Короткі теоретичні відомості. Колеса здійснюють зв’язок автомобіля з дорогою і забезпечують його рух у бажаному напрямку.

Колеса здійснюють зв’язок автомобіля з дорогою і забезпечують його рух у бажаному напрямку.

Кожне автомобільне колесо складається з двох основних частин: внутрішньої – жорсткої та зовнішньої – пружньої.

Зовнішня частина являє собою гумову шину 1 (рис. 14.1), до внутрішньої частини належать обід 4, диск 2 і маточина 3. Ободиколіс легкових автомобілів виготовляють нерозбірними, глибокими. Вантажні автомобілі найчастіше за все комплектують колесами з розбірним, знімним бортом і неглибокими ободами.

Рисунок 14.1 – Схема автомобільного колеса

Глибокий обід у середній частині має заглиблення, яке полегшує монтаж шини. По обидва боки від заглиблення розташовані конічні полички, які закінчуються бортами. Кут нахилу поличок складає приблизно 5°, завдяки чому покращується посадка шини на ободі. Глибокі ободи відрізняються великою жорсткістю, малою масою і простотою виготовлення. Однак на таких ободах можна встановлювати шини лише невеликих розмірів з високою еластичністю бортів.

Для коліс вантажних автомобілів найчастіше за все використовують розбірні ободи. Монтаж шини на такому ободі виконують за допомогою борта, що знімається (рис. 14.2). Його утримує розрізне замкове кільце 4. Диск 2 зазвичай приварюється до обода і має кілька отворів для зменшення ваги.

Маточина колеса, крім колісного диска, несе на собі диск гальмівного барабана, який затискається між диском колеса і маточиною, або притягується до маточини з внутрішнього їі боку.

На автомобілях великої вантажопідйомності та на автобусах часто застосовують бездискові колеса. Їх з’єднувальна частина виготовлена спільно з маточиною. Самі колеса рознімні у подовжній та поперечній площинах. Воно складається з трьох секторів, з’єднаних у єдине кільце за допомогою спеціальних вирізів на торцях. При монтажі сектори колеса складають у певній послідовності всередину шини, що лежить горизонтально, а потім разом із

Рисунок 14.2 – Деталі колеса вантажного автомобіля та конструкція його кріплення на осі

Шининалежать до числа найбільш важливих і дорогих частин автомобіля. Так, вартість комплекту шин складає приблизно 20 ... 30 % первісної вартості автомобіля, а в процесі експлуатації із загальних витрат близько 10 ... 15% припадає на витрати з відновлення шин. Сучасні автомобільні шини можуть бути камерними і безкамерними.

Камерна шина(рис. 14.3, а) складається з покришки 9, камери 10 і ободної стрічки 7 (у шинах легкових автомобілів ободна стрічка відсутня). Покришка шини сприймає тиск стиснутого повітря, що знаходиться в камері, охороняє камеру від ушкоджень і забезпечує зчеплення колеса з дорогою. Покришки шин виготовляють з гуми і спеціальної тканини – корду.

Гума, що йде для виробництва покришок, складається з каучуку (натурального, синтетичного), до якого додаються сірка, сажа, смола, крейда, а також перероблена стара гума та інші домішки і наповнювачі.

Покришка складається з протектора 1, подушкового шару (брекера) 2, каркаса 3, боковин 4 і бортів 5 із сердечниками 6. Каркасє основою покришки: він з’єднує всі її частини в одне ціле і додає покришці необхідну твердість, маючи при цьому високу еластичність і міцність.

Каркас покришки складають декілька шарів корду товщиною 1 ... 1,5 мм. Кількість шарів корду є парним для рівноміцності конструкції та складає зазвичай 4 ... 6 для шин легкових автомобілів і 6 ... 14 для шин вантажних автомобілів і автобусів. Зі збільшенням числа шарів корду підвищується міцність шини, але водночас збільшується її маса і зростає опір коченню.

а – камерної; б – безкамерної

Рисунок 14.3 – Конструкція автомобільної шини

Кордявляє собою спеціальну тканину, що складається в основному з подовжніх ниток діаметром 0,6 ... 0,8 мм із дуже рідкими поперечними нитками. Залежно від типу і призначення шини корд може бути бавовняним, віскозним, капроновим, перлоновим, нейлоновим, а також металевим. Найбільш дешевим з усіх є бавовняний корд, але він має найменшу міцність, яка до того ж істотно зменшується при нагріванні шини. Міцність капронового корду приблизно у 2 рази вища, ніж бавовняного, а перлонового і нейлонового ще вища.

Проте найбільш міцним є металевий корд, нитки якого скручені з високоякісного сталевого дроту діаметром 0,15 мм. Порівняно з бавовняним кордом міцність металевого корду вища більш ніж у 10 разів, і не знижується при нагріванні шини. Покришки з такого корду мають невелике число шарів (1...4), меншу масу і втрати на кочення. Крім того, вони більш довговічні.

Нитки корду в покришці розташовують під деяким кутом до площини, проведеної через вісь колеса. Кут нахилу ниток залежить від типу і призначення шин. Він складає 50 ... 52° для звичайних шин, 56 ... 58° – для аркових шин і пневмокатків.

Залежно від розташування ниток корду в каркасі шини поділяють на діагональні та радіальні.

Для найбільш розповсюджених сьогодні радіальних шин типу Р та РСнитки корду в каркасі розташовані від борта до борта – по радіусу, і не перетинаються одна з одною. Така конструкція каркасу зменшує теплоутворення та опір коченню при роботі шини і значно подовжує строк їі служби.

Протекторзабезпечує зчеплення шини з дорогою та охороняє каркас від ушкодження. Його виготовляють з міцної, твердої, зносостійкої гуми. У протекторі розрізняють розчленовану частину (рисунок протектора) і підканавковий шар. Ширина протектора складає 0,7 ... 0,8 ширини профілю шини, а товщина – приблизно 10 ... 20 мм для шин легкових і 15 ... 30 мм для шин вантажних автомобілів і автобусів. Рисунок протектора залежить від типу і призначення шини. Він може бути дорожнім, універсальним, підвищеної прохідності, кар’єрним і зимовим.

Подушковий шар (брекер) зв’язує протектор з каркасом і охороняє каркас від поштовхів і ударів. Порівняно з іншими елементами шини, брекер працює в найбільш напружених температурних умовах (до 110 ... 120⁰С). Він зазвичай складається з декількох шарів розрідженого корду, товщина гумового шару в якому значно більша, ніж у каркасного корду. Товщина подушкового шару дорівнює 3 ... 7 мм, а число шарів корду залежить від типу і призначення шини. Найбільшу кількість шарів мають шини висо­кої прохідності. У шин легкових автомобілів подушковий шар іноді відсутній.

Боковини охороняють каркас від ушкодження і дії вологи. Їх, зазвичай, виготовляють із протекторної гуми завтовшки 1,5 ... 3,5 мм.

Борти надійно кріплять покришку на ободі. Зовні борти мають один-два шари прогумованої стрічки, що охороняє їх від стирання об обід і від ушкоджень при монтажі та демонтажі шини.

Усередині бортів розміщені сталеві дротові сердечники 6. Вони збільшують міцність бортів, оберигають їх від розтягування і запобігають зіскакуванню шини з обода колеса. Експлуатація шини з ушкодженим сердечником неприпустима.

Камера утримує стиснене повітря всередині шини. Вона являє собою еластичну гумову оболонку у вигляді замкнутої труби. Камери виготовля­ють з високоміцної гуми. Для щільної посадки (без складок) усередині шини розміри камери трохи менші, ніж внутрішня порожнина покришки. Тому заповнена повітрям камера знаходиться в покришці в розтягнутому стані. Товщина стінки камери шин легкових автомобілів зазвичай складає 1,5 ... 2,5 мм; камери шин вантажних автомобілів і автобусів мають 2,5 ... 5 мм товщини. На їх зовнішній поверхні зроблені радіальні риски, що сприяють відведенню назовні повітря, що залишається між камерою і покришкою після монтажу шини.

Для накачування і випуску повітря камера має спеціальний клапан вентиль 8.

Безкамерні шини (рис. 14.3, б) одночасно виконують функції покришки і камери. За конструкцією така шина близька до покришки камерної шини, а за зовнішнім виглядом майже не відрізняються від неї. Особливістю безкамерної шини є наявність на її внутрішній поверхні герметизувального повітронепроникного гумового шару 11 завтовшки 1,5 ... 3,5 мм. Герметизувальний шар привулканізований до внутрішньої поверхні покришки. Він виготовлений із суміші натурального і синтетичного каучуку, що має підвищену газонепроникність.

Безкамерні шини порівняно з камерними підвищують безпеку руху автомобіля, їх легко ремонтувати, під час роботи вони менше нагрівають­ся, більш довговічні, мають меншу масу. Проте ціна безкамерних шин дещо вища, ніж камерних.