Автомобильное колесо состоит из диска и обода, на который надевается пневматическая шина. Диски колес бывают с глубокими (рис. 70, а) или с плоскими (рис. 70, б) ободьями, изготавливаются ободья разборными или неразборными. На легковых автомобилях устанавливают, как правило, дисковые колеса с неразборными глубокими ободьями. Обод такого колеса приварен или приклепан к диску. Два борта обода способствуют плотному прилеганию шины, а углубление в середине обода предназначено для легкости монтажа шины.
Рис. 70. Диски колес: а - с глубоким ободом, б - с плоским ободом
Колеса закрепляются на ступицах гайками или болтами. Отверстия для крепления колеса в диске выполнены конусными (рис. 71, а). На гайках крепления колес также выточены конусы. При установке колес гайки навертывают центрирующей поверхностью в сторону диска и добиваются совпадения внутренних конусов отверстий и внешних конусов гаек. Это совпадение обеспечивает центрирование колес. На грузовых автомобилях большой грузоподъемности на заднем мосту устанавливают сдвоенные колеса (рис. 71, б).
Рис. 71. Схема креплении колес: а - одинарных; б - двойных
Шины
Для повышения сцепления колеса с дорогой, снижения ударных нагрузок на колеса и автомобиль в целом, для уменьшения шума при его движении, а также снижения нагрузок на поверхность дороги и разрушающего действия на колеса, поглощения и смягчения толчков и ударов, воспринимаемых от дороги, на ободе колеса установлена эластичная часть, называемая шиной.
В настоящее время применяются пневматические шины, т. е. шины, у которых эластичность создается за счет сжатого воздуха, заключенного в герметичной воздушной полости. Пневматические шины бывают камерные и бескамерные. В камерных шинах воздушная полость образуется герметизирующей камерой, в бескамерной — шиной и ободом колеса. Еще бывают шины арочные с профилем в форме арки и пневмокатка с П-образным профилем.
Рассмотрим устройство шины.
Внутри шины (рис. 72, а) находится резиновая камера, накачанная воздухом. Для накачки шин используется вентиль (рис. 72, б). Он закреплен при помощи шайбы и гайки либо привулканизирован к камере. Чтобы сжатый воздух из камеры не выходил, в вентиль ввернут золотник, который пропускает воздух в камеру при накачивании, но препятствует его выходу обратно в атмосферу. В момент накачивания воздуха под давлением открывается клапан, и воздух поступает в камеру. В свободном состоянии клапан под действием пружины и давления воздуха в камере закрыт.
Рис. 72. Устройство шины
Если нужно уменьшить давление воздуха в камере, то нажимают на стержень и открывают клапан: воздух выходит в атмосферу. Для защиты золотника от грязи и ударов вентиль закрывают колпачком. На конце колпачка выполнена прорезь — ключ для ввертывания и вывертывания золотника из вентиля. Давление воздуха в шине должно соответствовать рекомендациям завода-изготовителя. Отклонение от нормального давления значительно влияет на долговечность шины.
Для защиты камеры от механических повреждений, увеличения несущей способности и сцепления колеса с дорогой предназначена покрышка. Она является прочной и в то же время эластичной защитной оболочкой камеры. Покрышка состоит из каркаса, подушечного слоя, протектора, боковин и бортов.
Основой покрышки является каркас, который состоит из нескольких прорезиненных слоев кордовой ткани, изготовленной из жгутов корда, скрученных из прочных хлопчатобумажных, капроновых или вискозных нитей. Эти прочные продольные нити переплетены тонкими поперечными нитями. Каждый слой ткани корда расположен так, что их нити пересекаются. Рабочая поверхность покрышки, которая соприкасается с дорогой, покрыта толстым слоем резины. На этой поверхности выполнен рисунок (протектор), обеспечивающий хорошее сцепление шины с дорогой. Между протектором и каркасом находится подушечный слой, предназначенный для смягчения толчков, передаваемых протектором.
Части покрышки, соприкасающиеся с ободом колеса, называют бортами. Их назначение — надежно закрепить покрышку на ободе. Достигается это путем создания жесткости и прочности борта за счет введения стального сердечника, изготовленного из плетеной проволоки и большого количества слоев ткани, которые не допускают растягивания бортов.
Боковые части покрышки, соединяющие борта с протектором, называют боковинами. Основное назначение боковин — обеспечить защиту каркаса от механических повреждений и влаги. Выполнены они из резины небольшой толщины. В грузовых автомобилях между камерой и ободом устанавливают ободную ленту, которая предохраняет ее от перетирания.
В последнее время получили распространение так называемые радиальные шины. У них нити корда расположены по кратчайшему расстоянию между бортами и, естественно, нити не пересекаются. В этих шинах нагрузка на нити от внутреннего давления воздуха уменьшается почти вдвое. Поэтому каркас имеет меньшее число слоев корда, чем у диагональных шин. Подушечный слой в виде мощного кольца, стягивающего каркас, выполнен из малорастяжимого корда, нити которого расположены почти по окружности. Часто для большей прочности каркаса в него при изготовлении покрышки вводится металлокорд.
Уменьшение числа слоев корда, а следовательно, и толщины корда изменило характер работы шин, уменьшило потери на внутреннее трение, нагрев, увеличило срок их службы.
Для некоторых легковых автомобилей выпускаются бескамерные шины, которые от обычных отличаются отсутствием камеры и наличием на внутренней поверхности герметизирующего, а на бортах — уплотняющего слоев.
Бескамерная шина монтируется на обычный глубокий обод колеса, в котором вентиль закреплен герметично. Применение бескамерной шины обеспечивает более длительный срок службы за счет меньшего нагрева во время движения (уменьшается толщина шины, а, следовательно, уменьшается энергия, поглощаемая при ее деформации). Кроме того, она не сразу выходит из строя при проколе, обеспечивается большая надежность и безопасность движения.
В случае потери герметичности обода или шины в покрышку может быть вложена камера. В этом случае бескамерная шина используется как обычная.
Для ведущих колес грузовых автомобилей, работающих в особо тяжелых дорожных условиях, например, на вывозке леса, доставке на поля минеральных удобрений и их разбрасывании, применяют бескамерные шины, ширина профиля которых в 2—2,5 раза больше обычных. Поперечное сечение этих шин напоминает арку, поэтому они и получили название арочных. У арочных шин, как правило, большие грунтозацепы, низкое внутреннее давление воздуха, поэтому они значительно улучшают проходимость автомобилей.
Па каждом автомобиле предусматривается установка шин определенного раз мера. Размеры шин определяют по диаметру профиля и внутреннему диаметру (рис. 73). Он измеряется в миллиметрах или дюймах: первые цифры указывают раз мер профиля шины, а последующие (через знак «—») — внутренний диаметр. Если размер приведен в дюймах, то первое число дается с десятичной дробью, например, 6,00X13". Обозначение той же шины в миллиметрах: 155—330.
Рис. 73. Определение размера шины: а - в миллиметрах; б - в дюймах
Размер шины указывается на покрышке в виде клейма, на котором приводятся также наименование завода-изготовителя, месяц, год выпуска и номер шины.
В зависимости от условий работы, шины на ее протекторе выполняют определенный рисунок. 11.1 обычных шинах, предназначенных для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, выполняется мелкий рисунок в форме ни зигзагообразных канавок. Он обеспечивает бесшумное движение автомобиля на большой скорости.
Шипы с универсальным рисунком протектора в виде мелкий шишечки устанавливают на автомобилях. работа которым предстоит на дорогах с твердым покрытием и на грунтовых дорогах.
Если же автомобиль будет работать на грунтовых дорогах, то устанавливают шины с более крупной насечкой. На автомобилях повышенной проходимости обычно используют шины с крупными грунтозацепами. Еще более крупный рисунок протектора применяют на шинах автомобилей, предназначенных для работы в карьерах.