Эту книгу вы можете скачать одним файлом.

Шины для гоночных автомобилей

К шинам гоночных автомобилей предъявляют более высокие требования: высокая надежность и прочность против разрыва под действием очень высоких нагрузок; достаточная стойкость против износа; обеспечение автомобилю хорошей устойчивости и наименьший коэффициент сопротивления качению.

Наиболее высоким нагрузкам подвергаются шины рекордно-гоночных автомобилей, предназначенных для установления абсолютных мировых рекордов скорости. Так, например, при радиусе качения 550 мм и скорости 140 м/сек (504 км/час) только под влиянием центробежной силы каждый грамм веса протектора на окружности колеса нагружен силой 4 кг, т. е. в 4000 раз больше собственного веса. При скорости 500 км/час деформация от неровностей дороги больше в 125 раз по сравнению с деформацией при скорости в 100 км/час.

Даже для дорожно-гоночных автомобилей при скоростях 200—220 км/час и шинах с радиусом качения 330— 350 мм протектор при движении нагружается центробежной силой примерно в 1000 раз больше его веса.

Поэтому покрышки шин гоночных автомобилей изготавливают из высокопрочных материалов. Для корда используют натуральный или искусственный шелк, а в последнее время ткань типа «Капрон». Каркас выполняют из стальной проволоки с очень высоким сопротивлением разрыву. Для протектора применяют лучшие сорта натурального каучука.

Износостойкость шин должна обеспечивать пробег в пределах дистанции рекордного заезда, если, конечно, этот рекорд не устанавливается на очень дальние дистанции (свыше 1000 км).

Для дорожно-гоночных автомобилей желательно, чтобы стойкость шин обеспечивала их несменяемость на всю дистанцию длительных соревнований.

Когда соревнования продолжаются длительное время (например, в течение 24 часов) по кольцевой дороге или автодрому, стремятся производить не более одной смены всего комплекта шин. Для ускорения смену всех колес с шинами производят на заправочных пунктах, применяя специальные приспособления в виде домкратов, установленных на тележках. Эти тележки позволяют одновременно приподнимать передний и задний мосты автомобиля. Вся операция смены колес должна происходить в течение времени заправки автомобиля топливом. Устойчивость автомобиля зависит от наружного диаметра шины, ширины профиля, рисунка и формы протектора, внутреннего давления воздуха в шинах и боковой эластичности.

Значительное уменьшение коэффициента сцепления шины с дорогой увеличивает опасность бокового скольжения и заноса автомобиля.

В настоящее время шины гоночных автомобилей имеют диаметр обода 16—21 и «широкий профиль 5—7», причем для задних ведущих колес устанавливают обычно шины с большей шириной профиля, так как увеличение профиля дает меньший износ шин (меньше величина удельного давления на полотно дороги). Наружную поверхность протектора делают почти плоской.

Рисунок протектора имеет неглубокие продольные канавки на беговой дорожке. Шины дорожно-гоночных автомобилей часто выполняют с протектором в форме шашки, дающим хороший коэффициент сцепления.

Для уменьшения боковой эластичности шин, вызывающей значительный боковой увод колес, повышают жесткость каркаса в боковинах покрышек.

На заводах-изготовителях шины подвергают тщательной статической и динамической балансировке и испытанию на станках с беговыми барабанами. Все шины для гоночных автомобилей снабжаются специальными паспортами, в которых указано, на какие предельные скорости движения они рассчитаны. Использование шин для больших скоростей, чем указано в паспорте, категорически запрещается.

Основным показателем каждой шины является величина внутреннего давления. Для шин гоночных автомобилей значение величины внутреннего давления особенно велико, так как от него зависит коэффициент сопротивления качению f, а следовательно, и затраты мощности на качение автомобиля.

При небольших скоростях движения величина внутреннего давления оказывает незначительное влияние на коэффициент сопротивления качению*. При скоростях движения свыше 100 км/час внутреннее давление в шинах оказывает значительное влияние на коэффициент сопротивления качению, причем это влияние растет с увеличением скорости движения. Экспериментальные исследования показывают, что с увеличением внутреннего давления в шинах коэффициент сопротивления качению f уменьшается.

Как показывают результаты этих исследований, основные потери на сопротивление качению шины по гладкой поверхности состоят из потерь на внутреннее трение в самой шине.

Чем больше внутреннее давление в шине, тем меньше величина

радиальной деформации, а следовательно, меньше и вызываемые ею внутренние потери.

Теоретически зависимость изменения величины коэффициента качения от скорости движения и внутреннего давления в шине в настоящее время не установлена. Имеется ряд эмпирических формул для определения величины коэффициента f в зависимости от скорости автомобиля v км/час и внутреннего давления в шине р кг/см². Наибольшее применение имеет следующая эмпирическая формула:

f=1/(p 0,64) ((20+v3,7)/(294 000 p1,44)) кг/т .

Основанием для составления эмпирических формул служат данные, полученные при лабораторных испытаниях шин на стендах с беговыми барабанами.

Кривые изменения коэффициента f в зависимости от скорости движения автомобиля v для шин с различным внутренним давлением

Рис. 118. Кривые изменения коэффициента f в зависимости от скорости движения автомобиля v для шин с различным внутренним давлением:
1 - при давлении 3,0 кг/см²; 2 - при давлении 3,5 кг/см²; 3 - при давлении 5,0 кг/см²

На рис. 118 приведены кривые изменения f в зависимости от скорости v для шин с различным внутренним давлением; кривые построены на основании расчетов по приведенной выше формуле.

Эта формула дает приближенные результаты для скоростей движения более 150 км/час. Для меньших скоростей движения пользоваться ею не рекомендуется, так как подсчитанные по ней величины коэффициента f для шин высокого давления 5—6 кг/см² получаются совершенно ничтожными (например, для р=5 кг/см² и v=100 км/час получим f = 0,0079). Дорожные испытания гоночных автомобилей не подтверждают возможность получения столь низких величин коэффициента сопротивления качению даже при высоком давлении в шинах.

Для диапазона скоростей 150—200 км/час коэффициент f, подсчитанный по этой формуле, дает приближенные результаты по сравнению с данными, полученными при лабораторных испытаниях шин отечественного производства на стенде с беговыми барабанами

На рис. 119 представлены кривые изменения коэффициента f для шин размером 5,00—16 типа И-88 с внутренним давлением р = 3,5 кг/см² в зависимости от скорости движения автомобиля. Как видно и сравнения кривых, определение по этой эмпирической формуле дает заниженное значение коэффициента f по сравнению с экспериментальными данными для шин с объемным протектором; расхождение увеличивается с ростом скорости.

Кривые изменения коэффициента f в зависимости от скорости движения автомобиля

Рис. 119. Кривые изменения коэффициента f в зависимости от скорости движения автомобиля v для шин с внутренним давлением 3,5 кг/см²:
1 - экспериментальная кривая для шин с обычным протектором, 2 - кривая, подсчитанная по эмпирической формуле, 3 - экспериментальная кривая для шин с обточенным протектором

Для шин с обточенным протектором значение коэффициента f несколько завышено: при скоростях свыше 200 км/час эта разница не столь существенна и ею можно пренебречь при ориентировочных динамических расчетах.

Следует иметь в виду, что указанная формула была выведена для типичных гоночных шин специальной конструкции, к каковым шины типа И-88 не относятся.

Таким образом, пользование эмпирическими формулами может дать приближенные результаты для шин различного типа.


* За исключением тех случаев, когда внутреннее давление в шине меньше установленного. Езда на полуспущенных шинах вызывает, помимо увеличенного их износа, дополнительные затраты мощности на качение.

← Предыдущая страницаоглавлениеСледующая страница →




Случайное фото:
Смотри также:
Гоночные машины
Средняя цена «Победы» сегодня
354 000 руб.
(количество предложений: 11)
gaz20.spb.ru — победитель конкурса «Золотой сайт»