Призначення, типи, конструкція і позначення автомобільних шин

Найвідповідальнішою частиною автомобільного колеса є пневматична шина. Вона вбирає невеликі поштовхи та удари від нерівностей дороги під час руху. Це забезпечується еластичністю шини і пружністю повітря, яким вона наповнена.

Автомобільна шина (рис. 15.5) складається з покришки 3, камери 4 з вентилем 5 і обідної стрічки 2, надітої на обід 1 колеса. Вона захищає камеру від пошкоджень і тертя в обід колеса і борти покришки. Покришка утворює зовнішню несучу оболонку шини, а внутрішня порожнину її утворює камера. У деяких випадках на легкових автомобілях застосовують шини без камери. Герметичність у них досягається нанесенням шару спеціального герметика на внутрішню поверхню покришки і щільною посадкою покришки на полички обода. Такі шини називають безкамерними. Безкамерні шини легші, у них менше теплоутворення, але вони потребують більшої точності при виготовленні обода і більш трудомісткі при технічному обслуговуванні.

Покришка (рис. 15.5, а,б) складається з каркаса 3, бортів 1, брекера (подушкового шару) 4, боковин 5 і протектора 6. Каркас 3 служить основою покришки, надає їй необхідної міцності і гнучкості. Він складається з декількох шарів прогумованого корду. Залежно від розташування ниток корду в каркасі шини поділяють на діагональні (рис.15. 5,а) і радіальні (рис.15. 5, б).

Рис. 15. 5. Автомобільна шина в складеному вигляді з колесом:

1 – обід; 2 – обідна стрічка; 3 – покришка; 4 – камера; 5 – вентиль;

а – поперечний розріз діагональної шини; б – поперечний розріз радіальної шини;

1 – борти; 2 – кільце; 3 – каркас; 4 – брекер; 5 – боковини; 6 - протектор

У каркасі діагональних шин нитки сусідніх шарів корду перетинаються під певним кутом (95...115 °) і кіль­кість шарів завжди парна. При контакті шини з дорогою змінюється кут перехрещування ниток корду, що створює підвищені деформації, теплоутворення і знижує строк служби шин.

У радіальних шин (типу Р) нитки корду в каркасі розташовані від борта до борта (по радіусу) і не перетинаються одна з одною. Така конструкція каркаса більш прогресивна, оскільки сприяє зниженню кількості шарів корду, зменшує теплоутворення й опір проти ко­чення. За строком служби радіальні шини значно перевершують діагональні.

Борти 1 (рис. 15.5 а, б) призначені для кріплення покриш­ки на ободі колеса. Борт складається із шарів корду, за­горнутих навколо дротяного кільця 2, яке створює нерозтяжну конструкцію і надає жорсткості посадочній поверх­ні покришки.

Брекер 4 — це гумотканинний прошарок, прокладений між каркасом 8 і протектором 6 по всій окружності покришки. Брекер пом'якшує вплив протектора на каркас. Для радіальних шин наявність брекера особливо важлива, оскільки він сприймає дотичні зусилля і обмежує розтяг ниток корду.

Протектор 6 є біговою частиною шини. Наззовні він має рисунок у вигляді виступів і канавок між ними. Завдяки рисунку протектора забезпечується необхідне зчеплення коліс із дорогою, тому для різних покриттів доріг застосо­вують різні рисунки протектора.

Боковини 5 наносяться у вигляді тонкого еластичного ша­ру гуми на бокові стінки каркаса. Вони призначені для захисту шин від механічних пошкоджень, проникнення во­логи тощо. На боковинах наносять позначення покришок.

Камери для автомобільного колеса виготовляють з еластичної повітронепроникної гуми. Розмір камери завж­ди трохи менший від розміру порожнини покришки, щоб у накачаному стані не утворювалися складки. Повітря в камеру подається через вентиль, що являє собою зворот­ний клапан, який дає змогу нагнітати повітря всередину й автоматично закривати його вихід назовні. Вентиль скла­дається з корпусу, золотника і ковпачка. Корпус роблять із латуні у вигляді трубки і закріплюють у стінці камери гайкою або вулканізацією.

Позначення і маркування шин. На боковині кожної покришки наносять позначення (основні розміри) і марку­вання: товарний знак

заводу – виґотовлювача; дату виготов­лення; порядковий номер; індекс максимально допустимої швидкості (L відповідає 120, Р — 150, Q — 160,

S — 180 км/ год); індекс вантажопідйомності (для шин легкових автомобілів 75 — відповідає 387, 78 — 425, 80 — 450, 12 — 475, 84 — 500 кг тощо); балансувальну мітку, яка показує найлегшу частину шини; норму шаровості для шин вантажних автомобілів.

Основні розміри шини (рис. 17. 3.) позначають дво­ма групами цифр через риски. Перша група цифр означає ширину профілю В, друга — посадочний діаметр А на обід колеса. Ці розміри зазначають у міліметрах або дюймах, або мішаними. Наприклад, 8,40 = 15; 215 = 380 — тут у першому позначенні розміри ширини профілю В і діа­метр d дано в дюймах, а в другому позначенні ці самі розміри зазначено в міліметрах. Для позначення раді­альних шин у кінці ставлять літери Р, наприклад 185 = 15Р.

Дату виготовлення і завод-виготовлювач шини позна­чають цифрами і літерами, тут же зазначають номер по­кришки. Наприклад, 287Нк169527І: число 287 (28-й тиж­день 1987 р.); Нк -— Нижньокамський шинний завод; 169527 — порядковий номер шини.

На боковинах покришок зазначають також модель, номер ГОСТу, штамп ВТК, сортність виробу. Для безкамерних шин роблять напис

“ Безкамерна “, для морозостійких — “ Північ “.

Основні розміри покришки (В і d ), зазначені на її боковині, дають змогу знаходити приблизно зовнішній діа­метр D за формулою D = d + 2H, вважаючи, що висота профілю H дорівнює його ширині B.

Для шин легкових автомобілів, що мають низький про­філь, у позначенні розмірів зазначають відношення висоти профілю до ширини у відсотках. Наприклад, для автомобі­ля ВАЗ – 2І08 розмір шини показують так: 165/70 R1З. Тут 165 — ширина профілю 165 мм, 70 — відношення висоти профілю до ширини у відсотках, R — радіальна, 13—по­садочний діаметр обода в дюймах.

Конструктивні особливості коліс і шин автомобіля ЗАЗ – 1102

“ Таврія “

На автомобілі ЗАЗ – 1102 встановлені колеса, які складаються з штампованих дисків і приварених до них ободів. Розмір обода 4J  13, посадковий діаметр 13 дюймів (330 мм). Кріпляться колеса до передніх маточин і барабанів задніх коліс трьома шпильками з допомогою гайок з конічними опорними поверхнями. На автомобіль встановлюються безкамерні шини з камерами розмірами 155 – 70R13 (ширина профілю 155 мм і посадковий діаметр 330 мм) моделі ЕХ – 85.

При експлуатації необхідно підтримувати внутрішній тиск в шинах: для передніх і задніх коліс 0,2...0,22 МПа (2,0...2,22 кгс/ см ² ).

Призначення і типи підвісок автомобілів

Підвіска автомобілів забезпечує пружний зв’язок рами або кузова з мостами і колесами, пом’якшує сприймані ними удари і поштовхи під час їзди по нерівностях дороги. Пружних властивостей підвіски досягають застосуванням пружного елемента. Робота підвіски ґрунтується на перетворенні енергії удару при наїзді колеса на нерівність дороги у переміщення пружного елемента підвіски, в результаті чого сила удару, що передається на кузов, зменшується і плавність ходу автомобіля стає кращою. За характером взаємодії коліс і кузова під час руху автомобіля усі підвіски поділяють на залежні і незалежні.

Рис. 15. 6. Схеми підвісок автомобілів:

а – залежна; б - незалежна

Залежна підвіска (рис. 15. 6, а) має жорсткий зв’язок між лівим і правим колесом, в результаті чого переміщення одного з них у поперечній площині передається другому і спричиняє нахил кузова.

Незалежна підвіска (рис.15. 6, б) характеризується відсутністю жорсткого зв’язку між колесами одного моста. Кожне колесо підвішене до кузова незалежно один від іншого колеса. В результаті при наїзді одним колесом на нерівності дороги коливання його не передаються іншому колесу, зменшується коливання кузова і підвищується в цілому стійкість автомобіля під час руху.

Підвіска автомобіля складається з таких пристроїв: пружного елемента, напрямного пристрою і гасильного елемента. Як пружний елемент у підвісках використовують листові ресори, циліндричні пружини і торсіони

(стержні, що працюють на скручування). Неметалеві пружні елементи забезпечують пружні властивості підвіски за рахунок пружності гуми, стисненого повітря або рідини. Вони значно менше поширені, ніж металеві. У деяких випадках у підвісках застосовують комбіновані пружні елементи, які включають металеві і неметалеві матеріали.

Напрямний пристрій підвіски передає штовхальні, гальмівні і бокові зусилля від коліс на раму або корпус автомобіля. При пружинній підвісці роль напрямного пристрою виконують важелі і штанги підвіски, при ресорній – сама листова ресора має властивість передавати поздовжні і бокові зусилля, внаслідок чого конструкція такої підвіски спрощується.

Гасильний елемент підвіски призначений для гасіння коливань кузова і коліс при наїзді на перешкоди називаються амортизаторами. На автомобілях застосовують гідравлічні амортизатори, телескопічного типу, двохстороньої дії. Амортизатори задньої підвіски звичайно відрізняються від амортизаторів передньої підвіски розмірами, способом кріплення, кількістю робочої рідини і робочими характеристиками.

На передньоприводних автомобілях передній амортизатор конструктивно суміщений з стійкою передньої підвіски, яка поєднує в собі функції напрямного і гасильного елемента.

Конструктивні особливості передньої підвіски автомобіля

ЗАЗ – 1102 “ Таврія “

Передня підвіска - незалежна, типу ” коливна свічка ”, конструктивно складається з двох основних частин – правої і лівої. Основним елементом правої чи лівої частини підвіски є амортизаційна стійка, на якій встановлені пружина і буфер стиску, що становлять пружні елементи підвіски.

Рис. 15. 7.Передня підвіска з шарнірним валом (ліва сторона):

1 – обмежувач ходу верхньої опори; 2 – ковпачок; 3 – чашка кузова; 4 – гайка; 5 – упорний підшипник; 6 – опора; 7 – прокладка; 8 – опорна чашка пружини; 9 – буфер; 10 – пружина; 11 – чохол; 12 – рульова тяга; 13 – амортизаційна стійка; 14 – сайлент – блок важеля;

15 – важіль; 16 – реактивна штанга; 17 – кронштейн; 18 – поперечина кузова;

19 – буксирна провушина; 20 – гайка кріплення реактивної штанги; 21 – шайба;

22 – сайлент – блок; 23 – гайка кріплення верхнього шарніра; 24 – болт; 25 – стяжний болт клемного з’єднання; 26 – нижній шарнір; 27 – поворотний кулак; 28, 29 – верхній і нижній вкладиші; 30 – кульовий палець; 31 – гайки кріплення амортизаційної стійки з поворотним кулаком; 32 – спеціальна шайба; 33 – спеціальний болт;

А – при технічно справних деталях підвіски зазор ( в поздовжній осі автомобіля )повинен бути не більше 10 мм

Амортизаційна стійка виконує декілька функцій:

• є гідравлічним телескопічним амортизатором двохсторонньої дії;

• служить напрямним апаратом передньої підвіски;

• з допомогою кронштейна, привареного до резервуара амортизаційної стійки, здійснюється поворот передніх коліс навколо штока.

Верхня опора стійки представляє собою гумометалічний елемент для гасіння високочастотних коливань, які виникають при русі по нерівностях дороги, а також забезпечує кутове переміщення стійки. Опорний підшипник забезпечує поворот стійки навколо своєї осі при повороті коліс. На штоку стійки встановлений гумовий буфер, який обмежує хід коліс вверх. Для обмеження ходу колеса вниз буфер встановлений всередині амортизатора на штоку. Під верхній кінець пружини встановлений чохол для захисту штока амортизаційної стійки.

Рис. 15. 8. Деталі передньої підвіски:

1 – захисний ковпачок; 2 – обойма буфера; 3 – амортизатор в зборі; 4 – сайлент – блок важеля; 5 – гайка кріплення важеля; 6 – важіль; 7 – кульовий шарнір; 8 – гайка кріплення кульового шарніра до поворотного кулака; 9 – болт кріплення амортизатора до поворотного кулака; 10 – болт регулювання кута розвалу колеса і кріплення амортизаційної стійки;11 – реактивна штанга; 12 – стопорна шайба; 13 – пружина підвіски; 14 – захисний чохол; 15 – буфер стиску і втулки; 16 – опорна чашка; 17 – шайба;

18 – кронштейн с сайлент – блоком; 19, 25 – болт кріплення кронштейна; 20 – гайка кріплення реактивної штанги; 21 – компенсаційна прокладка; 22 – сайлент – блок;

23 – підшипник; 24 – опора стійки; 26 – обмежувач ходу; 27 – прокладка; 28 – гайка кріплення амортизатора

Амортизаційна стійка кріпиться до кулака з допомогою двох болтів через отвори в кронштейні стійки. В місці кріплення верхнього болта передбачена можливість регулювання кута розвалу передніх коліс.

Важіль підвіски в зборі складається з штампованого важеля, реактивної штанги і корпуса кульового шарніра.

Рис. 15. 9. Кульовий шарнір стійки передньої підвіски:

1 – корпус; 2 – нижній вкладиш; 3 – заглушка; 4 – пружина; 5 – упорна шайба;

6 – кульовий палець; 7 – верхній вкладиш; 8 – захисний чохол; 9 – обтискне кільце;

10 – захисний вкладиш; 11 – хомут;

Стрілками показані посадки при виборі люфту.

Кульовий шарнір (нижня опора) (рис. 15. 9) нерозбірної конструкції складається з корпуса, в якому є гніздо для кульового шарніра. В корпус встановлені кульовий палець з вкладишами, упорна шайба, пружина і заглушка, за вальцьована по кругу в корпусі. Кульовий шарнір з’єднаний з важелем двома болтами.

Палець кульового шарніра кріпиться в клемному затискачі кулака і стопориться з допомогою стяжного болта. В штампований важіль запресований сайлент – блок, який кріпиться до кронштейна кузова болтовим з’єднанням. Реактивна штанга до кузова кріпиться з допомогою сайлент – блока, встановленого всередині кронштейна. Кронштейн кріпиться до кузова трьома болтами.

На передній підвісці встановлюють гідравлічні телескопічного типу амортизатори двохсторонньої дії, які призначені для гасіння коливань коліс і кузова, які виникають при русі автомобіля по нерівностях дороги. Амортизатори (амортизаційні стійки), крім того, служать напрямним елементом передньої підвіски автомобіля.

Рис. 15. 10. Амортизатор стійки передньої підвіски:

1 – шток; 2 – манжета; 3 – гайка резервуара; 4 – напрямна втулка; 5 – резервуар;

6 – циліндр; 7 – буфер ходу віддачі; 8 – обмежувальна тарілка; 9 – обмежувальне кільце;

10 – пружина перепускного клапана; 11 – тарілка перепускного клапана; 12 – кільце поршня; 13 – поршень; 14 – гайка клапана віддачі; 15 – пружина перепускного клапана;

16 – обойма клапана віддачі; 17 – корпус клапана стиску; 18 – диск клапана стиску;

19 – дросельний диск клапана віддачі; 20 – тарілка; 21 – шайба гайки; 22 – пружина клапана віддачі; 23 – упорна тарілка; 24 – диск клапана віддачі; 25 – дросельний диск клапана віддачі;

I - клапан віддачі; II – клапан стиску

Амортизатор складається з робочого циліндра 6 і зовнішнього резервуара 5 для робочої рідини. В робочому циліндрі 6 встановлений шток 1 з поршнем 13 і деталями клапана віддачі. Поршень 13 з ущільнювальним кільцем 12 і деталями клапана віддачі кріпиться до нижньої частини штока гайкою 14. В нижній частині робочого циліндра 6 встановлений корпус 17 з деталями клапана стиску. У верхній частині резервуар закривається гайкою 3, яка затягується моментом 80...100 Н  м ( 8...10 кгс  м ), при цьому гайка притискає напрямну втулку 4 і ущільнювальну манжету 2 до циліндра. Ущільнювальна манжета 2 служить для ущільнення внутрішньою частиною штока 1 і зовнішньою частиною резервуара 5. На штоку 1, між напрямною втулкою 4 і поршнем 13, встановлений буфер 7 ходу віддачі , який виготовлений з спеціальної пластмаси ( десмопан ) і служить обмежувачем верхнього ходу амортизатора ( стійки ). Нижній хід амортизатора (стійки) обмежується буфером ходу стиску, який розміщений на штоку вище гайки резервуара ( під гумовим чохлом стійки ). Упором буфера ходу стиску є зверху чашка кузова, а знизу гайка резервуара.

Задня підвіска автомобіля незалежна, важільна, “ із сполучною поперечиною “ (рис. 15. 11.)

Рис. 15. 11. Деталі задньої підвіски:

1 – чохол; 2 – обойма буфера; 3 – балка; 4 – пружина; 5 – амортизатор; 6 – болт кріплення нижнього шарніра; 7 – сайлент – блок амортизатора; 8 – сайлент –блок балки; 9 – болт кріплення балки; 10 – буфер; 11 – обойма; 12 – подушка амортизатора;13 – ізоляційна прокладка;14 – опора пружини; 15 – втулка

Важелі і сполучна поперечина виконані в формі балки 3 з низьколегованої сталі, яка виконує функцію стабілізатора при русі автомобіля. До балки 3 на заокругленнях приварені кронштейни, з допомогою яких підвіска кріпиться шарнірно до кронштейнів кузова болтами з гайками і гумовометалічними сайлент – блоками 8. Для кріплення маточин задніх коліс до балки приварені два паралельні майданчики з отворами, а також дві трубчасті опори для кріплення нижніх провушин амортизаторів 5. Амортизатори в зборі з пружинами верхньою частиною кріпляться до опори, привареної до кузова. Нижніми шарнірами амортизаторів є гумовометалічні сайлент – блоки 7, а верхніми – гумові подушки 12.

Хід колеса вверх обмежується гумовим буфером стиску, встановленим на штоку амортизатора, а вниз – розтягнутим амортизатором, в якому розміщений гумовий буфер відбою.

Гідравлічні амортизатори двохсторонньої дії телескопічного типу, складені разом з пружинами, встановленими між верхньою і нижньою чашками.

На автомобілі конструктивно закладено сходження задніх коліс в межах 0   20  для кожного колеса.

За сходження заднього колеса приймається кут в горизонтальній площині між площиною колеса і віссю руху автомобіля. Цей кут встановлюється на заводі при складанні автомобіля і забезпечує рівномірне зношування шин на протязі тривалої експлуатації. Однак в результаті природного спрацювання сайлент – блоків підвіски, послаблення кріплення, а також деформації деталей від сильних ударів при русі з великою швидкістю по дорозі з поганим покриттям сходження може порушитись, що призведе до нерівномірного зношування протектора шин.

Сходження задніх коліс перевіряють на станціях технічного обслуговування автомобілів, обладнаних спеціальними оптичними вимірювальними установками, при допомозі яких можна виміряти положення окремо кожного колеса по відношенню до осі руху автомобіля.

Амортизатори задньої підвіски гідравлічні, телескопічні, двохсторонньої дії. Конструктивно амортизатори задньої підвіски аналогічні амортизаторам передньої підвіски і відрізняються тільки робочою характеристикою і кріпленням на підвісці і кузові.

Для забезпечення нормальної роботи і попередження несправностей чи поломок амортизатор заправляється рекомендованою заводом – виготовлювачем рідиною (МГП – 10) в строго визначеній кількості (230  5 см ³).

Рис. 15. 12. Задня підвіска і заднє гальмо з маточиною і підшипниками:

1 – колодка гальма; 2 – внутрішній підшипник; 3 – зовнішній підшипник; 4 – маточина;

5 – гайка маточини; 6 – запірна шайба; 7 – ковпак; 8 – гальмівний барабан; 9 – трос стоянкового гальма; 10 – манжета; 11 – щит гальма; 12, 14 – короткий і довгий болти кріплення маточини; 13 – балка задньої підвіски; 15 – нижня стяжна пружина;

16 – розтискний важіль; 17 – пружина колодок; 18 – розпірна планка; 19 – верхня стяжна пружина; 20 – колісний циліндр; 21 – упор троса; 22 – наконечник троса; 23 – опора колодки;

вигляд А – заднє гальмо без барабана; а – фіксація гайки 5 вдавлюванням юбки гайки в пази на кінці вала маточини

Підшипники маточини заднього колеса (зовнішній і внутрішній) 2 і 3 роликові, конічні. Зовнішні обойми підшипників запресовані в гальмівний барабан 8. З внутрішньої сторони підшипники захищені манжетою 10, а із зовнішньої – ковпаком 7.