Как устроено колесо автомобиля: Колеса и шины автомобиля. Их устройство и маркировка

Содержание

Колеса и шины | Устройство автомобиля

 

Какое назначение автомобильных колес?

Колеса передают нагрузку массы автомобиля на дорогу и осуществляют непосредственное сцепление автомобиля с дорогой.

Как устроено автомобильное колесо?

Автомобильное колесо (рис.161) состоит из металлического диска 5 с глубоким 4 или плоским 9 ободом и эластичной шины, состоящей из покрышки 1, камеры 2 с вентилем 3 и ободной ленты 11. Глубокие ободы (рис.161, а) имеют уступы для удерживания бортов покрышки и применяются на легковых автомобилях. Плоские ободы (рис.161, б) изготавливают с коническими посадочными полками 8, что обеспечивает плотную посадку шины на ободе и предотвращает ее проворачивание. Плоские ободы устанавливают на грузовых автомобилях ГАЗ, ЗИЛ и других. Шина удерживается на плоском ободе с помощью съемного неразрезного кольца 6 и замочного (разрезного) кольца 7. На автомобилях КамАЗ установлены бездисковые колеса (рис 161, в). Такое колесо состоит из плоского обода 10, на котором смонтирована шина, удерживаемая неразрезным кольцом 6 с конической полкой и замочным кольцом 7.

Рис.161. Колеса:
а – с глубоким ободом; б – с плоским ободом; в – бездисковое.

Колесо располагается на конической поверхности ступицы и крепится гайками посредством прижимов. Между ободами сдвоенных задних колес устанавливается проставочное кольцо.

На дисках выполнены конусные отверстия, которыми колесо одевают на шпильки, жестко закрепленные на ступице, и крепят гайками с конусными проточками. Совпадением конусов гаек с конусными отверстиями на дисках обеспечивается точная установка колес. На заднем мосту грузового автомобиля с каждой стороны имеется по два колеса. Внутреннее колесо закреплено на шпильках колпачковыми гайками с внутренней и наружной резьбой, а наружные колеса – гайками с конусом. Гайки левой стороны имеют левую резьбу, правой – правую, что предотвращает их самоотвертывание при ускорениях и торможении автомобиля.

Как устроена покрышка пневматической шины?

Покрышка пневматической шины (рис.162, а) состоит из каркаса 3, являющегося основанием, бортовины 6 с сердечником 1, набранным из стальных проволочных колец, обернутых бортовой лентой, протектора 5, подпротектора 4, называемого подушечным слоем, или брекером, боковин 2. Каркас набирается из нескольких слоев обрезиненного корда, изготовленного из прочных хлопковых, вискозных, капроновых, нейлоновых, металлических обрезиненных нитей, называемых основой, и таких же, но редких нитей, так называемых уток. Промежутки между нитями заполняются резиной. Чем выше грузоподъемность автомобиля, тем большее количество слоев корда в каркасе. Обычно их 4-16, но может быть и больше.

Рис.162. Пневматические шины:
а – устройство; б – диагональная; в – радиальная; г – шина со съемным протектором; д. е – вентили; ж – обозначение размеров.

Как подразделяются шины?

В зависимости от конструкции каркаса шины подразделяют на диагональные (рис.162, б) и радиальные (рис,162, в) типа Р и РС. Диагональными называются, шины, имеющие каркас с перекрещивающимися нитями корда в смежных слоях. У шин типа Р и РС каркас состоит из ряда параллельных нитей во всех слоях, расположенных в плоскостях поперечных сечений профиля (радиально). Протектор 5 представляет собой толстый слой износоустойчивой резины, которым покрышка соприкасается с дорогой. В зависимости от назначения шины протектор может иметь такие рисунки: дорожный, универсальный повышенной проходимости, карьерный, зимний. Протектор шин РС изготовлен в виде съемных колец 7, что упрощает его замену при износе, а это позволяет увеличить пробег покрышки при трехразовой смене колец до 200 тыс. км. Подпротектор 4 располагается между каркасом и протектором и представляет собой слой мягкой резины с редкими нитями корда. Он надежно соединяет каркас с протектором и поглощает мелкие толчки, воспринятые протектором, предохраняя таким путем каркас от повышенных напряжений и преждевременного износа. Шина типа Р имеет жесткий подпротектор, что уменьшает проскальзывание протектора по поверхности дороги. Бортовина 6 удерживает покрышку на ободе. Боковина 2 состоит из тонкого слоя резины, предохраняющей каркас с боков от стирания и воздействия на него солнечных лучей и атмосферных осадков.

Как устроены камера и вентиль?

Камера представляет собой замкнутую резиновую трубу, в которой имеется металлический или резинометаллический вентиль с обратным клапаном, предназначенный для наполнения камеры воздухом и предотвращения его утечки. Давление воздуха в шине определяется заводом-изготовителем и во время эксплуатации контролируется шинным манометром, имеющимся в комплекте инструмента. Металлический вентиль (рис.162, д) устанавливается на грузовых автомобилях и состоит из латунной трубки 12 с внутренней и наружной резьбой. Внутрь трубки ввертывается обратный клапан, называемый золотником. Золотник состоит из ниппеля 9 с резьбой, резинового клапана 10, пружины 11, одетой на направляющий стерженек. Сверху на трубку накручивается колпачок-ключик 8, предотвращающий утечку воздуха и попадание грязи на золотник.

Корпус вентиля с уплотнительной шайбой 13 вставляется в отверстие камеры 16 и фиксируется в нем гайкой 14 с шайбой 15 (на легковых автомобилях привулканизируется, рис.162, е). Ободная лента корытообразной формы одевается на обод между бортами покрышки грузовых автомобилей с целью предохранения камеры от истирания об обод диска.

Как устроена бескамерная шина, где она применяется?

Бескамерные шины применяются на некоторых легковых автомобилях. В такой шине камера отсутствует, а внутренняя поверхность покрышки покрывается герметизирующим слоем толщиной 2-4 мм. В случае прокола такой шины отверстие (прокол) не увеличивается, а наоборот, несколько зажимается упругим герметизирующим слоем. Благодаря этому давление воздуха в шине снижается медленно, что способствует устойчивому движению автомобиля до ближайшего пункта ремонта шин или к месту стоянки.

В чем особенность арочных шин, в каких случаях они применяются?

Арочные шины обычно выполняются бескамерными и применяются на грузовых автомобилях для движения в трудных дорожных условиях (пахота, песок, болото). Они устанавливаются на ведущем мосту вместо сдвоенных задних колес. Арочная шина имеет специальный диск с широкими ободьями и бортовое крепление. Ширина профиля составляет 650-700 мм, т. е. в 2-3 раза превышает ширину обычных шин при нормальном наружном диаметре. В ней низкое внутреннее давление воздуха (0,05-0,14 МПа), что позволяет получить малое давление шины на грунт. Это в сочетании с высокими грунтозацепами способствует повышению проходимости автомобиля. Движение на арочных шинах по дорогам с твердым покрытием не допускается.

Где устанавливаются шины с регулируемым давлением воздуха в них?

На автомобилях повышенной проходимости ГАЗ-66, ЗИЛ-131 и других устанавливаются шины с регулируемым давлением воздуха в них во время движения. Они могут быть камерными и бескамерными и отличаются от обычных шин большой шириной профиля, меньшим количеством слоев корда в каркасе, наличием резиновых прослоек между слоями корда, рисунком протектора и способностью некоторое время двигаться при сниженном давлении воздуха в них. Шины имеют увеличенную площадь контакта с грунтом, меньшее удельное давление на грунт и обеспечивают высокую проходимость. Однако они имеют пониженную грузоподъемность по сравнению с обычными шинами того же размера. Централизованная регулировка давления воздуха в шинах позволяет непосредственно из кабины снижать его до 0,05 МПа и повышать до требуемой величины при выезде на дорогу с твердым покрытием.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Ходовая часть и дополнительное оборудование автомобиля»

автомобиль, воздух, давление, каркас, колесо, обод, протектор, шина

Смотрите также:

Колеса и шины на http://www.folmagaut.ru/l
По выгодной цене купить шины в интернет-магазине Euro-Diski!

Автомобильные колеса.

Колеса автомобилей



Общие сведения о колесах

Колесо – одно из величайших изобретений человека. В природе ни одно живое существо не снабжено подобным движителем – кто-то бегает на ногах, кто-то плавает при помощи плавников и хвоста, кто-то летает, ползает, использует реактивную энергию, в общем – животные и даже некоторые растения передвигаются по поверхности и недрам нашей планеты,

в ее атмосфере и водной среде при помощи самых разнообразных средств перемещения, но колесами не пользуется никто.

А ведь во многих случаях колесо – незаменимый движитель, способный быстро и экономично перемещать по земной поверхности тела любой массы и формы. По этой причине можно считать колесный движитель уникальным продуктом человеческого гения. И этот движитель в качестве средства передвижения по суше используется автомобилями.

Конечно же, колеса современных автомобилей существенно отличаются от тех примитивных катков и деревянных кругов, которые использовались человеком в качестве движителя древних повозок и колесниц. Конструкция автомобильного колеса в результате «технической эволюции» претерпела значительные изменения, поскольку на этот элемент автомобиля возлагаются важные функции, влекущие за собой строгие требования.

***

Требования, предъявляемые к колесам

Колеса обеспечивают связь автомобиля с дорогой, воспринимая всю массу автомобиля с пассажирами и грузом, а также динамические нагрузки, передаваемые на раму или кузов автомобиля. Они обеспечивают поступательное движение автомобиля и изменение направления его движения, а обладая эластичной шиной, они смягчают толчки и удары, возникающие при движении.

От характера взаимодействия колес с дорогой зависят тяговые и тормозные свойства автомобиля, плавность хода, экономичность, проходимость, устойчивость, управляемость, и, конечно же, комфорт и безопасность самого перемещения.

К автомобильным колесам предъявляются следующие требования:

  • минимальное сопротивление качению;
  • высокие долговечность и износостойкость;
  • демпфирующие (смягчающие) свойства;
  • бесшумность работы;
  • легкость монтажа и демонтажа;
  • самоочищаемость беговой части шины при движении по деформируемым грунтам;
  • минимальные биение и дисбаланс;
  • для повышения плавности хода автомобиля колеса должны иметь минимальный вес.

К основным элементам автомобильного колеса относятся шины, ободья, соединительные элементы и ступицы. Все эти составные части могут быть выполнены в широком диапазоне конструктивных особенностей в зависимости от назначения автомобиля, условий его эксплуатации и других требований.

***

Типы автомобильных колес

Автомобильное колесо состоит из следующих элементов (рис. 1): шины, ободьев 3, 10, соединительных частей с деталями крепления и ступицы. Соединительной частью может быть диск 4, неразборно присоединенный к ободу (дисковое колесо) или спицы, представляющие собой часть ступицы (бездисковое колесо или спицевое колесо).

Ступица обеспечивает установку колеса на балке моста на подшипниках. Если ступица отсутствует, колесо устанавливается на фланце полуоси, которая, в свою очередь, устанавливается на подшипниках в балке моста.



Автомобильные колеса классифицируются по двум основным показателям – назначению и конструкции.

По назначению различают ведущие, управляемые, комбинированные и поддерживающие колеса.

Ведущие колеса преобразуют подводимый к ним крутящий момент в тяговую силу, а свое вращение – в поступательное движение автомобиля.

Управляемые колеса изменяют направление движения автомобиля, оставаясь ведомыми, т. е. они не воспринимают крутящий момент от трансмиссии автомобиля и служат лишь для маневрирования.

Поддерживающие колеса также являются ведомыми и служат для восприятия осевой нагрузки и толкающей силы от рамы или кузова автомобиля, преобразуя ее в свое вращательное движение. Поддерживающие колеса часто выполняют на специальной подъемной оси грузовых автомобилей или полуприцепов, и при движении автомобиля без груза они вместе с осью поднимаются к раме автомобиля, чтобы уменьшить сопротивление качению. Колеса задних осей автомобильных прицепов тоже в большинстве случаев являются поддерживающими.

Комбинированные автомобильные колеса являются одновременно и ведущими и управляемыми. К такому типу колес, например, относятся передние колеса переднеприводных легковых автомобилей.

По конструкции колеса бывают дисковые, бездисковые и спицевые.

В дисковых колесах стальной штампованный диск приваривается к ободу, а в литых колесах из легких сплавов (алюминиевых, магниевых) диск отливается совместно с ободом.

Бездисковые колеса имеют соединитель, изготовленный совместно со ступицей. Бездисковые колеса имеют ряд существенных преимуществ перед дисковыми – они проще по конструкции, имеют меньшую массу (на 10…15%), большую долговечность, более низкую стоимость, удобнее при монтаже и демонтаже, обеспечивают лучше охлаждение тормозных механизмов.

Кроме того, они дают возможность устанавливать на одной и той же ступице ободья разной ширины, что позволяет использовать различные шины на одном и том же автомобиле. Бездисковые колеса устанавливаются, например, на автомобилях марки «КамАЗ».

В спицевом колесе в качестве соединителя используют спицы. Спицевые колеса применялись на первенцах автомобилестроения, в конструкции колес современных автомобилей спицы встречаются крайне редко, главным образом – на спортивных автомобилях, обеспечивая меньшую массу колеса и лучшее охлаждение тормозных механизмов.

В настоящее время в массовом производстве спицевые колеса для автомобилей практически не применяются из-за недостаточной надежности соединительных элементов – спиц, которые, к тому же, нуждаются в постоянном обслуживании. Их чаще можно увидеть в колесах велосипедов и мотоциклов, где весу колеса уделяется большое внимание.

***

Автомобильные шины



Главная страница
Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Основные элементы конструкции колесного движетеля

Колесный движителе состоит из ведущих и ведомых колес, с помощью которых осуществляется движение ТС и управление им. Ведущими называются колеса, к которым через трансмиссию подводится вращающий момент от СУ. Ведущие колеса преобразуют этот момент в тяговое усилие, а вращательное движение колеса — в поступательное движение ТС. К ведомым колесам вращающий момент не подводится. Их назначение (так же как и ведущих колес) состоит в передаче нагрузки от веса ТС на дорогу, создании на поверхности дороги внешних реактивных продольных сил, вызывающих уменьшение скорости движения или остановку ТС, уменьшении передаваемых машине динамических нагрузок, возникающих при движении по неровной дороге, и создании на поверхности дороги внешних реактивных боковых сил, заставляющих ТС двигаться по криволинейной траектории.

Конструкция трансмиссий колесных машин позволяет при движении в хороших дорожных условиях отключать часть колес от силовой установки и ведущие колеса использовать в качестве ведомых.

Дисковое колесо с глубоким неразборным ободом

Рис. Дисковое колесо с глубоким неразборным ободом:
1 — монтажный ручей; 2 — обод; 3 — диск колеса

Колеса состоят из наружной (упругой) и внутренней (жесткой) частей. К наружной части относится эластичная шина, а внутренней — обод, соединительная часть с деталями крепления, ступица и подшипники. Соединительной частью могут служить дисковое колесо — диск, присоединенный к ободу с помощью неразъемного соединения, а также бездисковое, или спицевое, колесо — спицы, представляющие собой часть ступицы.

Ступицей называется центральная часть колеса, устанавли-ваемая на подшипниках на концах балок мостов или цапфах. Подшипники способны воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки для того, чтобы через ступицу на направляющее устройство подвески и несущую систему передавались действующие на колесо поперечные усилия, а плоскость качения колеса сохраняла неизменное положение. Для этого ступицу устанавливают на двух роликовых конических подшипниках качения, обеспечивающих вращение ступицы с минимальными потерями на трение и возможность регулировки осевого зазора гайкой, удерживающей ступицу на оси.

Конструкция (а) и крепление (б) бездискового колеса с разъемным ободом

Рис. Конструкция (а) и крепление (б) бездискового колеса с разъемным ободом:
1 — секторы обода; 2 — спицевая ступица; 3 прижим; 4 — шпилька; 5 — гайка

Внутренний (больший по размеру) подшипник, обычно расположенный в плоскости диска колеса, воспринимает основную часть радиальной нагрузки. Меньший наружный подшипник, являющийся поддерживающим, обеспечивает правильное положение ступицы на оси. Внутреннее пространство ступицы заполняется консистентной смазкой и защищается от попадания грязи с внутренней стороны уплотнительным элементом, а с наружной — колпаком или фланцем полуоси (на ведущих колесах). Ступицы бывают фланцевые и спицевые.

Дисковое колесо с плоским разборным ободом

Рис. Дисковое колесо с плоским разборным ободом:
1 — цельный съемный борт; 2 — разрезное замочное кольцо; 3 — основание обода; 4 — диск

Ободом называется часть колеса, на которой монтируется шина. По конструкции ободья бывают глубокие неразборные и плоские разборные, которые, в свою очередь, подразделяются на ободья со съемным разрезным бортом, с цельным съемным бортом и разрезным замочным кольцом, а также разъемные (в поперечной плоскости) и с отъемным бортом.

Глубокие неразборные ободья имеют в средней части кольцевое углубление, называемое монтажным ручьем, облегчающее монтаж и демонтаж шины. Размеры ручья зависят от параметров шины. Обод может быть симметричным и несимме-тричным. Неразборные ободья применяется для шин с относительно эластичными бортами. У плоских разборных ободов один из бортов при монтаже шины может отделяться от обода, а затем снова закрепляться на нем.

Дисковое колесо с плоским разборным ободом имеет цельный съемный борт 1 и разрезное кольцо 2. Профиль основания обода 3 выполнен с конической посадочной полкой. Одна закраина составляет с ним единое целое, а роль другой выполняет борт, удерживаемый кольцом 2. Шину свободно надевают на плоский обод, а затем устанавливают детали 1 и 2, причем замочное кольцо 2 закладывается в канавку основания обода 3. От выпадания кольцо 2 удерживает давление сжатого воздуха в шине. Конические посадочные полки основания обода и борта 1 обеспечивают плотную посадку шины на обод и исключают возможность их относительного проворачивания. В конструкции колеса с разрезным съемным бортом функции замочного кольца выполняет сам разрезной борт.

В колесах с отъемными бортами при монтаже шины один борт 1 обода отводится от диска 2, а затем притягивается с помощью большого числа болтов 3, расположенных по окружности диска. В конструкции данного обода предусмотрена металлическая кольцевая вставка (распорное кольцо 4), которая при затягивании болтов обода зажимает борта шины, предотвращая ее проворачивания на ободе. Такая конструкция облегчает монтаж и демонтаж шин, так как для этого необходимо лишь отвернуть и завернуть гайки болтов 3. Ее применяют на машинах высокой проходимости с системой регулирования давления воздуха в шинах.

Колесо с отъемным бортом

Рис. Колесо с отъемным бортом: 1 — отъемный борт; 2 — диск; 3 — болт; 4 — распорное кольцо

В конструкциях бездисковых колес используют разъемные (составные) ободья, состоящие из отдельных секторов, образующих при установке сплошной обод с бортами. С внутренней стороны ободья имеют коническую поверхность для центрирования и закрепления на ступице. Соединение обода со ступицей обеспечивается с помощью прижимов 3.

В дисковых колесах крепление дисков к ступице колеса осуществляется с помощью гаек и шпилек. Гайки имеют сферические опорные поверхности для центрирования. Чтобы избежать самоотвертывания при движении ТС, гайки для левых колес имеют левую резьбу, а для правых — правую.

Тема «Изучение устройства колес и шин» — Студопедия

Цель работы: 1. Закрепить знания по устройству колес и шин автомобилей.

2. Сформировать умение определять характерные неисправности колес и шин.

Краткие теоретические сведения

Колеса являются принимающей стороной крутящего момента от двигателя. Путем сцепления с дорогой они способствуют движению автомобиля, принимают удары и толчки из-за неровностей, а затем сглаживают их. Торможение, разгон зависят также от колес. Устройство колес представлено на рисунке 1. Оно включает в себя диск с ободом и шины.

Рис. 1. Колесо легкового автомобиля a) устройство колеса б) уплотняющий буртик на ободе бескамерной шины 1 — диск колеса; 2 — обод; 3 — борт; 4 — камера; 5 — боковина; 6 — корд; 7 — протектор

Диск. К диску крепится обод, сам диск прикреплен к ступице колеса коническими болтами или гайками.

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 дисковые колеса, колеса с разборным ободом и составные.

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

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.

Рис. Колесо с разборным ободом:
1 — о6од, 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.


Шина. Различают два типа шин: шина камерная и шина бескамерная. Если шина камерная, то ее камера заполняется воздухом. Бескамерная шина – это покрышка авто. В свою очередь сама покрышка состоит из каркаса, проектора, боковин и бортов. Каркас шины — силовая основа покрышка. Каркас состоит из нескольких слоев корда (специальный материал). Этот держит давление сжатого воздуха изнутри и нагрузку от дороги наружи. Протектор. Самый последний слой покрышки. Он непосредственно соприкасается с дорогой. На протекторе выдавлен определенный рисунок. Шины для автомобиля необходимо покупать в соответствие с рекомендациями завода-изготовителя. Повышенный и неравномерный износ шин. Причина: износ шаровых шарниров подвески, дисбаланс колес, нарушение углов установки передних колес. Способ устранения: регулировка углов установки передних колес, замена изношенных деталей, восстановить баланс колес.

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.

Основные нормативные требования к шинам транспортных средств установлены Правилами эксплуатации автомобильных шин. на которые имеется соответствующая ссылка в СТБ 1641-2006. В соответствии с этими требованиями выбор шин по размерам. моделям, грузоподъемности, типу рисунка протектора для каждой модели транспортного средства должен производиться согласно рекомендациям их производителей. При этом в инструкции по эксплуатации транспортного средства должны быть указаны размеры применяемых шин и рекомендуемые режимы их работы.

Шины, восстановленные по первому классу, применяются без ограничений на всех осях транспортных средств, за исключением междугородных автобусов. Шины, восстановленные по второму классу, применяются на колесах всех осей грузовых автомобилей и прицепов (полуприцепов), а также автобусов, кроме междугородных, и задних осях легковых автомобилей. В целях обеспечения безопасности движения запрещается устанавливать шины с отремонтированными местными повреждениями на передних осях механических транспортных средств.

Для улучшения сцепных качеств шин и повышения безопасности движения на заснеженных и обледенелых дорогах могут применяться шины с шипами противоскольжения. Данные шины должны быть установлены на всех колесах (в том числе запасном) транспортного средства.

Согласно Правилам дорожного движения и СТБ 1641-2006 не допускается установка на одну ось автобуса, легкового автомобиля или прицепа к нему, грузового автомобиля или прицепа к нему диагональных шин совместно с радиальными или шин различным типом рисунка протектора.

Высота рисунка протектора должна быть не менее:

· для легковых автомобилей — 1,6 мм

· для грузовых — 1,0; для автобусов — 2,0 мм

· для прицепов и полуприцепов — тех же значений, что и для тягачей

Шина считается непригодной к эксплуатации, если на ней имеется участок беговой дорожки с размерами, высота рисунка протектора на котором меньше нормативных значений.

Шина считается непригодной к эксплуатации, если проявился один индикатор при равномерном износе или два индикатора в каждом из двух сечений при неравномерном износе беговой дорожки.

Система контроля давления воздуха в шинах с использованием специального контрольного устройства (колпачков Easy Control). Наиболее простым и дешевым способом постоянного контроля давления в шинах является установка на колесе вместо штатного колпачка ниппеля специального контрольного устройства

Система контроля давления воздуха в шинах с использованием радиосигнала состоит из датчиков давления воздуха навинченных на металлические корпуса вентилей, от которых передается радиосигнал на приемную систему, передатчиков, устанавливаемых обычно в арках колес, электронного блока управления. В крыше находится приемная антенна системы контроля давления. Некоторые производители вместо передатчиков устанавливают антенны в арках колес.

Рис. Система контроля давления воздуха в шинах:
1 — датчик давления воздуха в шине; 2 – электронный блок управления давления воздуха в шинах; 3 – передатчики системы контроля давления воздуха в шинах; 4 – приемная система контроля давления воздуха в шинах

Рис. Датчик давления воздуха в шине:
1 – передающая антенна; 2 – чувствительные элементы датчиков и температуры; 3 – электронные элементы измерения и управления; 4 – элемент питания

Датчик давления измеряет текущее (абсолютное) давление в шине. Чувствительные элементы датчиков давления и температуры, а также электронные элементы измерения и управления объединены в общем корпусе.

Шина автомобиля воспринимает вертикальную нагрузку от веса автомобиля и все усилия, возникающие в пятне контакта шины с дорогой при ускорении, торможении и повороте автомобиля, смягчая силовые воздействия на автомобиль.

На легковых автомобилях применяются пневматические камерные и бескамерные шины, при этом последние имеют преимущественное использование. Внутреннее покрытие бескамерной шины изготавливается из слоя воздухонепроницаемой резины толщиной 2…3 мм, а на наружную поверхность борта наносят эластичную резину, которая обеспечивает герметичность при посадке шины на обод. Вентиль бескамерной шины образует герметичное соединение при установке его в отверстие обода колеса. При проколе бескамерной шины небольшим предметом, растягивается воздухонепроницаемый внутренний слой резины шины и обволакивается ею. При этом воздух из бескамерной шины выходит очень медленно, в отличие от камерной, поэтому бескамерные шины более безопасны.

В конструкцию колеса входят: диск с ободом, опорное кольцо, шина и датчик давления в шине. Опорное кольцо закреплено в середине обода посредством элементов с геометрическим замыканием. Это кольцо изготовляется из прочного синтетического материала, которому придается сотовая структура. Борта шины не зажимаются закраинами обода, а устанавливаются в посадочные канавки на нем.

Рис. Конструкция колеса аварийной системы PAX:
1 – опорное кольцо; 2 – шина; 3 – глицериновый гель; 4 – обод колеса.

Принцип действия шины заключается в следующем. При полной или частичной потере воздуха покрышка опирается об опорное кольцо. При этом шина удерживается на ободе благодаря особой форме посадочных канавок. Наиболее опасным является движение автомобиля на поворотах, при котором на боковины шины действуют растягивающие усилия. Сила растяжения Fz вызывает поворот борта шины вокруг его сердечника. В результате создается сила Fw, действующая во внешней зоне борта и прижимающая его к посадочной канавке.

Рис. Колесо с шиной «PAX»:
1 – шина; 2 – плоское металлическое кольцо; 3 – обод:
а – форма шины при полном давлении; б – форма шины при проколе

Рис. Состояние шины при проколе:
А – стандартная шина; Б – шина с несущими бортами; А1 – форма стандартной шины при полном давлении; А2 – форма стандартной шины при потере давления; Б1 – форма шины повышенной мобильности при полном давлении; Б2 – форма шины повышенной мобильности при потере давления; 1 – усиленная боковина

Водитель автомобиля, оборудованного безопасными шинами, может не заметить прокола, поэтому совместно с такими шинами должны устанавливаться системы контроля давления воздуха в шинах.

Диски колес, применяемые на легковых автомобилях, разделяются на стальные и легкосплавные. Стальные колеса изготавли­вают методом штамповки из листово­го металла с последующей сваркой со­ставляющих элементов. Достоинст­вами стальных колес являются сравни­тельно невысокая стоимость и хоро­шие эксплуатационные качества. К не­достаткам следует отнести большую массу колеса и несколько широкое поле допусков на изготовление, что требует тщательной балансировки. Легкосплавные колеса изготавливают методом литья или ковки. Материала­ми для колес являются сплавы на ос­нове алюминия, магния и титана, поэ­тому стоимость таких колес высокая. Колеса на основе магниевых сплавов требуют специального антикоррозион­ного покрытия. Легкосплавные колеса бывают очень разнообразные по кон­струкции, внешнему виду и дизайну.

Рис. Основные размеры диска колеса

Порядок выполнения работы

1.Изучить назначение и устройство колес и шин автомобилей

2.Рассмотреть и уметь объяснить следующие схемы:

2.1.Конструкцию колеса с разъемным и неразъемным ободом

2.2.Конструкцию камерной и бескамерной шины

3. Выписать основные параметры, характеризующие колеса и шины изучаемых автомобилей

3.1.Тип колес

3.2.Тип шин

3.3.Способы крепления запасного колеса

4.Выполнить практическую работу

5.Составить отчет о работе, дать ответ на контрольные вопросы

Как работают колеса? | Колеса и оси

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 февраля 2020 г.

Колеса повсюду в нашем мире
сегодня — в очень очевидных местах (на автомобилях, грузовиках и самолетах), но также спрятаны внутри всего от
компьютерные жесткие диски и стиральные машины для
электрические зубные щетки
и посудомоечные машины.
Шесть тысяч лет назад не было колес
все. Подъем колеса из простого проигрывателя, который помогал людям лепить
глиняные горшки — ключевой компонент в сотнях важных изобретений.
все простым и эффективным способом, который помогает нам фиксировать и
использовать энергию и преобразовывать силы.Рассмотрим подробнее!

Фото: Колесо корабля: Колеса помогают транспортным средствам двигаться, передавая и уменьшая трение.
(как мы объясним ниже), но они также работают как рычаги. Если вы так повернете внешнюю часть колеса, ось
в центре поворачивается медленнее, но с большей силой. Другими словами, большой штурвал помогает моряку повернуть.
руль корабля легче, чем маленькое колесо. Если представить, что каждая спица представляет собой рычаг, легко понять, как работает это колесо. Почему колесо не твердое? Толстые спицы обеспечивают большую прочность при меньшем весе по сравнению со сплошным колесом того же размера.Фото Шеннон Хевин любезно предоставлено ВМС США.

Зачем нужны колеса

Фото: Трение не проблема, когда вы путешествуете по льду, как и пассажир.
этой собачьей упряжке. Но сани не так хорошо двигаются по обычной местности: поэтому колеса
были изобретены. Фото Джо Гольдманн, любезно предоставлено Службой рыболовства и дикой природы США.

В наше время мы полагаем, что должны быть дороги, по которым колеса
путешествовать по. Но колеса впервые стали использовать на тележках именно потому, что
не было ровных путей для надежной транспортировки.До изобретения тележек люди тащили грузы на санях и рамах.
тянутся за животными, такими как лошади и собаки. Сани были
эффективный способ перемещения тяжелых грузов до того, как колеса
изобретены, но трение их тормозит. Рамы, в которые входит нагрузка
притащили и часть понесли, помогите решить эту проблему. А-образный
перетаскивающая рамка, известная как travois, считается изобретенной
тысячи лет назад и коренные американцы использовали его до 19
век. Даже с помощью животной силы трение между неровной землей и корпусом
идет трудно.

Как работают колеса?

Перетаскивание груза с помощью колесной тележки — это далеко
легче, чем таскать его по земле — по двум причинам:

  • Колеса уменьшают трение. Вместо того, чтобы просто скользить по земле, колеса втыкаются и вращаются, поворачивая
    вокруг прочных стержней, называемых осями. Это означает единственное трение
    животные должны преодолеть это место, где встречаются колесо и ось — между относительно гладкой внутренней поверхностью
    колес и одинаково гладкая внешняя поверхность осей вокруг
    которые они поворачивают.
  • Колеса

  • обеспечивают рычаги (другими словами, они являются примерами мультипликаторов силы или простых механизмов). Тележку с большими колесами толкать легче, потому что у нее колеса большего диаметра.
    работают как большие рычаги, увеличивая тянущее или толкающее усилие и делая
    колеса легче вращать вокруг оси — точно так же
    Таким образом, длинный гаечный ключ облегчает ослабление гайки.

Давайте рассмотрим обе эти вещи более подробно.

1. Трение переключения на ось

Когда вы толкаете коробку о землю, возникает сильное трение между нижней частью
коробка и земля внизу, потому что обе поверхности относительно неровные:

Когда вы толкаете тот же ящик, загруженный на тележку с четырьмя колесами, сопротивление намного меньше.Коробка больше не должна скользить
землю, чтобы часть трения исчезла. Однако колеса не устраняют трение полностью, как думают некоторые — это далеко не так! Между четырьмя колесами и землей должно быть трение, иначе они просто соскользнут (как будто что-то толкают по льду). Трение между каждым колесом и землей помогает ему «вкопаться», чтобы колесо могло вращаться.

Тележку толкать легче, потому что единственное реальное трение, с которым вам нужно работать, — это между четырьмя колесами и их осями.Когда вы толкаете тележку, относительно гладкие внутренние поверхности колес вращаются и скользят вокруг относительно гладких внешних сторон осей. Важное слово здесь — smooth ; Ключ к тому, как колеса уменьшают трение, заключается в том, что они могут плавно скользить вокруг своих осей, чем объект может скользить по неровной поверхности. Если бы земля всегда была гладкой, как лед, нам вообще не понадобились бы колеса и оси — мы могли бы просто скользить и скользить везде! Иногда колеса и оси разделены шарикоподшипниками (маленькие сферические шарики из твердого металла, часто смазываемые маслом или консистентной смазкой), которые помогают еще больше уменьшить трение между двумя поверхностями, катаясь в пространстве между ними.Без подшипников или без них трение намного меньше, чем при толкании коробки прямо по земле, и поэтому тележка облегчает перемещение грузов:

2. Обеспечение кредитного плеча

Колеса на тележках помогают и в другом важном отношении: они работают как рычаги. Обод колеса поворачивается на большее расстояние, чем ось, поэтому в случае, когда вы толкаете тележку сзади или тянете ее спереди, на ось действует больше силы, чем на обод. Это означает, что это действительно помогает, если у вашей тележки есть большие колеса, потому что они дают вам больше рычагов, увеличивают вашу толкающую силу и помогают преодолеть силу трения на осях.

Поверните колесо у обода, и прилагаемая вами сила (красная стрелка) умножится, чтобы получить большую силу на оси (синяя стрелка). Чем больше колесо, тем больше эффект, потому что радиус колеса работает как рычаг. Чем больше колесо, тем длиннее рычаг,
и тем больше у вас будет рычагов.

Вместо этого поверните колесо в центре, и оно будет работать в обратном направлении. Теперь обод колеса идет дальше и быстрее. Вот как вы можете использовать колесо побольше, чтобы увеличить скорость.Однако, если вы приложите силу в центре колеса, рычаг будет работать в обратном направлении, и вы получите меньшее усилие на ободе, даже если там вы наберете больше скорости. Как и в случае с шестернями, нельзя одновременно увеличивать силу и скорость. Если вы увеличиваете один из них, вы должны уменьшать другой, иначе вы использовали бы колесо, чтобы получать энергию из воздуха (что нарушает основной закон физики, называемый сохранением энергии).

Кто изобрел колесо?

Люди использовали животных для перевозки задолго до
изобретение колеса и даже до развития человека
поселения и сельское хозяйство на Ближнем Востоке около 8–9 тыс. до н. э.Считается, что в Китае приручили и приручили собак.
13000 г. до н. Э .; лошади были приручены гораздо позже, около 4500 г. до н. э.
Животных, используемых для перевозки людей таким образом, называют звери
бремя.

Никто точно не знает, когда, где и как были изобретены колеса.
Считается, что гончарные круги широко использовались около 7000 лет назад в
Месопотамия (регион Ближнего Востока, в настоящее время в значительной степени оккупированный Ираком):
легко представить, как горшечнику пришла в голову идея после
многократно вращая табурет, чтобы работать над горшком
с разных ракурсов.Мы не знаем, когда гончарный круг был
тоже был изобретен, но некоторые историки считают, что он может датироваться 8000 годом до нашей эры. В начале
форме, это было немного больше, чем поворотный стол или «турнет», установленный на
центральная опора.

Фото: Сделать круглый горшок на гончарном круге намного быстрее и проще,
который также можно использовать для украшения готового горшка. Некоторые колеса медленно поворачиваются вручную; другие быстро вращаются с помощью педали. Фото Дж. Эрика и Эдит Мэтсон любезно предоставлено
Библиотека Конгресса США, Отдел эстампов и фотографий [LC-DIG-matpc-20729].

Возможно, кто-то в конце концов превратил
поверните на 90 градусов, чтобы сделать новый вид транспорта, или
возможно, колесо было полностью изобретено для этой новой цели, но
еще 1000–1500 лет прошло до того, как колеса впервые стали использоваться на телегах.
Скорее всего, кто-то, используя стволы деревьев в качестве катков, реализовал свое дело.
было бы проще, если бы журналы можно было как-то закрепить на месте под
груз, нарезанный, как салями, чтобы им было легче проходить и
вокруг препятствий. Такая эффективная идея должна была получить широкое распространение и
колесо попало в Европу и Азию в следующие
тысячелетие.

Фото: Ранние колеса делали из закругленных срезов стволов деревьев или комков камня.
с прорезанными отверстиями для оси. Такие твердые колеса превратились в более легкие и быстрые полутвердые колеса.
с большой массивной доской посередине и несколькими спицами по диагоналям. Колеса со спицами,
как и модель колеса тележки, показанная здесь, продвинуть идею дальше, отказавшись от
максимально тяжелая масса без ущерба для прочности. Это сделало возможным изобретение быстрых колесниц,
такие как те, которые использовались во времена Римской империи.

Колеса работают более эффективно, если у них ровное дорожное покрытие.
путешествовать по. Римляне первыми начали строительство дорог примерно с 300 г. до н. Э.
способ связать разрозненные части своей империи. Римский
дороги были построены аналогично современным из слоев
различные материалы, в том числе большие валуны для поддержки веса, и
камни меньшего размера, песок и плитка для дренажа. Часто цемент и
бетон (еще один важный римский
технология) были использованы для связывания сыпучих материалов.Сверху имелась износостойкая поверхность из
сплющенные камни, разрезанные и соединенные вместе, как лобзик. Римские дороги
были построены прямыми линиями, чтобы минимизировать время в пути.

Разработка колеса

С точки зрения фундаментальной науки, колеса, на которых
сегодня практически идентичны тем, которые впервые использовались в древности:
хотя и построены из более сложных материалов, они по-прежнему
по существу плоские диски, вращающиеся на твердых осях. Более интересным является
колеса эволюционировали другими путями в диапазоне все более
сложные машины.

Фото: Шестерня произошла от колеса и оси. Поставил много шестерен
вместе, и вы можете преобразовывать силу и скорость в машине всеми способами.

С добавлением зубьев вокруг обода колеса становятся шестернями,
способен изменять крутящий момент (вращательную силу) машины или ее
скорость: шестерни позволяют велосипеду ехать быстро или очень медленно подниматься на холм — при этом велосипедист будет крутить педали с одинаковой скоростью в обоих случаях. Установленные в барабаны колеса могут использоваться как лебедки для подъема воды из колодцев, скал.
из шахт или с якорей на корабли: простые машины такого типа
известные как кабестаны и лебедки.Лебедки с несколькими колесами,
связаны несколькими отрезками каната, становятся шкивами: мощные машины
что значительно увеличивает тяговые силы, позволяя человеку поднимать многие
раз их собственный вес.

Фото: Гидротурбины (как эта с
Плотина Гранд-Кули в штате Вашингтон, США) также произошла от колеса и оси. Фото любезно предоставлено Бюро мелиорации США.

Колеса — сердце турбин
(машины, улавливающие энергию движущейся жидкости или газа): водяные колеса и ветряные мельницы, самые цивилизованные
важные источники энергии машин в средние века, оба развивались
от основного колеса оборачиваясь ось.Двигатели слишком полагаются на колеса
преобразовывать топливо в энергию и управлять транспортным средством: в современном автомобиле
двигатель, например, сгорает топливо в цилиндрах насосов поршней
назад
и далее, вращая ось со смещением от центра, известную как коленчатый вал, который затем
приводит в действие коробку передач и опорные колеса.

За 7000 лет колесо вышло далеко за рамки своего первоначального использования.
как инструмент для изготовления гончарных изделий. Помогая нам перемещать грузы, использовать энергию,
и трансформируйте силы, это простое, но удивительно эффективное изобретение
буквально позволил людям завоевать мир!

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Для читателей постарше
  • Колеса: Иллюстрированная история Эдвина Туниса.Johns Hopkins University Press, 2002. Современное переиздание классической книги 1955 года, в которой показана история колес с древних времен до 20-го века.
Для младших читателей

Это дети в возрасте от 9 до 12 лет, если не указано иное:

  • «Изготовление машин с колесами и осями» Крис Окслейд. Raintree, 2015. Очень хорошее 32-страничное введение под руководством проекта для детей 7–9 лет, в котором колеса рассматриваются в более широком контексте простых машин.
  • Изобретение Лайонела Бендера.Д.К., 2013. Обзор классических изобретений в области механики, электрики и электроники, которые мы склонны принимать как должное. Довольно устаревший и с очень небольшим охватом современных изобретений, но все же разумный обзор древних технологий, включая различные типы колес.
  • Ричард Хаммонд «Все о физике». ДК, 2015. Более легкое и увлекательное введение в физику, предназначенное для такой же аудитории. (Переиздание более ранней книги под названием Можете ли вы почувствовать силу? .)
  • Wheel от Дэвида и Патриции Патрисии Арментроут.CATS, 2009. Простое (32 страницы) введение в колеса и принципы их работы.

Статьи

  • Приветствие колесу, Меган Гамбино, Смитсоновский институт, 17 июня 2009 г. Экскурсия по истории колес.
  • Переделка Колеса: Эволюция Колесницы Джона Нобла Уилфорда, The New York Times,
    22 февраля 1994 г. Увлекательное введение в разработку колес со спицами и боевых колесниц из архива NY Times.

.

Simple Machines — Как работают колеса и оси?

Колесо и ось — одна из шести классических простых машин

Колеса повсюду в нашем современном технологическом обществе, но они также использовались с древних времен. Место, где вы, скорее всего, увидите колесо, находится на автомобиле или прицепе, но колеса используются для множества других целей. Они широко используются в машинах в виде шестерен, шкивов, подшипников, роликов и шарниров. Колесо опирается на рычаг для уменьшения трения.
Колесо и ось — одна из шести классических простых машин, определенных учеными Ренессанса, которые также включают рычаг , шкив , клин , наклонную плоскость и винт .

Прежде чем вы прочитаете это объяснение, которое становится немного техническим, было бы полезно прочитать другую статью по теме, в которой объясняются основы механики.

Сила, масса, ускорение и понимание законов движения Ньютона

История колеса

Колеса вряд ли были изобретены одним человеком и, вероятно, развивались во многих цивилизациях независимо на протяжении тысячелетий.Мы можем только представить, как это произошло. Может быть, какая-то яркая искра заметила, как легко можно скользить по земле с округлыми каменными гальками, или заметила, как легко можно катить стволы деревьев после срезания. Первыми «колесами», вероятно, были катки, сделанные из стволов деревьев и расположенные под большими нагрузками. Проблема с роликами заключается в том, что они длинные и тяжелые, и их приходится постоянно перемещать под нагрузкой, поэтому пришлось изобрести ось, чтобы удерживать на месте более тонкий диск, по сути, колесо.Ранние колеса, вероятно, были сделаны из камня или плоских досок, соединенных вместе в форме диска.

Момент силы

Чтобы понять, как работают колеса и рычаги, нам нужно понять концепцию момента силы . Момент силы относительно точки — это величина силы, умноженная на перпендикулярное расстояние от точки до линии силы.

Почему с помощью колес легче толкать предметы?

Все сводится к уменьшению трения.Итак, представьте, что у вас на земле лежит тяжелый вес. Третий закон Ньютона гласит, что «На каждое действие есть равная и противоположная реакция» . Итак, когда вы пытаетесь толкнуть груз, сила передается через груз на поверхность, на которой он опирается. Это действие. Соответствующая реакция — это сила трения, действующая в обратном направлении, и она зависит как от природы контактирующих поверхностей, так и от веса груза. Это называется статическим трением или трением и применяется к контактирующим сухим поверхностям.Первоначально реакция соответствует действию по величине, и груз не перемещается, но в конечном итоге, если вы толкнете достаточно сильно, сила трения достигает предела и больше не увеличивается. Если надавить сильнее, вы превысите предельную силу трения, и груз начнет скользить. Однако сила трения продолжает противодействовать движению (она немного уменьшается после начала движения), и если нагрузка очень большая и / или соприкасающиеся поверхности имеют высокий коэффициент трения , скольжение может быть затруднено.
Колеса устраняют эту силу трения за счет использования рычага и оси. Им по-прежнему нужно трение, чтобы они могли «оттолкнуться» от земли, по которой они катятся, иначе происходит проскальзывание. Однако эта сила не препятствует движению и не затрудняет качение колеса.

Как работают колеса?

Анализ колеса под действием силы на оси

Этот анализ применим к приведенному выше примеру, где на колесо действует сила или усилие F на оси.

Фиг.1

Сила действует на ось радиусом d.

Фиг.2

Две новые равные, но противоположные силы действуют там, где колесо встречается с поверхностью. Эта техника добавления фиктивных сил, которые нейтрализуют друг друга, полезна для решения проблем.

Фиг.3

Когда две силы действуют в противоположных направлениях, результат известен как пара, а его величина называется крутящим моментом. На диаграмме добавленные силы образуют пару плюс активная сила в месте соприкосновения колеса с поверхностью.Величина этой пары — это сила, умноженная на радиус колеса.

So Torque T w = Fd .

Фиг.4

Здесь много чего творится! Синие стрелки указывают активные силы, фиолетовые — реакции. Крутящий момент T w , который заменил две синие стрелки, действует по часовой стрелке. Снова вступает в действие третий закон Ньютона, и на оси действует ограничивающий реактивный крутящий момент T r .Это происходит из-за трения, вызванного весом на оси. Ржавчина может увеличить предельное значение, смазка снижает его.

Другой пример этого — когда вы пытаетесь открутить гайку, заржавевшую на болте. Вы прикладываете крутящий момент с помощью гаечного ключа, но ржавчина связывает гайку и действует против вас. Если вы приложите достаточный крутящий момент, вы преодолеете реактивный крутящий момент, который имеет предельное значение. Если гайка полностью зажата и вы приложите слишком большое усилие, болт будет выкручиваться.

На самом деле все сложнее и есть дополнительная реакция из-за момента инерции колес, но не будем усложнять ситуацию и предположим, что колеса невесомые!

  • Вес, действующий на колесо из-за веса тележки, составляет W.
  • Реакция на поверхности земли: R n = W
  • Существует также реакция на границе раздела колесо / поверхность из-за силы F, действующей вперед. Это не препятствует движению, но если этого недостаточно, колесо не будет вращаться и будет скользить. Это равно F и имеет предельное значение F f = uR n .

Фиг.5

Две силы, которые создают крутящий момент T w , показаны снова. Теперь вы можете видеть, что это напоминает систему рычагов, как описано выше.F действует на расстоянии d, а реакция на оси составляет F r .
Сила F увеличивается на оси и отображается зеленой стрелкой. Его величина:

.

F e = F (d / a)

Поскольку отношение диаметра колеса к диаметру оси велико, то есть d / a, минимальная сила F, необходимая для движения, пропорционально уменьшается. Колесо эффективно работает как рычаг, увеличивая силу на оси и преодолевая предельное значение силы трения F r .Обратите внимание также на то, что для данного диаметра оси a диаметр колеса увеличивается, F e становится больше. Таким образом, легче толкать что-либо большими колесами, чем маленькими, потому что на оси больше силы, чтобы преодолеть трение.

Что лучше: большие или маленькие колеса?

С

Момент = усилие на оси x радиус колеса

для данной силы на оси, крутящий момент, действующий на оси, больше для больших колес. Таким образом, трение на оси значительно преодолевается, и поэтому легче толкать что-то с большими колесами.Кроме того, если поверхность, по которой катится колесо, не очень плоская, колеса большего диаметра имеют тенденцию устранять недостатки, что также снижает необходимое усилие.

Когда колесо приводится в движение осью, с

Момент = усилие на оси x радиус колеса

следовательно

Усилие на оси = крутящий момент / радиус колеса

Таким образом, для постоянного крутящего момента колеса меньшего диаметра создают большее тяговое усилие на оси, чем колеса большего размера.Это сила, которая толкает автомобиль.

.

Как работают колесные двигатели | HowStuffWorks

До сих пор мы узнали, что комбинация нескольких колесных двигателей может выдавать более 600 лошадиных сил и что они могут получать свою собственную энергию при торможении, но как насчет мгновенной мощности, которая иногда требуется на колесах? Другими словами, обеспечивают ли эти электродвигатели на колесах достаточный крутящий момент для любого применения? В конце концов, крутящий момент играет важную роль во времени отклика и производительности любого автомобиля, не так ли?

В автомобиле, оснащенном электродвигателями на колесах, доступен большой крутящий момент — почти мгновенно.Электродвигатели создают большой крутящий момент, и, поскольку эта сила передается непосредственно на колесо, очень мало теряется при передаче. Каждое колесо может быть оснащено датчиками для определения необходимого крутящего момента в любой момент времени. Подобные системы существуют сейчас в автомобилях на дорогах, но время отклика немного ниже из-за количества задействованных компонентов и более сложных путей электрической связи.

Объявление

В транспортном средстве, оснащенном колесными электродвигателями, несколько основных систем размещены внутри самого колеса.Таким образом, само собой разумеется, что многие из основных компонентов традиционного автомобиля могут быть удалены. В начале этой статьи мы упоминали, что двигатель, трансмиссия, сцепление, подвеска и другие связанные детали могут быть исключены на транспортных средствах, оснащенных колесными электродвигателями, потому что компоненты колесной системы выполняют все эти функции. Эту замену механических функций электрическими функциями часто называют технологией по проводам — например, по проводам или тормозам.

Исключение двигателя дает возможность улучшить дизайн и конструкцию автомобиля. На сегодняшний день испытания системы электрического двигателя в колесах были проведены многими автопроизводителями и технологическими компаниями, включая корпорацию Venturi в Монако для использования в ее концептуальном автомобиле Volage, но о вопросах надежности, долговечности и безопасности трудно сообщить без широкого распространения информации. использование системы.

Для получения дополнительной информации о колесных электродвигателях и компаниях, разрабатывающих и тестирующих эту технологию, перейдите по ссылкам на следующей странице.

.

Как работают автомобили — Как работает автомобильный двигатель

Процесс работы автомобиля намного проще, чем вы думаете. Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания:

  • Аккумулятор заряжается, отправляя
  • Питание стартера, который
  • Поворачивает коленчатый вал, который
  • Приводит в движение поршни
  • При перемещении поршней двигатель заводится и тикает более
  • Вентилятор всасывает воздух в двигатель через воздушный фильтр
  • Воздушный фильтр удаляет грязь и песок из воздуха
  • Очищенный воздух втягивается в камеру, куда добавляется топливо (бензин или дизельное топливо)
  • Эта топливно-воздушная смесь (парообразный газ) хранится в камере
  • .

  • Водитель нажимает на педаль акселератора
  • Дроссельная заслонка открыта
  • Газовоздушная смесь проходит через впускной коллектор и распределяется через впускные клапаны в цилиндры.Распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов.
  • Распределитель зажигает свечи зажигания, воспламеняя топливно-воздушную смесь. Возникающий в результате взрыв заставляет поршень опускаться, что, в свою очередь, вызывает вращение коленчатого вала.

В цилиндрах происходит магия, которая придает мощность и движение колесам автомобиля. В большинстве автомобильных двигателей используется четырехтактный цикл сгорания. Этот цикл начинается с поршня в верхней части цилиндра. Тогда:

Внутри цилиндра автомобиля

Inside A Car Cylinder

Четырехтактный цикл сгорания

Four Stroke Combustion Cycle

Такт всасывания: впускной клапан открывается, и поршень движется вниз, позволяя топливно-воздушной смеси попасть в открытое пространство.

Ход сжатия: поршень движется вверх. Это сжимает топливно-воздушную смесь, вытесняя ее в меньшее пространство. Сжатие заставляет топливно-воздушную смесь взрываться с большей силой.

Силовой цикл: искра от свечи зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. Взрыв толкает поршень вниз по цилиндру.

Выпускной цикл: выпускной клапан открывается, и поршень перемещается обратно в верхнюю часть цилиндра, вытесняя выхлопные газы.

Нижняя часть каждого поршня прикреплена к коленчатому валу.

Когда поршни перемещаются вверх и вниз, они вращают коленчатый вал, который после передачи усилия через трансмиссию вращает колеса.

Большинство автомобилей имеют как минимум четыре цилиндра. У более мощных машин больше. Например, у V6 шесть цилиндров, а у V8 восемь.

Чем сильнее водитель нажимает на педаль акселератора, тем больше топливно-воздушной смеси проходит в цилиндры и тем больше вырабатывается мощности.

Что такое количество оборотов в минуту?

Четырехтактный цикл повторяется тысячу раз в минуту. Эти повторы более известны как Revs.

Счетчик оборотов показывает, сколько тысяч раз в минуту повторяется цикл.

Car Engine Uncovered

Car Gears - Transmission

Трансмиссия

Управляет мощностью, содержащейся в коленчатом валу, прежде чем она поступает на колеса, и позволяет водителю управлять скоростью / мощностью автомобиля, предоставляя различные соотношения скорость / мощность, известные как шестерни.

Итак, первая передача дает большую мощность, но небольшую скорость, тогда как пятая передача дает небольшую мощность, но большую скорость.

Коленчатый вал соединяется с трансмиссией только тогда, когда автомобиль находится на передаче и сцепление включено. Если вы нажмете на сцепление, коленчатый вал отсоединится от коробки передач.

Трансмиссия соединена с выходным валом, который соединен с осями, соединенными с колесами. Когда трансмиссия вращает выходной вал, это поворачивает оси, которые, в свою очередь, вращают колеса.

Прочие ключевые компоненты автомобилей и двигателей

Генератор : превращает механическую энергию в электрическую. Эта энергия приводит в действие электрическую систему автомобиля, от фар до дворников. Он также заряжает автомобильный аккумулятор. Ремень, который вращается после запуска двигателя, приводит его в действие.

Тормоза : в автомобилях используются барабанные или дисковые тормоза. Дисковые тормоза используют суппорт для нажатия на диск колеса, чтобы замедлить колесо. Барабанные тормоза работают по тому же принципу, однако барабанный тормоз давит на внутреннюю часть барабана.

Распредвал : управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов.

Система охлаждения : автомобильные двигатели выделяют много тепла. Это тепло необходимо контролировать. Для этого вода прокачивается через проходы, окружающие цилиндры, а затем через радиаторы для охлаждения.

Распределитель : приводит в действие катушку зажигания, заставляя ее зажигать точно в нужный момент. Он также распределяет искру по нужному цилиндру и в нужное время.Если синхронизация отстает на долю, двигатель не будет работать должным образом.

Выхлопная система : после сжигания топливно-воздушной смеси оставшийся газ попадает в выхлопную систему и удаляется из автомобиля. Если присутствует каталитический нейтрализатор, выхлопные газы проходят через него, а любое неиспользованное топливо и другие определенные химические вещества удаляются.

Ручной тормоз : это отдельная система от ножного тормоза. Как правило, он устанавливается на полу автомобиля и соединяется тросом с двумя задними колесами.

Прокладка головки : головка цилиндра (блок, который герметизирует все верхние части цилиндров) и блок двигателя (который содержит основные корпуса цилиндров) представляют собой отдельные компоненты, которые должны легко стыковаться друг с другом. Прокладка головки — это кусок металла, который находится между ними и соединяет их.

Масло : двигатель автомобиля состоит из множества движущихся частей. Масло смазывает эти детали и позволяет им плавно двигаться. В большинстве автомобильных двигателей масло откачивается из масляного поддона через фильтр, удаляющий любую грязь, а затем под высоким давлением разбрызгивается на подшипники и стенки цилиндров.Затем масло стекает в поддон, где процесс начинается заново.

Регулятор : регулирует количество энергии в генераторе.

Амортизаторы : также известные как амортизаторы, устанавливаются между кузовом и осью автомобиля, чтобы предотвратить чрезмерное качение и раскачивание кузова автомобиля во время движения.

Подвеска : противодействует ударам неровностей дороги. Без такой системы автомобиль, конечно, будет отклоняться каждый раз, когда шины наезжают на неровность или выбоину.Система состоит из пружин и амортизаторов. Пружины поглощают любую энергию, выделяемую, когда шины катятся по неровностям, а амортизаторы поглощают энергию пружин. Это обеспечивает устойчивость и устойчивость основного корпуса автомобиля.

Ремень ГРМ : ремень, соединенный как с распределительным валом, так и с коленчатым валом, гарантирующий, что они работают синхронно друг с другом.

В чем разница между бензиновым и дизельным двигателем?

В бензиновых двигателях топливо смешивается с воздухом, а затем нагнетается в цилиндры, где топливно-воздушная смесь сжимается поршнями и воспламеняется свечами зажигания.В дизельном двигателе воздух сжимается перед добавлением в него топлива. Когда воздух сжимается, он нагревается. Это означает, что когда топливо добавляется к сжатому воздуху, он становится очень горячим и топливно-воздушная смесь воспламеняется автоматически. Таким образом, в дизельном двигателе нет свечей зажигания, так как давление используется для воспламенения топливно-воздушной смеси.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о