Что такое статический радиус шины

В общем случае колесо автомобиля состоит из жесткого обода, эластичных боковин и контактного отпечатка. Контактный отпечаток шины представляет собой элементы шины, контактирующие с опорной поверхностью в рассматриваемый момент времени. Его форма и размеры зависят от типа шины, нагрузки на шину, давления воздуха, деформационных свойств опорной поверхности и ее профиля.

В зависимости от соотношения деформаций колеса и опорной поверхности возможны следующие виды движения:

— эластичного колеса по недеформируемой поверхности (движение колеса по дороге с твердым покрытием);

— жесткого колеса по деформируемой поверхности (движение колеса по рыхлому снегу);

— деформируемого колеса по деформируемой поверхности (движение колеса по деформируемому грунту, рыхлому снегу с пониженным давлением воздуха).

В зависимости от траектории возможны прямолинейное и криволинейное движения. Заметим, что сопротивление криволинейному движению превышает сопротивление прямолинейному. Это особенно касается трехосных автомобилей с балансирной задней тележкой. Так, при движении трехосного автомобиля по траектории с минимальным радиусом на дороге с высоким коэффициентом сцепления остаются следы от шин, с выхлопной трубы идет черный дым, резко увеличивается расход топлива. Все это является следствием возростания сопротивления криволинейному движению в несколько раз по сравнению с прямолинейным.

Ниже нами рассмотрены радиусы эластичного колеса для частного случая- при прямолинейном движении колеса на недеформируемой опорной поверхности.

Существуют четыре радиуса автомобильного колеса:

1) свободный; 2) статический; 3) динамический; 4) радиус качения колеса.

Свободный радиус колеса — характеризует размер колеса в ненагруженном состоянии при номинальном давлении воздуха в шине. Этот радиус равен половине наружного диаметра колеса

где r_c – свободный радиус колеса в м;

Д_н – наружный диаметр колеса в м, который определяется экспериментально при отсутствии контакта колеса с дорогой и номинальном давлении воздуха в шине.

В практике этот радиус используется конструктором для определения габаритных размеров автомобиля, зазоров между колесами и кузовом автомобилем при его кинематике.

Статический радиус колеса – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса на месте. Определяется экспериментально или рассчитывается по формуле

где r_cт – статический радиус колеса в м;

d – посадочный диаметр обода колеса в м;

l_z— коэффициент вертикальной деформации шины. Принимается для тороидных шин l_z=0,85…0,87; для шин регулируемого давления l_z=0,8…0,85;

Н – высота профиля шины в м.

Динамический радиус колеса r_d – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса во время движения. При движении колеса по твердой опорной поверхности с малой скоростью в ведомом режиме принимается

Радиус качения колеса r_к – путь, проходимый центром колеса, при его повороте на один радиан. Определяется по формуле

r_к = ,

где S – путь, проходимый колесом за один оборот в м.;

2p — число радиан в одном обороте.

При качении колеса на него могут действовать крутящий М_кр и тормозной М_т моменты. При этом крутящий момент уменьшает радиус качения, а тормозной – увеличивает.

При движении колеса юзом, когда имеется путь и отсутствует вращение колеса, радиус качения стремится к бесконечности. Если происходит буксование на месте, тогда радиус качения равен нулю. Следовательно, радиус качения колеса изменяется от нуля до бесконечности.

Экспериментальная зависимость радиуса качения от приложенных моментов представлена на рис.3.1. На графике выделим пять характерных точек: 1,2,3,4,5.

Точка 1 – соответствует движению колеса юзом при приложении тормозного момента. Радиус качения в этой точке стремится к бесконечности. Точка 5- соответствует буксованию колеса на месте при приложении крутящего момента. Радиус качения в этой точке приближается к нулю.

Участок 2-3-4 – условно ли-нейный, а точка 3 соответствует радиусу r_ко при качении колеса в ведомом режиме.

Радиус качения колеса на этом линейном участке определяется по формуле

где l_т – коэффициент тангенциальной эластичности шины;

M — приложенный к колесу момент в Н.м.

Знак « + » брать, если к колесу приложен тормозной момент, а знак « — » — если крутящий.

На участках 1-2 и 4-5 не существует зависимостей для определения радиуса качения колеса.

Для удобства изложения материала в дальнейшем введем понятие «радиус колеса» r_к,, имея ввиду следующее: если определяются параметры кинематики автомобиля (путь, скорость, ускорение), то под радиусом колеса понимается радиус качения колеса; если определяются параметры динамики (сила, момент), то под этим радиусом понимается динамический радиус колеса r_d . С учетом принятого в дальнейшем динамический радиус и радиус качения будет обозначаться r_к,

Дата добавления: 2016-05-11 ; просмотров: 4826 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Международные правила обозначения шин (Правила 30 еэк оон)

Согласно данному Правилу в маркировку автомобильных шин вводятся дополнительные индексы скорости и их несущей способности. Некоторые индексы скорости и несущей способности автомобильных шин представлены в приведенной ниже таблице.

Читайте также: Когда надо мерить давление в шинах

Некоторые индексы скорости и несущей способности автомобильных шин:

Примечание: Нагрузка на колесо G_к – это полный вес автомобиля, приходящийся на одно колесо.

Примеры обозначения шин согласно Правилу 30 ЕЭК ООН:

— 175/80R16Q88 – шины для «Нивы»;

— 175/80R16СN106 – шины для «Газели».

Свободный радиус колеса

Свободный радиусr₀ – это радиус колеса, находящегося в свободном (не нагруженном) состоянии. Например, для низкопрофильной шины типа 205/70-14 78S(обозначение шины приведено согласно Правила 30 ЕЭК ООН) этот радиус отыщется как:

r₀= (0,5×14×25,4 + 205×0,7)×10 –3 = (177,8 + 143,5)×10 –3 = 0,321м.

Статический радиус колеса

Одним из определяющих факторов при проведении расчетов эксплуатационных свойств автомобиля является величина от центра колеса до опорной поверхности неподвижного колеса, нагруженного нормальной нагрузкой (вес неподвижного автомобиля). Строго говоря, учитывая, что шина эластична и при приложении нагрузки деформируется, эта величина представляет собой расстояние от центра колеса до хорды, однако в теории автомобиля эту величину принято называть статическим радиусом (r_ст). В технических данных часто величина статического радиуса не приводится, а вместо нее указывается маркировка шины. Очевидно, что если обозначить диаметр обода — d, ширину профиля шины — B, процентное отношение высоты профиля шины к ее ширине (серия шины) — П, наружный диаметр шины — D, то статический радиус определится как:

;

;

.

Здесь: — коэффициент радиальной деформации шины. Для шин легковых автомобилей с внутренним давлением в диапазоне 0,15 — 0,25МПа в первом приближении можно принять = 0,15, для шин грузовых автомобилей с внутренним давлением 0,5МПа = 0,1.

Свойства пневматической шины

Пневматическую шину широко применяют благодаря её амортизирующим свойствам. Они значительно смягчают толчки от неровностей дороги.

От физико-механических свойств шины зависят такие эксплуатационные показатели автомобиля, как грузоподъемность, экономичность, управляемость, проходимость и др. В конечном итоге все эти показатели определяются значением и видом деформации шины под действием внешних сил.

Различают четыре вида деформаций пневматической шины: радиальную (нормальную), окружную (тангенциальную), поперечную (боковую) и угловую.

Радиальная деформация шиныизмеряется её нормальным прогибомh_н, равным разности свободного(r₀ ) и статического (r_ст) радиусов колеса:

Под действием статической вертикальной нагрузки (веса неподвижного автомобиля) в результате деформации эластичной конструкции шины уменьшается расстояние от оси колеса до опорной поверхности.

Нормальный прогиб– одна из важнейших характеристик шины, определяющих её нагрузочную способность и плавность хода. С увеличением прогиба повышаются напряжения в элементах конструкции шины, снижается усталостная прочность и срок её службы. Наибольшее допустимое значение нормальной нагрузки, при котором, несмотря на радиальную деформацию, обеспечивается заданный срок службы шины при заданном давлении воздуха в ней, принято называть грузоподъемностью шины. Величина нормальной нагрузки регламентирована ГОСТом или Правилами 30 ЕЭК ООН (для АТС иностранного производства).

Тип и параметры ведущих колес для автомобилей выбираются (таблица 1) в соответствии с нормальной нагрузкой на них. Стандартом предусмотрено несколько допустимых нагрузок на шину в зависимости от давления воздуха в ней. При выборе шины для рассчитываемой машины необходимо руководствоваться следующим правилом. Полученная расчетом нормальная нагрузка на шину не должна превышать максимально допустимую по стандарту при наименьшем давлении воздуха в ней из числа значений предусмотренных стандартом.

При определении нагрузки на ведущее колесо следует предусмотреть максимально возможную загруженность в эксплуатации машины с учетом её технологического назначения.

При равномерном статическом распределении веса автомобиля по осям максимальную нагрузку на одно колесо следует определять, исходя из возможного её перераспределения в эксплуатации. В этом случае учитывается нагрузка на ведущее колесо от силы тяжести автомобиля и перевозимого груза, а также от вертикальной составляющей тягового усилия на сцепке прицепа.

Параметры выбранной шины сверяют с типом и параметрами ведущих колес у машины-прототипа. При сопоставлении параметров выбранного колеса и колеса прототипа следует иметь в виду, что заводы-изготовители грузовых автомобилей иногда применяют увеличенный размер шин (если позволяют предъявляемые к автомобилю требования). «Переразмеренные» шины более долговечны, оказывают меньшее давление на почву и придают машине более высокие тяговые свойства. Применение подобных шин наиболее целесообразно на грузовых автомобилях, эксплуатирующихся на грунтовых дорогах или дорогах с плохим покрытием.

Параметры автомобильных шин (ГОСТ 7463-89)

Основные сведения по подбору и эксплуатации автомобильных колёс

Несколько лет назад мы подготовили материал из серии своеобразного «автоликбеза», посвящённый автомобильным колёсам, без которых невозможно движение ни одного автомобиля в мире. Однако опять наступил апрель – буйный период массовой сезонной переобувки. И мы вновь возвращаемся к теме шин и дисков, где не только повторим основные моменты, но и постараемся уточнить и дополнить полезную для самых разных автомобилистов информацию.

Читайте также: Шины для автомобиля тойота

В этом материале мы постарались сгенерировать краткое справочное пособие, в котором сгруппировали основные сведения, касающиеся подбора и эксплуатации автомобильных колёс. Мы дополнили информацию некоторыми новыми деталями, разобрали характерные заблуждения и ошибки, ответили на часто задаваемые вопросы и приправили всё это некоторыми наблюдениями, полученными в ходе многочисленных «шинных» спецпроектов нашего издания. В принципе, мы старались охватить вопросы, связанные со всеми типоразмерами шин – от «малых легковых» до «больших грузовых». Начнём с основных принципов крепления колеса.

Посадочные и монтажные данные

Основной параметр, который определяет крепление колёсного диска к ступице – расстояние между центрами крепёжных отверстий, в международной классификации он называется PSD, иногда применяют термин сверловка колеса. Вместе с межцентровым расстоянием одновременно указывается количество крепёжных отверстий, например 4х101,2. Это означает, что колёсный диск имеет четыре отверстия с межцентровым расстоянием 101,2 мм, т. е. 101,2 мм есть диаметр условной окружности, проходящей через центры крепёжных отверстий. Значения PSD стандартизированы по принципу рядов предпочтительных чисел, а значит этот параметр может совпадать на автомобилях разных марок и моделей. Иногда встречаются колёсные диски с очень близкими значениями PSD, например 4х98 или 4х100 мм. Пытаться установить на автомобиль диск, имеющий близкое, но не «родное» значение PSD – грубейшая ошибка. Самое безопасное последствие – повреждение крепёжных болтов или шпилек, дальше хуже – повреждение резьбы ступицы, неверная центровка колеса, приводящая к биению и повреждение диска, не подлежащее ремонту. Существует распространённое заблуждение, что центровка колёсного диска обеспечивается центральным отверстием. Нет! За это отвечает только крепёж! Проставочные кольца, часто входящие в комплект поставки некоторых унифицированных колёс, служат только для удобства установки.

Радиус и посадочный диаметр шины

Часто выражаются – «колёса такого-то радиуса». Посчитаем. Итак, например, «радиус» 22,5 дюйма – это примерно 57 см, т. е. диаметр только диска будет 114 см, добавьте к этому ещё высоту профиля шины с обеих сторон, получится суммарный диаметр колеса что-то около 160 см – это средний рост человека в позапрошлом веке, для образного восприятия объекта. Вот, оказывается, какие здоровенные колёса могут быть! Конечно же это ошибка: в маркировке указывается посадочный диаметр, т. е. внутренний размер шины или наружный диска. Многие ошибочно полагают, что буква R означает радиус шины, но это обозначение именно радиальной конструкции автошины. Бывает ещё диагональная конструкция (обозначается буквой D), но сегодня она мало распространена.

Индексы нагрузки автомобильных шин

Статический и динамический радиус, профиль и ширина

На один и тот же автомобиль в зависимости от комплектации, мощностной настройки двигателя, уровня базового оснащения, могут быть установлены диски разного посадочного диаметра. Соответственно высота и ширина профиля шины могут отличаться. Статический радиус колеса – постоянная величина, заданная конструкторской документацией. Динамический радиус изменяется постоянно с каждым оборотом колеса в процессе движения автомобиля. На эту величину влияет множество внешних факторов: нагрузка и её перераспределение, скорость, давление в шине, поперечный и продольный профиль дорожного покрытия, температура воздуха.

Маркировка типоразмеров шин на примере 245/45 R17 94 Н:

245 ширина шины в мм,

45 отношение высоты профиля к ширине 45%,

R шина с радиальным кордом,

17 диаметр колеса (диска) в дюймах,

94 индекс нагрузки, до 670 кг,

Н индекс скорости шины, до 210 км/ч

Профиль шины – величина относительная (см. нашу справку о маркировке автошин), что важно учитывать при подборе резины. Пример. Если вы вместо типоразмера 205/55 R16 захотите поставить автошины с размером 215/55 R16, то увеличится не только ширина покрышки, но и высота! Что в большинстве случаев недопустимо (за исключением, когда оба типоразмера предусмотрены конструкцией). Установка колёс увеличенного статического радиуса и ширины, если это не предусмотрено конструкцией, приведёт к тому, что в повороте и при длинном ходе подвески колесо может задевать различные конструктивные элементы автомобиля, и даже повредить их, к тому же «уедут» некоторые расчётные конструктивные параметры, такие как кастор, клиренс, удельное давление в пятне контакта, что скажется на управляемости, а показания спидометра будут заниженными. Установка колёс меньшего размера, что предусмотрено конструкцией, увеличит нагрузку на шины и снизит эксплуатационную надёжность, опять же пострадают кастор и дорожный просвет, а спидометр будет грешить в большую сторону. Теперь вспомним ещё об одном параметре колёсного диска, который именуется «вылет».

Индексы скорости автомобильных шин

Вылет наоборот

Это довольно важный параметр, от которого опять же зависят управляемость автомобиля и срок службы ряда смежных компонентов. Вылет колеса обозначается буквами ЕТ и измеряется в мм, значение вылета, как правило, указывается на диске. Это расстояние от центральной плоскости обода до плоскости соприкосновения диска со ступицей. Чем это значение больше, тем сильнее колесо утоплено внутрь, к центру габаритной ширины, соответственно, чем меньше вылет, тем сильнее колёса выступают наружу из своих арок. Вылет – конструктивно расчётный параметр, определяющий плечо нагрузки на подшипники ступицы и геометрию траектории поворота. Использование колёс с неподходящим для данного автомобиля вылетом сокращает срок службы подшипников, меняет геометрическое значение колеи, что может повлиять на устойчивость, управляемость и проходимость легкового автомобиля. Для грузовика, особенно тяжёлого, конструктивная вариативность этого важного параметра уменьшается с ростом тоннажа техники, поэтому влияние вылета не так заметно, как на маленьких машинах. Но повышенный износ всё равно проявит себя, и опять же «неправильные» колёса могут в повороте цеплять неподвижные части авто, ограничивать конструктивно допустимые углы поворота управляемых колёс.

Из нашего опыта шинных проектов

За годы через наш журнал прошло несколько экспериментальных проектов, связанных с испытаниями и ходимостью автомобильных шин. Делимся наиболее интересными обобщёнными выводами и наблюдениями.

Только у самых маленьких грузовиков комплект шин насчитывает всего четыре штуки, не считая «запаски». Даже для переобувания «ГАЗели» потребуется комплект минимум из шести шин. Стандартному автопоезду с полуприцепом необходимо не менее 12 единиц, без учёта запасных, да ещё и адресованных для конкретных осей. А ведь случаются в нашей жизни и грузовики с колёсными формулами 10х4, которые тягают четырёхосные прицепы… Проведённые нами многочисленные испытания ходимости автомобильных шин однозначно свидетельствуют о том, что ни один комплект не дошёл до финиша без потерь, никак не связанных с качеством продукции. Отдельные шины в каждом из проектов были загублены непредсказуемыми дорожными обстоятельствами. Поэтому рекомендуем, особенно для автопарков, остановиться, если это возможно, на шинах одной марки – проще и дешевле обеспечить взаимозаменяемость.

Пробег качественных шин до полного износа у легковых автомобилей и грузовичков на их базе – около 70 000 км. Резина большегрузов живёт значительно дольше – до 400 000 км. Существуют модели шин, предназначенных для использования на рулевой оси седельного тягача или для осей полуприцепа. Целесообразно при достижении примерно 50% износа снимать такие шины с рулевой оси и переставлять на полуприцеп: шины служат тогда максимально долго и безопасность на высоте. Дело в том, что рулевая ось хоть и менее нагружена массой, но более чувствительна к регулировке углов установки колёс, плюс фактор рулевого управления дополнительно влияющий на износ при повороте пятна контакта. На типовом трёхосном полуприцепе наиболее нагружена средняя ось.

Шины ведущих осей в наших условиях выхаживают редко более 250 000 км. Формально их после такого пробега ещё можно использовать, даже протектор может оставаться в требуемой глубине, но сцепные свойства оставляют желать лучшего.

Грузовые «малыши» категории «В», несмотря на полную массу автомобиля до 3500 кг требуют установки шин с индексом «С» после маркировки посадочного диаметра. Это не индекс скорости, а обозначение усиленной конструкции для коммерческого транспорта. Такие шины дороже и отличаются менее «скоростным» рисунком протектора. Использование обычных шин подходящего типоразмера, даже если соответствует индекс нагрузки, вместо предусмотренных конструкцией «коммерческих» не имеет смысла – износ идёт лавинообразным темпом…

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/chto-takoe-staticheskiy-radius-shiny

  💡 Видео

  Типичная ошибка при балансировке колеса - разбираем на наглядном экспериментеСкачать

  

  Как балансировать колеса в домашних условиях Балансировка колеса статическая. простое приспособлениеСкачать

  

  Не ставь БОЛЬШИЕ шины пока не узнаешь ЭТО !Скачать

  

  размер колёс как правильно выбирать колеса и понять размер пакрышкиСкачать

  

  Сделайте так и колесо больше не будет спускать..Скачать

  

  АвтоОрск / АвтоГаджеты / Почему нельзя ставить колеса больше заводских?Скачать

  

  Диаметр шины. Как измерять диаметр шины?Скачать

  

  НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ ШИНЫ ЭТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ КАЖДЫЙ АВТОМОБИЛИСТСкачать

  

  Как узнать заводские размеры колёс?Скачать