Колесный движитель состоит из ведущих и ведомых колес, с помощью которых осуществляется движение колесного трактора или автомобиля.  

Ведущими называют колеса, к которым через трансмиссию подводится крутящий момент от двигателя. Ведущие колеса преобразуют этот момент в тяговое усилие, а вращательное движение колеса – в поступательное движение машины.

К ведомым колесам крутящий момент не подводится. Они предназначены для передачи веса машины на опорную поверхность, снижения динамических нагрузок на остов при движении по неровной опорной поверхности и снижения скорости движения машины при ее торможении. 

Ведущие и ведомые колеса могут быть управляемые, при повороте которых осуществляется движение машины по криволинейной траектории.  

Трансмиссии современных полноприводных колесных тракторов и автомобилей позволяют при движении машины в хороших дорожных условиях часть колес отключать от двигателя и ведущие колеса использовать в качестве ведомых. 

Колеса состоят из пневматической шины, обода, соединительного элемента и ступицы, которая может быть с подшипниками и без них. 

Обод колеса и соединительный элемент образуют металлическое колесо.

Соединительный элемент обычно представляет собой профилированный диск, приваренный к ободу, либо является непосредственной частью обода. В последнем случае металлические колеса  называют бездисковыми.

Конструкции металлических колес автомобилей приведены на рис. 8.1.

шины.

Рис. 8.1. Металлические клеса автомобиля:
 а – с глубоким неразборным ободом; б – с цельным съемным бортом и разрезным замочным кольцом; в – с разъемным съемным бортом; г – с отъемным бортом;  д – бездисковое с разъемным ободом;  1 – обод; 2 – диск; 3 – гайка; 4 – шпилька; 5 – ступица; 6 – колпак; 7 – разъемное замочное кольцо; 8 – цельный съемный борт; 9 – основание обода; 10 – разрезной съемный борт; 11 – отъемный борт; 12 – болт; 13 – распорное кольцо; 14 – секторы обода; 15 – спицевая ступица; 16 – прижим

На грузовых автомобилях применяют разборные металлические колеса. У разборных металлических колес один из бортов обода при монтаже шины может отделяться от обода, а затем снова закрепляться на нем. 

Стальное дисковое колесо (рис. 8.1,б) грузового автомобиля имеет цельный съемный борт  8 и разрезное замочное кольцо 7. Профиль основания обода 9 выполнен с конической посадочной полкой. Одна закраина выполнена с ним как одно целое, а роль другой выполняет съемный борт 8, удерживаемый разъемным замочным кольцом 7.

При монтаже шину свободно надевают на основание 9 обода, затем устанавливают съемный обод 8 и разъемное замочное кольцо 7. При этом замочное кольцо закладывают в канавку основания 9 обода. От выпадания кольцо 7 удерживается давлением сжатого воздуха в шине. Конические посадочные полки основания 9 обода и борта 8 обеспечивают плотную посадку шины на обод и исключают возможность их относительного проворачивания.

В конструкции металлического колеса с разъемным съемным бортом (рис. 8.1,в) функцию замочного кольца выполняет сам разрезной съемный борт 10. 

В металлических колесах с отъемными бортами (рис. 16.1,г) при монтаже шины один съемный борт 11 отводится от диска 2, а затем притягивается с помощью большого числа болтов 12, расположенных равномерно по окружности диска. В конструкции обода колеса имеется металлическое распорное кольцо 13, которое при затягивании болтов 12 зажимает борта шины и исключает возможность ее проворачивания на ободе. Такая конструкция облегчает монтаж и демонтаж шины, так как для этого необходимо лишь отвернуть или завернуть гайки болтов 12. Ее применяют на автомобилях высокой проходимости с системой регулирования давления воздуха в шинах.

В конструкциях бездисковых колес (рис. 8.1,д) используют разъемные (составные) ободья, состоящие из отдельных секторов 14, образующих при сборке сплошной обод с бортами. Для центрирования и закрепления на спицевой ступице 15 ободья с внутренней стороны имеют коническую поверхность. Соединение обода со ступицей обеспечивается с помощью прижимов 16. Бездисковые колеса широко применяют на гшрузовых автомобилях и автобусах.

В дисковых металлических колесах крепление диска к ступице колеса осуществляется с помощью гаек, шпилек или болтов. Гайки и болты имеют конические опорные поверхности для центрирования. На грузовых автомобилях для избежания самоотвертывания гаек при движении машины для левых колес гайки имеют левую резьбу, а для правых – правую. 

 Шины. Шина является упругим элементом колеса и взаимодействует с опорной поверхности пути, по которому движется машина.

Все современные автомобили и колесные тракторы оснащаются пневматическими шинами.

Шины подразделяют по размерам, конструкции и назначению. 

По форме профиля шины подразделяются в зависимости от отношения высоты профиля Н шины к ее ширине B. Различают шины

(рис. 8.2): 

-   обычного профиля (Н/В = 0,9...1,1); 

-   широкопрофильные (Н/В = 0,75...0,85);

= 0,4...0,6);
- пневмокатки (Н/В = 0,1...0,4).

Рис 8.2. Геометрические формы профиля шин и их отпечатки:
 а – обычного профиля (тороидная); б – широкопрофильная; в – арочная; г – пневмокаток; d – посадочный диаметр обода колеса; b – ширина обода колеса; D – наружный диаметр шины; В – ширина профиля шины; Н – высота профиля шины

Размеры шины и ее конструктивные особенности включены в ее обозначение и могут быть представлены в дюймах или миллиметрах.

Шины грузовых автомобилей и тракторов имеют дюймовое обозначение.

Разберем обозначения шин 13,6 R38 и 18,4-30:  

первое число соответствует (в дюймах) номинальной ширине В

профиля шины;  второе - посадочному диаметру d (в дюймах) обода; 

R - обозначение шин с радиальным, а черточка между числами - шин с диагональным расположением нитей корда. 

Более ранние конструкции шин грузовых автомобилей имели двойное обозначение: дюймовое (основное) и в миллиметрах (в скобках), а шины тракторов – в миллиметрах.

Шины легковых автомобилей имеют смешанное обозначение (например, 205/70 R14, где 205 – ширина профиля шины

В, мм; 70 – индекс серии (отношение высоты профиля Н шины к ширине профиля В, %); R – условное обозначение радиальной шины; 14 – посадочный диаметр d, дюймы).

 Кроме размеров в маркировке шины указывают заводизготовитель, модель шины, ее порядковый номер и другие данные. На шины при необходимости наносят дополнительные обозначения. Например, стрелкой указывают направление вращения для зимних шин или числовое обозначение индекса нагрузки и буквенное индекса скорости.

Индекс нагрузки – это число, которому соответствует уровень предельно допустимой нагрузки на шину (табл. 8.1).

Индекс скорости – это буква латинского алфавита, которой соответствует значение максимальной скорости V_max для шины (табл. 2).

Предположим, что шина имеет обозначение: 205/60 R16 92 Н. Здесь 92 – индекс нагрузки (см. табл. 8.1), а Н – индекс скорости (см. табл. 8.2).

8.1.  Значения индексов нагрузки 

Индекс  нагрузки	70	75	80	85	90	95	100	105	110	115	120
Максимальная нагрузка, кН	3,28	3,79	4,41	5,05	5,88	6,76	7,84	9,07	10,39	11,91	13,72

 

8.2.  Значения индексов скорости 

Индекс скорости	Vmax, км ч	Индекс скорости	Vmax, км ч	Индекс скорости	Vmax, км ч
F	80	M	130	S	180
G	90	N	140	T	190
J	100	P	150	U	200
K	110	Q	160	H	210
L	120	R	170	V	>210

Шины могут быть камерными и бескамерными.

Камерная шина состоит из  покрышки, камеры и  ободной ленты. 

Покрышка шины (рис. 8.3,а) имеет сложную конструкцию и конфигурацию и состоит из каркаса 3, брекера (подушечного слоя) 2, протектора 1, боковин 4, бортов 6 и бортовых колец 5.

Каркас шины ограничивает объем накаченной камеры и передает нагрузки, действующие со стороны почвы или дороги на обод колеса. Он состоит из нескольких слоев (2-14) прорезиненного корда, наложенных друг на друга. По конструкции шины подразделяются на диагональные и радиальные.  В диагональных шинах нити смежных слоев корда каркаса перекрещены между собой под углом 95…115^о, образуя сетку. В результате за счет трения между слоями каркаса диагональные шины имеют большее сопротивление качению, чем радиальные. В радиальной шине нити корда лежат практически в радиальных плоскостях, проходящих через ось колеса. На современных автомобилях и тракторах применяют радиальные шины, так как они обладают повышенной износостойкостью и меньшими значениями сопротивления боковому уводу и качению.

Рис. 8.3. Пневматическая шина:
а - камерная; б - бескамерная; 1 – протектор; 2 – брекер; 3 – каркас; 4 – боковина; 5 – бортовые кольца; 6 – борт; 7 – вентиль; 8 – диск колеса; 9 – обод колеса; 10 – уплотняющий резиновый слой; 11 – герметизирующий резиновый слой

 

В качестве материала для изготовления корда используется хлопчатобумажная ткань, вискоза, полиамидные смолы и стальная проволока. При использовании в шине металлического корда его число слоев уменьшают. Такие шины имеют высокую грузоподъемность и износостойкость и менее склонны к прокалыванию при наезде на острые предметы. Иногда металлический корд комбинируют с неметаллическим.

Брекером называют резиновый или резинокордный слой между каркасом и протектором. Он служит для усиления каркаса, снижения на него ударных нагрузок и  более равномерного распределения тягового, тормозного и поперечного усилий.

Протектор - толстый слой резины, расположенный по короне покрышек. Он служит для обеспечения хорошего сцепления шины с опорной поверхностью, ослабления толчков и ударов на каркас и предохранения каркаса и камеры от механических повреждений.

Боковины образует резиновый слой, покрывающий каркас сбоку и предохраняющий последний от влаги и механических повреждений.

Бортом называется жесткая часть покрышки, служащая для крепления ее на ободе колеса. Он образуется из крыльев, обернутых концами слоев корда. В зависимости от числа слоев корда в борте применяют одно, два или три крыла. Крыло изготовляют из бортового кольца, выполненного из стальной проволоки, твердого профильного резинового шнура, обертки и усилительных ленточек

Камера представляет собой тонкостенную резиновую оболочку в виде тора, в которую накачивается воздух. Для впуска и выпуска воздуха на камере имеется вентиль, снабженный обратным клапаном.

Ободная лента имеет вид кольца плоского сечения и устанавливается между камерой и ободом колеса для предохранения камеры от истирания об обод и от ее защемления между покрышкой и ободом. 

Бескамерная шина (рис. 8.3,б). В ней пространство, заполняемое воздухом, образуется при герметичном соединении обода с покрышкой, а вентиль при этом размещен на ободе. Бескамерные шины могут быть обычного типа, арочными и пневмокатками.

Шины характеризуются рядом геометрических параметров и грузоподъемностью, которая зависит от внутреннего давления воздуха.

Для накачивания и выпуска воздуха камера имеет специальный вентиль. Он позволяет нагнетать воздух внутрь камеры и автоматически закрывает его выход из камеры. 

В зависимости от типа и размера обода колеса, одинарной или спаренной установки колес вентили выпускают разной длины и формы (прямые и изогнутые), но с взаимозаменяемыми деталями. Вентили могут быть металлические, металлические с обрезиненной пяткой и резинометаллические. Вентили металлические и с обрезиненной пяткой применяют для камер грузовых автомобилей и тракторов, а резинометаллические - для легковых. 

Вентиль (рис. 8.4,а) состоит из корпуса 8, золотника 2 и колпачка 1. Корпус металлического вентиля (рис. 8.4, а, б) представляет собой прямую или изогнутую латунную трубку. Нижним концом он прикреплен к камере 10 с помощью шайбы и гайки 9. Для крепления вентиля на камере имеется специальная площадка овальной или круглой формы, привулканизированная к камере. Внутрь корпуса ввернут золотник 2 с резиновой уплотнительной втулкой 3. Через золотник проходит стержень 5 с клапаном 4 и скобой 7. Клапан через резиновое кольцо плотно прижимается к золотнику пружиной 6. При накачивании камеры клапан открывается под давлением воздуха, пропуская его внутрь камеры. Для выпуска воздуха из камеры необходимо

нажать на стержень и открыть клапан. На верхний конец вентиля навертывают колпачок 1, который предохраняет вентиль от загрязнения и одновременно служит ключом для ввертывания и вывертывания золотника. Металлический вентиль с обрезиненной пяткой (рис. 8.4,в) имеет более надежное крепление к камере, чем металлический, так так он привулканизирован в камере.

Рис. 8.4. Вентили шин: