили разных размеров типа Р-05 (рис. XIV.4, а) н реже металлические типа В (рис. XIV, 4, в),

невыгодно, так как приводит к образованию поперечных складок. Все шире практикуется применение бескамерных шин (рис.

XIV.5), по внешнему виду мало отличающихся от камерных.

352

Бескамерные шины конструктивно проще камерных (уже хотя бы потому, что не имеют камеры). Но главное— это повышение бе­ зопасности движения автомобиля: при проколе шины воздух выходит медленно, что дает возможность водителю успеть оста­ новить машину и тем самым избежать аварии.

Воздух из полости бескамерной шины выходит наружу только через отверстие прокола, в то время как у камерной — через обширную область разрыва камеры (камера, будучи напряженной давлением воздуха, при проколе разрывается) и неплотности, имеющиеся между лентой и ободом.

Бескамерная шина по сравнению с камерной имеет меньшую теплонапряженность, что повышает ее сцепление на зимних до­ рогах.

Бескамерн'ые шины имеют ряд специфических деталей: гер­ метизирующий слой 2 толщиной в 1,5—3,0 мм, уплотнительную бортовую резину 1 и специальную форму обода 3 с вентилем 4 (показан отдельно). Герметизирующий слой отличается повышен­ ной воздухонепроницаемостью. На его изготовление расходуются более плотные сорта резины (бутилкаучук, наприт и др.).

Кроме того, при производстве бескамерных шин всегда от­ дается предпочтение капроновому и вискозному корду. Этот корд лучше противостоит диффузии сжатого воздуха. Его воздухопро­ ницаемость в 10— 15 раз ниже, чем у хлопчатобумажного корда. Применяющийся в ряде конструкций самозаклеивающийся слой повышает эксплуатационную надежность бескамерных шин. За счет более умеренного температурного режима н использования улучшенных сортов корда средний срок службы таких шин на

20 9и больше обычных. Вместе с этим необходимо отметить, что бескамерные шины требуют более совершенной технологии н вы­ сокой культуры производства п эксплуатации (нарушение гер­ метичности посадочных поверхностей шины при деформировании закраин обода).-

Стремление к повышению безопасности движения автотран­ спорта привело к появлению двухполостпых шин (рис. XIV.6 ). Двухполостная шина состоит из трех частей: внешней оболочки 1, сконструированной по типу бескамерной шины, герметизирующего слоя 2 и монтируемой внутри ее диафрагмы 3.

Рис. ХІѴ.6. Конструкция двухполостпых шип

Диафрагма выполняется из двух-трех слоев прорезиненного полиамидного корда. Полость А заполняется воздухом через -клапан 5, а полость Б — через вентиль 4. В случае прокола шины и выхода воздуха из полости А работоспособность шины сни­ жается незначительно благодаря наличию воздуха в полости Б. Применение двухполостпых шин позволяет обходиться без запас­ ных колес.

Повышению безопасности движения способствует также при­ менение шин с ограничителями — жесткими металлическими (рис. XIV.7, а) или упругими из пористой резины (рис. XIV.7, б). Наличие ограничителей позволяет также в крайне неотложных случаях продолжать движение на спущенной шине без резкого «пережевывания» ее боковин и опасности повреждения обода.

Известным достижением в конструировании автомобильных шин является применение металлокорда. В связи с высокой прочно­ стью последнего шины из него могут выполняться с малослойным каркасом (2—4 слоя) и брекером. Плотность расположения ни­ тей в слое в 1,5—2,0 раза меньше, чем у шин с текстильным или вискозным кордом. Для придания эластичности металлокордной шине между отдельными слоями корда в каркасе вращиваются

354

резиновые прокладки до 0,75— 1,5 мм. Несмотря на целый ряд положительных свойств (теплостойкость, меньшая чувствитель­ ность к перегрузкам, меньшее проскальзывание и др.) шины из металлокорда из-за низкой устадостной прочности не могут быть

Рис. XIV.7. Конструкция шины с ограничителем де-, формации

рекомендованы для эксплуатации на плохих дорогах. Такие шины целесообразно применять для' автомобилей и автобусов, систематически работающих с большой нагрузкой и на больших скоростях только на дорогах с усовершенствованным покрытием.

радиальную эластичность шин. Восприятие тангенциальных уси­ лий осуществляется мало растяжимым брекером (шины типа Р) или двумя-тремя съемными протекторными кольцами 2 (шины типа PC), которые для увеличения тангенциальной (окружной) жесткости армируются металлокордом <3. Это обеспечивает по сравнению с обычными шинами малый износ протектора, снижение

потерь на качение колес (п расхода горючего на 8 — 1 2 %), более благоприятный температурный режим (уменьшение темпе­ ратуры нагрева на 20—30° С).

Съемные кольца устанавливаются на шины типа PC, когда они находятся в ненакачанном состоянии. При заполнении шины воздухом, благодаря высокой радиальной эластичности, кольца прочно сцепляются с профильными канавками поверхности кар­ каса. Установка и снятие колец производятся вручную.

3)недостаточная окружная прочность боковин и их повышен­ ная гибкость, приводящая из-за отсутствия тангенциальной связи между нитями корда к растрескиванию стенок боковин и прежде­ временному выходу шин из строя;

4)возможность соскакивания съемных колец при уменьшении давления воздуха в шинах во время движения по плохим доро­ гам;

5)для шин Р и PC необходимо применение большого числа деталей (в 2 —3 раза), более качественных сортов резины, более высокой точности изготовления (меньшие допуски на размеры, двухстадийная по сравнению с обычными шинами сборка, тща­ тельность балансировки и пр.).

Размеры тороидных шин наносятся на ее боковине. Для шин низкого давления принято символическое обозначение в виде В—d, для шин высокого давления D х В, где В — ширина профиля

шины, d — диаметр посадочного обода (внутренний диаметр шины), D — наружный диаметр шины. Размеры В, d и D нано­ сятся в дюймах, например: 18.00—24, 34X7 и т. д. В варианте обозначений В— d возможна комбинированная размерность, на­ пример 260—20, где В — в мм, d — дюймах.

По статистическим данным выход шин в ремонт, составляет: по износу протектора 50%, разрыву каркаса и его повреждениям 40%, отслоению протектора и разлохмачиванию каркаса 10%. Норма пробега тороидных шин в среднем составляет: для грузовых автомобилей 40 000 км, для легковых автомобилей 30 000 км. Срок службы шин типа Р доходит до 75—80 тыс. км, а шин типа

щие эксплуатационно-технические факторы: нагрузка на колесо GK, величина давления рв воздуха в шинах, скорость движения V автомобиля и тип дороги. Увеличение нагрузки GK на колесо

356

сверх номинальной в 1,5 раза приводит к снижению нормы про­ бега на 50—60%. К такому же результату приводит эксплуата­ ция шин на разбитых и неблагоустроенных дорогах по сравне­ нию с эксплуатацией на дорогах с асфальто-бетонным покрытием (при всех прочих равных условиях). Очень чувствительны шины в отношении износа к отклонениям от нормы давления воздуха в них: например, снижение давления воздуха в 2 раза сокращает пробег шин не менее чем на 40—50%.

Вследствие наличия значительного гистерезиса шины при ка­ чении, как отмечалось ранее, нагреваются. Допустимая темпе­ ратура нагрева не должна превосходить 100° С. При очень высо­ ких температурах неизбежны расслоение и разрыв каркаса, отрыв протектора. Наблюдения показывают, что температура шины после начала движения стабилизируется уже в первые 10— 15 мин. Первостепенное влияние на на-грев шины оказывает тип резины, способ сборки шины и число слоев в каркасе. Каждый новый слой каркаса дает увеличение температуры нагрева шины на 5— 10°. Наиболее «горячими» точками обладает брекер и про­ тектор шины.

Для каждого типоразмера шины существует вполне опреде­ ленное значение скорости, превышение которой приводит к су­

ее центральной части, м; qcp — масса шины, приходящаяся на 1 м2

поверхности ее беговой части; qzp -— , ---- 3 — (у — удельный вес

резины, Н/м3; t — толщина беговой части шины, м; g — ускоре­ ние силы тяжести, равное 9,81 м/с2).

При скоростях больших п,.р на беговой поверхности шины возникают непрерывные тангенциальные колебания с весьма зна­ чительными амплитудами.

При входе очередного участка шины в соприкосновение с до­ рогой волновое движение протектора приводит к появлению уда­ ров, в результате чего резко увеличивается сопротивление ка­ чению, возрастает теплообразование, сокращается до минимума срок службы шин. Проектирование шин должно вестись из рас­ чета, чтобы ѵкр была бы в 1,5—2,0 раза больше, чем предельная эксплуатационная скорость движения автомобиля.

Важнейшей характеристикой пневматической шины является ее упругая характеристика, т. е. зависимость прогиба h (ради­ альной деформации) от величины нагрузки GK. На основании экспериментальных данных для пневматических шин получена

357