Колесо с шаткой паутиной

редактировать

Заднее колесо с шаткой перемычкой Lotus 33 Lotus 18

колесо с шаткой перемычкой представляет собой металлический диск колесо, где диск «раскачивается» на спицы. Это обеспечивает более жесткое и легкое колесо.

Колеса с шаткой перепонкой наиболее известны благодаря их культовому использованию на гоночных автомобилях Lotus конца 1950-х и 1960-х годов.

Содержание

  • 1 Теория
  • 2 Fedden и Cosmos
  • 3 Железнодорожные локомотивы
  • 4 Самолеты
  • 5 Гоночные автомобили Lotus
    • 5.1 Споры о 4-х шпильках в Ле-Мане
    • 5.2 Колеса со спицами
    • 5.3 Проблемы сплава
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки

Теория

Теория a зависит от их поведения как напряженной структуры кожи. Их материалы считаются нерастяжимыми, но гибкими. Такая обшивка является жесткой по отношению к растягивающим нагрузкам в плоскости обшивки, но гибкой по отношению к нагрузкам, перпендикулярным ей. Таким образом, плоский диск прочен для радиальных нагрузок в плоскости диска, а также для крутящих моментов. Он гибок для осевых нагрузок, перпендикулярных плоскости диска, а также для нутации, качания оси под углом к ​​главной оси.

Конический диск также становится жестким по отношению к осевым нагрузкам, поскольку перемычка больше не перпендикулярна оси колеса. В отличие от плоского диска, нет направления, в котором весь конический диск был бы перпендикулярен (и, следовательно, гибким) к нему. Недостатком простого конуса является то, что теперь колесо становится шире по оси. Шатающаяся перемычка эффективно «складывает» дисковое колесо с конусом в складки, снова делая его уже, но сохраняя осевую жесткость. Этот гофрированный диск также более устойчив к силам нутации. Аналогичным образом в архитектуре «змеевидная стена» усилена гофрами против боковых сил, что позволяет получить более тонкую, легкую и дешевую конструкцию.

Колесо с шаткой перемычкой - это дисковое колесо с дополнительными формирование, а не колесо со спицами со слитыми спицами. Чтобы избежать концентрации напряжений, перемычки образуют плавные кривые, а не четко очерченные спицы. Такие колеса могут быть штампованы из листовой стали или отлиты из легкого сплава. Литейные предприятия предпочитают диски с постоянной толщиной стенок, поскольку это упрощает контроль усадки. Своеобразная форма колеса Lotus была получена сознательно, сохраняя такую ​​постоянную толщину стенок для простоты изготовления и складывая его для достижения требуемого изменения жесткости по радиусу.

Fedden and Cosmos

Первое колесо с качающейся перемычкой было разработано для центра шкива примерно в 1884 году. Прямая стальная полоса шириной, равной радиусу колеса, была загнута в острые гофры. Затем складку гармошкой складывали веером по кругу, причем внутренние складки были ближе, чем внешние. Затем этот диск был отлит в ступицу из железа и загнутые выступы на внешней стороне листа приклепаны к ободу шкива. Эти шкивы были произведены JE Hall of Dartford. Планы были также развивать это в железнодорожных колес, с гофры прессуют в форме половинного тор.

Первое использование для дорожного колеса было по Рой Федден для его Космос вагон 1919 года. В этом штампованном стальном колесе использовался диск с шестью спицами на чередующихся сторонах и тремя удерживающими болтами.

Железнодорожные локомотивы

Bulleid Firth Brown (BFB) железнодорожный локомотив колесо

Паровозы используют колеса со спицами из литой стали. Некоторые производители отдавали предпочтение вариантам этого, стремясь к более компактной конструкции за счет использования различных форм полых или балочных спиц, а не сплошных спиц овального сечения. Одним из наиболее успешных из этих проектов было колесо Bulleid Firth Brown (или BFB), которое часто ошибочно путали с колесом Boxpok. Это имело некоторые особенности шаткой перепонки, которая возникла из плоского дискового колеса с короткими широкими «спицами», образованными в нем путем смещения каплевидных участков диска в другую плоскость. За исключением нескольких небольших отверстий для осветления, это дисковое колесо всегда имеет толщину стенки в одну толщину по всему периметру диска.

Подобно колесу Lotus, колесо BFB также имеет широкие неглубокие складки на внешнем диаметре и более узкие более крутые складки к центру (см. Изображение).

Хотя внешне визуально он похож на колесо BFB, истинный дизайн Boxpok, как видно из его названия, происходит от «спицы-коробочки». Это колесо со спицами и полыми спицами квадратного сечения. Диск колеса в сечении имеет либо две толщины обшивки у спиц, либо нулевое (то есть открытое пространство) между ними.

Легкие гофрированные колеса стандартного диаметра 860 мм появились в 1980-х годах для пригородных поездов в Японии.

Самолет

Опора и колесо ходовой части Supermarine Seafire

Самолет с Литые легкосплавные диски появились в 1930-х годах. Распространенной формой в британской военной практике был диск одинарной толщины, смещенный вбок сегментами с острыми краями и соединенный радиальными перемычками. Такие колеса были установлены, в частности, на Spitfire. Эта базовая конструкция с небольшими изменениями использовалась в 1960-е годы и в эпоху реактивных двигателей.

. Первая отчетливо качающаяся перемычка появилась на Convair CV-240 1948 года. В нем использовалось литое колесо с девятью узкими радиальными колесами. спицы сформированы из изогнутого диска.

Lotus Climax 25

Гоночные автомобили Lotus

Lotus Twelve

Самым известным примером колеса с шаткой сеткой было то, что Lotus для своих гоночных автомобилей в конце 1950-х годов и начало 1960-х гг. Эти колеса впервые появились на Formula 2 Lotus Twelve в 1957 году. Аналогичное колесо использовалось Vanwall с 1958 года.

Дизайн колеса в типичном для Lotus стиле стиле был предназначен для достижения максимально легкого веса. Это особенно важно для колес, поскольку они имеют неподрессоренную массу , а автомобили, предназначенные для их перевозки, были чрезвычайно легкими. Их дизайнером был Lotus, хотя, опять же, в типичном для Lotus стиле, их часто приписывали Колину Чепмену.

В отличие от более ранних «волнистых» колес, дизайн Lotus и его характерные «колебания» были преднамеренной особенностью, даже в нижнем положении. к тому, что колебания имеют глубокую выемку около ступицы и смягчаются к краю обода. Для удобства изготовления путем литья колеса были спроектированы с постоянной толщиной стенок. Их жесткость (сила / площадь) должна была быть максимальной вокруг ступицы, поэтому здесь колеса были глубоко и круто сложены. По направлению к ободу, распределение той же силы по большей окружности и поперечному сечению металла, таким образом, требовало меньшего изгиба, и их профиль стал плавной волной.

Как и для многих других компонентов Lotus, колеса были отлиты из Электрон магниево-алюминиевый сплав. Они были отлиты Stone Foundries из Чарльтона. Купер уже использовали магниевые колеса, и, помимо их технических преимуществ, Чарльз Купер счел очень выгодным продавать драйверы много запасных колес, необходимых для гонок, вместо того, чтобы привлекать к работе внешнего поставщика, чему Чепмен стремился подражать. Макинтош и Чепмен также получили от Купера литейный лом, вышедшие из строя колеса и изучили эти отказы, чтобы понять режимы отказа гоночного руля из магния.

Гоночные цвета команды Lotus в то время были зелено-желтыми, часто небольшими пятнами каждый с кузовом по существу из чистого полированного алюминиевого листа. С появлением колеса с шаткой перемычкой вместо прежних проволочных колес колеса были окрашены в желтый цвет, а кузова - в зеленый. Этот глянцевый ярко-желтый цвет можно было легко нанести на зеленовато-желтую грунтовку из хромата цинка, используемую на колесах для предотвращения коррозии.

Споры о колесах с четырьмя шпильками в Ле-Мане

Lotus 23, когда колеса с четырьмя и шестью шпильками были только видны

Основным принципом дизайна Lotus в то время была знаменитая поговорка Чепмена: «Упростите и добавить больше легкости ». В Formula Junior Lotus 20 и Lotus 22 это было распространено на свои передние колеса, которые использовали крепление с 4 шпильками, по сравнению с предыдущие 6-шипы, которые все еще использовались на их задних ведущих колесах.

В 1963 Ле-Мане Lotus представила новый и несколько незавершенный, Lotus 23, расширенная версия двухместного Lotus 22. Перед гонкой он был дисквалифицирован с соревнований и не принимал участия. Это было связано с его колесами, хотя и не из-за шаткого дизайна. Автомобиль, как и спроектирован, использовал типичное колесо Lotus с 6-ю шпильками сзади и крепление с 4-мя шпильками спереди. Колесные диски также были шире сзади, 6 дюймов против 5 дюймов, с более широкими шинами 5,50 × 13, а не 4,50 × 13. Поскольку правила Ле-Мана по-прежнему были сформулированы как гонка на выносливость для «спортивных автомобилей», они требовали наличия запасного колеса. У 23-го была такая запаска, но, очевидно, ее нельзя было установить на обоих концах машины. Эксперты отклонили это и исключили автомобиль из соревнований. Подходящие задние ступицы с 4 шипами были поспешно привезены из Англии, чтобы избежать проблемы несовместимости, но теперь инспекторы возражали, что если раньше требовалось 6 шипов, то 4 должны быть недостаточно прочными, и все равно не позволяли автомобилям участвовать в соревнованиях. После этого Чепмен ответил: «Мы никогда больше не будем участвовать в гонках в Ле-Мане». Это обещание Lotus сдерживало до 1997 года, спустя много времени после смерти Чепмена в 1982 году.

следующего года. Спортивный автомобиль Can Am, Lotus 30, заменил колесные шпильки на. В основном это было связано с гораздо большим крутящим моментом его большого двигателя V8, но это также позволило избежать повторения этой ситуации, поскольку 30 также имел одно запасное колесо.

Колеса со спицами

Lotus Climax 33, передние колеса со спицами и внешние тормозные диски, задние колеса с шаткой перемычкой и внутренние диски.

Недостатком использования дисковых колес, особенно для передних колес, является отсутствие воздушного потока через колеса, что важно для охлаждения тормозных дисков. Задние колеса одноместных гоночных автомобилей приводятся в движение карданными валами от трансмиссии, а тормоза в любом случае обычно устанавливаются внутри, а не от колес. В более поздних конструкциях Lotus, начиная с 26, использовались колеса со спицами, хотя это было больше связано с уменьшением диаметра гоночных шин, особенно на передних колесах, а не с охлаждением тормозов. В гоночных автомобилях с открытыми колесами кожух колес никогда не был серьезным ограничением.

Проблемы со сплавом

Что касается многих изделий из сплава Электрон, коррозия магний был проблемой при длительной эксплуатации. Хотя Lotus использовала эти колеса только на своих гоночных автомобилях, а не на дорожных, срок их службы был ограничен. Автомобили Lotus 1960-х годов по-прежнему популярны в исторических гонках, но теперь эти колеса больше не подходят для соревнований для тщательной проверки, независимо от их внешнего состояния. Поскольку колеса являются такой отличительной частью внешнего вида автомобиля, доступны современные репродукции.

См. Также

  • Disteel, штампованные стальные диски

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-21 12:57:44
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте