Глава 1. Механика автомобильного колеса Физико-механические свойства почвы

Физико-механические свойства почвы, взаимодействующей с движителем (колесом), за­висят от её плотности, влажности и других факторов. К свойствам почвы, оказывающим наибольшее влияние на тяговые и экономические показатели автомобиля, могут быть отнесены:

• сопротивление смятию и сдвигу;

• трение между почвой и колесами;

• липкость.

Эти свойства почвы зависят в основном от размеров и формы составляющих её твердых частиц, от её пористости и влажности.

В механическом составе наиболее часто встречающихся землистых почв различают следующие основные фракции:

- песчаные с размером зерен от 2 до 0,05 мм;

• пылевато-илистые с размером зерен от 0,05 до 0,005 мм;

• глинистые с размером зерен меньше 0,005 мм.

Глинистые частицы сообщают почве большую прочность при малой влажности, а также пластичность и липкость во влажном состоянии.

По структуре почвы можно разделить на две группы:

1. сыпучие с раздельно-зернистым строением (песок);

2. связные, в которых частицы разделены порами (до 1 ммв диаметре), полостями и пустотами (иногда превышающими в диаметре 10мм).

Воздействие колес на почву вызывает деформации смятия и сдвига. Смятие почвы характеризуют коэффициентом удельного сопротивления смятию (сжатию), который показывает, при каком напряжении происходит вдавливание контрольного штампа в почву на глубину 1 см.

Сопротивление почвы сдвигу складывается из сопротивления частиц смещению в стороны или разрушению их и из сопротивления перемещению слоя почвы по плоскости среза. Таким образом, при сдвиге должны быть преодолены силы сцепления и силы внутреннего трения между частицами грунта.

Сопротивление почвы сдвигу меняется с изменением влажности. Оптимальная влажность почвы в отношении тягового сопротивления соответствует 40…60%. Характер взаимодействия колеса с влажной грунтовой дорогой зависит от режима движения автомобиля. Чем выше скорость автомобиля, тем меньше длительность воздействия колеса и, следовательно, деформация - опорной поверхности. Поэтому в общем случае при больших скоростях поступательного движения автомобиля на влажном грунте его проходимость и тяговые свойства возрастают.

Общие сведения об автомобильном колесе

Автомобильное колесо представляет собой шину, надетую на металлический (или иной, равноценный по прочности) обод, при этом внутреннее герметизированное пространство шины заполнено воздухом под определенным давлением. Маркировка автомобильных шин зависит от их типа. В современных автомобилях применяются шины трех основных типов:

- тороидные (H=B);

- низкопрофильные (Н<B);

- широкопрофильные (шины автомобилей высокой проходимости).

Тороидные шинымаркируются двумя цифрамиВ – dв дюймах или миллиметрах (inилиmm). Пример:6,15 – 13 (обозначение дюймов не приводится, отличить метрические размеры от дюймовых можно только по порядку цифр). Первая цифра обозначает - ширину профиля шиныВ, вторая - диаметр ободаd(рис.1). Эти размеры могут приводиться в дюймах, миллиметрах или смешанно - первый размер в миллиметрах, второй в дюймах. (Пример: 6,45 - 13. Здесь оба размера приведены в дюймах, ширина шиныВсоставляет 6,45 дюйма, диаметр ободаd= 13 дюймов. Эта же шина может маркироваться размером 165 - 13. В этом случае размер ширины профиля шины приведен вмм, а диаметр обода - в дюймах. Может встретиться вариант маркировки 165 - 330. В этом случае все размеры приведены вмм.

Рис.1. Основные геометрические параметры автомобильного колеса.

Низкопрофильные шины маркируются тремя цифрами, из которых первая обозначает ширину профиля шины, вторая - процентное отношение высоты профиля шины к ее ширине (серия шины), а третья - диаметр обода. Первый и третий размер также могут приводиться в дюймах, миллиметрах или смешанно - первый размер в дюймах, второй в миллиметрах. (Пример: 6,75/80-14 или для той же шины 170/80-14, или 170/80-355). В обозначении радиальных шин присутствует буква R перед посадочным диаметром.

Широкопрофильные шиныприменяются на грузовых автомобилях высокой проходимости. Маркируются они тремя цифрами (D×B–d), из которых первая обозначает наружный диаметр шины, вторая - ширину профиля шины, а третья - диаметр обода. У широкопрофильных шин все размеры приводятся только в миллиметрах. Пример: 1500×550 – 630.

Для специальных машин, работающих в особо тяжелых условиях, иногда применяют арочные шины, которые маркируются так же, как широкопрофильные шины.