Содержание
- 1 История появления несущей конструкции кузова
- 1.1 Характеристики несущего кузова
- 1.2 Конструкция передней части кузова
- 1.3 Центральная часть несущего кузова
- 1.4 Задняя часть кузова
- 1.5 Зоны запланированного сжатия (смятия)
- 1.6 Типы стали в конструкции несущего кузова
- 1.7 Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова
- 1.8 Ремонт несущего кузова
- 2 Составные части в устройстве шасси
- 3 Шасси автомобиля. Проверка технического состояния
- 4 Устройство шасси автомобиля
- 5 Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать
Приветствую Вас на блоге Kuzov.info!
В этой статье поговорим о несущем кузове автомобиля, о истории появления, его характеристиках и устройстве.
Несущий кузов пришёл на смену рамной конструкции автомобиля. Грубо говоря, он объединяет раму и кузов в одно целое и имеет дополнительные усиления в необходимых местах. Раму замещают продольные (лонжероны) и поперечные силовые элементы.
Некоторые автомобили, такие как грузовики и некоторые внедорожники, по-прежнему имеют рамную конструкцию.
Несущий кузов имеет похожий принцип и дизайн, который годами использовался в авиастроении ещё до появления его в автомобилях.
История появления несущей конструкции кузова
Первая попытка создания несущего кузова была предпринята в 1922 году. Был создан автомобиль Lancia Lambda. Он был без крыши и по конструкции больше напоминал раму с встроенными боковыми элементами.
Ключевую роль в развитии несущего кузова съиграла американская компания Budd Company, которая снабдила оборудованием для прессовки листовой стали автопроизводителей Dodge, Ford, Buick и Citroën.
В 1930-ом году инженер из Австрии Joseph Ledwinka совместно с компанией Budd создал прототип несущего кузова, который сразу запатентовал.
Несущий кузов автомобиля Citroen Traction Avant
Компания Citroen выпустила первый автомобиль с несущим кузовом Citroen Traction Avant. Этот автомобиль имел полноценный несущий кузов со всеми силовыми элементами, которые применяются на современных автомобилях.
Как и при изготовлении современных несущих кузовов, для соединения элементов кузова была применена контактная сварка. Массовая продукция его была начата в 1934 году.
В дальнейшем, такая конструкция кузова постепенно стала замещать традиционную рамную конструкцию.
Характеристики несущего кузова
Конструкция кузова сделана из комбинации прессованных листовых панелей разных форм, соединённых в единую конструкцию при помощи точечной контактной сварки. Кузов получается относительно лёгким и очень прочным.
Такой тип конструкции часто сравнивают со скорлупой яйца. Если пытаться раздавить яйцо, прилагая усилие продольно, с противоположных концов, то это будет сделать не просто.
Так получается из-за того, что вся сила не концентрируется в одном месте, а рассеивается по всей скорлупе. Подобным образом функционирует несущий кузов.
В рамных автомобилях, которые были до появления несущих кузовов, рама принимала на себя все нагрузки, а кузов обеспечивал только функциональные нужды.
В несущем же кузове силовые элементы являются частью кузова, который, в свою очередь, состоит из множества панелей, приваренных друг к другу и образующих единую конструкцию. Даже вклеенные стёкла автомобиля (лобовое и заднее) влияют на общую жёсткость. Таким образом, нагрузка распределяется по всему кузову.
Благодаря отсутствию рамы, автопроизводители получили возможность делать автомобили более компактным и лёгкими, а также появилась большая свобода в дизайне.
Недостатками несущего кузова можно считать шум и вибрацию, которая больше передаётся на кузов, чем на рамном автомобиле. В современных автомобилях эта проблема решается благодаря применению шумо-вибро изолирующих материалов.
В несущих кузовах используется достаточно тонкий листовой металл, прочность которого увеличена благодаря штампованию. Силовые элементы сделаны из высокопрочной стали.
В таких типах кузовов ржавчина может влиять на структурную жёсткость кузова и на безопасность. Поэтому антикоррозионная защита, в особенности структурных элементов, очень важна.
Несущий кузов даёт преимущество более низкого центра тяжести автомобиля, увеличивается экономия и рейтинг безопасности. Благодаря более низкому центру тяжести улучшается устойчивость и управляемость и уменьшается вероятность переворота автомобиля.
Неоднократно проводились краш-тесты с автомобилями, имеющими рамную конструкцию и автомобилями с несущим кузовом. Автомобили с несущим кузовом показывают лучшую безопасность при фронтальном столкновении и при перевороте, но немного худшую безопасность при боковых столкновениях.
Рассмотрим конструкцию несущего кузова, разделив её на три части: переднюю, центральную и заднюю.
Конструкция передней части кузова
- Главными силовыми элементами передней части несущего кузова являются лонжероны. Это продольные полые элементы, крепящиеся ближе к низу передней части кузова. Они являются самыми прочными элементами несущего кузова автомобиля. Они изготавливаются из высокопрочной стали. Лонжероны крепятся частично к щиту моторного отсека и частично к низу передних брызговиков кузова. Лонжероны имеют зоны запланированного смятия при авариях, чтобы гасить энергию при фронтальном ударе.
- Фартуки (брызговики) передних крыльев являются внутренними панелями, которые располагаются вокруг колеса и защищают от грязи. Они частично приварены к лонжеронам. Брызговики также добавляют структурной жёсткости кузову.
- Верхнее усиление брызговика является структурным элементом передней части кузова. На него прикручиваются передние крылья.
- Чашки кузова – это усиленные элементы кузова, которые удерживают верхнюю часть стоек подвески. Они сформированы как часть брызговиков кузова.
- Рамка радиатора (поддержка радиатора, подкапотная рамка) – это структурный элемент, расположенный в передней части кузова и удерживает радиатор системы охлаждения, замок капота и другие смежные элементы автомобиля. Рамка радиатора крепится к лонжеронам и брызговикам. Она придаёт жёсткость передней части кузова, как поперечный структурный элемент.
- Щит моторного отсека (или передняя перегородка) – это панель, делящая переднюю секцию кузова и центральную секцию салона. Щит моторного отсека помогает защитить водителя и пассажиров при возникновении пожара в моторном отсеки. За щитом идёт силовая конструкция, защищающая водителя и пассажиров в момент аварии.
- Передние крылья располагаются рядом с передними дверьми и доходят до переднего бампера. Они закрывают переднюю подвеску, и брызговики передней части кузова. На современных машинах крылья, обычно, прикручиваются к кузову болтами.
- Усилитель бампера прикручивается к передней части лонжеронов и предназначен для гашения удара при аварии.
Центральная часть несущего кузова
- Днище является главной структурной секцией нижней части салона кузова. Часто, днище штампуется как одна большая цельная панель. С нижней стороны днища кузова проходят продольные и поперечные силовые элементы. Места крепления сидений усилены и также придают жёсткость днищу.
Срез панели приборов показывает усиление, увеличивающее безопасность салона при аварии.
- Центральная часть кузова (салон) окружена усиленными панелями для безопасности водителя и пассажиров. Боковая центральная стойка имеет внутри усиление, двери имеют усилители внутри и сами являются достаточно прочной конструкцией, за панелью приборов находится усиленная конструкция, крыша обычно имеет усиленную поперечину, сберегающую салон при перевороте.
- Стойки кузова – это вертикальные элементы, которые удерживают конструкцию крыши и защищают салон кузова в случае переворота автомобиля. Стойки кузова состоят из внешних лицевых частей и внутреннего усиления из высокопрочной стали. В конструкции кузова типа «седан» имеется 3 типа стоек кузова (передние, средние или боковые и задние стойки, переходящие в задние крылья). Передние стойки кузова переходят в рамку лобового стекла. Центральные стойки удерживают конструкцию крыши между передними и задними дверями. Они помогают усилить крышу и обеспечивают места крепления шарниров задних дверей. Средние стойки кузова распределяют нагрузки с нижней части кузова к верхней и предотвращают сжатие боковых частей при боковых ударах, защищая салон кузова. Задние стойки кузова удерживают заднюю часть крыши и переходят в задние крылья. Они, также, являются посадочным местом для заднего стекла.
- Боковая панель является общей конструкцией, в которой передний и задний проём дверей сделан одним элементом, без сваривания частей. Такое устройство даёт преимущество в меньшей подверженности коррозии.
- Пороги – это усиленные конструкции, которые находятся в нижней части дверных проёмов. Они соединяются контактной сваркой с фланцами днища. Внутри лицевой части порогов расположено усиление. Пороги удерживают нижнюю часть средних стоек и служат боковой поддержкой для днища.
- Задняя «полка» — это панель, расположенная за задними сидениями, под задним стеклом.
- Задняя перегородка разделяет салон кузова и багажное отделение (на седанах).
- Двери имеют составную конструкцию. Они состоят из внешней панели, внутреннего усилителя и части, на которой крепятся стеклоподъёмники и другие элементы дверей, включая обшивку.
- Панель крыши закрывает центральную часть кузова и удерживается на стойках кузова. Панель крыши является одной из самых больших панелей кузова и, в то же время, представляет собой очень простую конструкцию. Жёсткость крыше придаёт её форма, а также усилители, которые располагаются с обратной стороны и приклеиваются к ней. Крыша, переходящая в заднее крыло приваривается при помощи латуни или кремнистой бронзы. Этот тип соединения позволяет делать длинный ровный шов, даёт эластичность и хорошо противостоит нагрузкам и вибрациям, воздействующим на это место кузова. К тому же, такое соединение меньше подвержено коррозии.
Задняя часть кузова
- Задние лонжероны являются силовыми продольными элементами задней части кузова. Они изготавливаются из высокопрочной стали. Они удерживают пол багажника и принимают на себя всю нагрузку при перевозке багажа.
Панель пола багажника с полостью для запасного колеса
- Пол багажника представляет собой штампованный лист, которые часто имеет вогнутую форму и образует место под запасное колесо. Пол приварен к задним лонжеронам, задним брызговикам (или аркам) и задней панели кузова.
- Задние крылья представляют собой несъёмные панели, приваренные к кузову и являются частью структуры задней части кузова.
- Задние чашки кузова удерживают верхнюю часть задних стоек.
- Задние арки кузова крепятся к задним крыльям.
Зоны запланированного сжатия (смятия)
Это зоны кузова, прочность которых специально ослаблена при изготовлении автомобиля. Это сделано, чтобы, сжимаясь в этих местах, элементы кузова гасили энергию удара. Зоны запланированного смятия обеспечивают определённый контроль второстепенных повреждений и увеличивают безопасность водителя и пассажиров. Элементы кузова с такими ослабленными зонами сминаются более предсказуемо, чем без них. Передние и задние лонжероны имеют зоны запланированного сжатия, в которых они сгинаются при аварии, гася энергию удара. Капот, также, имеет такие зоны.
Несущий кузов так спроектирован, что передняя и задняя часть сминается относительно легко, в то время как средняя часть, где находится водитель с пассажирами, остаётся целым.
Типы стали в конструкции несущего кузова
Сталь по-прежнему самый часто используемый материал при изготовлении различных видов транспорта. При изготовлении силовых элементов несущего кузова применяется высокопрочная сталь, высокопрочная низколегированная сталь и сверхпрочная сталь.
Предел прочности такой стали в 2–4 раза больше обычной, низкоуглеродистой стали. Штампование ещё больше усиливает прочность панелей.
Применение высокопрочной стали, позволило автопроизводителям уменьшить толщину листового металла при изготовлении структурных элементов без ухудшения прочности кузова.
На некоторых современных автомобилях структурные элементы кузова могут быть сделаны, из комбинации разных типов стали. Лазером сваривается сталь разной толщины и прочности. Получается одна цельная панель.
Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова
Расположение пенного наполнителя внутри закрытых конструкций кузова может варьироваться у разных автомобилей. Пена может располагаться в порогах, стойках кузова, лонжеронах. Пенный наполнитель используется для уменьшения шума, вибрации и увеличения прочности кузова.
Нежелательно сваривать панели рядом с местом, где расположен пенный наполнитель. Если есть такая необходимость, то наполнитель нужно сначала удалить, а потом восстановить по завершению ремонта.
Пенный наполнитель не плавится и не горит, если резать «болгаркой» часть кузова рядом с ним.
Для замены специального пенного наполнителя не рекомендуется использовать строительную пену.
Ремонт несущего кузова
Автомобиль с несущим кузовом, в отличие от рамной конструкции, требует другой подход к ремонту.
Так как кузов представляет собой взаимосвязанную конструкцию, то, часто, дополнительно к основному, он получает второстепенные повреждения. Это нужно всегда учитывать при осмотре перед ремонтом.
Печатать статью
Составные части в устройстве шасси
- Обратная связь
- ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
- Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение
- Как определить диапазон голоса – ваш вокал
- Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими
- Целительная привычка
- Как самому избавиться от обидчивости
- Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам
- Тренинг уверенности в себе
- Вкуснейший “Салат из свеклы с чесноком”
- Натюрморт и его изобразительные возможности
Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.
Оси и плоскости тела человека – Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
Отёска стен и прирубка косяков – Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.
Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) – В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.
Рис. 82. Дверь задняя
Рио. 83. Окно и механизм перемещения стекла задней двери
Рис. 84. Замок и ручки задней двери
Рис. 85. Сиденье водителя и переднее сиденье
Рис. 86. Сиденье заднее
Рис. 97. Замок и привод замка капота, петли капота
Тема №2 Шасси АТС
Введение
Шасси первых автомобилей представляло собой рамную конструкцию, в виде двух продольных балок (лонжеронов), соединенных различными пересекающимися поперечинами, к которым крепились колеса. В более широком смысле шасси – это была рама с крепящимися к ней компонентами автомобиля, включая двигатель, трансмиссию и кузов.
Красиво сделанный и внушительный кузов был в основном дополнительным оборудованием – помещением для размещения сидений и пассажиров и защищал их от дождя. Поэтому существовали, например, такие понятия, как «кузов Mulliner на шасси Rols-Royce».
Это означает, что покупали шасси Rols-Royce и отправляли их кузовщикам фирмы Mulliner, которые устанавливали на шасси кузов.
Современное понятие «шасси», аналогичное выше приведенному, соответствует для шасси грузовых АТС. Современные легковые автомобили и даже некоторые современные внедорожные автомобили (4×4) не имеют рамы, как таковой.
Рамы начали исчезать в 20-е годы, с появлением «несущих» кузовов.
- К середине XX в. сложилась общепризнанная концепция применения несущих систем на различных типах автомобилей:
- на легковых автомобилях среднего и малого классов – несущий кузов,
- на легковых автомобилях высшего класса и повышенной проходимости – несущая рама или полунесущий кузов с элементами рамы,
- на грузовых автомобилях – несущая рама,
- на автобусах – несущий или полунесущий кузов, реже – рама (для автобусов на шасси грузовых автомобилей).
- Сейчас при разработке шасси большое внимание уделяется деталям и системам, которые находятся между мотором, кузовом и дорогой и которые, таким образом, должны обеспечивать
- – возможность движения,
- – возможность управлять автомобилем,
- – комфорт для пассажиров.
- Поэтому сейчас аспектами в конструкции шасси легковых АТС стали:
- – колеса и шины,
- – трансмиссия,
- – подвеска,
- – система рулевого управления и тормозная система.
В конструкции шасси грузовых АТС, по прежнему, присутствует такой составной элемент, как рама, представляющий собой несущую систему, т.е. остов АТС.
Сегодня, пассажиры легкового автомобиля и их багаж (а также мотор и многое другое) находятся в чем-то, похожем на большую коробку, и испытывают при этом минимум беспокойства. При этом колеса проходят по той поверхности, которая существует для движения, начиная от ровной, и заканчивая трещинами, рытвинами и колдобинами, или даже (в RV и SUV) по полностью неусовершенствованному покрытию.
- Совокупность устройств создающих возможность для движения АТС по опорной поверхности представляет собой ходовую часть. В состав ходовой части входят:
- Опорные устройства – колеса.
- Подвеска – упругая связь колес с несущей системой.
Хотя главная задача шасси – это комфорт и управление, в реальности есть еще два фактора, которые конструктор шасси должен принимать в расчет. Первый из них – эффективное использование пространства.
Компоненты шасси и больше всего элементы подвески должны по возможности «вписываться» в пространство салона и багажника и основные механические компоненты. Обычно не допускается, за исключением специальных, спортивных автомобилей, когда элементы подвески занимают существенную часть пространства внутри кузова.
Вторым фактором является структурная эффективность. Если крепления подвески передают нагрузки на кузов в удобных и предпочтительно в четко выделенных точках, то сам кузов может быть сделан легче.
Распределение большей части нагрузок в сторону от точек крепления, которые могут располагаться или слишком низко или близко друг к другу, как это происходит в некоторых подвесках, может привести к значительному увеличению веса.
Особенностью устройства шасси АТС является зависимость от конструкции мотора и типа ТС, обуславливающая наличие либо отсутствие ряда составных частей в устройстве.
Исходя из среды, в которой осуществляется движение ТС, устройство их шасси весьма разнообразны по причине существующих особенностей создания и обеспечения возможности устойчивого положения ТС в среде и возможности его движения в этой среде.
- Для воздушного транспорта особенность создания и обеспечения возможности устойчивого положения ТС и движения его в воздушной среде обуславливается необходимостью создания подъемной силы и толкающей силы.
- Для водного транспорта особенность создания и обеспечения возможности устойчивого положения ТС и движения его в водной среде обуславливается необходимостью создания выталкивающей силы и толкающей силы.
- Для наземного транспорта особенность создания и обеспечения возможности устойчивого положения ТС и движения его по земной поверхности обуславливается необходимостью создания удерживающей силы (силы сцепления с опорной поверхностью) и толкающей силы.
- Существуют транспортные средства, предназначенные для эксплуатации как минимум в двух сферах – амфибии, устройство шасси которых отличаются значительным числом составных элементов.
- Вместе с тем общим в устройстве всех шасси механических транспортных средств, согласно выше указанным функциям, является наличие следующих составных частей:
- ОСТОВ (несущая система) – основная составная часть шасси ТС в виде устройства, конструкция которого обладает несущей способностью – способностью для размещения и установки устройств, создающих и обеспечивающих возможность управляемого процесса движения ТС по опорной поверхности.
- ДВИЖИТЕЛь – составная часть шасси в виде устройств для создания возможности получения, движущей силы ТС;
- ХОДОВАЯ ЧАСТЬ – составная часть шасси в виде устройств для обеспечения возможности устойчивого положения ТС в среде передвижения и создания возможности для его перемещения в этой среде.
- ЭЛЕМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ – составная часть шасси в виде совокупности устройств создающих возможность изменения направления движения ТС.
- трансмиссия составная часть шасси в виде устройств создающих возможность энергоснабжения движителя.
- Колеса ТС
Общие положения
Ранее были рассмотрены следующие основные понятия:
колесо– устройство в виде диска (рис. 2 а) или обода со спицами (рис. 2 б), обычно применяемое для передачи вращательного движения или преобразования его в поступательное движение.
КОЛЕСНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ – движитель, обеспечивающий поступательное движение за счет вращения колеса, преобразующего подведенную от источника энергию крутящего момента М к в силу тяги Рт, а свое вращение с угловой скоростью Wк, в поступательное движение транспортного средства со скоростью Vк (рис. 5).
1 — обод; 2 — пневматическая шина; 3 — ступица; 4 — соединительный элемент.(диск)
Принципиальная схема
Пневматическая шина обеспечивает поглощение, смягчение толчков, ударов, воспринимаемых колесом АТС от дороги, сцепление колеса с дорогой, снижает шум при движении. Присутствие пневматической шины, устанавливаемой на обод. – характерная особенность конструкции автомобильного колеса
Обод колеса – обеспечивает возможность установки на него пневматические шины и является основным конструктивным элементом, воспринимающим силовые нагрузки.
Ступица колеса, обеспечивается возможность совершать вращательные движения колеса относительно оси.
Диск – связующее звено между ободом и ступицей в виде соединительного элемента, обуславливающего силовую и кинематическую связь. (Существуют конструкции, в которых нет ярко выраженного элемента в виде соединительного звена).
Пневматическая шина ― это конструктивный дорогостоящий элемент, может составлять от 15-30%. На эксплуатационные расходы приходится 15-20% всех затрат.
Шасси автомобиля. Проверка технического состояния
Шасси транспортного средства — это совокупность его узлов и систем, за исключением кузова, двигателя и кабины.
Шасси транспортного средства не считается элементом, непосредственно влияющим на безопасность дорожного движения, поэтому нормативные требования к его конструктивным элементам отсутствуют.
Вместе с тем в процессе эксплуатации транспортных средств могут возникать неисправности указанной системы, которые оказывают значительное влияние на создание предпосылок совершения дорожно-транспортных происшествий, а также усугубляют тяжесть их последствий.
Это связано в первую очередь с тем, что от технического состояния элементов шасси зависит управляемость и устойчивость транспортного средства в тех пределах, которые установлены предприятием-изготовителем при проектировании и изготовлении.
При этом под управляемостью понимается качество транспортного средства, облегчающее движение по заданной водителем траектории, а под устойчивостью — качество, обеспечивающее движение по заданной водителем траектории при наличии внешних воздействий.
Реализация этих качеств зависит в основном от упругих и гасящих элементов подвесок.
Кроме того, техническое состояние элементов шасси оказывает значительное влияние на вероятность появления отказов, приводящих к движению транспортного средства в неконтролируемом либо частично контролируемом водителем направлении. Это касается в первую очередь направляющих элементов подвески автомобиля, а также шарниров поворотных цапф (шкворней и шаровых опор).
И, наконец, техническое состояние элементов шасси может влиять на безопасность других участников дорожного движения в случае отсоединения какого-либо элемента от несущей части при ненадежном его креплении и падения на полотно дороги.
Основные элементы шасси:
- ходовая часть
- трансмиссия механических транспортных средств
Ходовая часть обеспечивает управляемость и устойчивость, а также плавность хода транспортного средства и включает подвеску, мосты, раму и колеса с шинами. В данном параграфе колеса и шины и требования к ним не рассматриваются.
Подвеска — это компонент, посредством которого кузов или рама соединяется с колесами.
Существуют зависимые и независимые подвески. В зависимой подвеске вертикальное перемещение колеса по одному борту транспортного средства влияет на перемещение колеса по другому борту. В независимых подвесках оба колеса движутся независимо друг от друга. Любая подвеска транспортного средства имеет в своем составе три основные группы элементов — направляющие, упругие и гасящие.
Направляющие элементы — это часть подвески, определяющая характер перемещения колес относительно кузова или рамы. В состав направляющих элементов входят рычаги, реактивные тяги, несущие части амортизаторных стоек, поворотные цапфы, а также шарниры рычагов, тяг, поворотных цапф и стоек.
Упругие элементы — это часть подвески, обеспечивающая функцию подрессоривания. К упругим элементам относятся листовые рессоры, пружины, торсионы, пневморессоры, а также стабилизаторы поперечной устойчивости.
Следует отметить, что листовые рессоры и полурессоры пневмоподвесок выполняют, как правило, также роль направляющих элементов подвесок.
Кроме того, имеются конструкции подвесок легковых автомобилей, в которых стабилизатор поперечной устойчивости играет одновременно роль направляющего элемента.
Рис. Зависимые рессорные подвески и основные места их контроля:
а — подвеска одиночной оси (1 — амортизатор; 2 — серьга; 3 — рессора; 4 — стабилизатор); б — балансирная тележка (1 — верхние реактивные тяги; 2 — рессора; 3 — балансирное устройство; 4 — нижние реактивные тяги)
Гасящие элементы обеспечивают затухание колебаний кузова (рамы) транспортного средства. К ним относятся амортизаторы и упругие ограничители хода подвески.
Рассмотрим особенности конструкции некоторых распространенных видов подвесок.
Зависимая рессорная подвеска
Для двухосных транспортных средств такая подвеска, как правило, выполнена для каждого колеса в отдельности. Для трехосных грузовых автомобилей задняя подвеска может быть выполнена в виде единой тележки с общими элементами подвески по каждому из бортов.
Направляющими элементами в таких подвесках являются поворотные цапфы, листовые рессоры и штанги балансирного устройства.
Поворотная цапфа является элементом подвесок управляемых осей и включает шкворневой шарнир, обеспечивающий возможность поворота управляемых колес.
Этот шарнир имеет, как правило, радиальные подшипники скольжения, выполненные в виде бронзовых или металлополимерных втулок, а также упорный подшипник качения или скольжения, расположенный в нижней части шарнира.
Рис. Элементы шкворневой подвески управляемой оси и основные места ее контроля: 1 — поворотный рычаг; 2 — шаровые шарниры рулевых тяг; 3 — продольная рулевая тяга; 4 — балка управляемой оси; 5 — поперечная рулевая тяга; 6 — поворотная цапфа
Листовая рессора представляет собой упругий элемент, состоящий из одного или нескольких листов. Как правило, рессора крепится посередине к неподрессоренной части транспортного средства, а по концам — к подрессоренной части в случае, когда подвеска выполнена для одного колеса, и наоборот, когда подвеска выполнена для тележки.
Многолистовая рессора представляет собой пакет из нескольких рессорных листов, скрепленных между собой.
Лист, на котором выполнено или к которому крепится ушко рессоры, называется коренным, а лист (листы), который страхует подрессоренную массу транспортного средства от падения в случае поломки коренного листа или ушка, — подкоренным.
Крепление рессоры посередине выполняется обычно с помощью стремянок, имеющих и-образную форму, а крепление неподвижного конца рессоры к кронштейну рамы — с помощью металлической оси, либо непосредственно контактирующей с ушком рессоры, либо связанной с ним через резинометаллический шарнир.
Такая подвеска характерна для задних осей некоторых легковых автомобилей, передних осей грузовых автомобилей с нерегулируемым положением рамы, задних осей грузовых автомобилей, а также осей прицепов и полуприцепов, не обеспечивающих регулирование уровня пола по высоте.
Зависимая пневматическая подвеска
Для каждого колеса транспортного средства она может выполняться по схеме с одной или двумя пневморессорами.
Направляющими элементами в таких подвесках служат полурессоры, реактивные тяги, кронштейны рамы и балки для крепления пневмоэлементов.
Упругими элементами являются пневморессоры, которые позволяют не только сглаживать колебания кузова транспортного средства, вызванные неровностями дорожного покрытия, но и регулировать положение кузова (рамы) по высоте в определенных пределах.
На задних осях грузовых автомобилей, а также на осях полуприцепов широкое распространение получила подвеска с одной пневморессорой на колесо. Угловые перемещения полурессоры в кронштейне происходят посредством упругой деформации сайлентблока.
Рис. Варианты исполнения пневмоподвесок неуправляемых осей и основные места их контроля: а — с одной пневморессорой на колесо; б — с двумя пневморессорами на колесо; 1 — пневморессора; 2 — амортизатор; 3 — балка оси; 4 — полурессора; 5 — реактивные тяги; 6 — стабилизатор; 7 — опорные кронштейны
Задние подвески автобусов, а также передние и задние подвески грузовых автомобилей нередко выполняются по схеме с двумя пневморессорами на колесо.
Для такой подвески характерно наличие специальных балок, расположенных в продольном направлении, к которым крепятся пневморессоры, а также наличие системы реактивных тяг, удерживающих балки от продольных и поперечных смещений и поворота вокруг своей оси.
Независимая пневматическая подвеска
Такая подвеска характерна прежде всего для управляемых осей автобусов повышенной комфортности. Один из вариантов исполнения такой подвески показан на рисунке.
Рис. Пневмоподвеска управляемой оси автобуса и основные места ее контроля: 1 — пневморессора; 2 — верхний рычаг; 3, 8 — резинометаллические втулки; 4 — нижний рычаг; 5 — кран уровня подвески; 6 — стабилизатор поперечной устойчивости; 7 — амортизатор; 9 — опорная стойка
В качестве направляющих элементов такой подвески служит пара поперечных рычагов, расположенных в двух уровнях по вертикали, и шкворневая поворотная цапфа, имеющая в верхней части площадку для установки пневморессоры. Перемещения рычагов происходят, как правило, в резинометаллических шарнирах.
Независимая пружинная подвеска управляемой оси
Такая подвеска имеет две основные разновидности: на двойных поперечных рычагах и в виде амортизаторной стойки (подвеска «МакФерсон»).
Подвеска на двойных поперечных рычагах применяется на некоторых видах легковых автомобилей и легких грузовиков.
Рис. Подвески управляемых осей легковых автомобилей и их основные места контроля: а — типа «МакФерсон»; б — на двойных поперечных рычагах; 1 — рычаги подвески; 2 — стабилизатор; 3 — верхняя опора амортизаторной стойки; 4 — амортизатор; 5 — амортизаторная стойка; 6 — поворотная цапфа; 7 — шаровые опоры
В качестве направляющих элементов в такой подвеске служит пара поперечных рычагов, расположенных в двух уровнях по вертикали, а также поворотная цапфа, имеющая либо шкворневой шарнир, либо пару шаровых опор.
Один из вариантов такой подвески с шаровыми опорами приведен на рисунке.
Перемещение рычагов в угловом направлении относительно кузова происходит в резинометаллических шарнирах, а поворот цапфы относительно рычагов — в шаровых опорах.
Подвеска «МакФерсон» в настоящее время очень широко распространена на легковых автомобилях. В качестве направляющих элементов такой подвески служат амортизаторные стойки, поворотные цапфы, рычаги, в отдельных случаях — стабилизаторы.
Важным элементом подвесок такого типа является верхняя опора амортизаторной стойки, которая содержит резинометаллический шарнир и радиально-упорный подшипник, воспринимающий вертикальную и боковую нагрузки на колесо, а также позволяющий стойке поворачиваться при повороте управляемых колес.
Поворот цапфы относительно рычага в таких подвесках происходит в шаровой опоре. При этом рычаг двигается в угловом направлении относительно кузова в резино-металлических шарнирах.
Основным гасящим элементом подвесок всех видов являются амортизаторы, которые крепятся к подрессоренным и неподрес- соренным элементам с помощью проушин или стержней.
При стержневом креплении шток и корпус амортизатора крепятся резиновыми втулками, а в случае проушин — посредством конических резиновых втулок или резинометаллических шарниров.
Рис. Схема работы системы регулировки уровня кузова (рамы): 1 — ресивер; 2 — электромагнитный пневмоклапан; 3 — пневморессора; 4 — датчик уровня подвески; 5 — электронный блок управления; 6 — пульт управления
Пневматические подвески многих транспортных средств оснащаются системой регулирования уровня кузова (рамы) транспортного средства. Принципиальная схема такой системы представлена на рисунке.
Датчик уровня подвески в такой системе служит для определения текущего уровня подрессоренной части транспортного средства относительно неподрессоренной.
При значении этого уровня выше заданного блок управления системой подает сигнал на пневмоклапан сброса воздуха из пневморессор. При значении уровня ниже заданного блок управления системой подает сигнал на пневмоклапан подачи воздуха в пневморессоры.
Заданное положение подвески можно устанавливать путем приведения в действие соответствующего крана или нажатия кнопок на дистанционном пульте управления.
Устройство шасси автомобиля
Шасси автомобиля это совокупность агрегатов и узлов автомобиля, которая включает в себя трансмиссию, ходовую часть автомобиля и механизмы управления и монтируется на общей раме.
Шасси грузового автомобиля представляет собой телегу (для которой рама выступает остовом), которую можно перемещать на колесах (само шасси перемещаться не может). Рамные шасси в основном применяются на грузовых автомобилях.
Устройство шасси автомобиля зависит от числа осей и числа ведущих осей автомобиля.
Если автомобиль предназначен для передвижения по бездорожью его шасси оборудуется специальными средствами повышенной проходимости.
Узлы и агрегаты шасси обеспечивают передачу движущей силы автомобилю и отвечают за управление транспортным средством на дороге, грузоподъемность и маневренность.
Шасси автомобиля с несущим кузовом — является основанием транспортного средства, которое связывает агрегаты трансмиссии, ходовой части и механизмы управления.
УСТРОЙСТВО ШАССИ АВТОМОБИЛЯ ЗИЛ-131
1 — ведущий фланец цапфы поворотного кулака 2 — шинный кран 3 — тормозной барабан переднего колеса 4 — переднее колесо с пневматической шиной переменного давления 5—продольная листовая рессора 6—педаль сцепления 7 — продольная рулевая тяга 8 — рулевой механизм 9 — передний буфер 10 — лебедка барабанного типа с червячным редуктором 11 —трубчатый масляный радиатор смазки двигателя 12 — масляный радиатор гидроусилителя рулевого управления 13 — бачок насоса гидроусилителя 14 —- радиатор охлаждения двигателя 15 — маслоналивная горловина с фильтром вентиляции картера двигателя 16 — компрессор пневматической системы привода тормозов и централизованной подкачки шин 17 — воздушный фильтр 18 — двигатель 19 — педаль ножного тормоза 20 — рулевое колесо 21 — рычаг коробки передач 22 — рычаг переключения передач раздаточной коробки 23 — педаль управления дроссельной заслонкой карбюратора 24 — рычаг включения лебедки 25 — рычаг ручного тормоза 26 — воздушный баллон для сжатого воздуха 27 — трубка вентиляции картера коробки передач 28 — трубка выпуска воздуха из воздухораспределительного клапана 29 — трубка подвода воздуха в топливные баки 30 — задний кронштейн установки кабины 31 — электромагнитный воздухораспределительный клапан для автоматического включения переднего ведущего моста 32 — топливный бак 33 — карданный вал привода среднего ведущего моста 34 — глушитель шума выпуска отработавших газов 35 — труба глушителя 36 — карданный вал привода заднего моста 37 — верхняя реактивная штанга подвески заднего моста 38 — нижняя реактивная штанга подвески 39 — заднее колесо 40 — розетка для переносной лампы 41 — задний буфер рамы
Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать
Любое транспортное средство, независимо от его типа и назначения, состоит из трех основных частей: двигателя, кузова и шасси.
Шасси автомобиля — это система, состоящая из собранных воедино узлов ходовой части, трансмиссии и механизма управления.
Она является одной из самых важных частей транспортного средства, так как позволяет обеспечить восприятие и передачу всех сил, которые действуют на него во время движения.
Функции шасси
Элементы подвески ходовой части снижают нагрузки и компенсируют колебания при движении по ухабистой дороге и бездорожью. Подрамник позволяет установить на шасси кузов, двигатель и другие агрегаты. Передний и задний мосты посредством колес передают вращательное движение и таким образом обеспечивают движение автомобиля.
Первые автомобили, выпускаемые в прошлом столетии, имели некоторое отличие от тех, которые сегодня ездят по дорогам.
Все автомобили — и легковые, и грузовые — раньше имели раму, на которую устанавливались все агрегаты и узлы (кузов, трансмиссия, двигатель и т. д.).
С течением времени рамное шасси автомобиля осталось только у грузовиков и автобусов. В легковых же автомобилях функции рамы начал выполнять кузов.
Систематизация шасси
Таким макаром, можно выделить две разные схемы шасси тс.
- Рамное шасси, которое в общем случае представляет собой несколько крепких балок, на которые инсталлируются все узлы автомобиля. Такая конструкция позволяет автомобилям перевозить огромные грузы и просто управляться с разными динамическими нагрузками.
- Несущий кузов. В погоне за уменьшением веса легковых автомобилей все функции рамы были переопределены на кузов. Такая рама не позволяет перемещать огромные грузы, но в то же время обеспечивает больший комфорт и скорость движения.
Зависимо от предназначения автомобиля, могут употребляться последующие виды конструкций:
- лонжеронные;
- хребтовые;
- периферийные;
- вильчато-хребтовые;
- решетчатые.
Для чего нужно шасси?
Благодаря шасси и элементам подвески, которые входят в состав ходовой части, происходит понижение нагрузок и компенсация колебаний во время движения транспортного средства по неровной дороге и бездорожью.
Благодаря подрамнику, который входит в состав шасси, инженеры получили возможность устанавливать на шасси кузов, силовой агрегат, трансмиссию и прочие агрегаты.
За счет фронтального и заднего мостов посредством передачи крутящего момента на колеса происходит движение авто.
Когда-то все автомобили (и легковые и грузовые) имели раму, чего не скажешь о нынешних авто. На раму устанавливался кузов, двигатель, трансмиссия, а также навесное оборудование ходовой части.
Со временем производители авто поняли то, что в раме для легковушек нет необходимости, и все функции рамы стал выполнять модифицированный кузов.
А рама стала уделом тяжелых внедорожников (рамников) и грузовых авто.
Составные элементы шасси
Классический комплект автомобильного или колесного тракторного шасси состоит из следующих агрегатов.
Трансмиссия
Она включает в себя сцепление, КПП, карданную передачу, полуоси, главную передачу, дифференциал. Для машин с полным приводом в трансмиссию включается раздаточная коробка.
Сцепление. В схеме трансмиссии ТС находится непосредственно в контакте с маховиком двигателя и в нужное время отключает соединение с коленвалом, прекращая передачу крутящего момента на шестеренки коробки передач.
Конструктивно сцепление бывает «сухим» (на автомобилях и тракторах фрикционные диски работают в воздушной среде) и «мокрым» (работающее в масляной ванне, такой тип стоит на мотоциклетных движках с поперечным расположением). Также оно бывает однодисковым — на легковых автомобилях и малых грузовиках, или двухдисковым — на тяжелых грузовиках и тракторах.
Коробка переключения передач. КПП бывают механические, полуавтоматические и автоматические.
Коробка передач служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя на средних оборотах коленчатого вала, при разных скоростях движения транспорта и при разных условиях движения (дорога, бездорожье).
Обеспечивается это путем изменения угловой скорости и как следствия, крутящего момента, на выходном валу КПП, по отношению к входному валу. Достигается это за счет использования шестерней с различными передаточными числами.
Раздаточная коробка. Служит для распределения крутящего момента между ведущими осями автомобиля и для повышения крутящего момента.
Дифференциал. Механическое устройство, которое распределяет крутящий момент от входного вала (карданного вала), на приводные валы колес (полуоси). Бывает блокируемый и не блокируемый.
Шасси грузовых автомобилей
Наиболее распространенными считаются лонжеронные рамы. Они представляют собой две продольные балки, соединенные поперечинами.
Форма таких балок может быть совершенно разной: трубчатой, Х- или К-образной. В наиболее нагруженной части рама имеет увеличенное сечение швеллера.
Параллельная схема лонжеронов (балки располагаются на равном расстоянии на всем протяжении шасси) применяется на грузовых автомобилях.
В легковых автомобилях повышенной проходимости могут применятся лонжероны, которые имеют некоторое расхождение осей как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Хребтовая рама представляет собой одну несущую продольную балку, на которую крепятся поперечины. Зачастую эта балка имеет круглое сечение, благодаря чему в ней могут размещаться элементы трансмиссии.
Такая рама обеспечивает большую стойкость к кручению, чем лонжероны. Также использование шасси хребтового типа предполагает использование независимой подвески всех колес. Вильчато-хребтовая рама имеет разветвление продольной балки в задней или передней части. То есть она совмещает в себе лонжероны и хребтовую балку.
Остальные типы рамы шасси не используются для грузовых автомобилей.
Достоинства и недостатки шасси наземного ТС
Современные ТС, будь то автомобиль, трактор или специальное самоходное устройство оснащается шасси, которое укомплектовано по последнему слову конструкторской мысли.
Положительным качеством шасси современных автомобилей является их высокая надежность и ресурс агрегатов, который позволяет без замены им работать не один десяток тысяч километров. А использование в виде опоры землю, дает ТС на базе данного шасси перемещать огромные грузы, на большие расстояния с малой затратой топлива и оптимальной скоростью.
Основным недостатком шасси наземных ТС является отсутствие универсальности при переходе работы из одной среды в другую.
Факторы, влияющие на изменения в конструкции шасси ТС
Шасси наземных транспортных средств изменялись с самого момента их изобретения и установки на повозки. Вначале это касалось облегчения конструкции колеса.
В деревянном круге делались пропилы для облегчения конструкции. С появлением металлических спиц их стали устанавливать в колеса.
С изобретением подшипников они стали устанавливаться на оси для облегчения вращения колеса и увеличения срока службы колесной оси.
Кузов на каретных повозках вначале подвешивали на ремнях или на цепях.
Затем на них принялись устанавливать подрессоренную подвеску в виде пружин, которые стали устанавливать и на другие повозки, если такое желание высказывал хозяин. В начале XIX века была изобретена рессора.
Их сразу же стали устанавливать на кареты и другие повозки. В период безраздельного господствования гужевого транспорта многие части шасси ТС изготавливались из дерева.
Такая тенденция сохранялась и при производстве первых самоходных колясок. Однако с развитием автомобильного транспорта изменялся подход к обеспечению безопасности водителя во время езды. Деревянные детали менялись на металлические. Мягкость хода на первых моделях автомашин обеспечивалась за счет рессор и пружин. С появлением амортизаторов их стали устанавливать в подвеску машин.
На современных автомобилях все силовые элементы конструкции шасси ТС изготавливаются из качественной стали. В элементах крепления рессор и в пружинах устанавливают резиновые или пластиковые отбойники, а некоторые элементы подвески, типа шаровых опор, закрывают резиновыми пыльниками.
Дальнейшее развитие элементов шасси приведет к использованию в конструкции новых конструктивных материалов, такие как композитные материалы и нано-материалы, которые будут способны восстанавливать свою структуру. А в системе подвески претерпит изменение связи, т.е. переход от механической связи подвески к магнитной и электромагнитной подвески.