Несущая конструкция автомобиля

Несущий кузов – что это? Принципиальные отличия

Традиционной считается рамная конструкция кузова. Но постепенно ей на смену пришла инновационная разработка – несущий кузов. В нём объединены в одно целое рама и сам кузов. Несущий поскольку несет в себе всю тяжесть «начинки».

В местах, наиболее уязвимых установлены усиления, как и в нижней части (там, где в традиционной версии находится рама) стоят поперечные и продольные силовые элементы. Единый кузов «собран» из спрессованных листов разной формы, соединенных методом «контактная сварка». Такую конструкцию годами использовали в авиастроении.

Несущий кузов легче и прочнее. Нагрузка распределена по всей конструкции (а не только на нижнюю часть, как в рамной конструкции). С появлением новой технологии создания кузова автомобиля, появилось и больше возможностей для дизайнеров, для создания уникальных экстерьеров. Однако традиционная форма не «канула в лету»: грузовики, тяжелые внедорожники и некоторые легковые автомобили до сих пор производят на раме.

Назначение, виды и устройство несущих систем легковых автомобилей.

Несущей системой называется рама или кузов автомобиля, служащие для установки и крепления всех частей автомобиля. Несущая система автомобиля предназначена для размещения всех узлов, агрегатов и систем автомобиля и соединения их в единую конструкцию, по сути, и являющуюся автомобилем.

Несущие системы бывают:

В рамном автомобиле роль несущей системы играет рама (рамная несущая система) или рама совместно с кузовом (рамно-кузовная несущая система). В безрамных автомобилях функции несущей системы выполняет кузов (кузовная несущая система), который называется несущим.

Это означает, что двига­тель, агрегаты трансмиссии, подвеску ходовой части, а также механизмы управления и дополнительное оборудование устанавливают не на раме (как у гру­зовиков, автобусов и мотоциклов), а непосредствен­но на нем, т.е. именно кузов несет всю нагрузку. Кроме того, в кузове располагаются водитель и пас­сажиры, размещается груз.

Кузовную несущую систему применяют на легковых автомобилях особо малого, малого и среднего классов, а также на большинстве современных автобусов.

Назначение, виды и устройство несущих систем грузовых автомобилей

В качестве несущей конструкции системы грузового автомобиля чаще всего применяется рама.

Различают следующие виды рам.

Лонжеронная рама состоит из двух продольных штампованных балок швеллерного сечения — лонжеронов, связанных между собой несколькими поперечинами. Такая рама получила название лонжеронной. Поперечины обычно штампованные, служат не только для соединения между собой лонжеронов и придания всей конструкции необходимой жесткости, но и для крепления различных агрегатов автомобиля. Для изготовления элементов рамы обычно применяется низкоуглеродистая сталь. Соединение лонжеронов и поперечин чаще всего выполняется с помощью заклепок. В необходимых местах к лонжеронам и поперечинам, также заклепками или болтами, крепятся различные кронштейны и другие детали для установки агрегатов автомобиля.

Сварка при изготовлении рам применяется довольно редко, поскольку лонжеронные рамы грузовых автомобилей относительно податливы на изгиб, и в особенности на кручение, и сварные швы в этих условиях являются источником образования трещин.

Способность рамы деформироваться при скручивающихся нагрузках позволяет избежать излишне высокие напряжения в местах соединений.

Кабина грузового автомобиля закрепляется на раме в трех, четырех точках с помощью упругих устройств, и деформации рамы при движении автомобиля по неровной дороге не вызывают соответствующих деформаций кабины.

В редких случаях на грузовых автомобилях применяется так называемая хребтовая рама, представляющая собой стальную трубу большого диаметра, проходящую вдоль автомобиля по его продольной оси. В передней части рама раздваивается, образуя два продольных лонжерона, служащих для установки двигателя с коробкой передач. Внутри трубы размещается карданная передача. Ведущие мосты автомобиля в этом случае имеют подрессоренные редукторы, от которых крутящий момент подводится к колесам качающимися полуосями.

Назначение, виды, и устройство несущих систем автобусов

Несущие кузова автобусов по характеру конструктивных элементов подобны кузовам легковых автомобилей, но имеют существенные отличия. В автобусных кузовах чаще, чем в кузовах легковых автомобилей, используется алюминий в виде листов и различных профилей. Соединение элементов кузова между собой часто осуществляется заклепками. Каркас кузова автобуса состоит в основном из продольных и поперечных элементов, к которым заклепками или точечной сваркой (при стальных деталях) прикрепляются наружные панели, часто представляющие собой плоские листы металла.

Из-за наличия пассажирских дверей силовая схема автобусного кузова обычно несимметрична, и для придания всей структуре необходимой жесткости дверные проемы усиливаются по периметру дополнительными частями.

Часто основание автобусного кузова выполняется в виде самостоятельно работающей системы, на которой устанавливается собственно каркас кузова, который в этом случае воспринимает относительно небольшую нагрузку. Такое основание называется несущим или интегральным. Интегральное основание позволяет вносить изменения в конструкцию кузова и выпускать одновременно автобусы с различными кузовами. Пространство между отдельными элементами интегрального основания используется для размещения топливных баков, ресиверов пневмосистемы, аккумуляторных батарей и других устройств, а на междугородных и туристических автобусах – для размещения багажа.

Требования к колесам с пневматическими шинами. Классификация шин и их маркировка

Требования, предъявляемые к шинам.

1. Обеспечение высокой комфортабельности — шина и подвеска, работая последовательно в вертикальном направлении, обеспечивают требуемую частоту собственных колебаний подрессоренной части конструкции. Помимо этого, влияние шины на комфортабельность автомобиля определяется следующим:

• уровнем шума при прямолинейном и криволинейном движении;

• сопротивлением повороту управляемых колес;

• радиальным и боковым биениями, которые передаются на рулевое управление.

2. Обеспечение безопасности движения — реализация этого требования в основном определяется прочностью каркаса шины, способного противостоять действию внутреннего давления и ударным нагрузкам. Безопасность шины определяется следующими ее свойствами:

• устойчивостью прямолинейного движения;

• способностью двигаться с высокими скоростями без опасности возникновения сильных вибраций и разрушения;

• хорошими сцепными свойствами как в продольном, так и в боковом направлениях, а также на дорогах с мокрым, загрязненным, заснеженным и обледенелым покрытиями.

3. Высокие экономические показатели — экономичность шины определяется ее стоимостью и эксплуатационными затратами.

4. Удобство компоновки (с позиции размещения колес и шин на автомобиле они должны иметь минимально допустимые размеры) заключается в следующем:

• уменьшается высота и ширина колесной ниши, что позволяет увеличить объем салона, моторного отсека и багажного отделения легкового автомобиля или улучшить планировку салона автобуса;

• уменьшается высота легкового автомобиля;

• уменьшается высота пола автобуса или положение грузовой платформы грузового автомобиля, что важно для ускорения погрузки и выгрузки;

• уменьшается пространство, занимаемое запасным колесом. В настоящее время на легковых автомобилях применяются колеса диаметром обода не менее 13» (дюймов), а на грузовых — 18».

Шины различают по назначению, геометрическим параметрам, конструктивным признакам и эксплуатационным характеристикам.

По назначению различают шины:

• для легковых автомобилей;

• для грузовых автомобилей и автобусов;

• для автомобилей повышенной и высокой проходимости;

• для специальных машин.

В зависимости от дорожного покрытия и его состояния они различаются по типу рисунка протектора:

• дорожные (для дорог с усовершенствованным покрытием);

• универсальные (для дорог с различным покрытием);

Учитывая различное состояние покрытия в зависимости от времени года шины бывают:

• летние (со стандартным дорожным рисунком);

• для грязи и снега;

• для грязи, снега и льда.

Обозначение шин

Европейская экономическая комиссия в сотрудничестве с технической организацией европейских производителей шин и ободьев в 1975 г. приняла Правило ЕЭК ООН, определяющее типовые испытания шин и их дополнительные обозначения, необходимые для проведения этих испытаний. Согласно принятым международным правилам и Правилу 30 ЕЭК ООН, обозначение шин строится следующим образом: • ширина профиля шины в дюймах/миллиметрах для диагональных конструкций или только в миллиметрах для радиальных шин; • через знак «/» серия шины; • знак «—»; • посадочный диаметр в дюймах; • индекс грузоподъемности; • индекс скорости. Маркировка: 205/55 R 16 (205-Номинальная ширина покрышки, 55-отношение высоты к ширине, R-тип каркаса шин, 16- диаметр обода в дюймах) Согласно приведенному перечню, обозначение шины выглядит следующим образом: • 6,15/155—13 75 Р — для диагональной; • 155/70—13 78 S — для радиальной. Индекс грузоподъемности — условное целое число, соответствующее максимальной грузоподъемности в килограммах или тоннах. Базовая скорость — максимальная скорость шины, соответствующая оптимальной нагрузке на нее. В случае необходимости на шину наносят дополнительные обозначения в виде надписей, например, со следующей информацией: • тип каркаса шины: RADIAL — радиальный; • бескамерная шина: TUBELESS; • материал корда и число его слоев в каркасе: 2 PLIES RAYON — 2 слоя вискозного корда; • для радиальных шин может быть описан состав брекера: TREAD 4 PLIES (2 PLIES RAYON + 2 PLIES STEEL) — пояс из четырех слоев (2 вискозных слоя + 2 стальных слоя); • фирма-изготовитель; • обозначение рисунка протектора; • обозначение «М & S» — для зимних шин.

Конструкция элементов колес

Колесо − это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.

Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные(спарка).

Колесо состоит из 2х основных элементов: шина, диск.

Шина автомобиля воспринимает вертикальную нагрузку от веса автомобиля и все усилия, возникающие в пятне контакта шины с дорогой при ускорении, торможении и повороте автомобиля, смягчая силовые воздействия на автомобиль .

На легковых автомобилях применяются пневматические камерные и бескамерные шины, при этом последние имеют преимущественное использование.

Каркас шины − главный силовой элемент покрышки, который отвечает за прочность и гибкость. Представляет из себя один или несколько слоев обрезиненного корда.

Брекер − подушечный слой (пояс) автомобильного колеса, представляет из себя резинотканевую или металлокордную прослойку, которая проходит по всей окружности между каркасом и протектором. Брекер состоит из двух и более слоев обрезиненного корда.

Протектор – «беговая» часть шины, он контактирует с дорогой и во многом определяет характеристики покрышки. Представляет собой толстый слой специальной износостойкой резины, которая состоит из сплошной полосы (закрывающей брекер) и наружной рельефной части − протектора, рисунок которого определяет приспособленность шины к тем или иным дорожным условиям.

Боковина шины − это тонкий эластичный слой резины толщиной 1,5 — 3,0 мм на боковых стенках каркаса. Он защищает каркас от механических повреждений и проникновения влаги.

Борт − это жесткая посадочная часть покрышки для ее надежной фиксации на ободе колеса. Состоит из слоя корда каркаса, завернутого вокруг проволочного кольца , и твердого наполнительного резинового шнура.

В случае прокола шины, не позволяющего продолжить движение в комплекте автомобиля должно находится обычное колесо, или колесо уменьшенного объема «докатка».

Маркировка: 205/55 R 16 (205-Номинальная ширина покрышки, 55-отношение высоты к ширине, R-тип каркаса шин, 16- диаметр обода в дюймах)

Диски колес, применяемые на легковых автомобилях, разделяются на стальные и легкосплавные. Стальные колеса изготавливают методом штамповки из листового металла с последующей сваркой составляющих элементов. Достоинствами стальных колес являются сравнительно невысокая стоимость и хорошие эксплуатационные качества. К недостаткам следует отнести большую массу колеса и несколько широкое поле допусков на изготовление, что требует тщательной балансировки. Легкосплавные колеса изготавливают методом литья или ковки. Материалами для колес являются сплавы на основе алюминия, магния и титана, поэтому стоимость таких колес значительно выше. Колеса на основе магниевых сплавов требуют специального антикоррозионного покрытия.

История: из авиации в автомобилестроение

Первым, кто запатентовал, удачный прототип несущего кузова, оказался инженер Джозеф Ледвинка. И в этом ему помогла производственная мощь компании Budd (снабдила прессом для листовой стали).

Первый автомобиль с несущим кузовом выпустил холдинг Citroen. Все современные автомобили (с такой же конструкцией) похожи на него. Автомобиль Traction Avant 1934 года выпуска имел все необходимые силовые элементы, был сварен методом «контактная сварка».

Широкое распространение автомобили с несущим кузовом получили в 60-70-е годы.

Типы несущих кузовов

В безрамной конструкции нагрузка распределяется по всему кузову. И тем не менее, выделяют типы, в которых несущим является основание и типы, в которых несущим является корпус.

Несущие основание

В основном нагрузки ложатся на днище. Поэтому его изготавливают плоским и используют высокопрочный металл.

Несущий корпус

Нагрузка ложится на каркас. Кузовные панели при этом оказываются менее нагруженными. Усиление используется лишь в некоторых местах.

Устройство несущего кузова

В каждой из частей кузова – передней, центральной и задней – несколько составных элементов.

Конструкция передней части

Передняя часть кузова состоит из следующих элементов:

• это полые, продольные силовые элементы в низу кузова (лонжероны, аналог рамы), крепятся к моторному отсеку и, с другой стороны, к низу колесных арок;
• панели вокруг колес, усиленная верхняя часть и места рядом с передними дверьми (передние крылья);
• чашки кузова – усиленные части, удерживающие стойки подвески (слиты с внутренней частью крыльев);
• подкапотная рама, удерживающая радиатор, является поперечным структурным элементом, который придает жесткости этой части кузова (прикреплена к лонжеронам и крыльям);
• усилитель бампера, защищает от удара при аварии (возле лонжеронов).

Подрамник

В некоторых авто также есть подрамники. Они либо заменяют лонжероны, либо усиливают эти конструктивные элементы. Подрамник монтируют на подвеску, чтобы меньше шума и вибраций доходило до салона. Также он может служить опорой для двигателя и дополнительным силовым элементом, увеличивающим жесткость всего кузова.

Проще говоря это часть рамы, которая позволяет повысить шумоизоляцию.

Производители современных автомобилей искали способ снизить уровень шума, который свойственен машинам с несущим кузовом. И нашли – применение в конструкции фрагмента рамы (подрамника) помогло снизить вибрации, уровень шума от колес, мотора. Кроме того его применение значительно упростило сборку автомобиля. А если требуется подрамник может послужить и опорой для тяжелого мотора (в легких авто такой двигатель можно установить, только обеспечив надежную опору снизу, иначе кузов деформируется).

Подрамники устанавливают на:

• дорогих автомобилях (бизнес-класс), чтобы повысить уровень комфорта в салоне;
• на компактных моделях с тяжелым двигателем (чаще всего подрамник можно встретить на спортивных ТС, класс GT), чтобы обеспечить дополнительную жесткость там, где она необходима.

Подрамники различаются формой (прямоугольные, крестовидные) и конструкцией (тройная, двойная и из одного элемента). Наиболее распространенной разновидностью является конструкция из двух подрамников (переднего и заднего). Монтируются на переднюю и заднюю подвеску, чтобы поглощать шумы и вибрацию.

Но прежде чем выберите автомобиль с несущим кузовом и подрамниками, стоит учесть минусы такой конструкции. А они есть:

1. Присутствие подрамника не на много, но ухудшает пассивную безопасность автомобиля (не деформируется при ударе, не позволяет гасить удар).
2. Наличие подрамников уменьшает дорожный просвет (снижает внедорожные возможности автомобиля).

Центральная часть

Центральную часть можно разделить на следующие составные элементы:

• днище, часто представляет собой цельную панель, усилено в местах крепления кресел и снизу (поперечные и продольные силовые элементы);
• крыша, стойки, двери, т.е. салон, везде усиленные панели (вокруг салона, за панелью приборов, усиленная поперечина в крыше, сами двери и стойки создаются из прочной стали);
• боковая панель, создается из одного элемента, без сваривания (чтобы уменьшить подверженность коррозии);
• пороги в нижней части дверных проемов, также усиленные, служат боковой поддержкой для днища, сварены с ним;
• панель в форме полки за задними сиденьями, у основания заднего стекла;
• перегородка, разделяющая салон и багажник;
• двери, усилены с внутренней стороны.

Одной из самых больших панелей является панель крыши, но при этом являет собой наиболее простую конструкцию. Переходит в заднее крыло (приварена). Шов ровный, создан специальным способом (приварен при помощи кремнистой бронзы либо латуни). Этот способ также позволяет создать единое полотно, устойчивое к нагрузкам, вибрациям и к коррозии. Полотно усилено с внутренней стороны.

Задняя часть кузова

Также, как и в передней части здесь присутствуют лонжероны, крылья, задние кузовные чашки. Лонжероны удерживают пол багажного отсека. Пол создают из тонкого листа, усиленного за счет штампования. В этом листе создают нишу под запасное колесо. Пол приварен к задним крыльям, а крылья – к кузову.

Пенный наполнитель в полостях

Для уменьшения вибраций и уровня шума в некоторые детали несущего кузова заносят специальный пенополиуретановый наполнитель (по составу существенно отличается от строительной пены). Заносят внутрь конструкций, но только в тех местах, где не планируется сварка. Он не плавится, не является горючим веществом, и все же варить части кузова рядом с ним нежелательно (можно резать «болгаркой»).

Каждый производитель размещает пену по кузову на свое усмотрение. Но, как правило, она присутствует в углах, изгибах (вдоль стоек), под центральной стойкой и возле колесных арок.

Ссылка на исследование пользы заполнения балок пенополиуретановым наполнителем

Типы сталей в конструкции

Силовые элементы создают из высокопрочной и сверхпрочной стали (предел прочности в 2-4 раза выше, чем у обычного стального листа). Остальные детали делают из низкоуглеродистой стали. Увеличивают её прочность штампованием.

Как правило, элемент, образующий ниспадающую линию крыши, а также пороги и с внутренней стороны и с внешней созданы из высокопрочной стали. Центральные стойки усилены только снаружи (внутри применен прочный материал). Из прочной стали создают задние стойки (с внешней стороны), а также верхнюю часть передних крыльев (над арками). Полностью из прочной стали создают продольные и поперечные усиленные элементы в нижней части автомобиля (в основании).

Типы сталей используемые при производстве Volvo XC40

Усиленные элементы производители могут создавать из комбинации типов стали. Выше описана лишь примерная схема расположения типов сталей в конструкции несущего кузова.

Все элементы из стали разного уровня прочности сваривают лазером (точечная сварка контактного типа).

Зона запланированного сжатия

В автомобилях с несущим кузовом созданы так называемые зоны запланированного сжатия. Прочность кузова в этих зонах намерено ослаблена, чтобы при ударе автомобиль сжимался в нужных местах. Это позволяет получить предсказуемые повреждения, снизить вред, погасить силу удара. Эти зоны необходимы для увеличения безопасности пассажиров и водителя.

Зоны запланированного сжатия предусмотрены на лонжеронах, на капоте.

Сам несущий кузов спроектирован так, чтобы он легко сжимался спереди и сзади, а в центральной части оставался цельным (где в креслах находятся люди).

Предыдущая | Содержание | следующая

Тракторы Кировец

Несущая система предназначена для установки основных агрегатов трактора и сообщения ему поступательного движения.

Основные части несущей системы: рама, подвеска ведущих мостов, колеса.

Рама — шарнирно-сочлененная, состоящая из двух полурам и крестовины. В соединении крестовины с передней полурамой образован вертикальный шарнир, а в соединении с задней полурамой — горизонтальный. Шарниры позволяют полурамам поворачиваться одна относительно другой на угол ±30° в горизонтальной плоскости и на угол ±16° в вертикальной. Благодаря такой конструкции рамы можно копировать рельеф местности и поворачивать трактор при неуправляемых колесах. Рамы тракторов К-701 и К-700А унифицированы.

Передняя полурама 1 (рис. 85) — сварная, замкнутого типа, состоит из двух продольных балок 13 и 16 коробчатого сечения, соединенных спереди уголковой связью, сзади — опорой 12 шарнира и посредине — двумя трубами диаметром 65 мм. К продольным балкам сверху приварены кронштейны для крепления двигателей (ЯМЗ-240Б или ЯМЗ-238НБ), постамента для крепления кабины и бонки для установки радиатора системы охлаждения и облицовки, снизу — буксирные крюки, бонки для установки котла предпускового обогрева и кронштейны с проушинами для крепления задних крышек гидроцилиндров поворота, изнутри — кронштейны для установки коробки передач и снаружи — кронштейны для крепления топливных баков и бонки для установки контейнеров аккумуляторных батарей.

На бонках уголковой связи закреплен бампер 15. Опора шарнира представляет собой стальную отливку с четырьмя проушинами для крепления крестовины 4 и двумя выступами для соединения с продольными балками. В центральном отверстии опоры размещают промежуточный карданный вал.

Задняя полурама 6—сварная, замкнутого типа, состоит из двух продольных балок 9 и 18 коробчатого сечения и двух поперечных 10 и 19. К продольным балкам сверху приварены два кронштейна для крепления задних крышек гидроцилиндров навесного устройства.

Передняя балка 10 представляет собой стальную отливку с центральной полостью, в которую устанавливают трубу 8, приваренную к крестовине 4, и два выступа для крепления продольных балок. К ней приварены два упора 11 и 17 для ограничения углов поворота задней полурамы в вертикальной плоскости. В расточки передней балки запрессованы две стальные втулки 5 со спиральными канавками на внутренней поверхности для подвода смазочного материала. Задняя балка также представляет собой стальную отливку с двумя выступами для установки продольных балок и отверстиями для крепления составных частей навесного устройства. К ней сверху крепят две опоры вала рычагов навесного устройства, а сзади — односкоростной редуктор механизма отбора мощности, два упора и две нижние тяги навесного устройства. В обеих балках предусмотрены площадки и отверстия для установки погрузочного и бульдозерного оборудования.

Крестовина — стальная отливка с проушинами для соединения с опорой шарнира передней полурамы, двумя проушинами по бокам для крепления головок штоков гидроцилиндров поворота и с центральной расточкой для установки трубы шарнира. В передние проушины запрессованы стальные хромированные втулки. На верхней плоскости крестовины выполнены четыре отверстия для крепления соединительной муфты механизма отбора мощности.

Передняя полурама соединена с крестовиной двумя осями 2, которые стопорят клиньями. Между сопряженными проушинами опоры шарнира и крестовины установлены шайбы, выполняющие функции упорных подшипников. Заднюю полураму размещают на трубе шарнира и крепят крышкой 7. Между торцами трубы шарнира и передней балки задней полурамы установлены кольца (по два с каждой стороны), служащие упорными подшипниками при работе горизонтального шарнира. Осевой зазор в горизонтальном шарнире не должен превышать 0,8 мм Его регулируют прокладками, устанавливаемыми между торцами трубы 8 и крышки 7.

Подвеска ведущих мостов. На тракторах К-701 и К-700А ведущие мосты соединены с продольными балками полурам через проставочные кронштейны 4 (рис. 86) с помощью П-образных стремяндк 2, охватывающих эти балки, и гаек 5.

Проставочные кронштейны позволяют установить мосты под углом 10° и тем самых уменьшить углы установки карданных валов до 5°. Смещение моста ограничено упорами 3. Крепления мостов различаются только длиной стремянок и расположением проставочных кронштейнов, которые развернуты одни относительно других на 180°.

На тракторе К-700 применена аналогичная жесткая подвеска заднего ведущего моста. Подвеска переднего ведущего моста выполнена на двух полуэллиптических рессорах 1 (рис. 87), установленных в кронштейнах 2 и 5 на резиновых подушках 6. Рессоры закреплены на мосту с помощью двух стремянок 8 и накладки 9. Во избежание жестких ударов по раме установлены резиновые буферы 3. Ход рессоры вниз ограничен кронштейном 7, приваренным к поперечной балке, и планкой 4,

Колеса—односкатные, бездисковые, одинакового диаметра. Основные их части: шины низкого давления, камеры с вентилем к обода. На тракторах К-701 и К-700А устанавливают колеса с ободом DW610—660 (DW2A—26″) и шинами размером 720—665Р модели ФД-12, на тракторе К-700 —колеса с ободом DW 610—665 (DW 20—26″) и шинами размером 23,1/18—26 модели Я-242А6. Колеса устанавливают на водила конечных передач ведущих мое тов и закрепляют гайками с помощью- прижимов.

Техническое обслуживание несущей системы. При ТО-1 проверяют состояние шин в процессе наружного осмотра и давление воздуха в них с помощью манометра. Ободья с трещинами к эксплуатации не допускаются.

При ТО-2 проверяют и при необходимости подтягивают гайки стремянок подвесок ведущих мостов и гайки крепления колес на водилах конечных передач ведущих мостов.

При ТО-3 проверяют состояние вертикального шарнира и при необходимости подтягивают клинья. Для этого расшплинтовывают болты крепления клиньев и ослабляют их. Подбивают клинья до отказа, после чего затягивают и зашплинтовывают болты крепления.

Через 500 мото-ч смазывают оси вертикального шарнира, а через 4000…5000 мото-ч заменяют смазку в горизонтальном шарнире рамы. Для смазывания обоих шарниров применяют смазку Ли-тол-24, которую нагнетают через масленки до ее появления из зазоров в вертикальном шарнире или из контрольных отверстий, расположенных в обоймах для манжет (в горизонтальном шарнире). Вместо Литола-24 допускается использование смазки № 158 (ТУ 38-101320—77).

Текущий ремонт несущей системы. В процессе эксплуатации трактора возможно возникновение неисправностей несущей системы, основные из которых, а также их причины и способы устранения приведены в таблице 21.

Заднюю полураму заменяют при трещинах на продольных и поперечных балках и несущих кронштейнах, длина которых составляет более 40% периметра сечения, следующим образом.

Устанавливают упоры под колеса передней оси и подставку под переднюю опору шарнира во избежание самопроизвольного перемещения передней части трактора при демонтаже задней полурамы.

Отсоединяют два рукава пневмосистемы от штуцеров, закрепленных на планке с двумя отверстиями, приваренной к задней полураме.

Отворачивают три пробки на гидробаке, отсоединяют четыре рукава от гидроцилиндров подъема, установленных на задней полураме, и сливают масло. Устанавливают заглушки на штуцера гидроцилиндров и отсоединенные рукава.

Отсоединяют от приборов и извлекают жгуты проводов, проложенные по задним крыльям.

Снимают задний защитный кожух механизма отбора мощности.

Снимают карданный вал, соединяющий муфту с односкоростным редуктором, а также карданный вал заднего ведущего моста.

Вывертывают болты и снимают стопорные планки, крышку трубы шарнира, пружину, манжету, комплект регулировочных прокладок и два упорных кольца с трубы шарнира.

Зачаливают тросом крана заднюю часть трактора за переднюю балку задней полурамы и усилием (без подъема) не менее двух рабочих разъединяют трактор по горизонтальному шарниру.

Устанавливают заднюю часть трактора на подставки высотой 50… 100 мм.

10. Вывертывают болты и снимают с трактора сначала задние крылья в сборе с кронштейнами, а затем площадку с передней балки задней полурамы.

11. Отворачивают гайки, извлекают прижимы и снимают колеса.

12. Отсоединяют воздушные трубки от камер колесных тормозов.

13. Устанавливают под ведущим мостом тележку или стальной лист, зачаливают тросами крана мост за конечные передачи, отворачивают гайки со стремянок, отпускают мост на тележку или лист и извлекают его.

Снимают стремянки с продольных балок задней полурамы и односкоростной редуктор механизма отбора мощности.

Выпрессовывают четыре пальца и снимают гидроцилиндры подъема с задней полурамы.

Извлекают оси и отсоединяют вертикальные раскосы от горизонтальных тяг.

Выпрессовывают оси (при предварительно ослабленных горизонтальных раскосах) из нижних проушин задней балки и снимают тяги в сборе с горизонтальными раскосами.

Зачаливают навесное устройство тросами крана за двуплечие рычаги, отворачивают гайки и снимают вал рычагов в сборе с вертикальными раскосами.

Отворачивают га.й ки и снимают упоры навесного устройства.

Отсоединяют пневмокран с соединительной головкой от кронштейна полурамы.

Снимают с продольных балок задней полурамы трубопроводы и штуцера (переходники) пневмосистемы.

Собирают и устанавливают заднюю часть трактора в последовательности, обратной разборке. Перед этим на поверхности трения тонким слоем наносят смазку Литол-24. При сборке с помощью регулировочных прокладок устанавливают зазор между упорным кольцом и крышкой трубы шарнира 0,2…0,8 мм.

Трубу шарнира заменяют при отсоединенной задней полураме (см. рис. 85) в такой последовательности.

1. Снимают упорные кольца и манжету.

2. Выпрессовывают пальцы из головок штоков гидроцилиндров поворота.

3. Выбивают клинья из проушин опоры шарнира.

Вывертывают масленки и выпрессовывают оси в сборе с уп-лотнительными кольцами из проушин опоры шарнира.

Зачаливают тросом крана трубу шарнира и отсоединяют ее от передней полурамы.

6. Снимают упорные шайбы и пружинные ленты.

7. Устанавливают трубу шарнира в последовательности, обратной снятию. Перед этим тщательно очищают детали, обдувают сжатым воздухом и наносят на поверхности трения смазку Литол-24.

Колеса ремонтируют следующим образом. Покрышки с наружными повреждениями не более двух слоев корда длиной до 250 мм, со сквозными и несквозными повреждениями длиной до 200 мм, а также с проколами диаметром до 10 мм ремонтируют на. с пециализированных ремонтных предприятиях.

Камеры с повреждениями длиной до 500 мм вулканизируют. Поврежденному участку придают округлую форму, поверхность вокруг него обрабатывают шерохованием и дважды смазывают клеем. После каждого слоя клея камеру сушат в течение 25…30 мин при температуре 303…313К (30…40°С), а затем накладывают заплату и прокатывают роликом. Размеры прижимной плитки струбцины должны превышать размеры заплаты на 10… 15 мм. Дли тельность вулканизации зависит от толщины заплаты и температуры вулканизации. Так, при температуре 418К (145°С) длительность вулканизации равна 25 мин, если толщина заплаты 2 км, и 35 мин, если толщина ее 4 мм.

Отремонтированные камеры заполняют воздухом до давления 0,03…0,05 МПа и проверяют на герметичность в водяной ванне.

Ободы с трещинами и разрывами восстанавливают сваркой. Ободы с погнутостью и неплоскостностью более 5 мм подвергают горячей правке вручную или на специальном стенде.

Преимущества и недостатки

Несущий кузов – современное конструктивное решение. Но и у него есть как плюсы, так и минусы.

Минусы:

1. Больше, чем в рамных, ощущается вибрация. Выше и уровень шума. В современных авто эта проблема решена за счет применения шумопоглощающих элементов – подрамников.
2. Ржавчина может ухудшить жесткость всей конструкции, негативно скажется на безопасности водителя и пассажиров. Поэтому производители предусматривают меры для обеспечения максимально возможной защиты от коррозии.
3. Лишь силовые элементы созданы из высокопрочной стали, остальное из тонкого листа, прочность которого увеличена за счет штампования.
4. Автомобили с несущим кузовом менее безопасны в случае бокового столкновения (по результатам краш-тестов).
5. Общий уровень прочности ниже, чем у рамных агрегатов.
6. Так как кузов – единое целое, при столкновении возможны второстепенные повреждения.
7. Затруднен капитальный ремонт. Нет возможности как с рамной конструкцией отделить кузов от «начинки», чтобы получить к ней удобный доступ.
8. Как отмечают владельцы, с годами конструктивные элементы кузова начинают «ходить ходуном» (то двери не закрываются, то багажник не попадает в свои границы). Особенно если часто выезжать на бездорожье. Если осознать, что безопасность зависит от степени изношенности металла, вырисовывает плачевная перспектива уже через 7-10 лет (эксплуатировать современные автомобили более 15 лет вообще не представляется возможным).
9. Недостаток несущей конструкции назвали и сами производители. Производить автомобили с несущим кузовом сложнее, чем с рамным. Сложнее прикрепить навесное оборудование.

Плюсы

После внушительного списка минусов, стоит вспомнить обо всех уже названых плюсах:

• несущий кузов легче, а, значит, такой автомобиль динамичнее, резвее, легче управляется;
• меньше расход топлива;
• центр тяжести ниже, а значит автомобиль более устойчив, меньше риск перевернуться;
• повышенная пассивная безопасность; авто с несущим кузовом более безопасны в случае фронтального столкновения, чем с рамным (результаты краш-тестов);
• при создании безрамных конструкций «съедается» меньше салонного пространства.

Глава 11. Несущая система автомобиля: рама, кузов (стр. 1 )

несущая система автомобиля: Рама, Кузов

служит остовом, на котором закреплены двигатель, агрегаты трансмиссии, системы управления, ходовая часть и кузов автомобиля. Она должна обладать достаточной жесткостью, чтобы под действием инерционных и реактивных нагрузок относительное расположение укрепленных на ней механизмов оставалось неизменным, а деформа­ции кузова были минимальными.

Назначение кузова

— защита водителя, пассажиров и багажа или перевозимого груза от воздействия внешних факторов, обеспечение сохранности груза при его перевозке, комфортабельности для водителя и пассажиров, защита их при дорожно-транспортных происшествиях.

Конструкция рам легковых автомобилей

В связи с тенденцией снижения высоты легковых автомобилей применяют преимущественно периферийные и Х

-образные рамы, позволяющие опустить уровень пола ниже верхней плоскости рамы во всех необходимых местах. В случае использования лестничных рам для понижения уровня пола высоту сечения их лонжеронов в необходимых местах уменьшают за счет увеличения ширины.

Периферийная рама

показана на рис.1-
а
. На виде сверху в средней части она расширена, а по концам сужена; расстоя­ние спереди между лонжеронами определяется колеей и максималь­ным углом поворота передних колес, а сзади — колеей задних колес. Лонжероны соединены несколькими поперечинами. Передние «плечи» лонжеронов помещаются впереди наклонной части пола, в зоне пере­городки моторного отсека, а задние — под подставкой заднего сиденья. «Плечи» могут быть выполнены как отдельные детали, соеди­ненные сваркой с передними, средними и задними частями лонжеро­нов, или могут быть отштампованы вместе с лонжеронами.

На виде сбоку периферийная рама, как и другие типы рам легко­вых автомобилей, имеет выгибы в зонах передних и задних колес, чтобы обеспечить перемещение нижних рычагов передней и задней независимых подвесок или неразрезной балки заднего моста. При применении периферийной рамы ширина и высота туннеля для карданного вала и труб системы выпуска газов минимальные, однако, ширина порогов больше, чем при использовании рам других типов.

Х-образная рама

(рис. 1-
б)
представляет собой короткую трубу, лежащую в плоскости симметрии автомобиля и переходящую спереди и сзади в вилки, служащие спереди для раз­мещения силового агрегата, а сза­ди — заднего моста. Карданный вал проходит внутри трубчатой части рамы. Концы передней и задней вилок соединены несколь­кими поперечинами, используемыми для установки передней и задней подвесок. Трубчатая часть рамы расположена в зоне ног пассажиров, сидящих на заднем си­денье, и не препятствует понижению уровня пола по сторонам от нее. При
Х
-образной раме ширина и высота туннеля большие, а ши­рина выступающих порогов относительно небольшая, хотя по соображениям безопасности в случае дорожных происшествий тре­буется обеспечение определенных жесткости и прочности порогов.

Рис. 1. Рамы легковых автомобилей:

— периферийная
б
— Х-образная;
в —
лестничная.

Лестничная рама

(рис. 1-
в)
состоит из двух парал­лельных лонжеронов, соединенных между собой несколькими попере­чинами. Для уменьшения высоты пола в необходимых местах высоту лонжеронов и поперечин уменьшают путем увеличения ширины. При лестничной раме высота уровня пола над поверхностью дороги не будет минимальной, туннель имеет очень небольшие высоту и ширину, а выступающие пороги могут отсутствовать.

Для сравнения на рис. 2 представлены сечения по основаниям кузовов для трех типов рассмотренных рам. В отношении собственной массы рамы всех трех типов примерно равноценны, если рассматри­вать их вместе с кронштейнами крепления кузова.

Независимо от типа рамы, по крайней мере, две поперечины: одну, расположенную примерно в плоскости оси передних колес, а другую — в плоскости оси задних колес — выполняют с большой крутильной жесткостью. Для получения необходимой крутильной жесткости основные несущие элементы рам — лонжероны, попере­чины с большой крутильной жесткостью и «плечи» — имеют закрытые сечения и состоят из двух штамповок корытообразного профиля, вставленных одна в другую с разъемом в вертикальной плоскости и соединенных дуговой сваркой.

Рис. 2. Сечения основания кузова при рамах различного типа:

— периферийной;
б
—
Х
-образной;
в —
лест­ничной;
1
— туннель;
2
—пол;
3
— порог;
4 —
лонжерон рамы.

Элементы рам, не предназначенные для передачи крутящего момента, — поперечина, служащая для крепления силового агрегата, концы лонжеронов за основными поперечинами и т. п. — представ­ляют собой штамповки открытого корытообразного профиля.

При применении закрытых сечений несущие элементы соединяют дуговой сваркой.

Конструкция рам грузовых автомобилей

На грузовых автомоби­лях почти исключительно применяют рамы лестничного типа (рис.3), состоящие из параллельно расположенных штампованных лонжеронов открытого корытообразного профиля с обращенными внутрь полками и соединяющих их поперечин.

Получить полный текст

Сечение лонжерона имеет наибольшие высотой ширину полок в средней части рамы, ко­торые уменьшаются в переднем и заднем концах рамы в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. При этом верхняя полка лонжерона на виде сбоку обычно выполняется ровной по всей его длине, иногда с местными понижениями в необходимых местах. Ширину рамы по возможности делают постоянной по всей длине. Согласно установив­шейся практике она принимается равной 865+18 мм

Унификация рам по ширине позволяет обеспечить взаимозаменяе­мость передних и задних мостов, поперечин, кабин и т. д. Кроме того, при постоянной ширине рамы упрощается штамповка лонжеро­нов и в лонжеронах не возникает дополнительных крутящих момен­тов. В особых случаях, чтобы не выйти за пределы установленной для автомобилей габаритной ширины (2,5 м), ширину рамы в передней или задней ее части иногда приходится делать меньше указанной выше величины.

Рис. 3. Лестничная рама грузового автомобиля.

Наряду со штампованными из листа лонжеронами на грузовых автомобилях особо большой грузоподъемности в качестве лонжеронов по технологическим и экономическим соображениям применяют про­катные профили — швеллеры. Масса таких лонжеронов больше, чем у лонжеронов, штампованных из листового материала, но механиче­ские качества материала катаного профиля несколько выше, чем листового.

Положение поперечин по длине рамы зависит от размещения агрегатов шасси, кабины, платформы и т. д. Преимущественно при­меняются податливые на кручение поперечины открытого профиля, изготовленные методом штамповки из листового материала. В некото­рых случаях для обеспечения минимально необходимой жесткости рамы на кручение применяют поперечины закрытого профиля, обычно из круглых труб. Сечение поперечин определяется как воспринимаемыми ими нагрузками, так и удобством крепления поддержи­ваемых ими агрегатов.

Получить полный текст

Для повышения жесткости рамы против диагональных деформа­ций в горизонтальной плоскости места присоединения поперечин к лонжеронам усиливаются косынками или раскосами.

В рамах грузовых автомобилей поперечины обычно присоединяют к лонжеронам с помощью заклепок. Заклепочные соединения достаточно податливы и способствуют выравниванию напряжений, что имеет большое значение для податливых на кручение несущих систем.

Материалы, применяемые для рам

Материал для рам легковых и грузовых автомобилей должен обладать следующими свойствами: достаточно высокими пределами текучести и выносливости, низкой чувствительностью к концентраторам напряжения, хорошей штампуемостью в холодном состоянии, свариваемостью (для клепаных рам это имеет значение при выполнении ремонтных операций) и невысо­ким содержанием дефицитных легирующих материалов. Таким требованиям удовлетворяют мало — и среднеуглеродистые низколеги­рованные стали.

Для рам легковых автомобилей применяют углеродистую кон­струкционную сталь 20, кроме наиболее сложных поперечин и крон­штейнов, для которых используют сталь 08 для глубокой вытяжки. Лонжероны и поперечины изготовляют из листового материала толщиной 3,0—4,0 мм

Для рам грузовых автомобилей применяют мало — и среднеуглеро­дистые и низколегированные стали 25, 30Т, 15ГЮТ и т. д., при необходимости со специальной термообработкой, что позволяет ис­пользовать более высокие напряжения в элементах рамы и тем самым уменьшить ее массу. Например, применительно к стали 30Т нормализация повышает временное сопротивление разрыву от 450 МПа

в состоянии поставки до 480—620
МПа
, т. е. на 6,5—38 %. Лонжероны изготовляют из листового материала толщи­ной 5…9
мм
в зависимости от грузоподъемности автомобиля.

Назначение и типы кузовов

Кузов автомобиля предназначен для размещения водителя, пассажиров и различных грузов, а также для защиты их от внешних воздействий. Кроме того, несущий кузов служит для крепления всех агрегатов и механизмов автомобиля, он воспринимает нагрузки и усилия, которые действуют на автомобиль при движении. Это важнейшая конструктивная, наиболее ответственная, материалоемкая и дорогостоящая часть автомобиля. На него приходится около половины массы и стоимости автомобиля.

Кузов обеспечивает безопасность, обтекаемость, комфортабельность и внешний вид автомобиля. Конструкция кузова и его размеры оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства автомобиля (тягово-скоростные, топливная экономичность, маневренность, устойчивость, плавность хода, проходимость, приспособленность к погрузке и выгрузке).

Кузов можно представить состоящим из двух частей: верхней (собственно кузова), образующей полезно используемое пространство, и нижней — основания. Основание включает в себя панель пола и образующего вместе с порогами, усилителями и рамой (при ее наличии) базу для крепления силового агрегата и ходовой части. Соединение верхней и нижней частей кузова может быть неразборным (сваркой или с помощью заклепок) или разборным посредством болтов.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1

Вывод

На автомобильном рынке сейчас гораздо больше моделей с несущим кузовом. Эта конструкция популярнее рамной, несмотря на очевидные недостатки. Главная причина, по которой безрамная конструкция пользуется популярностью – повышенная пассивная безопасность (сверхпрочная сталь, зоны запланированного сжатия).

Но даже если отбросить главную причину, во многих ситуациях несущий кузов действительно оказывается уместным решением. Подходит для массового производства, создания классических легковых автомобилей. Для быстрой, комфортной езды по городским дорогам. Не подходит для любителей бездорожья, для любителей премиум-класса (премиальные легковые авто создают на раме).

Источник Источник https://i-ride.ru/avtoyurist/chasti-kuzova-avtomobilya.html