Устройство колеса грузового автомобиля

13.09.202214.09.2022 admin 0 Comments

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Колеса для грузовых автомобилей

Колеса для грузовых автомобилей технологически значительно сложнее колес легковых автомобилей. В то время как колеса легковых автомобилей «заточены» на максимальную скорость, колеса грузовых автомобилей перевозят большой тоннаж при одновременно высокой скорости. К примеру, в Европе грузовики дальнего следования перевозят 40 тонн груза на скорости 80 км/ч. Вот о том, чем отличаются колеса для грузовых автомобилей, мы и поговорим в этой статье.

При определении минимального размера шин для оси грузовика необходимо всегда исходить из конструктивно обусловленной допустимой нагрузки на ось и максимальной скорости. Основными функциями колеса являются принятие нагрузки автомобиля и сил воздействия дорожного полотна, передача крутящего момента с осей на шины и принятие и передача сил торможения и ускорения, а также боковых сил при прохождении поворотов.

Обод колеса для грузового автомобиля

В ежедневном использовании понятия «обод» и «колесо» часто путают. Понятие «обод» часто используют, когда на самом деле имеется в виду целое колесо. Обод — это радиально крайняя внешняя часть колеса (кроме шины), которая служит для монтажа и герметизации шины. Кроме того, обод является фундаментальным соединительным элементом между диском колеса и шиной. Все типичные задачи для грузовиков, такие как монтаж колеса, центровка и передача динамических движущих сил, выполняются колесным диском.

Требование к ободу грузового автомобиля

Чем больше передаваемая нагрузка и грубее дорога, тем важнее учитывать следующие — иногда противоречащие друг другу — требования к конструкции обода. Высокая грузоподъемность должна достигаться путем проектирования колеса соответствующей формы и использования оптимальных материалов. Для повышения безопасности движения совершенно необходима высокая усталостная прочность. Малая масса колеса оптимизирует полезную нагрузку и необходима, поскольку колесо, как неподрессоренная, вращающаяся масса, оказывает влияние на всю вибросистему автомобиля в целом.

Стальные диски грузового автомобиля

Современные стальные ободья большей частью изготавливаются из стали горячего проката с высоким пределом текучести при растяжении. Конструкция представляет собой колесо (рис. «Конструкция колеса грузового автомобиля» ), состоящее из собственно обода и колесного диска. Обе части свариваются между собой внутренними поверхностями. Расположение и тип этих сварных швов выбираются таким образом, чтобы обеспечить высокую усталостную прочность. Колесо крепится к ступице болтами, вставляемыми в монтажные отверстия. Ступица центрует колесный диск с помощью центрального отверстия. Вентиляционные отверстия и щели в колесном диске с одной стороны служат для уменьшения массы, а с другой — для вентиляции тормозной системы и улучшения общего вида. Стальные диски очень прочные.

Строение обода колеса

Обод состоит из следующих элементов (рис. «Строение обода» ). Борт обода выполняет роль бокового упора для бортовой проволоки шины поглощает силы, возникающие под действием давления шины и осевой нагрузки шины. Посадочная полка обода центрует шину в радиальном направлении и поглощает в частности, силы, создаваемые весом автомобиля. В зависимости от типа используемого обода V-образные посадочные полки располагаются под углом 5 или 15°. Хамп увеличивает высоту по всей окружности посадочной полки, чтобы бортовая проволока бескамерной шины надежнее сидела на ободе при низком давлении. Основание обода соединяет посадочные полки с обеих сторон и может принимать форму плоского основания в многоручьевых, или глубокого основания в одноручьевых ободах.

Типы конструкций ободов колес грузового автомобиля

Типы конструкций ободов (рис. «Типы конструкций ободов» ) и их размеры зависят от предназначения шины. Могут использоваться следующие различные типы ободов.

Обод с утопленным центром (рис. а, «Типы конструкций ободов» ) состоит из одной части. Основание обода углублено для монтажа шины. Размер колеса обозначается как «х». Обод с утопленным центром используется на легких грузовиках.

Коническая 15° посадочная полка обода (рис. b и с, «Типы конструкций ободов» ) состоит из одной части. Основание обода углублено на 15° для монтажа шины. Размер колеса обозначается как «х». Коническая 15° посадочная полка обода с прогнутым основанием требуется для реализации преимуществ бескамерной шины, в том числе и на тяжелых грузовиках.

Коническая 5° посадочная полка обода (рис. d, «Типы конструкций ободов» ) состоит из нескольких частей. Тот факт, что обод состоит из нескольких частей, означает необходимость использования камеры. Основание обода углублено на 5°. Размер колеса обозначается как «-». Шина удерживается с одной стороны монтируемой комбинацией боковины и стопорного кольца. Преимущества этих систем ободов проявляются при замене колес. Однако они тяжелы и не имеют таких же хороших ходовых свойств, как у одноручьевых ободов.

Размер колеса грузового автомобиля

Базовый размер обода у грузового автомобиля на диске с конической 15° посадочной полкой составляет в показанном примере 22,5×8,25 дюйма. Ширина обода — это внутренний размер между бортами обода (рис. 7). Высота борта — это внутренняя высота борта обода. Номинальный диаметр — это расстояние от одной посадочной полки обода до другой.

Колесный диск грузового автомобиля

Колесный диск соединяет обод со ступицей. Из монтажных размеров колеса — центрального отверстия, диаметра окружности под отверстия крепления колеса к ступице, отверстий под болты и вылета обода (рис. «Поперечное сечение колеса» ) — последний является ключевым для движения шины во всех положениях колеса. Вылет обода равен нулю, когда центр обода совмещается с поверхностью крепления колесного диска к ступице. У двойных шин их двойной промежуток вычисляется на основе двойного вылета обода плюс двойная толщина колесного диска.

Центрирование колеса

Различают центровку по ступице и центровку по болтам. Колесо, центрованное по ступице, имеет цилиндрические отверстия под болты. Колесо центрируется путем надевания колеса на ступицу. Точность центровки по ступице можно повысить с помощью центрующих втулок (3-4 втулки на колесо), вставляемых поверх болтов в отверстия для болтов в диске.

Центровка по болтам производится путем сферического или конического фрезерования отверстий под болты в диске. Центровка по болтам оказывается очень точной при прецизионном сверлении отверстий под болты.

Радиальное и поперечное биение колеса

Хорошая центровка колеса крайне важна для грузовиков, движущихся с большой скоростью, а также тогда, когда колеса большие и тяжелые. В частности, для грузовиков, движущихся с большой скоростью, сведение радиального и поперечного биения к минимуму и на посадочных площадках, и на бортах обода совершенно необходимо для обеспечения плавности хода. Это повышает безопасность и экономию топлива.

Колеса грузовых автомобилей из легких сплавов

Колеса из легких сплавов используются, в частности, при перевозках, когда экономия массы имеет большое значение. Сюда относится перевозка цистерн, где очень важно не превышать максимальной снаряженной массы. В этих ситуациях более дорогие легкосплавные диски обычно окупаются в течение первого года эксплуатации.

Кованое легкосплавное колесо состоит из монолитного блока высокопрочного алюминиевого сплава. Блок прессуется в форму колеса на мощных прессах. После ковки колесо подвергается тепловой обработке для улучшения своих механических свойств.

Эта высокоточная обработка обеспечивает абсолютно точное вращение каждого колеса, без биения. Радиальное и поперечное биение отсутствуют. Перед полировкой колеса до блеска в нем сверлятся вентиляционные отверстия и отверстия под болты.

Преимуществами легкосплавных колес являются улучшенные вибрационные характеристики, чуткое реагирование подвески, снижение расхода топлива и более высокая полезная нагрузка.

Источник

Устройство ходовой части

Устройство шин и колес

Шины и колеса

Европейская экономическая комиссия в сотрудничестве с технической организацией европейских производителей шин и ободьев в 1975 г. приняла Правило ЕЭК ООН, определяющее типовые испытания шин и их дополнительные обозначения, необходимые для проведения этих испытаний.

Устройство ободья колес автомобилей: а — легкового; б — грузового с ободом, имеющего разрезное замочное кольцо; в — грузового с ободом, имеющего разрезное бортовое кольцо; г — высокой проходимости; д — с бездисковым колесом со съемным плоским ободом, состоящим из трех частей; 1 — обод; 2 — диск; 3 — гайка; 4 — шпилька; 5 — ступица; 6 — колпак; 7 — неразрезное бортовое кольцо; 8 — разрезное замочное кольцо; 9 — разрезное бортовое кольцо; 10— болт;11— наружный обод; 12— распорное кольцо.

Ручей обода служит для временного размещения части борта шины в процессе ее монтажа (демонтажа) и должен быть достаточно глубоким.
Неразъемные ободья являются наиболее жесткими и технологичными, имеют малую массу. Однако на них возможен и монтаж шин с достаточно эластичными бортами и боковинами, т. е. шины легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

В случае применения бескамерных шин к колесу предъявляются дополнительные требования:

• герметичность обода;
• одинаковые посадочные размеры для бескамерной и камерной шин одного и того же размера;
• возможность применения камеры.
Классификация колес. Колеса различают по классам, видам и типам. По эксплуатационному назначению транспортных средств колеса имеют следующую классификацию:
• класс 1 — для внутризаводского транспорта (автопогрузчики, электрокары);
• класс 2 — для автомобилей с полной массой до 2,0 т и для прицепов к ним;
• класс 3 — для грузовых автомобилей с полной массой от 2 до 20 т;
• класс 4 — для грузовых автомобилей с полной массой свыше 20 т;
• класс 5 — для автомобилей повышенной проходимости и прицепов;
• класс 6—7 — для тракторов и сельхозмашин.
Колеса могут быть предназначены для следующих типов шин:
• камерных;
• бескамерных;
• с регулируемым давлением;
• арочных;
• пневмокатков.
По конструктивным особенностям колеса подразделяются по следующим признакам:
• по типу обода — с неразъемным и разъемным ободом, с профилированным ободом, с ободом из фасонных профилей, со штампованным или литым ободом и т. д.;
• по месту соединения диска с ободом — с диском, соединенным с ободом в средней части, то же в замочной части, то же в бортовой части;
• по способу соединения диска с ободом — не регулируемые по вылету диска относительно обода и регулируемые;
• по способу соединения колеса со ступицей — дисковые и бездисковые;
• по числу колес, одновременно устанавливаемых на ступицу, — одинарные или сдвоенные.
Ободья. Основные типы ободьев колес (рис. 122):
• неразъемный;
• разъемный посредине;
• разъемный по радиусу — сегментный;
• разъемный двух-, трех-, четырех- и пятиэлементный.

Неразъемный обод состоит из закраин, полок и ручья. Закраины обода
воспринимают усилия, передаваемые бортами шины, ограничивают их перемещение и защищают боковины шины от внешних повреждений.
Полки являются посадочными местами для бортов шины с углом наклона к середине на 5°. Наклон полок обеспечивает натяг бортов при накачивании шины после монтажа и соответственно их плотную посадку на полки.
Ручей обода служит для временного размещения части борта шины в процессе ее монтажа (демонтажа) и должен быть достаточно глубоким.
Неразъемные ободья являются наиболее жесткими и технологичными, имеют малую массу. Однако на них возможен и монтаж шин с достаточно эластичными бортами и боковинами, т. е. шины легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности. Для обеспечения безопасности бескамерных шин применяется специальный безопасный контур полок обода.
Ободья изготавливаются из качественных конструкционных сталей, допускающих глубокую вытяжку. В ряде случаев колеса в целом, т. е. обод совместно с диском, изготовляются из легких, преимущественно магниевых или алюминиевых сплавов.
Разъемные ободья применяют для шин грузовых автомобилей и автобусов. Борта и боковины этих шин настолько жесткие, что не позволяют смонтировать шину через закраины обода.
Наиболее распространенными являются плоские ободья с одной отъемной закраиной. Они имеют цилиндрический либо с неглубоким ручьем обод с одной закраиной. Шина беспрепятственно надевается на такой обод, после чего устанавливается вторая закраина, так называемое съемное бортовое кольцо, которая фиксируется на ободе.
В двухэлементной конструкции съемная закраина выполнена с косым сквозным разрезом и монтируется в канавку на краю обода за счет ее радиальной упругой деформации.
Трехэлементный обод имеет неразъемную жесткую съемную закраину и разрезное замочное кольцо с конической полкой.
Четырехэлементный обод имеет неразъемную закраину, сплошное посадочное кольцо с конической полкой и разрезное (пружинное) замочное кольцо.
Пятиэлементный обод отличается от четырехэлементного наличием уплотнительной вставки, позволяющей герметизировать обод при монтаже бескамерной шины.
Дисковые колеса. В конструкции колеса диск является частью, соединяющей обод со ступицей. Диску придается чашеобразная форма, которая обеспечивает более высокую поперечную жесткость. В диске имеются центральное и крепежное отверстия, оси которых параллельны оси вращения колеса, а также ряд дополнительных отверстий разнообразной формы. Центральное отверстие служит для размещения ступицы колеса и центрирования диска на ступице. Дополнительные отверстия в диске используются для его облегчения, вентиляции тормозных механизмов, а также выполняют декоративные функции.
Бездисковые колеса. На тяжелых автомобилях используются барабанные (спицевые) ступицы и бездисковые колеса, которые имеют конический поясок на поверхности обода, обращенный к ступице. Соединительная часть выполнена непосредственно на ступице и имеет коническую поверхность. По этим коническим поверхностям осуществляется центрирование обода относительно ступицы. Крепление этих колес осуществляется прижимами путем затяжки гаек на шпильках.
Крепление дисков колес к фланцам ступиц осуществляется резьбовыми соединениями — болтами либо шпильками с гайками. Центрирование и крепление диска одинарных колес осуществляется конической частью гаек или болтов с правой резьбой и углом конуса 60°, которые упираются в соответствующие фаски крепежных отверстий диска. При сдвоенных колесах внутреннее колесо может притягиваться к фланцу колпачковой гайкой (футоркой) со сферической опорной поверхностью и наружной резьбой, на которую наворачивается основная гайка, крепящая наружное колесо. Резьба крепежных деталей правых колес — правая, левых — левая. Длительное время считалось, что такая дифференциация резьб способствует предотвращению самоотворачивания гаек. Однако практика показала, что это не имеет большого значения.

Источник

Колеса и шины автомобиля. Их устройство и маркировка

Что такое колеса?

Колесо — это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.

Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные. Одинарное колесо устанавливается на одной ступице и несет одну шину, а сдвоенное имеет два обода, смонтированных на одной ступице и несущих две шины.

На автомобилях применяются следующие виды колес:

Дисковое колесо — это неразборный узел, состоящий из обода колесного диска. Дисковое колесо грузового автомобиля может иметь составной обод, один из бортов которого состоит из съемного разрезного замочно-посадочного кольца и съемного бортового кольца, которые в сборе образуют обод. Варианты исполнения дисковых колес представлены на рисунке:

Рис. Исполнения дисковых колес:
а — колесо с цельным неразборным ободом (1 — посадочная полка; 2 — монтажный ручей; 3 — диск колеса); б — колесо со вставным ободом (1 — бортовое кольцо; 2 — замочно-посадочное кольцо; 3 — диск колеса)

Колесо с разборным ободом — это колесо, в котором один или два разборных обода крепятся непосредственно на ступице, развитой до размера обода. Такие колеса широко применяются на тяжелых автомобилях и автобусах.

Составное колесо состоит из двух элементов, каждый из которых включает часть обода. После сборки элементы образуют обод с двумя закраинами. Такие колеса применяются для крупногабаритных широкопрофильных шин и шин с регулируемым давлением.

Типоразмер колесного диска может быть обозначен следующим образом:

5,5 J x 15 H2 ET30

Здесь: 5,5 — указание ширины обода в дюймах. Данное значение выбирается из стандартного ряда: 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0 дюймов (размер а на рисунке);

J — тип конструкции боковых закраин обода диска (может быть J, JJ, JK, К или L);

15 — монтажный диаметр обода в дюймах. Стандартный ряд для легковых автомобилей — 10; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; l9 дюймов, для грузовых автомобилей и прицепов — 16; 20; 22,5; 24 дюйма (размер dM на рис. 4.25);

H2 — тип конструкции кольцевых выступов на посадочных полках обода, служащих для надежного удержания бескамерной шины на диске (например, Н, Н2, FH, АН и др.);

ET30 — вылет колеса в миллиметрах. Вылет — это расстояние между продольной плоскостью симметрии обода и привалочной плоскостью ступицы колеса.

Рис. Колесо с разборным ободом: 1 — обод, 2 — прижим; 3 — ступица

Соединение колеса со ступицей обеспечивает передачу крутящего момента и центрирование колеса на ступице. Крепление штампованных дисковых колес легковых автомобилей производится, как правило, с помощью болтов или гаек, имеющих коническую центрирующую поверхность. Центрирование литых дисков колес осуществляется по посадочному пояску ступицы. Узел крепления включает шпильки и унифицированные гайки, снабженные свободно вращающимися шайбами, которые исключают возможность повреждения диска. Вместо шпилек и гаек могут использоваться болты.

Соединение дискового колеса со ступицей грузовых автомобилей осуществляется с помощью шпилек и гаек со сферической опорной поверхностью или шпилек и унифицированных гаек со свободно вращающимися шайбами.

Крепление колес с разборным ободом производится специальными крепежными элементами (прижимами), которые прижимают коническую посадочную поверхность обода к соответствующей поверхности ступицы, имеющей угол наклона 28°.

Пневматическая шина — это упругая оболочка, предназначенная для установки на ободе колеса и заполняемая воздухом под давлением. Основным элементом шины является покрышка, непосредственно воспринимающая нагрузки на шину со стороны дороги. Она состоит из каркаса, протектора, брекера, бортов и боковин.

Каркас — это силовая часть покрышки, состоящая из одного или нескольких слоев корда, закрепленных на боковых кольцах.

Протектор — наружная резиновая часть покрышки с рельефным рисунком, обеспечивающая сцепление шины с дорогой предохраняющая каркас от повреждений.

Брекер — часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и способствующая более равномерному распределению по поверхности колеса действующих на него нагрузок.

Борта — это жесткие части покрышки, служащие для крепления шины на ободе.

Боковины — резиновый слой, покрывающий боковые стенки каркаса и предохраняющий его от механических повреждений и проникновения влаги.

По конструкции каркаса и брекера различают диагональные и радиальные шины. По способу герметизации внутренней полости (при сборке с ободом) шины бывают камерные и бескамерные.

Рис. Типы рисунков протектора шин

По типу рисунка протектора различают шины:

Маркировка автомобильных шин

При изготовлении шины легкового автомобиля на ее борт может наноситься следующая маркировка:

175 / 70 R 13 82 Т

Здесь: 175 — ширина профиля шины в миллиметрах;

70 — высота профиля шины, выраженная как процентное отношение к ширине. В указанном случае высота составляет 70 % от ширины (175 мм), т.е. 122,5 мм. Часто высоту профиля называют серией. Иногда в обозначениях шины номер серии отсутствует. Эти шины называют полнопрофильными. Отношение высоты к ширине такой шины составляет 80…82 %;

R — буквенный индекс радиальной шины (R). В диагональных шинах буквенный индекс отсутствует;

13 — обозначение посадочного диаметра шины, соответствующее монтажному диаметру обода в дюймах;

82 — индекс или коэффициент нагрузки. Это условный показатель, указывающий на допустимую нагрузку на шину. Иногда нагрузка указывается на самой шине. Например, за надписью Max Load
следуют два числа: первое — в килограммах, второе — в фунтах;

T — индекс скорости. Данный показатель указывает на максимально допустимую скорость, при которой производитель гарантирует сохранение заложенных эксплуатационных характеристик шины. Соответствие скоростей и индексов приведено на рисунке.

Рис. Соответствие индексов предельно допустимой скорости шины

Помимо типоразмера на боковине покрышки обязательно указываются товарный знак, наименование фирмы-производителя и название модели шины.

Кроме перечисленных на шину могут быть нанесены другие обозначения:

Шины грузовых автомобилей и автобусов могут обозначаться следующим образом:

Здесь: 10,00 — ширина профиля шины в дюймах
R — буквенный индекс радиальной шины
20 — обозначение посадочного диаметра обода колеса
146/143 — индексы несущей способности шины для одинарных и сдвоенных колес
j — индекс скорости

Широкопрофильные шины с регулируемым давлением могут иметь следующую маркировку:

Здесь: 1300 — условный наружный диаметр шины, мм
530 — условная ширина профиля шины, мм
533 — условный диаметр обода, мм

На восстановленных покрышках и бескамерных шинах должна быть сохранена или восстановлена первоначальная маркировка.

На боковине должны быть дополнительно обозначены:

Источник

Колеса грузовых автомобилей

У грузовых автомобилей устанавливают дисковые и бездисковые (автомобиль КамАЗ) колеса с пневматическими шинами. В результате сцепления ведущих колес с дорожным покрытием их вращательное движение преобразуется в поступательное движение автомобиля. Колеса бывают ведущие, ведомые и комбинированные, исполняющие роль ведущих и ведомых колес одновременно. Состоят колеса из диска и обода. Диски у грузовых автомобилей имеют плоский обод, на котором два бортовых кольца. Съемное бортовое кольцо неразъемное и закреплено на ободе разрезным кольцом 2, выполняющим функции замочного кольца.

Рис. Диски колес а – устройство, б – крепление диска переднего колеса, в – крепление заднего колеса. 1 – обод, 2 – бортовое кольцо, 3 – диск тормозного барабана, 4 – диск колеса, 5 – ступица, 6 – шпилька, 7 – гайка, 8 и 9 – диски соответственно наружного и внутреннего колес, 10 – колпачковая гайка.

На дисках колес сделаны конические отверстия, которыми колесо устанавливают на шпильки. Гайки 7 колес тоже имеют коническую форму. Соосность конусов гаек с конусными отверстиями на диска обеспечивает точную установку колес.

У грузовых автомобилей на заднюю ось устанавливают по два колеса. Диски внутренних колес 9, закреплены на шпильках колпачковыми гайками 10 с нарезанной внутренней и внешней резьбой, а диски наружных колес 8 – коническими гайками. На гайках правой стороны нарезана правая резьба, а на гайках левой стороны – левая, для предотвращения самоотвертывания гаек при ускорении и торможении автомобиля.

На откидном кронштейне, на раме автомобилей устанавливают запасные колеса для автомобилей ЗИЛ – 130 и ГАЗ – 53А.

Колеса автомобиля КамАЗ устанавливают на конических поверхностях ступиц колес и крепят прижимами, для этого внутренняя поверхность обода колеса имеет конус. Между ободами сдвоенных задних колес устанавливают проставочное кольцо. Шпильки колес автомобиля КамАЗ имеют только правую резьбу.

Запасное колесо КамАЗ устанавливают за кабиной в специальном держателе с устройством для механического подъема и опускания.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Автомобильный справочник "Автовестник"

Устройство колеса грузового автомобиля

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Колеса для грузовых автомобилей