Грузовые автомобили. Колеса

Грузовые автомобили. Колеса

Трудно найти в настоящее время человека, который бы не представлял, что обозначает слово «машина». Слово и понятие настолько прочно вошли в наш лексикон, что многие не задумываются над тем, какой глубокий смысл заложен в нем.

В политехническом словаре дается определение слова машина: « машина – это механизм, совершающий какую – нибудь полезную работу с преобразованием одного вида энергии в другой».

Технический прогресс не стоит на месте, появляются все новые и новые машины. Но они не появляются на пустом месте. За каждым новым изобретением стоит богатый опыт прошлого, обобщаются достижения настоящего времени.

Еще совсем недавно было то время, когда всякое другое передвижение человека, кроме своих ног и использования животных, считалось противоестественным исправлением «божественного промысла», «улучшением творения творца» и воспринималось как грех.

Так изобретатель трехколесной паровой тележки Ульям Мердок еле спасся от побоев и увечий своих соотечественников, пришедших в ярость, при виде мчащайся тележки с паровым двигателем.

Но его опыт не пропал даром, уже в 1763 году французский инженер Каньо придумал первую паровую тележку. А в 1803 был изобретен первый паровоз шотландским инженером Ричардом Тревиком. В начале 1814 года появились паровозы Джорджа Стефенсона и вызвали при испытаниях бурю восторгов и изумления. Паровоз Джорджа Стефенсона в 1829 году был признал лучшим.

С тех пор прошло не так много времени и по улицам наших городов и сел едут автомобили различных марок, мощностей и форм.

Развитие автомобилестроения

История автомобильного транспорта

С давних времен люди сочиняли сказки и мечтали о создании более быстрого способа передвижения, примером могут служить Сапоги-Скороходы, Ковер-Самолет, волшебники, переносящие людей за тридевять земель, тридесять морей.

Сейчас трудно поверить в то, что чуть больше двухсот лет назад горожане с таким же удивлением встречали первые автомобили, появившиеся на улицах. Если наше удивление вызвано восторгом, то крики жителей древних городов раздавались от суеверного страха.

Появились тележки, затем конные экипажи, автомобиль. Первоначально появилось слово «самодвижущийся», буквально «авто – мобильный», произошло слово от греческого «аутос» – «сам» и латинского «мобилис» – «подвижный». Слово относилось ко всем механизмам созданным человеком: часы, куклы-автоматы, музыкальные шкатулки и многое другое.

В 18 веке лошадей в экипажах заменили силой пара и применили термин «автомобиль». В 1885-1886 годах были изобретены первые бензиновые автомобили «бензиномобили» с двигателем внутреннего сгорания. С этого времени наступил переломный момент в транспортной технике. В настоящее время парк автомобилей с двигателем внутреннего сгорания составляет более 99,9% мирового автомобильного транспорта. Нет ни одной отрасли народного хозяйства или деятельности человека, в которой бы не использовался автомобиль.

В России до 1917 года автомобили не получили широкого распространения. Были как их противники, так и сторонники, дальнейшая жизнь расставила все по своим местам.

В 1904 году в Санкт-Петербурге было организовано таксомоторное общество, а чуть позднее автомобили стали использовать почтовые и военные ведомства.

Первый российский автомобиль был создан в 1896 году Е.А. Яковлевым и П. П. Фрезе. Хотя дореволюционная Россия не имела высокоразвитой автомобильной промышленности, первые автомобили по своим внешним качествам и техническим характеристикам не уступали лучшим образцам зарубежной автомобильной промышленности. К большому огорчению, ни один образец не сохранился до нашего времени.

Мы не можем представить себе жизнь без автомобиля, он и друг и первый помощник, может нас доставить туда, где еще не ступала нога человека, очевидно, поэтому автомобиль является самым популярным видом транспорта.

Несмотря на большую популярность автомобиля, ученые подсчитали, что его используют не в полной мере. Две трети своей дневной жизни автомобиль не работает и количество пассажиров в среднем не превышает двух человек. Следует сделать вывод, что этот вид транспорта используется человеком всего на 10-15%.

Назначение и классификация современных грузовых автомобилей

Грузовики предназначены для использования на дорогах общего пользования. Могут иметь бензиновый, дизельный, газовый, комбинированный или гибридный двигатель. В грузовике может быть от 2-х до 5-ти осей. У всех грузовиков одинаковая рама основы шасси (лестничного или хребтового типа), необходимая для установки кузовов. Первый дизельный грузовик был сконструирован и построен в 1923 году.

Каждый многоосный грузовик может перевозить груз от 20 до 25 тонн. Начиная с конца девятнадцатого века традиционная конструкция кузова грузовика – бортовая платформа . Их используют и как универсальный грузовой транспорт (общего назначения), и для перевозки отдельных видов грузов. Грузовые автомобили общего назначения подразделяют по массе груза, который можно перевозить в кузове на:

– особо малые, (от 0, 3 т до 1, 0т), для перевозки небольших партий грузов, обычно в пределах города;

– малые (от 1,0 т до 3,0 т), для перевозки товаров в торговой сети (доставка товаров населению на дом и в сельском хозяйстве);

– средние (от 3,0т до 5,0т), для перевозки массовых грузов промышленных предприятий, строительных материалов и сельскохозяйственных грузов;

– большие (от 5,0т до 8,0т), для массовых перевозок по дорогам с твердым покрытием;

– особо большие автомобили (свыше 8т), для перевозки руды, угля, вывозки породы, работы на крупных стройках и т.д.

Типы кузовов используют шасси только в качестве транспортера. Специализированные кузова используются для перевозки определенных типов груза. Например: фургоны для штучного груза, цистерны – для перевозки жидких и сыпучих продуктов, самосвалы – для перевозки навалочных грузов, панелевозы – для перевозки панелей и т.д. Самосвалы имеют металлический усиленный кузов и оборудованы специальным гидравлическим устройством позволяющим опрокидывать его, чтобы разгрузиться. Для перевозки контейнеров используются контейнеровозы. Автокраны, пожарные машины, машины скорой помощи, автобетономешалки, разбрасыватели минеральных удобрений, топливозаправщики и другие – это транспортно-технологические специализированные автомобили.

Сельскохозяйственные машины имеют кузова с добавочными бортами и с трехсторонней разгрузкой. Двуосные кузова выдерживают нагрузку от 1, 5тонн до 12 тонн, а многоосные кузова до 45 тонн.

Для транспортировки леса используются лесовозы, они рассчитаны на перевозку груза до 400 тонн и имеют мощный двигатель в 3000 лошадиных сил. Такие машины имеют огромный вес и им не разрешается пользоваться дорогами общественного пользования.

В обозначении марки грузового автомобиля российского производства используют сокращенное название завода изготовителя (КамАЗ, МаЗ, ЗИЛ , ГАЗ). Цифра, указанная через дефис, означает номер модели.

Например: грузовой автомобиль ГАЗ-330753, где 3 – третий класс, 3 – вид автомобиля, 07 – номер модели, 5 – пятая модификация седьмой модели, 3 – номер экспортного варианта.

Исключение составляет первая цифра в марках автомобилей ЗИЛ 5301 и «ГАЗель».

Автомобили, со специальным кузовом, для перевозки пассажиров, называют пассажирскими. Подразделяются такие автомобили на две группы: легковые – для перевозки до 8 человек и автобусы – до перевозки группы людей свыше 9 человек, не считая водителя автобуса. Автобусный транспорт бывает городской, пригородный и междугородний. В зависимости от длины автобусы подразделяют на классы – от 2-го до 8-го.

Общее устройство автомобиля

Все автомобили, в независимости от особенности своей конструкции состоят из трех основных частей:

1. двигателя,

2. кузова,

3. шасси.

Двигатель – это главная движущая сила автомобиля, источник механической энергии. В двигателе тепловая энергия преобразуется в механическую работу. Тепловая энергия возникает в двигателе внутреннего сгорания, за счет сгорания топлива в его цилиндрах.

Кузов – часть автомобиля, предназначенная для размещения водителя и пассажиров или размещения груза. Кузов состоит из двух частей:

1. кабины,

2. платформы.

К кузову автомобиля можно отнести крылья, облицовку и капот.

Шасси – в шасси входят все узлы и механизмы, передающие усилия от двигателя на ведущие колеса, а также служащие для передвижения и управления автомобиля. Шасси состоит из следующих частей:

1.механизмы управления,

2. ходовую часть (рис ходовая часть),

3. трансмиссию (силовую передачу),

Механизмы управления включают рулевое управление, связанное с передними колесами рулевым приводом, и тормозную систему.

Рулевое управление , нужно для управления ходом движения автомобиля и для изменения направления движения. Рулевым управлением изменяют направление движения автомобиля путем поворота передних колес.

Тормозная система служит для замедления скорости движения и остановки автомобиля, а также удержание автомобиля в неподвижном состоянии длительное время.

Ходовая часть служит для перемещения автомобиля. Вращательное движение ведущих колес при их сцеплении с дорожным покрытием, преобразуется в поступательное движение автомобиля. Ходовая часть автомобиля состоит из рамы, передней и задней осей, соединяемых с рамой подвеской, в которую входят упругие элементы (рессоры, цилиндрические пружины или пневматические баллоны) и амортизаторы. У большинства легковых автомобилей роль рамы выполняет несущий кузов.

Трансмиссия состоит из:

1. сцепления,

2. коробки передач,

3. карданной передачи,

4. ведущего моста (главной передачи, дифференциала и полуосей-приводных валов).

Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля, а также изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по величине и направлению. Сцепление служит для кратковременного отъединения коробки передач от двигателя, плавного их соединения при трогании автомобиля с места и переключения передач.

Коробка передач предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах, скорости и направления движения автомобиля путем ввода в зацепление различных пар шестерен. Коробка передач позволяет разобщать на длительное время двигатель от ведущих колес и обеспечивать движение автомобиля задним ходом.

Карданная передача передает крутящий момент от коробки передач к главной передаче под изменяющимися углами.

Ведущий мост состоит из механизмов, с помощью которых происходит увеличение вращающего момента и вращение валов передается к ведущим колесам под прямым углом.

Изобретение колеса

Современные автомобили в том виде, в котором мы привыкли их видеть, сконструированы несколько десятков лет назад, история их изобретения насчитывает несколько сотен лет, а история изобретения колесных повозок несколько тысячелетий.

А до этого прошли годы, века, столетия и тысячелетия, пока 4 тыс. лет до нашей эры человек не изобрел колесо. Это самое замечательное изобретение в истории человечества. Мельница, гончарный круг– все великие изобретения человечества. По прошествии стольких лет трудно судить и говорить, что же повлияло на процесс изобретения, однако по результатам археологических раскопок, можно с уверенностью сказать, что первое колесо было изобретено в Древнем Востоке и изготавливалось из дерева и камня и представляло собой диск, вращающийся на оси. Обод со спицами появился значительно позже. Однако с уверенностью можно сказать, что изобретение колеса повлияло на историю человечества и дало толчок научно – техническому прогрессу, оказало огромное влияние на развитие средств транспортировки и передвижения.

Считается, что прообразом колеса являлись катки, которые подкладывались под тяжелые стволы деревьев, под камни, лодки и другие тяжелые предметы, которые надо было переместить с одного места на другое. Возможно тогда же проводились первые опыты над свойствами вращающихся тел. Было замечено, если каток внутри более тонкий, чем по краям, вращение предмета более равномерное. И люди уже сознательно обжигали каток и счесывали, чтобы средняя часть стала тоньше.

В ходе дальнейшего усовершенствования остались только два валика по бокам и ось, соединяющая их. Устройство было названо «скатом». Позднее валики стали изготавливать отдельно и жестко соединять их между собой осью. Так появилось первое колесо и первая повозка.

Крупным изобретением было изобретением ступицы, при которой колесо насаживалось на неподвижную ось и могло вращаться само по себе. Для уменьшения веса колеса в нем делались вырезы, после обнаружения металла научились изготавливать колеса с металлическим ободом и спицами, что значительно облегчило вес повозки и увеличило скорость передвижения.

Первые дороги появились только через 5000 лет после изобретения колеса. Интерес вызывает то, что при раскопках города Помпеи, на каждом перекрестке были три углубления одинаковой ширины, две полоски для колес, и одна для лошади в плитах, которые соединяли две пешеходные дорожки. Отсюда можно сделать вывод, что в Римской империи существовал стандарт, который регламентировал расстояние между колесами, а еще обеспечивал безопасность пешеходам, так как такой перекресток без торможения не проскочишь.

Римские дороги сохранились и до наших дней, разве что раньше по ним ездили повозки, а теперь ходят люди.

С той давней поры колесо значительно изменило свой внешний образ и нашло свое применение в различных машинах и механизмах созданных человеком.

В первое время на автомобиле использовали колеса, изготовленные из дерева, доставшиеся в наследство от конных экипажей. Затем на колесо начали надевать металлический обод, но все равно комфорт поездки на автомобиле от этого не увеличился.

Автомобильные колеса – это колеса из сплава алюминия или магния, иногда применяются оба металла сразу, предназначены для мотоциклов, грузовиков, легковых автомобилей. Автомобильные колеса отличаются от обычных стальных колес весом, они более легкие, что улучшает скорость автомобиля и его регулирование. Но встречаются автомобильные колеса и более тяжелые, чем их стальной эквивалент. Автомобильные колеса сделаны из такого материала, который помогает рассеивать высокую температуру от тормозов, и уменьшают риск отказа тормозов в экстремальных условиях. Автомобильные колеса более привлекательны с эстетической точки зрения, чем их близкие сородичи. Колеса изготавливаются из сплавов металлов и покрыты специальным сплавом, предохраняющим их от коррозии. Лишь после использования шин, изготовленных из резины, автомобильное колесо приобрело современный вид. Но перед этим автомобильную резину еще надо было изобрести.

Изобретатель резины Чарльз Гудьир родился в США, в 1900 году. Уже в 30 лет он начал изготавливать и продавать резиновые игрушки, обувь и одежду. Рекламируя свою продукцию, он носил костюм из резины, которая в жаркую погоду плавилась, превращаясь в сплошную черную массу. В 1839 году проводя очередной эксперимент, Чарльз Гудьир изобрел новый способ термической обработки каучука, названный впоследствие вулканизацией. В свое время не получив патент, на изобретение, он вынужден был в судебном порядке доказывать свою правоту. За две недели до регистрации изобретения в США, англичанин Томас Хэнкок получил патент в Англии. Чарльзу Гульдиру только после длительного судебного разбирательства удалось доказать свой приоритет.

21 ноября 1898 года на заводах Сиберлинга начался массовый выпуск шин для экипажей и велосипедов. Шинный бум привел к тому, что сумма продаж в первый же год превысила миллион долларов.

В начале 20 века автомобильная шина представляла собой увеличенный вариант велосипедной покрышки. Но шина, хорошо зарекомендовавшая себя при езде на велосипеде, не выдерживала новых скоростей и более высоких нагрузок, плохо держала воздух.

Такие шины часто лопались и повреждались внутренними частями обода обращенными внутрь. Такая конструкция была необходима, чтобы удерживать шину на диске. Большинство производителей очень долго продолжало выпускать шины именно такой конструкции, возможно потому, что их приходилось достаточно часто менять.

Все об автомобильных колесных дисках

Автомобильные колесные диски бывают нескольких видов:

– стальные штампованные,

– стальные сварные,

– литые,

– кованые.

Cтальные штамповочные диски надежные, прочные, дешевые. Стальные диски отличаются высокой пластичностью, при ударе колесом такой диск не раскалывается, а мнется и принимает на себя основную силу удара, деформируясь он защищает подвеску автомобиля. Стальной диск можно восстанавливать. К достоинствам стального диска относится его низкая стоимость, а также возможность восстановления после деформации.

К недостаткам относится большой вес и малая сопротивляемость коррозии. Стальная штамповка не позволяет кардинально изменять дизайн диска, поэтому стальные диски похожи друг на друга, как братья близнецы, у них довольно скучный вид. Интерес автовладельцев к этим дискам постепенно уменьшается. Стальные диски постепенно уходят с рынка, заменяются легкосплавными.

У легкосплавных дисков интересный внешний вид, большое разнообразие видов, большая разница в весе, а это значит, что меньше нагрузка на тормоза, подшипники ступицы, трансмиссию. Благодаря высокой теплопроводности легких сплавов и возможности делать диски с большими отверстиями и лопастями, которые направленно гонят воздух на тормоз – очень эффективное охлаждение тормозного узла. Большая точность балансировки также относится к достоинствам легкосплавных дисков.

Литые диски – хрупкие. Изготавливают их из сплавов магния и алюминия. При ударе такой диск полностью разрушается, что на высокой скорости чрезвычайно опасно, такой диск восстановлению не подлежит. Хотя некоторые фирмы оказывают свои услуги по восстановлению, но надо помнить, что восстановленный диск можно использовать в качестве экспоната для личного музея, но на таком диске ездить нельзя. Литой диск – технологичен. При изготовлении практически отсутствуют отходы, что сказывается на себестоимости продукции.

Литые диски легко подвергаются коррозии, которая быстро прогрессирует, так как диск образовывает гальваническую пару с железными частями автомобиля. Он требует дополнительной серьезной защиты, так как быстро покрывается белесой оксидной пленкой и теряет товарный вид. Зато эта же пленка защищает их от коррозии. Некоторые производители покрывают их дорогим лаком, что значительно увеличивает их стоимость.

Литые диски предназначены для хороших дорог. Диски из сплавов магния легко держат удары, обладают более высокой удельной прочностью, чем алюминий. При езде по рытвинам и ухабам литой магний быстро растрескивается, кроме того требования к антикоррозийным покрытиям у таких дисков очень велики. При езде по российским дорогом меньше чем за месяц, диск покрывается белесыми разводами, что делает их абсолютно не практичными. Кроме того, литой магниевый диск не прошедший отечественной сертификации, может оказаться опасным на наших дорогах, так как литой магниевый диск более хрупкий, чем его кованый собрат. Но и их запас прочности невозможно определить без длительного тестирования, поэтому лучше пользоваться сертифицированными дисками.

Кованые диски самые дорогие, они легче литых и прочнее. При ударе кованый диск не мнется и не разрушается, так как в них отсутствуют скрытые дефекты, в крайнем случае, он не лопается, как литой, а гнется без образования трещин, что, безусловно, безопаснее. Он очень легкий, значительно более устойчив к коррозии, а значит, не требует дополнительного покрытия поверхности.

Это достоинство кованых дисков можно отнести к их недостаткам. При сильном ударе, диск подается навстречу удару, тем самым несколько смягчая его, но при этом ломается ступица и разбивается ходовая часть машины.

Можно написать условный ряд легкосплавных дисков в порядке возрастания прочности: литой магниевый, литой алюминиевый, кованый алюминиевый, кованый магниевый. Последний самый дорогой, самый престижный и самый модный.

Чтобы не произошло непредвиденная ситуация, выбрав кованые или литые диски – выбирайте дороги по которым ездите.

Рассмотрим еще один вид дисков. О них мало пишут, они не часто используются, но они существуют. Это составные диски . Диски состоят из нескольких частей, соединенных между собой металлическими болтами. Предпочтение отдается титановым болтам, так как они менее подвержены коррозии и более прочные, чем остальные сплавы.

У составных дисков обод колеса и сам диск могут быть произведены из разных сплавов, и им будут соответствовать достоинства и недостатки этих материалов, их эксплуатационные качества. К составным дискам относятся спиннеры (крутящиеся диски). Состоят они из двух дисков, основного (несущего) и другого (декоративного), а между ними расположен подшипник, иногда два. Кончики декоративных дисков утяжелены, благодаря чему, диск крутится во время движения и продолжает крутиться некоторое время по инерции после остановки. Иногда такие диски называют спревеллс, по имени американца-изобретателя Спревелл. Крутящиеся диски продаются как целое колесо и как декоративная насадка на обыкновенное колесо.

Маркировка может наносится на любой поверхности диска, кроме той части обода, которая обращена к шине. Американская, российская и европейская маркировки немного отличаются друг от друга исполнением. Но различия не существенны, маркировка несет одинаковую информацию о диске, только посредством различных символов, зависящих от национальных стандартов.

Например, обозначения диска и его основные характеристики задаются формулой: 7,5Jx16 5х112 ET35 d66,5 HP, где 7,5 – ширина обода диска в дюймах, J – форма бортовой закраины обода (бывает J, JJ, JK, K, L), 16 – диаметр обода в дюймах, PCD 5х112 – (формула колеса), ЕТ35 – вылет колеса в мм, d66,5 – диаметр центрального отверстия под ступицу в мм, HP – цвет диска.

На диске колеса также должно быть указано:

1. дата изготовления (обычно год и неделя),

2. товарный знак или наименование производителя,

3. вылет колеса (американцы игнорируют),