Назначение и принцип действия колес
Колеса представляют собой устройства, осуществляющие непосредственную связь автомобиля с дорогой. Они обеспечивают движение автомобиля, его подрессоривание, изменение направления движения и передачу вертикальных нагрузок от автомобиля на дорогу.
В зависимости от выполняемых функций колеса разделяются на ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые) и поддерживающие.
Ведущие колеса преобразуют крутящий момент, подводимый от двигателя через трансмиссию, в силу тяги, а свое вращение в поступательное движение автомобиля. Ведомые колеса, воспринимающие толкающее усилие от рамы, преобразуют поступательное движение автомобиля в свое качение.
Автомобильное колесо в сборе (рис. 141) состоит из пневматической шины 1, обода 4, диска 2 и ступицы 3.
Пневматическая шина 1 является наиболее важным элементом автомобильного колеса. При качении жесткого колеса по твердой дороге его ось копирует профиль дороги. Удары колеса о неровности дороги полностью передаются колесом подвеске. Иной характер имеет качение колеса по жесткой дороге на пневматической шине. В нижней части и особенно в месте контакта эластичная шина деформируется. При этом небольшие неровности увеличивают деформацию шины и не влияют на положение оси колеса. Значительные неровности и сильные толчки вызывают не только увеличенную деформацию шины, но и плавное перемещение оси колеса. Такая способность пневматической шины плавно изменять характер воздействия дороги на ось колеса называется ее оглаживающей, или нивелирующей способностью.
Сглаживающая способность обеспечивается упругими свойствами сжатого воздуха, находящегося в шине. Сжатый воздух способен поглощать значительную энергию удара шины о неровность дороги при сравнительно небольшом размере шины. Причем восприятие энергии удара сопровождается незначительным временным возрастанием внутреннего давления . воздуха, а также повышением его температуры. Чем ниже внутреннее давление воздуха (до определенного предела), тем^ лучше шина поглощает толчки от неровностей дороги. Таким образом, пневматическая шина совместно с подвеской смягчает и поглощает толчки и удары от неровностей дороги.
В процессе качения колеса шина деформируется под воздействием различных непрерывно изменяющихся сил. Когда часть шины выходит из кон-

такта с Дорогой, часть энергии, затраченной на деформацию шины, теряется на внутреннее трение в резине, превращаясь в теплоту. 11агрев вредно отражается на свойствах шины, и ее износ увеличивается. Потери энергии зависят от конструкции шины, внутреннего давления воздуха в ней, нагрузки, скорости движения и передаваемого крутящего момента. Чем больше деформация шины, тем больше потери на внутреннее трение и тем большая мощность затрачивается па движение автомобиля. Для уменьшения деформации и необратимых потерь давление воздуха в шине надо увеличивать.
Для удовлетворения требований по обеспечению высокой сглаживающей способности шины, с одной стороны, и по уменьшению необратимых потерь на внутреннее трение, с другой стороны, давление воздуха в шинах каждого типа устанавливают с учетом их конструктивных особенностей и условий эксплуатации.
Давление воздуха в шинах является их важнейшим эксплуатационным параметром, обеспечивающим длительный срок службы пневматических шин и экономичный расход топлива. Максимально допустимое давление воздуха в шинах легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемности находится в пределах 0,14—0,25 МН/м2 и редко достигает 0,325 МН/м2. В шинах грузовых автомобилей, автобусов и прицепов оно составляет 0,33—0,56 МН/м2, реже 0,6 МН/м2. На автомобилях высокой проходимости используются шины с переменным (регулируемым) давлением воздуха. Оно в зависимости от дорожных условий может изменяться в пределах 0,05—0,35 МН/м2.
По способу герметизации внутренней полости шины делятся на камерные и бескамерные. Первые имеют наибольшее- применение, а вторые используются в основном на легковых автомобилях.
В зависимости от формы профиля шины могут быть тороидные (наиболее распространенные), широкопрофильные, арочные и пнев-мокатки. Арочные шины и пневмокатки устанавливают для повышения проходимости автомобилей.
Нити корда у шины могут иметь диагональное и радиальное расположение. Первые применяются широко, вторые начинают все больше распространяться (шины типа Р и РС).
Пневматическая шина устанавливается на жесткую посадочную часть колеса. Ею является металлический обод 4, который через соединительный элемент — диск 2 связывается со ступицей 3.
В зависимости от конструкции соединительного элемента колеса подразделяются на дисковые, спицевые и бездисковые. Дисковые колеса являются наиболее распространенными, бездисковые колеса используются на автомобилях большой грузоподъемности, а спицевые имеют ограниченное распространение на некоторых легковых и гоночных автомобилях.
Ступицу обычно устанавливают на двух конических роликоподшипниках на поворотной цапфе (передние мосты) или на кожухе полуоси (задние мосты). В некоторых случаях, когда ступица отсутствует (задние колеса легковых автомобилей), вращающейся посадочной частью колеса является фланец полуоси, размещенной в балке моста па подшипниках,
Рис. 141. Схема автомобильного колеса

В зависимости от типа колеса ступицы могут быть фланцевые, спицевые и барабанные. Первые используются для дисковых и спице-вых колес, а вторые и третьи — для бездисковых колес.