Федеральноеагентство по образованию
ВолгоградскийГосударственный Технический Университет
КафедраТехническая эксплуатация и ремонт автомобилей
Эксплуатационныематериалы
Рефератна тему
Резинотехническиеизделия, применяемые при эксплуатации автомобилей
Выполнил:
студент гр. АТ-413
Солдатов П. В.
Проверил:
Дыгало В. Г.
Волгоград,2009
Оглавление
1.Резина, область её применения, состав и основные свойства
2.Основные элементы конструкции и маркировка шин
3.Эксплуатационные характеристики шин
3.1Шины для летнейэксплуатации
3.2Шины для зимней эксплуатации
3.3Нормы пробега шин
4.Колеса
5.Библиографический список
1. Резина,область её применения, состав и основные свойства
Резинотехнические изделия, количество наименованийкоторых в конструкциях автомобилей превышает 500, благодаря высокой эластичности(упругости) и способности поглощать вибрации и ударные нагрузки, являются незаменимымматериалом в автомобилестроении. Кроме перечисленных свойств резина обладает и рядомдругих положительных качеств: сравнительно высокими показателями прочности, сопротивлениемистираемости и, что особенно важно — эластичностью, т.е. способностью восстанавливатьпервоначальную форму после прекращения действия сил, вызывающих деформацию [1].
Резину используют для изготовления шлангов, уплотнений,прорезиненных ремней привода вентилятора, генератора и компрессора, амортизирующихпрокладок и втулок, а также ряда других деталей. Однако главное применение резиныв автомобиле — это изготовление шин.
Резину получаютвулканизацией резиновой смеси, главными составляющими которой являются каучук ивулканизирующее вещество, а также антистарители, активные и неактивные наполнители,красители и др. Основным вулканизирующим веществом служит сера. Ее содержание врезиновой смеси от 4 до 15 и более процентов. Процесс химического взаимодействиякаучука с серой называется вулканизацией. Вулканизация заключается в нагреве резиновойсмеси в специальных камерах-вулканизаторах до температуры 120...160°С при давлении0,4...0,6 МПа. От процентного содержания серы зависит твердость резины. Так, примаксимально возможном насыщении каучука серой (~ 30 %) образуется твердый материал,называемый эбонитом [5].
Основой всякой резины является каучук натуральный(НК) или синтетический (СК). Натуральный каучук получают, главным образом, из млечногосока — латекса каучуконосного тропического дерева гевеи, в котором его содержаниеможет доходить до 40 %. В химическом отношении натуральный каучук представляет собойполимер непредельного углеводорода изопрена. Вследствие дефицитности, дороговизныи зависимости от импорта, натуральный каучук во многих развитых странах был замененсинтетическим, доля которого в производстве шин составляет около 95 %. Натуральныйже каучук в ряде случаев используют в качестве добавки к резиновой смеси. Отечественнаяхимическая промышленность производит десятки разновидностей синтетических каучуков,используя для этого, главным образом, достаточно экономическое нефтяное сырье [1].
По назначению резины подразделяются на резины общегои специального назначения. В группу резин общего назначения входят синтетическиекаучуки: бутадиеновый (СКВ), бутадиен-стирольный (СКС), изопреновый (СКИ), дивинильный(СКД). Изопреновый синтетический каучук по химическому составу наиболее близок кнатуральному и обладает высокой клейкостью. Каучук СКД не уступает натуральномупо эластичности и превосходит его по сопротивлению истиранию. Основной недостатокСКД состоит в низкой его клейкости. С учетом этого, при производстве шин применяютсмесь СКД и СКИ(СКИ-З).
Специальные резины подразделяются на несколько видов:износостойкие, маслобензостойкие, морозостойкие, теплостойкие и др. Наиболее перспективнымидля изготовления шин являются износостойкие резины на основе полиуретановых каучуковСКУ.
Помимо основных составляющих резиновой смеси (каучукаи серы) в нее входят, как отмечалось, и другие составляющие: антистарители (парафин,воск); наполнители активные, повышающие механические свойства резины (углеродистаясажа, оксид цинка и др.), и неактивные — для удешевления стоимости резины (мел,тальк и др.); красители минеральные или органические для окраски резин [3].
2. Основные элементы конструкции и маркировка шин
Шины — неотъемлемый элемент автомобиля, в значительнойстепени определяющий уровень его эксплуатационных свойств и эффективность использования.От шин зависят проходимость и экономичность, динамичность и безопасность движения,шумность и плавность хода. Поэтому шинам уделяют большое внимание как специалисты-практики,так и исследователи.
Первые шины были созданы в конце XIX в. С тех пор они постоянносовершенствовались. Конструкции современных шин весьма разнообразны [4].
Тем не менее одинаковымдля всех конструкций остается то, что шина является оболочкой вращения. На ободеколеса она крепится жесткими бортами, основой которых являются проволочные кольца5 (рис. 1). Силовой основой является система обрезиненных слоев корда, которые охватываютвсю шину и заворачиваются за бортовые кольца, образуя каркас 2. От внешних воздействийкаркас защищен протектором 2 и боковинами 4. Слой корда, расположенный под протектором,называется брокером 3.
/>
Рис.1. Основные элементы и размеры шины;
1 — каркас, 2 — протектор, 3 — брекер, 4 — боковина,5 — бортовое кольцо; В -ширина профиля, D — наружный диаметр, d — посадочный диаметр, Н — высотапрофиля, С — раствор бортов
На шине указываются следующие данные (рис. 3.):
/>
Рис. 2. Надписина шине
1. Торговая марка;
2. Модель шины (обозначение рисунка протектора);
3. 175/70 R13 — обозначение шины;
Н — высота профиля;
В — ширина профиля;
Ь — габаритная ширина;
d — диаметр обода.
Первое число указывает на ширину профиля «В»(а также и на семейство шин). Ширина профиля является чисто конструктивным размеромшины, замеряемая по гладким боковинам на шине. Для эксплуатации же более важнойявляется габаритная ширина «b», учитывающая толщину монтажных поясков, декоративных пояскови надписей на шине, она может превышать величину «В» примерно на 6 %.Ширину шины, установленной на обод с другой шириной профиля (но допустимой по условиямэксплуатации), можно приблизительно определить путем прибавления или вычитания 5мм на каждые 1/2 дюйма увеличения или уменьшения ширины профиля обода. Второе число-отношение высоты профиля «Н» к его ширине «В», указанное впроцентах (серия шины), — в нашем примере шина серии «70». Если второечисло отсутствует, то данные по ширине указывают на Н/В = 0,82, т.е. на шину серии«82» (так называемая полнопрофильная шина). Во всех остальных случаяхсоотношение профиля должно быть указано. Классификация шин по соотношению высотыи ширины профиля приведена в табл. 1.
Таблица 1 Классификация шин по соотношению высоты и ширины профиляТип шин Отношение Н/В Обычные >0.89 Широкопрофильные 0,90...0,60 Низкопрофильные 0,88...0,71 Сверхнизкопрофильные 0,50...0,70 Арочные 0,39...0.50
Преимущества более широких шин по сравнению с узкимианалогичного размера — больший ресурс, большая грузоподъемность, лучшая передачатяговых, тормозных и боковых сил (меньший увод колеса), более быстрая реакция наповорот руля, меньшее сопротивление качению, возможность применения тормозных дисковбольшего размера.
Недостатки — большая стоимость, большее требуемоепространство, а также уменьшение предельных углов поворота колес, что связано сувеличением радиуса поворота, большее пространство для размещения запасного колеса,некоторое ухудшение плавности хода, повышенное сопротивление воздуха, менее благоприятныезимние качества, увеличенная склонность к аквапланированию уже при средней степениизноса, меньший ресурс, увеличение усилия на рулевом колесе (при отсутствии усилителя).К -радиальная (В — диагональная). 13 — диаметр обода в дюймах. Чем меньше наружныйдиаметр шины, тем меньше напряжения в деталях трансмиссии и подвески. Недостаток- колесо в большей мере копирует дорожные неровности.
4. Страна изготовления.
5. Буквы «М + S» (msud + snow впереводе е английского — «грязь и снег»)
указывают на то, что шина рассчитана на эксплуатациюв зимних условиях или может использоваться при наличии грязи и снега, это зависит,как правило, от состава резины.
6. Структура каркаса.
TREAD PLIES: 1 POLYESTER + 2 STEEL + 1 NYLON — шина с 4-слойным
поясом (1 слой — полиэстер, 2 слоя — сталь, 1 слой- нейлон). SIDEWALL PLIES: 1 POLUESTER — каркас и боковая стенкасостоят из одного слоя полиэстера.
7. MAX LOAD RATING — максимальная грузоподъемностьшины в кг (или фунтах — LBS). МАХ. РЕRМ. COLD PRESS — максимальное давление воздухав холодном состоянии в кРа (или в фунтах на квадратный дюйм — PSI).
8. TUBELESS — бескамерная шина (TUBE ТУРЕ — камерная). Применение бескамерныхшин повышает безопасность, так как герметичный внутренний слой охватывает проколовшийшину гвоздь или другой предмет, в результате чего выход воздуха предотвращаетсяили сильно замедляется. Другие преимущества бескамерных шин — меньший нагрев, болеепростой монтаж.
9. Конструкция шины, определяемая расположением слоевв каркасе, RADIAL — радиальная шина, DIAGONAL — диагональная. В диагональных
шинах нити корда смежных слоев перекрещиваются. Врайоне экватора оболочки углы межу нитями и меридианами составляют 45...60° (меридианомшины называют линию пересечения поверхности шины с плоскостью, проходящей черезось вращения; экватор — линия пересечения поверхности с плоскостью, перпендикулярнойоси вращения и делящей шину на две равные части). Схема расположения корда приведенана рис. 4.
В радиальных шинах направление нитей корда в каркасесовпадает с меридианами, а в брекере угол между нитями и меридианами составляет60...75°.
В настоящее время более 80 % выпускаемых в мире шинимеют радиальную конструкцию.
/>
(а)(б)
Рис. 3. Направление нитей корда в диагональных (а)и радиальных (б) шинах
Безопасность в отношении разрыва шины зависит, в первуюочередь, от прочности каркаса. Для диагональных шин давление разрыва Р > 2 МПа,радиальных — не менее 2,5 МПа (эта величина значительно выше давления воздухапри эксплуатации, составляющего 0,2 МПа). Радиальная шина в большей мере удовлетворяеттребованиям безопасности. Преимущества радиальных шин — меньший износ и меньшеесопротивление качению (и то, и другое достигается за счет стабилизирующего действияпояса). На диагональных шинах в процессе контакта с дорогой изменяется направлениескрещенных слоев, следствием чего является повышенное теплообразование в плоскостиконтакта, приводящее к износу и потерям на качение. К преимуществам радиальной шинынеобходимо добавить:
• лучшую передачу продольных и боковых сил;
• безупречное качение по прямой;
• более быструю реакцию на поворот руля;
• лучшие характеристики упругости, что особенно заметнона скоростях свыше 80 км/ч и объясняется тем, что радиальная шина почти не изменяетсвоего профиля на большой скорости;
• большая грузоподъемность по сравнению с диагональнойтакого же размера.
Однако и диагональные шины имеют определенные достоинства,как, например, лучшее перераспределение местных нагрузок, что немаловажно при движениипо пересеченной местности либо при наезде на большой камень, вследствие чего ониеще долго будут использоваться на сельскохозяйственных и внедорожных машинах.
10. DOT P1FH ARDU — условное обозначение «DOT» указывает на соответствиешин требованиям нормативных документов министерства транспорта США.
11. ONLY SPECIALLY TREINED PERSONS SHOULD MOUNTTIRES. Предупреждениепо безопасности. Серьезные последствия могут быть вызваны:
повреждением шины из-за пониженного давления в нейили перегрузки — следуйте руководству пользователя или инструкции по использованиюшин на транспортном средстве, разрывом шины или ее борта из-за неправильного монтажа- давление на посадочное место не должно превышать 40 psi (275 кРа) — поэтому монтажшин должен проводить только соответствующим образом обученный персонал.
12. Код даты изготовления: первые две цифры — порядковыйномер недели (23-я неделя), третья цифра — год (1997 г.).
13. Знак о проведении испытаний по правилам ЕЭК ООН. Цифрауказывает страну, в которой проводились испытания.
14. Скоростная категория (табл. 2) и индекс грузоподъемности(табл. 3).
Таблица 2.Индексы категории скоростиИндекс категории скорости Максимальная скорость, км/ч. Индекс категории скорости Максимальная скорость, км/ч. F 80 R 170 G 90 S 180 J 100 T 190 K 110 U 200 L 120 H 210 м 130 V 240 N 140 W 270 P 150 Y 300 Q 160
Таблица 3.Индекс грузоподъемностиИГ кгс ИГ кгс ИГ Кгс 65 290 84 500 103 875 66 300 85 515 104 900 67 307 86 530 105 925 68 315 87 545 106 950 69 325 88 560 107 975 70 335 89 580 108 1000 71 345 90 600 109 1030 72 355 91 615 110 1060 73 365 92 630 111 1090 74 375 93 650 112 1120 75 387 94 670 113 1150 76 400 95 690 114 1180 77 412 96 710 115 1215 78 425 97 730 116 1250 79 437 98 750 117 1285 80 450 99 775 118 1320 81 462 100 800 119 1360 82 475 101 825 120 1400 83 487 102 850 121 1450
Дополнительная маркировка шин:
1. Rotation. Шины с установленным направлением вращения. Монтажтаких
шин должен производиться так, чтобы направление вращения,показанное на
боковине стрелками, соответствовало направлению вращенияколеса.
2. Асимметричные шины. При монтаже шин с асимметричнымрисунком
необходимо правильно ориентировать боковины шины.В этом случае внутренняя боковина обозначается словами; «SIDE FACING INWARDS” — сторона, обращенная внутрь(либо „INSIDE“).
3. TWI (TREAD WEAR INDICATOR) — отметка остаточной высоты рисунка протектора(индикатор износа шины). В соответствии с международными требованиями необходимосвоевременно производить замену изношенных шин, причем лучше всего это делать додостижения отметки остаточной высоты рисунка протектора, равной 1,6 мм.
4. TREADWEAR XXX TRACTION A TEMPERATURE B — маркировка согласно действующимв США нормативным документам об информировании потребителя по уровню качества.
5. Кроме того, если на шине присутствует надпись „DА“, то это означает,что данная шина имеет второстепенные дефекты и она может быть установлена на прицеплибо на автомобиль, но с ограничением скорости до 100 км/ч.
Из информации, не указываемой на шине, но также представляющейопределенный интерес, стоит отметить необходимость поддержания требуемого давленияв шине. Если пробег шины при правильном давлении принять за 100 %, то при понижениидавления на 20 % ее ресурс составит около 85 %, при снижении на 40 % — около 60%, при снижении на 60 % — около 25 %. Причина — в повышенном нагреве и неблагоприятнойформе пятна контакта. Аналогично увеличивается износ и при повышенном давлении вшине, однако, уже не по крайним дорожкам, а в средней зоне беговой поверхности [5].
3. Эксплуатационные характеристики шин
Самое важное свойство любой шины — обеспечение надежногосцепления с дорогой. Эту задачу выполняет резина протектора, «облегая», благодарясвоей эластичности, микронеровности в пятне контакта. Сила сцепления пропорциональнаплощади контакта и имеет максимальное значение на сухом асфальте у протектора безрисунка. Однако автомобиль передвигается при различной погоде в различные сезоныэксплуатации. Подобные условия ставят определенные трудности перед изготовителямии обуславливают большое количество типов шин. Основная классификация в этой области- летние и зимние шины [6].
3.1 Шины для летней эксплуатации
При движении в сырую погоду может возникнуть эффект«аквапланирования», т.е. образование между шиной и дорогой водяной пленки, препятствующейих контакту между собой. Для предотвращения этого явления на протекторе делают канавкиразличной формы.
Чем больше канавок, тем выше нагрузка на выступы протекторав пятне контакта, лучше удаляется вода, но хуже сцепление с сухим покрытием из-зауменьшения площади контакта. Большая нагрузка, кроме того, увеличивает износ резины.
Чтобы удалить из пятна контакта грязь, обладающуюбольшей вязкостью, чем вода, канавки должны быть шире.
Состояние поверхности, по которой двигается автомобиль,существенно зависит от температуры и качества дорожного покрытия, наличия осадков,песка грязи. Добиться высоких показателей устойчивости, управляемости, тормозныхи разгонных свойств автомобиля при всем многообразии условий с одним типом шин невозможно.Поэтому выпускается несколько типов шин различного назначения.
В зависимости от назначения летом используются следующиетипы шин: дорожные, универсальные, повышенной проходимости и всесезонные.
Дорожные шины предназначены для эксплуатации на дорогахс усовершенствованным покрытием. Рисунок состоит из шашечек или ребер, разделенныхнеширокими канавками.
Универсальные шины обладают свойствами, позволяющимиэксплуатировать их на шоссейных и грунтовых дорогах. Рисунок состоит из шашечекили ребер и может иметь грунтозацепы по краям протектора.
Шины повышенной проходимости должны эксплуатироватьсяв условиях бездорожья и мягких грунтов. Имеют разреженный рисунок с развитыми грунтозацепамипо краям и мощными недеформируемыми шашечками по центру беговой дорожки.
Всесезонные шины обеспечивают приемлемую реализациюхарактеристик автомобиля при круглогодичной эксплуатации по шоссейным и грунтовымдорогам. Рисунок протектора у них более разреженный, чем у дорожных, и может иметьмикроканавки — ламели, обеспечивающие сцепление с обледенелой или заснеженной дорогой.
В зависимости от расположения элементов рисунка онможет быть ненаправленным, направленным или асимметричным.
Ненаправленный (симметричный) рисунок — симметричныйотносительно радиальной плоскости колеса. Является наиболее универсальным, поэтомубольшая часть шин выпускается с этим типом рисунка.
Направленный рисунок — симметричный относительно центральнойплоскости вращения колеса. Он обладает улучшенной способностью отвода воды из пятнаконтакта с дорогой и пониженной шумностью. Запасное колесо совпадает по направлениювращения только с колесами одной стороны автомобиля, но временная установка егона другую сторону допустима при условии движения на небольших скоростях.
Асимметричный рисунок — не симметричный относительноцентральной плоскости вращения колеса. Его используют для реализации разных свойствв одной шине.
Все шины, даже в пределах одного типа, различаютсяпо химическому составу резины, внутренней конструкции и рисунку протектора. Этосвязано с тем, что сделать «идеальную» шину, которая обеспечивала бы максимальнуюреализацию характеристик автомобиля при всех дорожных условиях, невозможно. Поэтомупроизводители выпускают шины;
• с определенной специализацией, когда наиболее развитыодно или два свойства в ущерб другим.
• усредненными свойствами, для обеспечения приемлемойреализации характеристик автомобиля в широком диапазоне дорожных условий. Эксплуатациязимних шин в летнее время, помимо их ускоренного износа, ухудшает курсовую устойчивость,управляемость и тормозные свойства автомобиля [6].
3.2 Шины для зимней эксплуатации
Зимой автомобилю приходится двигаться по укатанномуили рыхлому снегу; льду, который может быть подтаявшим, снежно-водяной «кашей» (шуге);сухому или мокрому асфальту. Обеспечить хорошее сцепление протектора при различныхсостояниях дороги довольно сложно. Поэтому зимние шины весьма разнообразны по рисункупротектора, составу резины, причем каждая модель наилучшим образом приспособленадля двух-трех покрытий, на остальных сцепление ее с дорогой несколько хуже.
Канавки протектора служат для отвода снега, воды игрязи из пятна контакта.
Чем больше число и ширина канавок, тем больше способностьшины преодолеть слеш-пленинг или аквапланирование, которые приводят к полной потереуправляемости. По мере износа протектора значительно снижается способность шиныотводить снег, шугу и воду из зоны контакта и соответственно ухудшаются сцепныесвойства на любой дороге (кроме сухого асфальта).
Крупные и высокие шашки протектора обеспечивают хорошуюпроходимость по неукатанному снегу, одновременно такой рисунок увеличивает шумностьпокрышки, ухудшает управляемость на твердом покрытии, так как элементы протекторалегко деформируются от боковой нагрузки.
Ламели — тонкие прорези в шашках протектора, своимигранями увеличивают сцепление с дорогой, но несколько снижают износостойкость. Дляуменьшения бокового увода шин внутреннюю поверхность ламели на некоторых моделяхпротектора делают неровной, что снижает перемещения элементов, разъединенных прорезями.
Большинство зимних шин имеет протектор с направленнымрисунком, который обеспечивает лучшее очищение шины и пятна ее контакта с дорогойот воды, снега и шуги. Такой рисунок протектора накладывает некоторые ограничения,например, смонтированная для одной стороны автомобиля шина не подходит для установкина другую.
У асимметричного рисунка протектора наружная стороналучше работает на твердых покрытиях, обеспечивая хорошее сцепление, а остальнаячасть протектора улучшает проходимость в сложных дорожных условиях. Как правило,канавки протектора шины с асимметричным рисунком не являются направленными.
Шипы значительно увеличивают сцепление с покрытиями,в которые они способны вгрызаться — лед или укатанный снег. Чем больше глубина погружения- тем более эффективны шипы. В рыхлом снегу они не дают положительного эффекта.Недостатком шипов является меньшее сцепление с сухим и влажным асфальтом по сравнениюс нешипованной шиной. К тому же шипыразрушают асфальт.
Состав резины. Протектор, изготовленный из мягкихсортов резины, значительно увеличивает сцепление даже со снегом и льдом, однакоих износостойкость ниже, чем у твердых сортов. Кроме того, надежнозакрепитьшипы в покрышке из мягкой резины практически невозможно. Некоторые производителишин изготавливают протектор из нескольких слоев резины разного состава. Шипы удерживаетвнутренний слой из твердой резины, а на поверхности протектора — мягкий слой, улучшающийсцепление. Недостаток такого протектора — после износа наружного слоя из мягкойрезины шина утрачивает улучшенное сцепление с твердой дорогой при низких температурах.
Геометрические параметры шины. Шины, более широкие,чем штатные, обеспечивают лучшее сцепление с сухим асфальтом, управляемость на твердомпокрытии и проходимость на рыхлом грунте (предотвращают погружение и закапывание).Но при увеличении габаритов шины растет ее вес, увеличивается расход топлива из-заувеличения сопротивления качения и возрастает шум. Из-за большей площади пятна контактав нем снизится удельная нагрузка, что не позволяет эффективно вытеснять воду, снеги грязь. Установка более узких шин дает обратный эффект.
При установке шины большего наружного диаметра, чемштатная, улучшается геометрическая проходимость автомобиля — увеличивается дорожныйпросвет и углы свеса. Недостатки — снижается устойчивость и управляемость, ухудшаютсядинамические свойства и экономичность.
Существуют три типа шин для зимней эксплуатации: нешипуемыешины, зимние шины, предназначенные для шипования, и всесезонные шины.
Зимние шины, не предназначенные для шипования (нешипуемыешины), рассчитаны на применение в холодное время года. Они изготовлены из мягкихсортов резины, чаще всего имеют направленный рисунок с большим количеством ламелейи предназначены в основном для использования на очищаемых дорогах. Имеют хорошеесцепление на всех типах зимних покрытий, проигрывая только шипованным шинам на льдуи укатанном снеге. Обеспечивают неплохие показатели по шумности, экономичности иуправляемости. Важное положительное их качество — имеют равномерные сцепные свойствана всех типах зимних дорог и не приводят к резкому снижению управляемости. Это значительноповышает безопасность движения. Существует разновидность этих шин, у которых наружныйслой протектора выполнен из мягких сортов резины и разрезан ламелями. Под ним расположенаболее твердая резина. В начале эксплуатации шина является зимней, далее, после износанаружного слоя шину можно эксплуатировать в качестве летней. Поэтому эта разновидностьшин имеет два индикатора износа — «зимний» и «летний».
Зимние шины, предназначенные для шипования, могутбыть шипованными и нешипованными. Они изготавливаются из резины средней жесткостии имеют размеченные места для монтажа шипов, не разрезанные ламелями, а также промаркированынадписью studable. Обладают, как правило, развитой сетью ламелей и самым разреженнымрисунком протектора, в некоторых случаях приближаясь к внедорожным моделям шин.Обеспечивают неплохую проходимость на глубоком снегу и хорошо удаляют шугу. Однакообладают повышенной шумностью, посредственной управляемостью и экономичностью, особеннона асфальтовом покрытии. Шины без шипов имеют несколько худшие сцепные свойствапо сравнению с нешипуемыми шинами.
У шипованных шин наилучшее сцепление со льдом и плотнымукатанным снегом, тормозной путь на этих дорогах составляет 50 — 70 % от пути нешипованных.Однако снижается сцепление на твердых дорожных покрытиях — для остановки может потребоватьсярасстояние на 10 % больше, чем при такой же шине без шипов.
Всесезонные шины предназначены для круглогодичногоприменения. По сравнению с зимним и имеют менее разреженный рисунок протектора,хуже приспособленный для движения зимой. Обеспечивают хорошие сцепные свойства насухом и влажном асфальте, неплохой уровень комфорта и удовлетворительную экономичность.Недостатками их являются: невысокая проходимость на рыхлом снегу и небольшое сцеплениена льду и укатанном снеге.
При выборе зимних шин необходимо уделять вниманиесцепным свойствам, так как остальные зимой проявляются слабо [6].
3.3 Нормы пробега шин
Под нормативом понимается количественный или качественныйпоказатель, используемый для упорядочения процесса принятия и реализации решений.Нормативы ресурса автомобильных шин необходимы для планирования потребности, дляразработки и оценки эффективности мероприятий по повышению их долговечности.
Действующие нормативы ресурса шин установлены нормативнымдокументом «О порядке определения затрат на восстановление износа и ремонт автомобильныхшин: Письмо Министерства финансов СССР от 25 сентября 1978г. №90».
Нормы устанавливаются для шин определенных размеровпри использовании на автомобилях определенных марок. Корректирование норм осуществляетсяпо территориальному признаку. В зависимости от дорожных и климатических условийтерритория страны разбита на три (для грузовых шин и шин автобусов) или четыре (дляшин легковых автомобилей) группы, для которых устанавливаются разные нормы. Крометого, предусмотрено корректирование нормативов ресурса в следующих случаях. Дляшин легковых автомобилей нормы снижаются на 10 % при постоянной работе автомобиляна дорогах горного профиля. Для шин легковых автобусов нормы снижаются на 15 % приэксплуатации на междугородных и международных маршрутах. Для шин грузовых автомобилейнормы снижаются на: 15 % — при работе автомобиля в каменных карьерах, на разработкеугля и руды; 10 % — при постоянной работе автомобиля на дорогах горного профиля,на лесоразработках, на стройках, на строительстве и ремонте дорог; 10 % — при работеавтомобиля с прицепом или полуприцепом [3].
4. Колеса
Колесо — вращающийся и передающий нагрузку элемент,расположенный между шиной и ступицей автомобиля.
Обод — часть колеса, на которую монтируется и опираетсяшина. Диск — часть колеса, соединяющая ступицу с ободом.
Вентиляционные отверстия (окна) — отверстия, расположенныеближе к краям диска. Уменьшают массу колеса и улучшают охлаждение тормозных механизмов.
Спица — часть диска между соседними вентиляционнымиотверстиями.
Посадочный диаметр — диаметр поверхности обода (вдюймах), на который монтируется шина. Его величины регламентированы ГОСТом (12,13, 14, 15, 16 и т.д.). Должен точно соответствовать посадочному диаметру используемойшины.
Посадочная ширина — расстояние между внутренними поверхностямибортовых закраин обода (измеряется в дюймах). Величины установлены ГОСТом (4,0;4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; и т.д.).
Вылет обода (ET, e, offset) — расстояние (в мм) от привалочнойплоскости (прилегающей к ступице) колеса до плоскости, проходящей через серединуобода [1].
Диаметр расположения крепежных отверстий (PCD, LK) измеряется в мм, долженточно соответствовать диаметру окружности, на которой расположены центры крепежных(резьбовых) отверстий или шпилек ступицы.
Диаметр центрального отверстия (ЦО) должен соответствовать(с минимальным зазором) диаметру центрирующего выступа на ступице автомобиля (измеряетсяв миллиметрах). Допускается отклонение его величины в большую сторону. В этом случаедля установки колеса можно использовать переходные центровочные кольца (иногда входятв комплект легкосплавных колес). Максимальная статическая нагрузка на колесо должнабыть не менее 1/4 разрешенной максимальной массы автомобиля (в кгс), указанной впаспорте или свидетельстве о регистрации транспортного средства.
Крепление колеса к ступице осуществляется болтамиили гайками, имеющими коническую, сферическую или плоскую прижимную части. Наиболеераспространенные диаметры резьбы —12 и14 мм, с шагом 1,25 или 1,5 мм. Каждый элементкрепления должен заворачиваться не менее чем на 5-6 оборотов. Крепежные элементы(болты), завернутые более чем на 6-10 оборотов, могут задевать за детали барабанныхтормозных механизмов.
У легкосплавных колес ступица толще, чем у стальных,и требует более длинных болтов или шпилек. Болты и гайки для таких колес должныиметь подголовок, исключающий «фрезерование» краев крепежного отверстия колеса гранямиголовки.
Центрирование колеса — обеспечение совпадения осиего вращения с осью вращения ступицы автомобиля или фланца балансировочного стенда.
Способ центрирования закладывается при конструированииавтомобиля. Как правило, оно осуществляется прижимной частью крепежа и кромкамикрепежных отверстий колеса. Поэтому недопустимо использовать крепеж с неподходящейприжимной частью.
Все колеса должны пройти сертификацию и соответствоватьтребованиям ОСТ 37.001.429-98 и ГОСТ 5.0511-93.
На каждом колесе на видном месте должна быть выполненалитая или четкая нестирающаяся маркировка со следующими данными:
1 — товарный знак или наименование предприятия-изготовителя;
2 — дата (год и месяц) изготовления отливки и номерплавки (для легкосплавных);
3 — условное обозначение профиля обода;
4 — максимальная статическая нагрузка, кгс.
В зависимости от применяемого материала колеса дляавтомобильного транспорта разделяются на два основных вида: стальные и легкосплавные.
Стальные колеса изготавливают из листового металламетодом штамповки и вальцовки с последующей сваркой составляющих деталей. Благодаряоптимальному соотношению эксплуатационных свойств и себестоимости, этими колесамикомплектуется основная часть выпускаемых в мире автомобилей.
К бесспорным достоинствам стальных колес можно отнестиих доступную цену, достаточные эксплуатационные свойства при применении высокопрофильныхшин.
К недостаткам — невозможность свести к минимуму биениеи геометрические отклонения, недостаточную упругую деформацию при сильном удареколеса о препятствие, ведущую иногда к быстрой потере давления в бескамерной шине.
Наряду с отечественными стальными колесами, в продажевстречаются зарубежные, отличающиеся более высокой точностью изготовления и качествомпокрытия, а также разнообразием дизайна.
Легкосплавные колеса делятся на два вида, принципиальноразличающихся по способу изготовления: литые и кованые. Основным материалом дляих производства являются сплавы на основе алюминия, реже магния, крайне редко титана.
Легкосплавные колеса обрабатываются на высокоточныхметаллорежущих станках, что практически исключает их биение после установки на автомобиль.Защитное покрытие таких колес не уступает по стойкости лакокрасочным или хромированнымпокрытиям стальных, а нередко и превосходит их. Легкосплавные колеса имеют болеежесткую, чем стальные, конструкцию и поэтому реже деформируются.
Все легкосплавные колеса, изготовленные и допущенныек продаже в нашей стране, отличаются повышенной прочностью, так как система их сертификацииболее жесткая, чем в европейских странах.
Особенностью технологического процесса изготовлениялитых колес является получение отливки, максимально приближенной по размерам к заданнойконструкции. Последующая механическая обработка сведена к минимуму, а все решениядизайна заложены при проектировании литейной формы.
Различные способы литья имеют свои особенности, достоинстваи недостатки, влияющие на образование той или иной структуры сплава.
При изготовлении каждой партии литых колес делаетсяконтрольная отливка, которая подвергается резке и разрушению для оценки структурыи механической прочности. Рентгеновский контроль проходит каждое колесо.
Из всех выпускаемых в мире легкосплавных колес подавляющеебольшинство — литые и лишь незначительная часть — кованые. Объясняется это несоизмеримымиразличиями в сложности производственных процессов.
Изготавливать литые колеса можно в условиях небольшихпроизводств, а кованые под силу только крупным металлургическим заводам с мощнымпрессовым оборудованием.
При производстве кованых колес в России используетсятехнология объемной (горячей) штамповки. В других странах применяют метод раскатки(холодное формование). Принципиально это два разных процесса, но перевод обоих терминовна русский язык означает „кованый“, что и отражается в названии изделий.
При изготовлении колеса заготовку подвергают поэтапнойштамповке с промежуточным нагревом перед каждой деформацией. Такая технология обеспечиваетполучение волокнистой структуры материала изделия и увеличение его прочности. Усилие,развиваемое прессом при штамповке, может достигать 20 тысяч тонн, а штамп весить10 тонн. Все особенности дизайна (форма спиц, окон, переходов и т.д.) достигаютсяобработкой заготовки на металлорежущих станках, при этом „переводится в стружку“более половины ее веса.
Некоторые заводы для уменьшения себестоимости изготовленияиспользуют технологию выштамповки окон между спицами.
Колеса, изготовленные на основе алюминия и магния,обязательно защищают от воздействий внешней среды специальными защитными покрытиями.Если при использовании алюминиевых сплавов урон наносится внешнему виду колеса,то магниевые — подвержены глубокому корродированию, вплоть до разрушения отдельныхучастков.
Дляобеспечения адгезии (сцепления) защитного покрытияс окрашиваемой поверхностью колесо перед окраской обязательно подвергают электрохимической(гальванической) или химической обработке.
Для каждого автомобиля завод-изготовитель указываетдопустимые типоразмеры шин. Информация о них содержится в инструкции по эксплуатацииавтомобиля, а у большинства иномарок — в наклейке или табличке на тыльной сторонелючка топливного бака или на центральной стойке кузова.
Вылет приобретаемого колеса должен соответствоватьзаложенному в конструкцию подвески. Установка колес с вылетом, меньшим допускаемогозаводом-изготовителем, приводит к снижению управляемости автомобиля, повышеннойчувствительности рулевого управления к дорожным неровностям, износу шин, а при большихходах подвески — к касанию шинами колесных арок. У колеса с вылетом, большим рекомендованного,возможно касание внутренней частью шины деталей подвески. Применение колес с вылетом,меньше установленного заводом-изготовителем на 7-10 мм, как правило, не приводитк ухудшению управляемости или усилению износа деталей ходовой части [3].
Библиографический список
1) ВасильеваЛ. С. Автомобильные эксплуатационные материалы: учебник для вузов. – М.: Транспорт,1996.
2) Топливо,смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справ./ подред. В. М. Школьникова. – М.: Техинформ, 1999.
3) СидоркинВ. И., Янчеленко В. А. Эксплуатационные материалы: Письменные лекции. – СПб.: СЗТУ,2001.
4) МотовилинГ. В., Масино М. А., Суворов О. М. Автомобильные материалы: Справ. – М.: Транспорт,1989.
5) КириченкоН. Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. Пособие. – М.: Академия, 2003.
6) ПавловВ. П., Заскалько П. П. Автомобильные эксплуатационные материалы. – М.: Транспорт,1982.