Шины для автомобилей и тракторов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ« МАМИ »

А.В. Острецов,

П.А. Красавин,

В.В. Воронин

ШИНЫ И КОЛЕСА

ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ

Учебное пособие

Рекомендовано УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно – технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности «Автомобиле – и тракторостроение»

г. Москва – 2011

УДК 629.113.012.5

+ 629.113.012.3

Острецов А.В., Красавин П.А., Воронин В.В. Шины и колеса для автомобилей и тракторов: Учебное пособие по дисциплине «Конструкция автомобиля и трактора» для студентов вузов, обучающихся по специальности 190201 (150100) «Автомобиле – и тракторостроение». – М.: МГТУ «МАМИ», 2011. – 85 с.

В учебном пособии изложены особенности конструкции шин и колес для автомобилей и тракторов, предъявляемые к шинам и колесам требования, классификация и обозначения. Даны назначение и принцип работы системы регулирования давления воздуха в шинах. Рассмотрены перспективные разработки в области создания безопасных и боестойких шин.

Приведен порядок выбора шин и колес для колесных машин.

Рецензенты: Зав. кафедрой «Колесные и гусеничные машины» МГТУ «МАМИ» засл. деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф. ШАРИПОВ В.М.; Главный научный сотрудник 21 НИИИ МО РФ, д-р техн. наук, проф. АБРАМОВ В.Н.

© ОСТРЕЦОВ А.В., КРАСАВИН П.А., ВОРОНИН В.В., 2011

© Издательство МГТУ «МАМИ», 2011

Содержание

Введение ............................................................................................................. 4

1. Шины для автомобилей и тракторов....................................................... 7

1.1. Требования, предъявляемые к шинам .................................................. 7

1.2. Классификация шин ............................................................................... 9

1.3. Обозначения и маркировка шин ........................................................... 14

1.4. Конструкция шин ................................................................................... 20

1.4.1. Диагональные и радиальные шины ............................................. 23

1.4.2. Камерные и бескамерные шины .................................................. 27

1.4.3. Шины обычного профиля и широкопрофильные ...................... 30

1.4.4. Арочные шины ............................................................................... 33

1.4.5. Пневмокатки ................................................................................... 35

1.4.6. Шины для Военной автомобильной техники .............................. 36

1.5. Системы регулирования давления воздуха в шинах ........................... 38

1.6. Разработка безопасных и боестойких шин ........................................... 41

1.7. Выбор шин ............................................................................................... 52

2. Колеса для автомобилей и тракторов ....................................................... 55

2.1. Требования, предъявляемые к колесам ................................................. 55

2.2. Классификация колес .............................................................................. 57

2.3. Конструкции колес .................................................................................. 58

2.3.1. Дисковые колеса ............................................................................. 58

2.3.2. Бездисковые колеса ........................................................................ 66

2.3.3. Колеса для специальных колесных машин .................................. 68

2.4. Материалы и технология изготовления колес ...................................... 69

2.5. Обозначения колес .................................................................................. 73

2.6. Способы крепления и центрирования колес ........................................ 74

Список литературы .......................................................................................... 81

Приложение ....................................................................................................... 83

Введение

Шины являются важнейшим элементом любой колесной машины. Взаимодействуя с различными опорными поверхностями, шины оказывают существенное влияние на большинство эксплуатационных свойств колесной машины: безопасность движения, тягово-скоростные свойства, профильную и опорную проходимость, устойчивость и управляемость, комфортабельность, плавность хода, топливную экономичность.

Это влияние соизмеримо с влиянием силового агрегата, трансмиссии и других составных частей колесной машины. Вместе с колесами шины выполняют опорные функции и функции преобразования вращательного движения колес в поступательное движение колесной машины, и все процессы, происходящие в агрегатах и узлах машины и направленные на осуществление ее движения, завершаются и реализуются в контакте шин с опорной поверхностью (рисунок 1).

Безопасность движения подразумевает сохранение способности управляемого движения колесной машины и предотвращение или предупреждение нежелательных последствий опасных ситуаций, возникающих при движении. В настоящее время на большинство колесных машин устанавливаются пневматические шины, работоспособность которых обеспечивается за счет избыточного давления воздуха внутри них. При сквозных повреждениях шины происходит частичная или полная потеря давления воздуха в ней, что увеличивает сопротивление качению, вызывает ее разогрев и разрушение и приводит к невозможности дальнейшего движения колесной машины без замены колеса, а при движении с большой скоростью – к потере управляемости и дорожно-транспортному происшествию.

Разработка безопасных и боестойких шин, позволяющих колесной машине после повреждения шины определенное время сохранять возможность безопасного передвижения, является одним из основных направлений повышения ее подвижности, а для армейской машины – и живучести (возможности выполнения поставленной задачи при воздействии внешних окружающих факторов).

Рисунок 1 – Обобщенная схема повышения эффективности колесного движителя, его взаимосвязи с составными частями колесной машины и влияния на её основные эксплуатационные свойства

Правильный выбор шин непосредственным образом влияет на тягово-скоростные свойства колесной машины (динамику разгона, максимальную скорость, среднюю скорость движения по дорогам различного состояния), которые, в первую очередь, зависят от мощности двигателя и особенностей ее передачи к ведущим колесам. Максимальная скорость, как правило, ограничивается тепловой нагруженностью шин. Общеизвестно [1, 7, 9 – 11], что одним из решающих факторов, влияющих на достижение максимальной скорости и степень нагрева шин, является сопротивление их качению. Величины же сопротивления качению непосредственно зависят от конструкции шин и их удельной нагруженности.

Топливная экономичность колесной машины определяется величиной (коэффициентом) сопротивления ее движению, значительную часть которого составляет сопротивление качению шин. По оценкам специалистов [9] применительно к современным автомобилям с поршневыми двигателями снижение коэффициента сопротивления качению на 0,001 (4…10 %) наиболее характерной его абсолютной величины, соответствующей качению по дорогам с твердым покрытием, эквивалентно уменьшению расхода топлива двигателем на тонну массы автомобиля в среднем на 0,08…0,20 л/100 км.

Также, прежде всего от правильного выбора шин, зависит одно из основных эксплуатационных свойств колесных машин – подвижность, которая характеризуется, кроме упомянутых выше тягово-скоростных свойств, опорной и профильной проходимостью, устойчивостью и управляемостью, маневренностью и др. Главной составляющей, ограничивающей подвижность армейских колесных машин, является опорная проходимость. Ее уровень определяется соответствием нагрузочных, размерных, жесткостных показателей шин, рисунка и конструкции их протектора физико-механическим характеристикам деформируемых грунтов различного состояния и снежной целины.

Кроме того, шины являются трудоемкой и дорогостоящей продукцией. Стоимость комплекта шин для грузового автомобиля составляет около 25 % от его первоначальной стоимости, а в процессе эксплуатации автомобиля на них приходится 10…15 % эксплуатационных расходов [1].

Все это предопределяет важность правильного выбора шин, от чего зависит и безопасность, и хорошие эксплуатационные свойства автомобиля.

Шины для автомобилей и тракторов