"Механики XXI веку" №16 2017

Механики XXI веку. № 16 2017 г.

324

УДК 620.17

Экспериментальные исследования упругих и демпфирующих

свойств колесных движетелей с безвоздушными шинами

Коваль В.С.

, Захаров Д.С.

Братский государственный университет, ул. Макаренко 40, Братск, Россия

koval.supra@yandex.ru

b animal-bmx@mail.ru

Ключевые слова:

автомобильные колёса с безвоздушными шинами, упругие свойства,

демпфирующие свойства, коэффициент нормальной жёсткости

Колёсный движитель является простым и, в то же время, наиболее энергоэффективным ме-

ханизмом для преобразования своего вращательного движения в поступательное движение назем-

ной машины. Именно поэтому колесо получило широкое распространение и применяется практиче-

ски на всех наземных транспортных средствах, в том числе и на автомобилях. Изобретение в XIX

веке пневматической шины, которая является конструктивным элементом колеса, позволило зна-

чительно улучшить эксплуатационные свойства первых автомобилей и обеспечило быстрое разви-

тие автомобильной промышленности. Параметры и

характеристики автомобильных шин оказы-

вают существенное влияние на показатели большинства эксплуатационных свойств колёсной ма-

шины, такие как плавность хода, управляемость, устойчивость, проходимость. Поэтому экспери-

ментальные исследования упругих и демпфирующих свойств принципиально новых конструкций ав-

томобильных колёс с безвоздушными шинами (колесными движителями), созданных на кафедре

"Автомобильный транспорт" Братского государственного университета носят актуальный ха-

рактер и могут быть использованы в дальнейших исследованиях, что, однозначно говорит о про-

грессе в данной сфере исследований.

Введение.

Пневматическая шина как конструктивный элемент колеса имеет сущест-

венный недостаток, заключающийся в прекращении транспортного процесса при потере из-

быточного давления сжатого воздуха. Кроме того, внезапная потеря избыточного давления

воздуха в пневматической шине при высокой скорости движения машины в большинстве

случаев приводит к дорожно-транспортному происшествию. Следует отметить, что изобре-

татель первой пневматической шины Роберт Уильям Томсон, отмечая преимущества физи-

ческих свойств сжатого воздуха, указывал на возможность потери его избыточного давления

при механических повреждениях и предлагал вместо воздуха заполнять камеру конским во-

лосом или губкой, а также устанавливать металлические пружины и куски натурального кау-

чука или гуттаперчи.

Теоретическая часть.

В начале XX века были попытки применения на автомобилях

пружинных колёс, упругость которых обеспечивалась не избыточным давлением сжатого

воздуха, а свойствами рессорно-пружинных сталей, применяемых для их изготовления. На

рисунке 1 приведены фотографические снимки автомобилей того времени с пружинными

колёсами. Пневматические шины, конструкция которых быстро совершенствовалась, вытес-

нили сравнительно недолговечные и тяжёлые пружинные колёса.

а)

на автомобиле Protos

б)

на автомобиле Benz

Рис. 1. Пружинные колёса