Расчет сил, действующих в деталях

Передней подвески

Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 (см.рис.15.5) представляет собой колебательную систему, собственная частота колебаний которой определяется такими параметрами, как жесткость шины С₁, жесткость подвески кузова С₂ и масса оси m₁.

На неровной дороге амортизатор не может полностью погасить постоянно появляющиеся колебания нагрузки ± DN. Применив индекс V для переднего колеса, получим следующее верхнее значение нормальной силы в пятне контакта колеса с дорогой с учетом жесткости шины С₁:

N_V2 = N_V · К_2,

где К₂ – коэффициент динамической нагрузки на колесо.

С другой стороны,

N_V2 = N_F + N_E + U_v/2,

где N_F – нагрузка на пружину; N_E – нагрузка на ограничитель хода; U_V – вес оси.

На оба шаровых шарнира А и В (рис.15.9) действует сила, направленная перпендикулярно плоскости дороги и равная сумме сил, передаваемых через пружину и ограничитель хода:

N_A = N_B = N_F + N_E = N_V2 - U_V/2.

Рис.15.9. Схема подвески

Амплитуда изменения нагрузки на передние колеса с учетом увеличения силы упругости подвески за счет сжатия пружины определяется как

DN_V = f_1V · C_2V,

где f_1V – ход подвески; C_2V – жесткость подвески.

Приведенная к колесу нагрузка на пружину

N_F = N_V - U_V/2 + DN_V.

В связи с изменением углов наклона рычагов при сжатии пружины подвеска становится более жесткой, поэтому величину N_F надо увеличить на 5%.

Исходя из этого нагрузка на ограничитель хода, приведенная к колесу,

N_E = N_V2 - (N_V + DN_V).

Для проведения расчета сил, действующих на подвеску, выдаются следующие исходные данные:

- допускаемая нагрузка на ось G_V;

- вес оси U_V;

- жесткость подвески C_2V;

- ход подвески f_1V;

- коэффициент динамичности К₂;

- нагрузка на колесо N_V= G_V/2.

Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2108типа McPherson (см.рис.15.6).

Силы, действующие в под­веске Макферсон (рис.5.10), следует разложить на составляющие по осям X и Y, ко­торые повернуты на угол наклона оси поворота колеса d₀.

Рис.5.10. Силы, действующие в подвеске Макферсон

Сила

А_х = N¢_V · b/(C + O),

где N¢_V = N_V – U_V/2 – максимальная сила в пятне контакта колеса с дорогой; U_V – вес оси; N_V=G_V/2 – нагрузка на колесо; G_V – допустимая нагрузка на ось.

Статическая нагрузка на пружину

SF_Y = 0; A_Y = N_Y + B_Y = F₁,

где N_Y = N¢_V · cos d₀; B_Y = B_X · tg (b + d₀).

SF_Х = 0; В_Х = А_Х + N_Х,

где N_Х = N¢_V · sin d₀.

Изгибающий момент в штоке амортизатора

М_К = А_Х · О.

Сила в направляющей втулке штока амортизаторной стойки

С_Х = А_Х · L/(L – О).

Сила, действующая на поршень,

К_Х = С_Х – А_Х.

Задняя подвеска

Задняя подвеска связывает кузов с балкой заднего моста автомобиля. Она предназначена для смягчения толчков, передаваемых от ко­лес, и гашения колебаний кузова.

Задняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 зависимая пружинная с реактивными штангами. Через две витые пружины 9 (рис.15.11) кузов опирается на балку заднего мос­та. Каждая из пружин уста­новлена между опорными чашками 5 и 11, приваренными к балке заднего моста и основанию кузова. В чашках под пружинами находятся прокладки 4 и 10.

В подвеску включены два гидравлических телескопических амортизатора 20, расположенные с на­клоном к продольной оси автомобиля. Амортизаторы повышают боковую устойчивость кузова и гасят колебания. Соединение амортизатора осуществляется на конусных резиновых втулках 13 внизу при помощи болта с кронштейном заднего моста, а вверху – с пальцем, закреп­ленным в кронштейне 14 основания кузова.

Буферы сжа­тия 6, закрепленные внутри пружин на верхних чашках, ограничивают перемещения заднего моста вверх и сжа­тие пружин. Дополнительный резиновый буфер 15 установлен на кронштейне основания кузова против картера заднего моста и предназначен для устранения касания карданного вала о пол кузова при перемещении заднего моста вверх.

Рис.15.1. Задняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105: 1 – распорная втулка; 2, 13 – резиновые втулки; 3 – нижние толкающие штанги; 4, 10 – изолирующие прокладки; 5, 11 - опорные чашки; 6 – резиновый буфер; 7 – болт крепления; 8 – кронштейн крепления штанги; 9 – пружина,;12 – тяга рычага привода регулятора давления тормозов; 14 – кронштейн крепления амортизатора; 15 – дополнительный резиновый буфер сжатия; 16 – верхняя толкающая штанга; 17 – кронштейн крепления нижней толкающей штанги; 18 – кронштейн крепления поперечной штанги к кузову; 19 – регулятор давления тормозов; 20 – амортизаторы; 21 – поперечная штанга; 22 – рычаг привода регулятора давления тормозов

Задний мост зафиксирован от продольных и поперечных смещений четырьмя продольными 8,16 и одной поперечной 21 штангами. Концы всех продольных штанг соединены шарнирно при помощи болтов 7 с кронштейном основания кузова 8 и кронштейном заднего моста. В ушках концов всех реактивных штанг установлены резиновые втулки 2, продольное сжатие которых болтами ограничивается распорными втулками 1. Поперечная штанга 21, которая воспринимает и передает боковые усилия от балки заднего моста на кузов, правым концом прикреплена к кронштейну 18 основания кузова, а левым концом – к кронштейну балки заднего моста. Нижние 8 и верхние 16 продольные штанги передают реактивный момент, толкающие и тормозящие усилия от задних колес на кузов.

Задняя зависимая подвеска автомобиля «Москвич» выполнена на продольных полуэллиптических рессорах 4 (рис.15.12). Передний конец рессоры, работающей совместно с телескопическими амортизаторами 1, передает толкающие и тормозные усилия. Он крепится с помощью пальца 13 к кронштейну 11 на резиновых втулках 12, не требующих смазки. Задний конец рессоры прикреплен к кузову серьгой 3 также посредством резиновых втулок, применение которых значительно смягчает толчки и ви­брации, передаваемые на кузов.

Рис.15.12. Задняя подвеска автомобиля «Москвич»: 1 – амортизатор; 2 - кронштейн крепления амортизатора; 3 - серьга рессоры; 4 – рессора; 5 - стяжной хомут; 6 - основной ограничитель прогиба рессоры; 7 - сальник подшипника полуоси; 8 - фланец кожуха полуоси; 9 – полуось; 10 - дополнительный ограничитель рессоры; 11 - кронштейн крепления рессоры; 12 - резиновая втулка; 13 - палец рессоры; 14 - нижний лист рессоры; 15 - кронштейн кожуха полуоси, 16 – стремянка; 17 – накладка; 18 - кожух полуоси

Середина рессоры с помощью стремянок 16 крепится к кронштейну 15 кожуха полуоси снизу, что позволяет снижать центр масс автомобиля. Нижний лист 14 рессоры делается тоньше остальных на 1,5 мм. По опорной поверхности для предупреждения скрипа листов рессоры устанавливаются пластмассовые шайбы. Все листы скреплены центровым болтом и четырьмя стяжными хомутами 5 с резиновыми прокладками. Штифты, установленные в отверстия третьего и пятого листов, удерживают от смещения хомуты. Головка центрового болта рессоры входит в отверстие кронштейна 15, фиксируя положение рессоры. Для увеличения жесткости подвески в поперечном направлении гидравлические телескопические амортизаторы 1 двухстороннего действия, включенные в подвеску, наклонены к продольной оси автомобиля. При полном прогибе рессоры кузов опирается на основной резиновый ограничитель (буфер) 6. В подвеске имеется дополни­тельный резиновый ограничитель (буфер) 10, укрепленный на кузо­ве, который при частичном прогибе рессоры нажимает сверху на ко­ренной лист. Этим достигается переменная жесткость рессоры, увеличивающаяся при возрастании нагрузки на подвеску.

На автомобиле ВАЗ-2108 подвеска задних колес независимая. Балка, которая служит направляющим элементом подвески, состоит из продольных рычагов 2 (рис.15.13) и соединителя 10, рычаги и соединитель, сваренные между собой через усилители, имеют V-образное сечение. Детали, имеющие такое сечение, обладают большой жесткостью на изгиб и малой - на кручение, что обеспечивает независимость хода задних колес.

К рычагам 2, выполненным из трубы, приварены кронштейны 18 для крепления амортизаторов и фланцы 16, на которых болтами закреплены оси 11 ступиц задних колес и щиты 15 тормозных механизмов колес. Передней частью рычаги соединяются с кронштейном 3 с помощью болта и резинометаллического шарнира 19. Пружина 5, установленная на амортизаторе 9, нижней частью опирается на чашку 8, приваренную к резервуару амортизатора, а верхней – на опору 4, которая приварена к кузову. Буфер 6 хода сжатия установлен на штоке 7 амортизатора внутри пру­жинной подвески.

Амортизатор 9 нижней проушиной крепится к кронштейну 18 продольного рычага болтом через втулки 17. Верхнее крепление штыревое, т.е. шток крепится к верхней опоре 4 через две рези­новые подушки и опорную шайбу.

Рис.15.13. Задняя подвеска автомобиля ВАЗ-2108: 1 – ступица заднего колеса; 2 – рычаг; 3 – кронштейн крепления рычага; 4 – верхняя опора пружины; 5– пружина; 6 – буфер хода сжатия; 7 – шток амортизатора; 8 – нижняя опорная чашка пружины; 9 – амортизатор; 10 – соединитель рычагов; 11 – ось ступицы колес; 12 – колпак; 13 – гайка крепления ступицы; 14 – подшипник ступицы; 15 – шит тормоза; 16 – фланец рычага подвески; 17 – втулка амортизатора; 18 – кронштейн; 19 – резинометаллический шарнир

Амортизаторы повышают плавность хода автомобиля за счет быстрого гашения колебаний, возникающих в результате деформации рессор или пружин подвески. На изучаемых автомобилях применяются гидравлические амортизаторы двух­стороннего действия телескопического типа.

Амортизатор автомобиля ВАЗ-2105 состоит из цилиндрического резервуара 2 (рис.15.14), к которому приварено дно с нижней проушиной 1. В нижнюю часть рабочего цилиндра 14, установленного в резервуаре, запрессован корпус 12 клапанов сжатия. Внутри рабочего цилиндра помещается поршень 15, укрепленный на штоке 13. В поршне смонтированы перепускной клапан (сверху поршня) и клапаны отдачи (снизу поршня). Перепускной клапан имеет тарелку 7, сверху которой размещена пружина 6 и ограничительная тарелка 5, прижатая к поршню.

Клапан отдачи состоит из дисков 16, прижатых к внутренним отверстиям поршня пружиной 17. Второй конец пружины опирается на гайку 3. Клапан сжатия имеет тарелку 10 с отверстиями, диски 11, пружину 9, обойму 8 и корпус 12.

Рис.15.14. Амортизатор автомобиля ВАЗ-2105: а – ход сжатия; б – ход отдачи; 1 – нижняя проушина крепления; 2 – резервуар; 3 – гайка клапана отдачи; 4 – поршневое кольцо; 5 – ограничительная тарелка; 6 – пружина пере­пускного клапана; 7 – тарелка перепускного клапана; 8 – обойма клапана сжатия; 9 – пру­жина клапана сжатия; 10 – тарелка клапана сжатия; 11 – диски клапана сжатия; 12 – корпус клапана сжатия; 13 – шток; 14 – цилиндр; 15 – поршень; 16 – диски клапана отда­чи; 17 – пружина клапана отдачи

Уплотнительное кольцо 4 служит для уплотнения наружной поверхности поршня 15. Сверху рабочий цилиндр закрывается гайкой резервуара с уплотняющим устройством.

В основу работы амортизатора положено использование гидравли­ческого сопротивления, возникающего при протекании жидкости из одной полости цилиндра в другую. Отверстия имеют клапаны сжатия и отдачи. При наезде колеса на препятст­вие шток и поршень перемещаются в цилиндре вниз (происходит ход сжатия) (см.рис.15.14,а). Под поршнем 15 создается давление жидкости, которая, преодолевая сопротивление пружины 6, через перепускной клапан поступает в полость над поршнем. Одновре­менно часть жидкости, отгибая внутренние края дисков 11 клапана сжатия, проходит в резервуар 2. Если ход сжатия происходит плавно, то давления жидкости будет недостаточно для отгибания внутреннего края дисков 11, поэтому жидкость в резервуаре 2 будет проходить только через специальный вырез дроссельного (верхнего) диска 11 клапана сжатия.

При движении по ровной дороге шток и поршень движутся вверх (происходит ход отдачи, см.рис.15.14,б). Наружные края дисков 16 клапана отдачи отгибаются давлением жидкости над поршнем, и жидкость перетекает в полость цилиндра под поршнем. Одно­временно из-за уменьшения давления под поршнем часть жид­кости из резервуара 2, отгибая снаружи диски 11 клапана сжа­тия, заполняет также пространство под поршнем.

Сопротивление при ходе сжатия в несколько раз меньше, чем при ходе отдачи, что необходимо для снижения силы удара на ку­зов при наезде колес на препятствие.

Работа и устройство внутренней части телескопических стоек передней подвески, а также работа и устройство амортизаторов задней подвески автомобиля ВАЗ-2108 аналогичны рассмотренным выше.

Ступицы колес

Ступицы 5 передних колес автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» (см.рис.15.5) устанавливаются на осях 4 поворотных цапф на двух роликовых подшипниках 1 каждая. Внутренние кольца подшипников надеваются на ось цап­фы с небольшим зазором, а наружные – запрессованы в ступицу. Ступица защищена от попадания пыли, грязи или воды в подшипники, а также от попадания смазки в тормозные механизмы с внутренней стороны сальником, а снаружи колпаком 2. Подшипники фиксируются и регулируются на цапфе регулировочной гайкой 3. На автомобиле ВАЗ-2105 гайка левого переднего колеса имеет правую резьбу, а гайка пра­вого колеса – левую.

В автомобиле ВАЗ-2108 ступица 13 (см.рис.15.6) переднего колеса вращается в полости поворотного кулака 6 на шариковом двухрядном подшипнике закрытого типа. Подшипник зафиксирован дву­мя стопорными кольцами. Внутренними шлицами ступица наса­жена на шлицы наконечника шарнира равных угловых скорос­тей 9 и крепится гайкой, закрываемой колпаком. Тормозной диск 5 закреплен направляющими штифтами на ступице. Двухрядный шарикоподшипник в процессе эксплуатации регулировки и смаз­ки не требует.

Ступица 1 заднего колеса автомобиля ВАЗ-2108 (см.рис.15.13) вращается в двухряд­ном шариковом подшипнике на оси 11. Ее крепление аналогично креплению ступицы переднего колеса. За счет фланца ось ступицы вместе со щитом 15 тормозного механизма крепится к фланцу 16 рычага подвески.

Диски задних колес автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» крепятся непосредственно к фланцам 1 полуосей (см.рис.14.5).

Колеса

Колесом считают проме­жуточный между ступицей автомобиля и шиной элемент конструкции автомобиля.

Обычное (серийное для всех российских легковых автомобилей) дис­ковое колесо состоит из двух элементов – обода и диска, соединенных между собой точечной контактной сваркой.

Обод – это кольцеообразная (определенного профиля) часть колеса, на которую монтируется и опирается шина.

Диск – центральная часть колеса, несущая обод и имеющая поса­дочные отверстия для крепления к ступице. Бывают разборные колеса, где обод и диск скреплены резьбовыми соединениями, а также бездис­ковые колеса (например, на грузовиках «КамАЗ») или колеса с диска­ми в виде кольцевых фланцев (автомобили ЗАЗ).

Автомобильные колеса классифицируют по их принадлежности к тому или иному автомобилю, по типу применяемых шин, по конструкции (рис.15.15).

По технологии изготовления колеса неразборной конструкции могут быть стальными сварными (из прокатанного обода и штампованного диска), литыми и коваными.

Рис.15.15. Классификация колес

Литые колеса изготовляют заливкой расплавлен­ного металла (обычно это алюминиевый или магниевый сплав) в форму, затем заготовку охлаждают, обтачивают посадочные поверхности и сверлят необходимые отверстия. Недостатком колес, изготовленных способом литья, являются чрезмерно толстые стенки, скры­тые поры и раковины, недостаточная прочность (при ударе они деформи­руются и даже раскалываются) и сложность (часто невозможность) восстановления.

При изготовлении колес ковкой (или объемной штамповкой) из заготовки выковывают так называемую поковку, которую затем обрабатывают на токарном стан­ке. Достоинством таких дисков являются прочность и легкость, например, 13-дюймовое кованое колесо весит 4,9 кг против 6,0 кг у литого, а толщина стенок составляет только 3,0 мм против 5,5 мм у литого. При этом кованый диск лучше «переносит» удары. Поэто­му для российских дорог кованые диски предпочтительнее несмотря на сложность и высокую стоимость их изготовления.

Меньшая масса колеса – основное преимущество легкос­плавных колес перед обычными стальными. Так как это ведет к уменьшению неподрессоренных инерционных масс и улучшению условий работы подвески, колесо быс­трее «повинуется» возвращенно­му действию пружины, амортиза­тора и быстрее восстанавливает потерянный контакт с дорогой.

Размер колеса определяется монтажным диаметром и шириной обода. Например, обычное дисковое колесо для автомобилей ВАЗ-2108, - 09 обозначается как 114J-330 (в миллиметрах) или 4 1/2J-13 (в дюймах). Первые цифры означают ширину обода, буква J – форму профиля обода, а последние цифры – монтажный диаметр колеса.

Рекомендова­ны следующие размеры колес для легковых автомобилей российского производства:

114J-330 (4 1/2J-13), 127J-330 (5J-13) – автомобили ВАЗ (кроме 1111);

127J-355 (5J-14) – «Москвич»-2141;

140J-355 (5 1/2J-14), 152J-355 (6J-14) – ГАЗ-31029;

152L-380 (6L-15) – автомобили типа УАЗ-31512;

135/80R12 (4J) – ВАЗ-1111, 11113.

«Вазовское» бескамерное колесо имеет обо­значение 4 1/2J-13H2 или 5J-13H2, где дополнительная маркировка Н2 означает наличие на ободе кольцевого выступа для дополнительной фиксации бортов бескамерной шины, называемого «хампом».

Маркировка колес российского производства представлена на рис.15.16.

Рис.15.16. Маркировка колеса (по часовой стрелке): клеймо Госстандарта РФ; товарный знак завода-изготовителя; вылет в миллиметрах; месяц и год изготовления (например, 6/99 – июнь 1999 г.)

Шины

15.7.1. Классификация шин

Классификация пневматических шин многообразна (рис.15.17). Рассмотрим шины по способу герметизации внутреннего объема, а также по некоторым другим признакам.

Камерные шины имеют покрышку и камеру с вентилем. Камера по размеру должна быть меньше внутренней полости покрышки во избежание образования складок в накачанном состоянии. Вентиль нагнетает воздух в шину и препятствует его выходу наружу. По конструкции вентиль является обратным клапаном.

Рис.15.17. Классификация шин

Бескамерные шины (рис.15.18) имеет воздухонепро­ницаемый резиновый слой, наложенный на внутренний слой каркаса покрышки (вместо камеры). Достоинством бескамерных шин являются:

- небольшая масса;

- повышенная безопасность при езде, так как в случае прокола воздух выхо­дит только в месте прокола (при мел­ких прокопах достаточно медленно);

- простота ремонта в случае проко­ла (нет необходимости в демонтаже).

К недостаткам можно отнести такие особенности:

- усложненный и более квалифи­цированный монтаж-демонтаж, часто только на специальном шиномонтажном станке, при наличии компрессора;

- требуют колес с ободами спе­циального профиля и повышенной точности изготовления, обладающие вы­сокой герметичностью сварного шва (колеса с диском), имеющих на посадочных полках обода специальные кольцевые выступы тороидальной формы («хампы»), предотв­ращающие самопроизвольное соскальзывание бортов шины (разбортировку) в случае критических ситуаций во время движения.

Рис.48. Бескамерная шина: 1 – протектор; 2 – герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой; 3 – каркас; 4 – вентиль колеса; 5 - обод

По расположе­нию нитей корда в каркасе покрышки камерные и бескамер­ные шины могут быть как диагональной, так и радиальной конструкции. Поперечные разрезы диаго­нальных и радиальных по­крышек показаны на рис.15.19.

В диагональных шинах нити корда в смежных сло­ях ткани пе­ресекаются под некоторым углом между собой (95…115°). Число смежных сло­ев обычно равно четырем.

а) б)

Рис.15.19. Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины: 1 - борта;

2 - бортовая проволока; 3 - каркас; 4 - брекер; 5 - боковина; 6 - протектор

В радиальных шинах все нити корца расположены параллельно по радиусу от одного борта к другому и не пересекаются между собой. Такое расположение обеспечивает лучшие экс­плуатационные свойства радиальных шин. У радиальных шин значи­тельно меньшее сопротивление качению и еще более заметное увеличе­ние срока службы (пробега) шины. Этим объясняется то, что радиальные шины практически вытеснили диаго­нальные из употребления во всем мире.

В каждой шине можно выделить следующие основные элементы (рис.15.20).

Каркас (1) – главный силовой элемент шины (покрышки), который придает ей прочность и гибкость. Представляет собой один или несколь­ко слоев обрезиненного корда.

Брекер (2) – подушечный слой (пояс), резинотканевая или металлокордная прослойка по всей окружности покрышки между каркасом и протектором. Брекер имеет два и более слоев обрезиненного корда и является элементом ради­альной шины, серьезно влияющим на многие эксплуатационные качества.

Протектор (3) – «беговая» часть шины (покрышки), непосред­ственно контактирующая с дорогой. Состоит из толстого слоя специальной износостойкой резины, закрывающей брекер, и наружной рельефной части, кото­рая и называется собственно протектором. Приспособленность шины для работы в различных дорожных условиях определяет рисунок рельефной час­ти.

Рис.15.20. Основные размеры шин и конструктивные элементы: D – наружный диаметр; Н – высота профиля покрышки; В – ширина профиля; d – посадочный диаметр обода колеса (шины); 1 – каркас; 2 – брекер; 3 – протектор; 4 – боковина; 5 – борт; 6 – бортовая проволока; 7 – наполнительный шнур

Боковина (4) защищает каркас от механических повреждений, проникновения влаги и служит для нанесения наружной маркировки шины. Представляет собой тонкий эластичный слой резины толщиной 1,5…3,0 мм на боковых стенках каркаса.

Борт (5) придает шине нерастягивающуюся конструкцию и необходимую структурную жесткость при номинальном внутреннем дав­лении воздуха. По конструкции это жесткая посадочная часть покрышки, необходимая для фиксации шины на ободе колеса, состоящая из слоя корда, завернутого вокруг проволочного кольца (6), и твердого наполнительного резинового шнура (7).

По форме профиля шины подраз­деляют на обычного профиля, низко­профильные, широкопрофильные и арочные.

Шины обычного профиля имеют примерно одинаковую высо­ту Н и ширину В, т. е. у них отно­шение Н/В близко к единице. Их применяют на большинстве грузовых автомобилей и автобусах.

Низкопрофильные шины отличаются от шин обычного про­филя пониженной высотой (Н/В = 0,б…0,7). Их устанавливают на высокоскоростных легковых автомобилях, максимальная скорость которых пре­вышает 140 км/ч.

Широкопрофильные ши­ны имеют пониженную высоту (Н/В = 0,5…0,6), эластичный кар­кас и относительно небольшое внут­реннее давление воздуха, равное 0,2…0,35 МПа. Такая конструкция способствует плавности хода и повышает проходимость. Широкопрофильные ши­ны установлены на автомобилях КАЗ-4540, «Урал-377НМ и др.

Арочные шины - бескамерные низкого давления (0,05…0,15 МПа) с увеличенной шириной профиля (Н/В = 0,3…0,5). Профиль выполнен в виде арки с развитыми грунтозацепами высотой 35…40 мм, устанавливают на средние и зад­ние мосты автомобилей вместо сдвоенных шин. Арочные шины являются эффективным сред­ством повышения проходимости в условиях бездорожья.

Разделение рисунков протектора на дорожный или всесезонный (универсальный) весьма условно, иногда могут одновременно присутствовать признаки нескольких типов рисунка.

Шины с направленным рисунком протектора (дорожные или зимние) имеют улучшенную способность отвода воды или снега. Они менее шумны. Запасное колесо совпадает по направлению вращения только с колесами одной стороны автомо­биля, но временная установка его против предписанного направле­ния вращения допустима, так как этот эффект проявляется только на больших скоростях.

Асимметричный рисунок - один из способов реализовать разные свойства в одной шине. При таком расположении наружная сторона шины лучше работает на твер­дой дороге при положительной температуре, а внутренняя - на зимней.

Рисунок повышенной проходимости - это разреженный рисунок шашечного типа с развитыми грунтозацепами по плечевой зоне, с мощными недеформируемыми шашками, часто не расчлененными прорезями.

Для зимнего рисунка характерны крупные шашки, имеющие пило­образные края и большое количество тонких прорезей внутри. Каналы между шашками достаточно крупные, чтобы не забивались снегом. Многие из зимних шин имеют шипы противоскольжения.

От рисунка протектора зависит износостойкость шины, а также сцепление ее с дорогой, причем для сухих, мокрых или загрязненных дорог требуются свои специ­альные рисунки. Наиболее популярны «дорожные» и «универсальные» шины.

Не менее важной является демпфирующая способность шины, которая ухудшается с увеличением толщины про­тектора. Для дорожных шин важным считается бесшумность качения на высоких скоростях, экономич­ность и т.п. Количество и разнообразие применяемых на шинах рисунков протектора огромно и не поддается классификации, так как ежегодно появляются шины с оригинальными рисунками протектора.

15.7.2. Маркировка шин

Маркировка диагональных и радиальных шин различна. Обозначение диагональной шины читается следующим образом:

6,15-13/155-13 – обозна­чение диагональной шины;

6,15 – условная ширина профиля шины (В) (см.рис.15.20) в дюймах;

13 – посадочный диаметр (d) шины (и колеса) в дюймах;

155 – условная ширина профиля шины в мм.

Дробь перед числом 155 разделяет дюймовое обозначение шины от миллиметрового. Вместо числа 13 во втором случае может быть и миллиметровое обозначение посадочного диаметра (330).

Радиальная шина имеет единое смешанное миллиметрово-дюймовое обозначение. Например, маркировка 165/70R13 78S Steel Radial Tubeless означает:

165 – условная ширина профиля шины (В) в мм;

70 – отношение высоты профиля шины (Н) к ее ширине (В), %;

«R» – обозначение радиальной шины;

13 – посадочный диаметр в дюймах;

78 – условный индекс грузоподъемности шины;

S – скоростной индекс шины (максимально допустимая скорость движения автомобиля) в км/ч;

«Steel Radial» – радиальная шина с металлическим кордом; «Tubeless» или «TL» – бескамерное исполнение шины.

Чем шире шина, тем требуется и более широкое колесо, поэтому ширина профиля (В) связана с шириной обода колеса (b) соотношением b=0,70...0,75 В, например, в случае В = 165 мм необходимая ширина обода b составляет 115…124 мм, или 4,52…4,90 дюйма. Требуемый типоразмер колеса – 4 1/2 или 5 дюймов. Слишком узкое колесо (например, в 4 дюйма) ухудшает устойчивость (управляемость) автомобиля, а слишком широкое колесо (например, в 5 1/2 дюйма) ухудшает эластичность шины и снижает на ее долговечность.

От соотношения высоты и ширины профиля шины (Н/В) зависят ее эксплуатационные качества. Например, широкопрофильные или сверхнизкопрофильные шины (Н/В = 0,70 и менее) улучшают характеристики управляемости автомобиля и выполнены более жесткими, чем обычные шины с Н/В = 0,80...0,82. Современные радиальные шины имеют соотношение Н/В в пределах 0,82...0,30, причем в случае Н/В = 0,82 это число не входит в обозначение шины (например, 165R13), начиная с Н/В = 0,80 и ниже (через каждые 0,05) уже входит в обозначение шины.

Для ВАЗ-1111 «Ока» нецелесообразна установка шин, имеющих заводской размер 135R12. На моделях ВАЗ лучше не применять шины с Н/В ниже 0,70. Для повседневной езды по отечественным дорогам целесообразно ограничиться соотношением Н/В не ниже 0,65, причем это касается довольно больших шин для автомобилей типа ГАЗ-3110 «Волга». Современные скоростные сверхнизкопрофильные шины с Н/В=0,30...0,60 пригодны только для движения по гладким шоссейным дорогам с хорошим качеством покрытия, которых в нашей стране практически пока нет.

Скоростные индексы шин обозначают буквами латинского алфавита: L - до 120 км/ч; Р - до 150 км/ч; Q - до 160 км/ч; R - до 170 км/ч; S - до 180 км/ч; Т - до 190 км/ч; U - до 200 км/ч; Н - до 210 км/ч; V - до 240 км/ч; W - до 270 км/ч; Y - до 300 км/ч и Z (или ZR) - свыше 240 км/ч (с соответствующим уменьшением нагрузки по мере роста допустимой скорости).

Европейская система «Euro-metric» предусматривает дополнительную маркировку шин. На боковину покрышки наносят, например, обозначение максимальной нагрузки (Maximum Load) и соответствующее этой нагрузке внутреннее давление в шине (Maximum Pressure). При этом нагрузка указывается для шины в «холодном» состоянии в фунтах (LBS), а давление – в фунтах на квадратный дюйм (PSI) (1 LBS = 0,4536 кг; 1 PSI=0,0069 МПа). Как правило, эксплуатацион­ная нагрузка и внутреннее давление в шине несколько меньше, чем ее максимальные возможности, это особенно важно для скоростных автомобилей или легковых многоцелевых полноприводных машин, называемых обычно «джипами».

Дополнительную маркировку, принятую для обозначения шин только «своего» изготовления, имеют, как правило, шины крупных мировых изготовителей. Например, компания «Мишлен» (Michelin) использует дополнительные логотипы (схематические рисунки), обозначающие «место» этой шины в огромной производственной программе, а также и другую информацию. Например, шина «Мишлен» обозначена как 185/ 60R14 82V Pilot HX MXV3-A. Первые 12 знаков расшифровываются в общепринятом порядке. Слово «Pilot» со своим логотипом означает название гаммы (семейства) шин. Индекс «НХ» классифицирует шину как «гармоничную», т.е. универсальную по принятому в компании комплексу потребительских качеств. Следующий индекс «MXV3-A» означает форму рисунка протектора. Кроме этого, впереди общей маркировки, как правило, есть надпись RADIAL XR - зарегистрированная торговая марка фирмы «Michelin».

С 1977 г. компания производит несколько типоразмеров шин семейства «TRX» полностью метрического обозначения с колесами специального, более плоского типа «TR». Например, шина TRX размером 200/55HR390 по несущей способности и габаритам эквивален­тна обычной шине размером 185/70R14. Однако они совершенно невзаимозаменяемы по применяемым колесам, так как колесо для шины TRX на 34,4 мм больше по наружному диаметру.

Шины, работающие с камерами, обозначаются «TUBE TYRE» или «ТТ» (на немецком - MIT SCHLAUCH), но могут и не иметь никакого специального обозначения.

Чем более прочный каркас, тем большее давление воздуха выдерживает шина. И, следовательно, имеет большую грузоподъемность. Прочность каркаса условно оценивается нормой слойности PR (PLY RATING). Для легковых автомобилей используют шины с нормой слойно­сти 4PR и иногда 6PR, что означает «усиленная» шина повышенной грузоподъемности «Reinforced».

На легких грузовиках и микроавтобусах шины с 6PR и 8PR наиболее употребительны, поэтому шины повышенной слойности (т.е. прочности) часто обозначаются буквой «С» (commercial), которая ставится после обо­значения посадочного диаметра (например, 185R14C). Однако следует иметь в виду, что норма слойности - условное понятие и она, как правило, не соответствует числу слоев каркаса.

Знак на боковине шины (TWI) показывает расположение отметок остаточной высоты рисунка протектора в основных канавках. Для стран Европейского Союза и Российской Федерации остаточная высота протектора легковой шины должна быть не менее 1,6 мм.

Шины скоростных автомобилей могут иметь указатель (стрелку), показывающий требуемое направление вращения (rotation). Ассиметричные шины имеют надписи: «сторона, обращенная внутрь» (side facing inwards), и «сторона, обращенная наружу» (side facing outwards).

Кроме шин с обычным (дорожным или универсальным) рисунком протектора есть шины для зимней эксплуатации с развитым протектором, обозна­чаемые «M+S» (mud and snow - снег и грязь). Такие шины имеют более глубокий протектор, они более тяжелые, шумные и менее быстроходные.

Ряд фирм производит специальные шины для работы в тяжелых дорожных условиях. Российским автомобилистам такие шины известны как шины для автомобилей повышенной проходимости.

Надпись «secunda» или буквы «DA» на покрышке говорит о ее второсортности, т.е. о наличии второстепенных дефектов, не влияющих на скоростную прочность.

Особенности маркировки шин американского производства.В США используется по меньшей мере три системы обозначения шин. Система «P-metric», в дополнение к европейской, требует постановки ин­декса назначения шины перед шириной профиля: Р - шина для легкового автомобиля (Passanger) и LT - шина для легкого грузовика (Light Truck).

Пример: P195/60R14 (рис.15.21) и LT225/75R15.

Рис.15.21. Обозначения на шинах,

предназначенных для американского рынка

Для шин многих легковых полноприводных многоцелевых автомоби­лей и грузовых пикапов применяется дюймовая маркировка принципи­ально иного типа, где главным параметром служит не ширина профиля, а наружный диаметр шины. Например, в обозначении такой шины 31x10,5R15LT закодированы:

31 – примерный наружный диаметр;

10,5 – примерная ширина профиля шины;

R – радиальная;

15 – посадочный диаметр;

LT – шина для легкого грузовика.

Шины такого размера, как правило, предназначены для тяжелых условий эксплуатации и имеют рисунки протектора типа «повышенной проходимости» или «M+S».

До середины 70-х годов применялась система «Alpha-metric», где в обозначении шины использовался буквенный индекс грузоподъемности. Например, легковая шина размером FR60-15 расшифровывалась так:

F - индекс грузоподъемности (680 кг при 0,22 МПа);

R - радиальная;

60 - отношение Н/В профиля;

15 - посадочный диаметр.

На шинах американского производства обязательно ставится серийный номер Департамента транспорта (DOT) - код, содержащий данные об изготовителе шины, дате и месте изготовления. Последние три цифры кода указывают на неделю и год изготовления. Например, число 094 говорит о 9-й неделе 1994 г.

На бортах соответствующими надписями фиксируется число слоев брекера и каркаса, а также материал корда. Например, надпись TREAD: 4 PLUES (2 PLUES RAYON+2 PLUES STEEL) и SIDEWALL: 2 PLUES RAYON означает, что брекер шины состоит из двух слоев металлокорда, а каркас (в частности, боковины) - из двух слоев вискозного корда.

Нагрузка и давление приводятся в фунтах (LBS) и фунтах на квадратный дюйм (PSI).

Кроме того, на бортах есть обозначения индексов:

износостойкости – TREAD WEAR INDEX;

сцепных качеств – TRACTION INDEX;

температурного – TEMPERATURE INDEX.

Маркировка шин российского производства. Каждый изготовитель шин имеет свой товарный знак или же, как, например, Московский шинный завод, свой «фирменный» знак моде­ли («ТАГАНКА»). Модель шины включает букву (или буквы), кодирую­щую предприятие-изготовитель шины: К – Кировский шинный завод; М – Московский шинный завод, Я – Ярославский шинный завод и др. Последующие цифры (цифра) – внут­ризаводской индекс этой шины.

На боковине шины ставится ее серийный номер и кодируется другая, полезная (в случае выставления рекламации) информация. Остальные обозначения примерно соответствуют тем, что приняты в Европе и США. Обозначения на боковине шины типа Ех-85 отечествен­ного производства показаны на рис.15.22.

Рис.15.22. Обозначения на боко