Автомобильное колесо из конструкционно-технического полимерного материала Советский патент 1991 года по МПК B60B5/02 B60B3/02 

Изобретение относится к автомобильному колесу, изготовленному из конструкционно-технических полимерных материалов и применяемому в авто- мобилестроении.

Целью изобретения является повышение эффективности эксплуатации0

На фиг„ 1 изображено предлагаемое колесо, закрепленное на ступице авто- мобиля продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фигс 1„

Колесо состоит из обода 1 с выполненным в нем ложем 2 для шины. Обод 1 соединен с диском 3, в котором имеются отверстия А для крепежных эле- ментов. Вокруг каждого отверстия 4 дл болтов установлены равномерно размешенные в осевом направлении штифты 5, изготовленные из стали с высоким пределом упругости„ Торцы штифтов 5 соприкасаются с опорными пластинами 6 установленными по обе стороны диска З Между колесным диском 3 и ступицей 7 автомобиля установлена теплоизолирующая пластина 8. Коэффициент линейного расширения штифтов 5 равен коэффициенту линейного расширения болтов 9„

Во время эксплуатации автомобиля, когда колеса подвергаются нагрузкам и нагреву при интенсивном использовании тормозной системы, усиливается разрушение конструкционно-технического полимерного материала под действием осевого давления болтов 9, что ведет к уменьшению первоначального момента затягивания,. Разрушение материала происходит в зоне вокруг болтов 9 и между опорными пластинами 6, которые соприкасаются со штифтами 5„ Для предотвращения вредного влияния в зоне вокруг болтов 9 и между опорными пластинами 6, установленными по обе стороны диска 3, количество установленных в указанных зонах в осевом направлении штифтов 5, их диаметр и материал определяются таким образом, чтобы общая деформация штифтов

5

0

5 Q

,

5

0

0

5

5 под действием осевого давления болтов 9 оставалась в пределах упругой зоны деформации материала штифтов и, кроме того, соответствовала по своей величине деформации конструкционно- технического материала в указанных зонах„

Пример 1 о Колесо из полиамида 6, усиленного на 30% стекловолокном, имеющее штифты 5 и опорные пластины 6, изготовленные из стали марки 65с, и теплоизолирующую пластину 8 из полиаминобисмалеимида, усиленного на 65% стекловолокном, установлено в лабораторных условиях на ступице 7 автомобиля, причем четыре болта 9 затягиваются с первоначальным моментом 90 Нмо Ступица 7 вместе с установленным на ней колесом подвергается искусственному электрическому нагреву в статическом состоянии. При достижении температуры 250°С данный уровень нагрева поддерживается в течение 2 ч с точностью +10°CU После этого нагрев прекращается, и вся система колесо - ступица 7 свободно охлаждается до 25°С без обдува и проветривания,, Этот цикл повторяется Ю раз.

После окончания первого цикла, не включенного в испытания, и охлаждения ступицы 7 производится контроль и при необходимости доведение первоначального момента затягивания болтов 9 до первоначального значения., Это производится с целью пригонки болтов 9, опорных пластин 6, штифтов 5, колесного диска 3 и теплоизолирующей пластины 8„

Измеренные по окончании испытания в направлении закручивания моменты затягивания болтов 9 находятся в пределах 83-79 Нм, тье„ первоначальный момент затягивания болтов 9 уменьшается на 8-12%, что находится в допустимых пределах, установленных для безопасной эксплуатации пластмассовых колес,

П р и м е р 2„ Колесо из полиамид 6, усиленного соответственно на 43% и 50% стеклоповолокном, испытывается с соблюдением условий, указанных в примере 10 Измеренные по окончании испытания изготовленных из обоих материалов колес моменты затягивания болтов ) (измеряются в направлении затягивания) находятся в пределах 85-83 Нм, т„е, момент -затягивания уменьшается на 5-8%.

П р и м е р 30 Два колеса из полиамида 6, усиленного на 30% стеклоко- локном, устанаьпиваются на обеих передних ступенях экспериментального легкового автомобиля Четыре болта 9 затягиваются с первоначальным моментом 90 Нм0 Между ступицей 7 автомобиля и теплоизолирующей пласти ной 8 колеса установлены проволочные термопары для измерения температуры поверхностей указанных деталей, которые подвергаются нагреву вследстви интенсивного использования тормозов Автомобиль получает максимальную нагрузку, равную 400 кг, и прогоняется по ровному участку автотрассы длиной 30 км При этом выполняются 40 торможений в диапазоне скоростей 120-40 км/ч со степ шью замедления

отрицательным ускорением около 6 м/с при температуре окружающей среды 19°С,

и достигает уровня 185-190°С. После выполнения 40 торможений автомобиль отводится на стоянку, где должно произойти охлаждение нагретых ступиц 7 в статическом положении,, По достижении 25 °С на ступицах 7 производится измерение момента затягивания. Момент затягивания состарил в среднем 82 Им, т.е„ уменьшился на 9%„

Формула изобретения

Автомобильное колесо из KOHCTJ ук- ционно-технического полимерного материала, содержащее ббод с ложем для шины, соединенный с диском, выполнен

ным с отверстием для крепежных элементов и снабженным соосно установленной теплоизолирующей пластиной и опорными пластинами, каждая из которых установлена соосно соответствующему отверстию со стороны одного его торца, отличающееся тем, что, с целью

повышения эффективности эксплуатации, опорные пластины установлены также со стороны второго торца отверстия, причем вокруг каждого отверстия равномерно распределены ориентированные в осевом направлении штифты, концы которых установлены а контакте с указанными опорными пластинами, причем штифты выполнены из материала, коэффициент

линейного расширения которого равен Максимальная температура стабили- , коэффициенту линейного расширения

зируется после первых 18 торможений

материала крепежных элементов.

материала крепежных элементов.

Фиг. 2