Назначение типы колес автомобиля

Колеса автомобиля обеспечивают непосредственную связь с дорогой, участвуют в создании и изменении направления его движения, передают нагрузки от массы автомобиля на дорогу.

В зависимости от основного назначения колеса делят на ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые), поддерживающие.

Ведущие колеса преобразуют крутящий момент от трансмиссии в силу тяги, вследствие чего возникает поступательное движение автомобиля. Управляемые колеса воспринимают через подвеску толкающие усилия от кузова и с помощью рулевого управления задают направление движения. Комбинированные колеса выполняют функции ведущих и управляемых колес одновременно. Поддерживающие колеса создают опору качения для задней части кузова или рамы автомобиля, преобразуя толкающие усилия в качение колес.

Колесо автомобиля (рис. 8) обычно крепится к ступице 3, которая установлена на подшипниках 2 на балке моста 1. Основными частями колеса являются диск 4 с ободом 8 и пневматическая шина 5. Шина характеризуется основными размерами: наружным диаметром D, посадочным диаметром d на обод колеса, шириной В и высотой Н профиля, шины.

Диск и обод колеса штампуют из специальной стали, придавая им форму, способствующую увеличению жесткости и облегчающую монтаж шины на обод. В местах посадки шины обод имеет полки 7, которые заканчиваются бортами 6. Диск и обод колеса соединяют с помощью сварки, а для крепления колеса к ступице в диске сверлят отверстия, которыми колесо устанавливается на шпильки и закрепляется гайками.

В зависимости от конструкции обода и его соединения со ступицей все колеса делят на дисковые и бездисковые. Дисковые колеса наиболее распространены на всех легковых и большинстве грузовых автомобилей. Бездисковые колеса применяют на большегрузных автомобилях МАЗ, КамАЗ и др. На автомобилях повышенной проходимости ГАЗ и ЗИЛ применяют дисковые колеса с разъемным ободом.

Устройство дисковых колес.

По форме внутренней части обода дисковые колеса подразделяют на два вида: с глубоким и плоским ободом. Первый вид обода применяют в колесах легковых автомобилей (рис. 8). Отличительной особенностью глубокого обода является то, что профиль обода 8 имеет в средней части углубление, которое служит для облегчения монтажа покрышки на обод. Неразборная конструкция такого обода позволяет максимально облегчить и упростить колесо. На таких колесах можно монтировать шины сравнительно небольшого размера — шины легковых автомобилей.

Рис.8. Колесо автомобиля с глубоким ободом (слева).

Рис.9. Колесо автомобиля с плоским ободом (справа).

Плоский обод в колесах грузовых автомобилей имеет несколько вариантов исполнения. Наиболее часто используют вариант (рис. 9) с неразрезным бортовым кольцом 1, которое выполняет функции закраины обода. Обод 3 в этом случае сварен с диском 4 в неразборную конструкцию и имеет одну посадочную полку с закраиной для борга шины, а вторая посадочная полка образована на внутренней поверхности пружинного разрезного замочного кольца 2.

При монтаже колеса шину свободно надевают на обод, устанавливают бортовое кольцо и в канавку обода закладывают разрезное замочное кольцо 2, фиксируя этим бортовое кольцо на ободе. После накачивания шины давление воздуха в ней создает плотное прижатие бортов шины к закраинам обода и бортового кольца, запирает замочное кольцо в канавке обода и обеспечивает плотную посадку шины на обод.

В других конструкциях дисковых колес с плоским ободом применяют разрезное бортовое кольцо, которое выполняет одновременно и функции замочного кольца, либо плоский обод делают разъемным, состоящим из двух частей. Из-за большой нагрузки на задний мост у грузовых автомобилей задние колеса сдвоенные. При этом внутреннее колесо крепят на ступицу шпильками и колпачковыми гайками с внутренней и наружной резьбой, а наружное колесо — гайками с конусом.

Устройство бездисковых колес.

Бездисковые колеса (рис. 10, а) закрепляют на ступице, используя для этого детали самой ступицы. Отличительной особенностью конструкции обода бездискового колеса (рис. 10, 6) является исполнение обода из трех секторов 1, которые соединяются в единое кольцо с помощью вырезов на торцах секторов. При монтаже колеса на автомобиль секторы 7 закладывают в шину в ненакачанном состоянии, затем собранное колесо надвигают на конические посадочные поверхности спиц ступицы 2 и закрепляют прижимами 3 на шпильках 4 гайками 5.

Рис.10. Бездисковое колесо.

Другая конструкция бездискового колеса (автомобиль КамАЗ) имеет неразборный обод, съемное бортовое кольцо и замочное разрезное кольцо, по устройству аналогичные деталям колеса, изображенного на рис. 9. Установка его на ступицу колеса производится прижимами с центровкой по внутреннему конусу, выполненному под канавкой для замочного кольца.

Бездисковые колеса по сравнению с дисковыми имеют меньшую массу (на 10-15%) более удобны при монтаже и демонтаже в случае выполнения ремонтных работ с шинами, обеспечивают лучшие условия охлаждения тормозных механизмов. В настоящее время такие колеса все более широко применяют на большегрузных автомобилях и автобусах.

Устройство автомобилей

Колеса автомобилей

Общие сведения о колесах

Колесо – одно из величайших изобретений человека. В природе ни одно живое существо не снабжено подобным движителем – кто-то бегает на ногах, кто-то плавает при помощи плавников и хвоста, кто-то летает, ползает, использует реактивную энергию, в общем – животные и даже некоторые растения передвигаются по поверхности и недрам нашей планеты, в ее атмосфере и водной среде при помощи самых разнообразных средств перемещения, но колесами не пользуется никто.
А ведь во многих случаях колесо – незаменимый движитель, способный быстро и экономично перемещать по земной поверхности тела любой массы и формы. По этой причине можно считать колесный движитель уникальным продуктом человеческого гения. И этот движитель в качестве средства передвижения по суше используется автомобилями.

Конечно же, колеса современных автомобилей существенно отличаются от тех примитивных катков и деревянных кругов, которые использовались человеком в качестве движителя древних повозок и колесниц. Конструкция автомобильного колеса в результате «технической эволюции» претерпела значительные изменения, поскольку на этот элемент автомобиля возлагаются важные функции, влекущие за собой строгие требования.

Требования, предъявляемые к колесам

Колеса обеспечивают связь автомобиля с дорогой, воспринимая всю массу автомобиля с пассажирами и грузом, а также динамические нагрузки, передаваемые на раму или кузов автомобиля. Они обеспечивают поступательное движение автомобиля и изменение направления его движения, а обладая эластичной шиной, они смягчают толчки и удары, возникающие при движении.
От характера взаимодействия колес с дорогой зависят тяговые и тормозные свойства автомобиля, плавность хода, экономичность, проходимость, устойчивость, управляемость, и, конечно же, комфорт и безопасность самого перемещения.

К автомобильным колесам предъявляются следующие требования:

• минимальное сопротивление качению;
• высокие долговечность и износостойкость;
• демпфирующие (смягчающие) свойства;
• бесшумность работы;
• легкость монтажа и демонтажа;
• самоочищаемость беговой части шины при движении по деформируемым грунтам;
• минимальные биение и дисбаланс;
• для повышения плавности хода автомобиля колеса должны иметь минимальный вес.

К основным элементам автомобильного колеса относятся шины, ободья, соединительные элементы и ступицы. Все эти составные части могут быть выполнены в широком диапазоне конструктивных особенностей в зависимости от назначения автомобиля, условий его эксплуатации и других требований.

Типы автомобильных колес

Автомобильное колесо состоит из следующих элементов (рис. 1): шины, ободьев 3, 10, соединительных частей с деталями крепления и ступицы. Соединительной частью может быть диск 4, неразборно присоединенный к ободу (дисковое колесо) или спицы, представляющие собой часть ступицы (бездисковое колесо или спицевое колесо).

Ступица обеспечивает установку колеса на балке моста на подшипниках. Если ступица отсутствует, колесо устанавливается на фланце полуоси, которая, в свою очередь, устанавливается на подшипниках в балке моста.

Автомобильные колеса классифицируются по двум основным показателям – назначению и конструкции.

По назначению различают ведущие, управляемые, комбинированные и поддерживающие колеса.

Ведущие колеса преобразуют подводимый к ним крутящий момент в тяговую силу, а свое вращение – в поступательное движение автомобиля.

Управляемые колеса изменяют направление движения автомобиля, оставаясь ведомыми, т. е. они не воспринимают крутящий момент от трансмиссии автомобиля и служат лишь для маневрирования.

Поддерживающие колеса также являются ведомыми и служат для восприятия осевой нагрузки и толкающей силы от рамы или кузова автомобиля, преобразуя ее в свое вращательное движение. Поддерживающие колеса часто выполняют на специальной подъемной оси грузовых автомобилей или полуприцепов, и при движении автомобиля без груза они вместе с осью поднимаются к раме автомобиля, чтобы уменьшить сопротивление качению. Колеса задних осей автомобильных прицепов тоже в большинстве случаев являются поддерживающими.

Комбинированные автомобильные колеса являются одновременно и ведущими и управляемыми. К такому типу колес, например, относятся передние колеса переднеприводных легковых автомобилей.

По конструкции колеса бывают дисковые, бездисковые и спицевые.

В дисковых колесах стальной штампованный диск приваривается к ободу, а в литых колесах из легких сплавов (алюминиевых, магниевых) диск отливается совместно с ободом.

Бездисковые колеса имеют соединитель, изготовленный совместно со ступицей. Бездисковые колеса имеют ряд существенных преимуществ перед дисковыми – они проще по конструкции, имеют меньшую массу (на 10…15%), большую долговечность, более низкую стоимость, удобнее при монтаже и демонтаже, обеспечивают лучше охлаждение тормозных механизмов.
Кроме того, они дают возможность устанавливать на одной и той же ступице ободья разной ширины, что позволяет использовать различные шины на одном и том же автомобиле. Бездисковые колеса устанавливаются, например, на автомобилях марки «КамАЗ».

В спицевом колесе в качестве соединителя используют спицы. Спицевые колеса применялись на первенцах автомобилестроения, в конструкции колес современных автомобилей спицы встречаются крайне редко, главным образом – на спортивных автомобилях, обеспечивая меньшую массу колеса и лучшее охлаждение тормозных механизмов.
В настоящее время в массовом производстве спицевые колеса для автомобилей практически не применяются из-за недостаточной надежности соединительных элементов – спиц, которые, к тому же, нуждаются в постоянном обслуживании. Их чаще можно увидеть в колесах велосипедов и мотоциклов, где весу колеса уделяется большое внимание.

Колёса: назначение и типы

Назначение, классификация и устройство колес.

Колесами называются устройства, осуществляющие связь авто­мобиля с дорогой. Колеса служат для подрессоривания автомоби­ля, обеспечения его движения и изменения направления движе­ния.

Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элементаи ступицы. Обод и соединительный элемент образуют металлическое колесо. Пневматическая шина сглаживает дорожные неровности и вместе с подвеской, смягчая и поглощая толчки и удары от неровно­стей дороги, обеспечивает плавность хода автомобиля, а также надежное сцепление колес с поверхностью дороги. Металлическое колесо предназначено для установки пневматической шины и соединения ее со ступицей. Ступица обеспечивает установку колеса на мосту на подшип­никах и создает возможность колесу вращаться. При отсутствии ступицы вращающейся посадочной частью колеса является фла­нец полуоси, размещенной в балке моста на подшипниках.

На автомобилях применяют различные типы колес.

колеса
по назначению	по конструкции
ведущие	дисковые
управляемые	бездисковые
комбинированные	спицевые
поддерживающие

Ведущие колеса преобразуют крутящий момент, подводимый от двигателя через трансмиссию, в тя­говую силу, а свое вращение — в поступательное движение автомобиля.

Управляемые иподдерживающие ко­леса являются ведомыми колесами, вос­принимающими толкающую силу от рамы или кузова, преобразуют посту­пательное движение автомобиля в их ка­чение.

Комбинированные колеса являются и ведущими, и управляемыми и выпол­няют их функции одновременно.

Дисковые колеса из стального листа в качестве соединитель­ного элемента ступицы и обода колеса имеют стальной штампованный ДИСК, приваренный к ободу. В литых колесах из легких сплавов (алюминиевых, магниевых) диск отливается совместно с ободом колеса.

Бездисковые колеса имеют соединительную часть, изготовленную совместно со ступицеq, и выполняются разъемными в продольной и поперечной плоскостях.

Спицевые колеса в качестве соединительного элемента обода и ступицы имеют проволочные спицы.

Наибольшее применение на автомобилях имеют дисковые ко­леса.

Бездисковые колеса применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. По сравнению с дисковыми колеса­ми бездисковые проще по конструкции, имеют меньшую массу (на 10. 15 %), более низкую стоимость, большую долговечность, удобнее при монтаже и демонтаже, обеспечивают лучшее охлаж­дение тормозных механизмов и шин. Кроме того, они создают возможность установки на ступице ободьев разной ширины, что позволяет использовать различные шины на одном и том же авто­мобиле.

Спицевые колеса имеют ограниченное применение и исполь­зуются главным образом на спортивных автомобилях для лучшего охлаждения тормозных механизмов.

Классификация шин по различным признакам, требования к шинам, маркировка автомобильных шин.

Назначение, классификация и устройство шин.

Шины оказывают большое влияние на многие эксплуатацион­ные свойства автомобиля: тягово-скоростные, тормозные, топливную экономичность, проходимость, устойчивость, управляемость, поворачиваемость, плавность хода и безопасность движения. Шины являются одной из наиболее важных и дорогостоящих частей автомобиля. Так, стоимость комплекта шин составляет значительную часть первоначальной стоимости автомобиля, а в про­цессе эксплуатации из общих расходов примерно 10. 15 % приходится на расходы по восстановлению шин.

К шинам, как наиболее ответственным частям автомобиля, кро­ме общих требований, предъявляются специаль­ные дополнительные требования, в соответствии с которыми шины должны иметь: минимальное сопротивление качению; надежное сцепление с дорогой; низкую удельную нагрузку в месте контакта с дорогой; максимально возможное сопротивление боковому уводу; минимальные массу и момент инерции; высокие упругие свойства, способствующие повышению плавности хода; высокую герметичность (надежно удерживать сжатый воздух); статическую и динамическую уравновешенность; минимальное биение, соответствующее допустимым пределам; минимально допустимый уровень шума при движении авто­мобиля; рисунок протектора, соответствующий дорожным условиям эксплуатации; высокую самоочищаемость протектора на деформируемых дорогах; высокую прочность, износостойкость, долговечность и противостояние проколам и другим видам повреждении; достаточную ремонтопригодность (в том числе быть удобны­ми при монтаже и демонтаже).

Значения указанных требований неодинаковы для шин авто­мобилей различных типов и назначения, что объясняется боль­шим разнообразием конструкций и размеров существующих шин.

шины
по назнач-ю	по спос гермет	по габаритам	по профилю	по давлению	по конструкции
легковые	камерные	малогабаритные	тороидные	с пост давлением	диагональные
широкопрофильные
среднегабаритные	низкопрофильные
грузовые	бескамерные	сверхнизкопроф	с рег давлением	радиальные
крупногабаритные	арочные
пневмокатки

Камерная шина состоит из по­крышки, камеры и ободной ленты (в шинах легковых авто­мобилей ободная лента отсутствует).

Покрышка шины воспринимает давление сжатого воздуха, на­ходящегося в камере, предохраняет камеру от повреждений и обес­печивает сцепление колеса с дорогой. Покрышки шин изготавли­вают из резины и специальной ткани – корда. Резина для произ­водства покрышек состоит из каучука, к которому добавляют серу, сажу, смолу, мел, переработанную старую рези­ну и другие примеси и наполнители. Покрышка состоит из про­тектора, подушечного слоя (брекера), каркаса, боковин и бортовс сердечниками. Каркас является основой покрышки. Он соединяет все ее части в одно целое и придает покрышке не­обходимую жесткость, обладая высокой эластичностью и проч­ностью. Каркас покрышки выполнен из нескольких слоев корда толщиной 1,0. 1,5 мм. Число слоев корда составляет обычно 4. 6 для шин легковых автомобилей.

Корд представляет собой специальную ткань, состоящую в основном из продольных нитей диаметром 0,6. 0,8 мм с очень редкими поперечными нитями. В зависимости от типа и назна­чения шины может применяться хлопчатобумажный, вискозный, капроновый, перлоновый, нейлоновый и металлический корд. Протектор обеспечивает сцепление шины с дорогой и предох­раняет каркас от повреждения. Его изготавливают из прочной, твердой, износостойкой резины. В нем различают расчлененную часть (рисунок) и подканавочный слой. Ширина протектора составляет 0,7. 0,8 ширины профиля шины, а толщина — пример­но 10. 20 мм у шин легковых и 15. 30 мм у шин грузовых авто­мобилей. Рисунок протектора зависит от типа и назначения шины. Подушечный слой (брекер) связывает протектор с каркасом и предохраняет каркас от толчков и ударов, воспринимаемых протектором от неровностей дороги. Он обычно состоит из несколь­ких слоев корда. Толщина подушечного слоя равна 3. 7 мм. У шин легковых автомобилей подушечный слой иногда отсут­ствует. Подушечный слой работает в наиболее напряженных температурных условиях по сравнению с другими элементами шины (до 110. 120 °С). Боковины предохраняют каркас от повреждения и действия влаги. Их обычно изготавливают из протекторной резины толщи­ной 1,5. 3,5 мм. Борта надежно укрепляют покрышку на ободе. Снаружи борта имеют один-два слоя прорезиненной ленты, предохраняющей их от истирания об обод и от повреждений при монтаже и демонта­же шины. Внутри бортов заделаны стальные проволочные сердеч­ники. Они увеличивают прочность бортов, предохраняют их от растягивания и предотвращают соскакивание шины с обода коле­са. Шина с поврежденным сердечником непригодна для эксплуа­тации. Камера удерживает сжатый воздух внутри шины. Она представ­ляет собой эластичную резиновую оболочку в виде замкнутой трубы. Для плотной посадки (без складок) внутри шины размеры каме­ры несколько меньше, чем внутренняя полость покрышки. Толщина стенки камеры обычно составляет 1,5. 2,5 мм для шин лег­ковых автомобилей. На наружной поверхности камеры делаются радиальные риски, которые способствуют отводу наружу воздуха, остающегося между камерой и покрышкой после монтажа шины. Камеры изготавливают из высокопрочной резины. Для накачивания и выпуска воздуха камера имеет специаль­ный клапан-вентиль. Он позволяет нагнетать воздух внутрь ка­меры и автоматически закрывает его выход из камеры.

Бескамерная шина не имеет камеры. По устройству она близка к покрышке камерной шины и по внешнему виду почти не отличается от нее. Особенностью бескамерной шины является наличие на ее внутренней поверхности герметизирующего воздухонепроницаемого резинового слоятолщиной 1,5. 3,0 мм, который удерживает сжатый воздух внутри шины. На бортах шины имеется уплотняющий резиновый слой, обеспечивающий необходимую герметичность в местах соединения бортов и обода колеса. Материал каркаса бескамерной шины также характеризуется высокой воздухонепроницаемостью, так как для него используют вискозный, капроновый или нейлоновый корд. Посадочный диаметр бескамерной шины уменьшен, она мон­тируется на герметичный обод. Вентиль шины посредством гайки с шайбой герметично закреплен на двух резиновых уплотняющих шайбах непосредственно в ободе колеса. Бескамерные шины по сравнению с камерными повышают безопасность движения, легко ремонтируются, во время работы меньше нагреваются, более долговечны, проще по конструкции, имеют меньшую массу. Повышение безопасности движения объясняется меньшей чув­ствительностью бескамерных шин к проколам и другим повреждениям. При повреждении камерной шины камера не охватывает прокалывающий предмет, так как находится в растянутом состо­янии. Воздух через образовавшееся отверстие поступает внутрь покрышки и свободно выходит через неплотности между ее бортами и ободом колеса. При повреждениях бескамерной шины про­калывающий предмет плотно охватывается нерастянутым герметизирующим слоем резины, и воздух выходит из шины очень мед­ленно. В результате обеспечивается возможность остановки авто­мобиля. В некоторых случаях, когда проколовший предмет остался в шине, воздух из нее вообще не выходит. Легкость ремонта бескамерных шин объясняется тем, что мно­гие повреждения могут быть устранены без снятия шин с колес, что важно в дорожных условиях. При ремонте в место повреждения вводят посредством специальной иглы уплотнительные пробки. Меньший нагрев бескамерных шин объясняется лучшим отво­дом теплоты через обод колеса, который не закрыт камерой, и отсутствием трения между покрышкой и камерой, которое имеется у обычных шин. Улучшение теплового режима является од­ной из причин повышенной долговечности бескамерных шин, срок службы которых на 10. 20%больше, чем у камерных. Однако, стоимость бескамерных шин более высокая, чем ка­мерных. Такие шины требуют специальных ободьев, а монтаж и демонтаж их более сложны, для выполнения этих операций нуж­ны специальные приспособления и устройства.

Рисунки протектора шин.Большое влияние на движение авто­мобиля оказывает рисунок протектора шин. Шины могут иметь различные типы рисунка протектора в зависимости от назначе­ния и типа автомобилей, для которых предназначены шины, а также от условии их эксплуатации. Наиболее распространенными являются следующие рисунки протектора:

— дорожный рисунок протектораимеют шины, пред­назначенные для работы на дорогах с твердым покрытием. Он обыч­но представляет собой продольные зигзагообразные ребра и ка­навки. Рисунок такого типа придает протектору высокую износо­стойкость, обеспечивает бесшумность работы шины и достаточ­ную сопротивляемость заносу.

— шины с направленным рисунком протектора лучше отводят воду и грязь из места контакта их с дорогой, чем шины с обыч­ным дорожным рисунком. Эти шины менее шумны. Однако рису­нок запасного колеса при его установке совпадает по направле­нию вращения только с колесами одной стороны автомобиля. Временная установка его против указанного направления враще­ния допустима только при условии движения с меньшими скоро­стями.

— шины с асимметричным рисунком протектора хорошо рабо­тают в различных условиях эксплуатации. Так, наружная сторона шин лучше работает на твердой дороге при положительной тем­пературе, а внутренняя — в зимних условиях при пониженной температуре.

— универсальный рисунок протектораиспользуется для шин автомобилей, эксплуатируемых на дорогах смешанного типа (с твердым покрытием и грунтовых). Протектор с таким рисунком имеет мелкую насечку в центральной части и более крупную — в боковой. При движении по плохим дорогам боковые выступы входят в зацеп­ление с грунтом, в результате чего улучшается проходимость. Одна­ко при таком рисунке протектора повышается его изнашивание во время движения по сухим твердым дорогам. Рисунок обеспечивает хорошее сцепление на фунтовых дорогах, а также на мокрых, гряз­ных и заснеженных дорогах с твердым покрытием. Универсальный рисунок протектора также называется всесезонным, а шины с универсальным рисунком – всесезонными.

— рисунок повышенной проходимостиимеют шины, работающие в тяжелых дорожных условиях и в условиях бездорожья. Он характеризуется высокими грунтозацепами. Протектор с таким рисунком обеспечивает хорошее сцепление с грунтом и хорошее самоочищение колес от грязи и снега, защемляемых между грун­тозацепами. При движении по дорогам с твердым покрытием ускоряется изнашивание шин с этим рисунком протектора, возрастает шум, ухудшается плавность хода и устойчивость автомобиля.

— карьерный рисунок протектораимеют шины, пред­назначенные для работы в карьерах, на лесозаготовках и т.п. Этот рисунок аналогичен рисунку повышенной проходимости, но имеет более широкие выступы и более узкие канавки. Выступы выпол­няются массивными, широкими в основании и суживающимися к верху. Карьерный рисунок протектора обеспечивает высокое сопротивление шины механическим повреждениям и изнашива­нию.

— зимний рисунокпредназначен для шин, эксплуа­тируемых на заснеженных и обледенелых дорогах. Он состоит из отдельных резиновых блоков угловатой формы, расчлененных над­резами, и достаточно широких и глубоких канавок. Площадь выс­тупов зимнего рисунка составляет примерно 60. 70% площади беговой дорожки протектора. Протектор с зимним рисунком обладает хорошей самоочищаемостью и интенсивным отводом вла­ги и грязи из зоны контакта. При движении по сухим дорогам с твердым покрытием, особенно в летнее время, шины с зимним рисунком протектора ускоренно изнашиваются, имеют значитель­ное сопротивление качению и большую шумность. Эти шины до­пускают движение с максимальными скоростями на 15. 35% ниже, чем обычные шины. Зимний рисунок протектора обеспечивает возможность уста­новки шипов противоскольжения для повышения безопасности движения на обледенелых и укатанных заснеженных дорогах. С этой целью в протекторе шины делают гнезда для шипов. Ошипованные шины повышают сцепление колес на скользких и обледене­лых дорогах, на 40. 50 % сокращают тормозной путь, значитель­но повышают безопасность криволинейного движения и сопро­тивление заносу. Ошипованные шины должны устанавливаться на всех колесах автомобиля. Частичная установка их на автомобиле приводит к нарушению безопасности движения. Давление в ши­нах с шипами на 0,02 МПа больше, чем в обычных шинах. Длина шипов зависит от толщины протектора шин и составля­ет 10 мм и более. Число шипов, устанавливаемых в шине, зависит от массы ав­томобиля, мощности двигателя и условий эксплуатации. В месте контакта шины с дорогой должно быть 8. 12 шипов. Наибольшая эффективность достигается, если длина выступающей части ши­пов составляет 1,0. 1,5 мм для легковых шин.

Шины различного профиля.Применяемые на автомобилях шины могут иметь различный по форме профиль:

— шины обычного профиля(тороидные) выполняются камерными и бескамерными. Их профиль близок к окружности. Отношение высотыИ профиля шины к его ширинеВ более 0,9. Тороидные шины являются наиболее распространенными. Их устанавливают на легковых и грузовых автомобилях, автобусах, прицепах и полу­прицепах, т. е. на автомобилях, эксплуатируемых преимуществен­но на благоустроенных дорогах.

— широкопрофильные шиныимеют профиль овальной формы, отношениеН/В = 0,6. 0,9 и могут быть камерными и бескамерными. Они работают как с постоянным, так с переменным давлением воздуха и выполняются с одной или двумя вы­пуклыми беговыми дорожками. Нормальное внутреннее давление воздуха для широкопрофильных шин примерно в 1,5 раза ниже, чем для обычных шин. Широкопрофильные шины с регулируе­мым давлением и одной беговой дорожкой применяются на авто­мобилях для повышения их проходимости, а с постоянным дав­лением и двумя беговыми дорожками на автомобилях ограниченной проходимости для замены обычных шин сдвоенных зад­них колес, при этом достигается экономия расхода материалов на 10. 20 % и уменьшение массы колес на 10. 15 %. По сравнению с обычными шинами широкопрофильные имеют повышенную гру­зоподъемность и пониженное сопротивление качению. Они улуч­шают управляемость, устойчивость и повышают проходимость автомобиля, уменьшают расход топлива. Недостатком широкопро­фильных шин является необходимость использования на одном автомобиле двух типов шин (обычных и широкопрофильных) и соответственно двух запасных колес (для переднего и заднего мо­стов) в тех случаях, когда они устанавливаются на сдвоенные зад­ние колеса вместо обычных шин.

— низкопрофильные шины имеют Н/В = 0,70. 0,88, а у сверхнизкопрофильных шинН/В не превышает 0,7. Оба типа шин име­ют пониженную высоту профиля, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля. Низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины предназначены главным образом для легковых ав­томобилей и автобусов.

— арочные шиныимеют профиль в виде арки пере­менной кривизны с низким мощными бортами,Н/В — 0,35. 0,50. Каркас шин прочный, тонкослойный, обладает малым сопротив­лением изгибу. Арочные шины выполняются бескамерными. Внут­реннее давление воздуха составляет 0,05. 0,15 МПа. Ширина про­филя у арочных шин в 2,5 — 3,5 раза больше, чем у обычных шин, а радиальная деформация выше в 2 раза. Рисунок протектора — повышенной проходимости с мощными расчлененными грунтозацепами эвольвентной формы почти на всю ширину профиля шины. Высота грунтозацепов составляет 35. 40 мм, а шаг между ними 100. 250 мм. В средней части рисунка протектора по окружности шины находится специальный пояс, состоящий из одного или двух рядов расчлененных грунтозацепов. Пояс предназначен для уменьшения изнашивания протектора шины при движении по дорогам с твердым покрытием. Широкий профиль с высокими грунтозацепами, пластичность шины и низкое давление воздуха обеспечивают большую площадь контакта шины с опорной по­верхностью, малые удельные давления, небольшое сопротивле­ние качению и возможность реализации большой тяговой силы на мягких грунтах. При качении по мягкому грунту арочные шины интенсивно уплотняют грунт в направлении к центру контакта шин с опорной поверхностью. Вследствие этого значительно по­вышается проходимость автомобиля в условиях бездорожья (по размокшим грунтам, заснеженным дорогам и т. п.). Арочные шины используют как сезонное средство повышения проходимости ав­томобилей. Их устанавливают вместо обычных шин сдвоенных зад­них колес на специальном ободе. Арочные шины по сравнению с обычными имеют более высокую стоимость, повышенный износ протектора на дорогах с твер­дым покрытием, их монтаж и демонтаж более сложный.

— пневмокаткипредставляют собой высокоэластичные оболочки бочкообразной формы. Они имеют П-образный профиль, ширина которого составляет 1. 2 наружного диаметра пневмокатка, а отношениеН/В= 0,25. 0,40. Протектор снабжен невысокими, редко расположенными грунтозацепами, которые наряду с основным своим назначением повышают также проч­ность пневмокатка и обеспечивают сохранность (устойчивость) его формы. Эластичность пневмокатков в 3 – 4 раза выше, чем у обычных, и в 1,5 – 2 раза выше, чем у арочных шин. Пневмокатки изготавливают бескамерными. Внутреннее давление воздуха в них 0,01. 0,05 МПа. Высокая эластичность и малое внутреннее давле­ние воздуха обеспечивают пневмокатками очень низкие давления на грунт, хорошую приспособляемость к дорожным условиям и высокую сопротивляемость к проколам и повреждениям. В случае прокола воздух из пневмокатка выходит очень медленно из-за незначительного внутреннего давления. Однако пневмокатки из-за низкого давления воздуха в них при достаточно больших размерах имеют относительно малую грузоподъемность. Значитель­ная ширина и малая грузоподъемность пневмокатков ограничива­ют их применение на автомобилях. Кроме того, на ровных дорогах с твердым покрытием пневмокатки имеют относительно низкий срок службы. Пневмокатки предназначены для автомобилей, работающих в особо тяжелых условиях. Их монтируют на ободьях специальной конструкции. Автомобили с пневмокатками могут двигаться по снежной целине, сыпучим пескам, заболоченной местности и т.п.

— крупногабаритные шиныимеют ширину профиля 350 мм и бо­лее, независимую от посадочного диаметра. Эти шины имеют тонкослоиныи каркас и эластичный протектор с сравнительно не­глубоким рисунком протектора. Они выпускаются бескамерными. Наружный диаметр крупногабаритных шин достигает 2. 3 м и более. Давление воздуха в шинах очень низкое (0,020. 0,035 МПа) и регулируется водителем. Крупногабаритные шины имеют боль­шую площадь опоры на грунт и предназначены для работы в осо­бо тяжелых условиях — по пескам, болотам, снежной целине, неровной местности.

Шины с регулируемым давлениеммогут быть камерными и бескамерными. По сравнению с обычными шинами, они имеют увеличенную шири­ну профиля (на 25. 40%), меньшее число слоев корда каркаса (в 1,5 – 2 раза) и мягкие резиновые прослойки между слоями кор­да, увеличенную площадь опоры на грунт (в 2 – 4 раза при сниже­нии давления), меньшее удельное давление на грунт, хорошее сцепление с ним и большую эластичность. Протектор шин также отличается повышенной эластичностью и имеет специальный ри­сунок с крупными, широко расставленными грунтозацепами, до­пускающий большие деформации. Высота грунтозацепов состав­ляет 15. 30 мм. Вентиль этих шин не имеет золотника. Такие шины могут работать с переменным давлением воздуха 0,05. 0,35 МПа, значение которого выбирается водителем в соответствии с до­рожными условиями. Давление воздуха в шинах регулируют с по­мощью специального оборудования, установленного на автомо­биле, которое позволяет не только поддерживать в шинах требуе­мое давление в зависимости от условий эксплуатации, но и не­прерывно подавать воздух в шины при проколах и мелких повреж­дениях. Шины с регулируемым давлением предназначены для работы на дорогах всех категории во всех климатических зонах страны при температурах от -60 до +55 °С. При прохождении тяжелых уча­стков пути (заболоченная местность, снежная целина, сыпучие пески) давление воздуха в шинах снижают до минимума, а на дорогах с твердым покрытием доводят до максимального значе­ния. Шины с регулируемым давлением применяют на автомоби­лях высокой проходимости. В связи с тем, что они работают в более тяжелых условиях и при пониженных давлениях воздуха, срок их службы в 2—2,5 раза меньше, чем у обычных шин. Кроме того, эти шины имеют пониженную грузоподъемность по сравне­нию с обычными шинами того же размера.

Диагональные и радиальные шины имеют различную конструкцию каркаса:

— диагональные шиныимеют каркас, нити корда которого располагаются под углом 50. 52° к оси колеса и перекрещиваются в смежных слоях. Нити корда подушечного слоя также расположены под некоторым углом к оси колеса. Каркас диагональных шин менее подвержен повреждению от ударов, по­резов и пр.

— радиальные шиныотличаются от диагональных шин расположением нитей корда в каркасе, формой профиля, слойностью, особенностями подушечного слоя, бортовой части, протектора и применяемыми материалами. Шины имеют радиальное расположение нитей корда, кото­рые идут параллельно друг другу от одного борта шины к другому. Число слоев корда в два раза меньше, чем у шин с диагональным расположением нитей корда. Подушечный слойизготовлен из металлического или вискозного корда. Высота профиля шин не­сколько сокращена,Н/В- 0,70. 0,85. Шины бывают камерные и бескамерные. Радиальные шины по сравнению с шинами с диаго­нальным расположением нитей корда характеризуются большей грузоподъемностью (на 15. 20%), большей радиальной эластич­ностью (на 30. 35 %), меньшим сопротивлением качению (на 10 %), они меньше нагреваются (на 20. 30 °С). Такие шины лучше сглаживают микронеровности дороги, улучшают управляемость автомобиля, уменьшают расход топлива и обладают большей из­носостойкостью. Срок службы радиальных шин в 1,5 – 2 раза выше, пробег составляет 75. 80 тыс. км. Однако радиальные шины имеют высокую стоимость и повышенную боковую эластичность, что создает повышенный шум при качении по неровной дороге.

Размеры и маркировка шин.Размеры и маркировка шин про­ставлены на их боковой поверхности. Основными размерами шины являются ширинаВ и высота Hпрофиля, посадочныйd и наружныйD диаметры.

Размер диагональных шин обозначается двумя числами в виде сочетания размеров В – d. Для выпускаемых отечественных шин принята дюймовая система обозначения, т.е. размерыBud даются в дюймах (например 6,95 – 16).

Размер радиальных шин обозначается тремя числами и буквой R. Например, 175/70R13, где 175 – ширина профиля шиныВ в мм; 70 – отношение высотыHширине профиляВ в процентах;R– радиальная; 13 – посадочный диаметрd в дюймах.

Кроме размеров в маркировке шины указываются завод-изготовитель, модель шины, ее порядковый номер и другие данные. На шинах при необходимости наносят дополнительные обозначе­ния. Например, надпись «Tubeless» — для бескамерных шин; знак М +S– для шин с зимним рисунком протектора; буква Ш – у шин, предназначенных для ошиповки, и ряд других обозначений.