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.

Шасси

Шасси состоит из трансмиссии, механизмов управления и ходовой части.

Трансмиссия

Трансмиссия служит для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Основными узлами трансмиссии являются сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.

Сцепление предназначено для временного разъединения двигателя и коробки передач и для плавного их соединения. Разъединение необходимо для плавного трогания с места, для переключения передач, при торможении и для остановки автомобиля.

Сцепление состоит из трех дисков. Два крайних диска, одним из которых является плоскость маховика двигателя, а вторым нажимной диск, находятся на коленчатом валу и вращаются вместе с ним. Между ними заключен третий, ведомый, диск, закрепленный на первичном валу коробки передач.

В нормальном состоянии ведомый диск постоянно прижат к маховику нажимным диском мощными пружинами. При этом ведомый диск за счет сил трения вращается вместе с маховиком, передавая крутящий момент первичному валу коробки передач.

Для выключения сцепления служит педаль, при нажатии на которую с помощью рычажного механизма и гидравлики ослабляется действие пружин на прижимной диск. При этом ведомый диск освобождается и перестает передавать крутящий момент на первичный вал коробки передач. Плавное отпускание педали позволяет плавно увеличивать сжатие ведомого диска (допуская пробуксовку), это обеспечивает плавное трогание автомобиля с места.

Многие производители наряду с механическими КПП комплектуют свои автомобили автоматической трансмиссией. Как правило, в ней вместо фрикционного сцепления используется гидродинамическая передача.

Существуют два типа гидродинамической передачи. Один из них представляет собой гидродинамическую муфту, состоящую из двух установленных друг против друга турбин, которые погружены в вязкое масло. Одна из турбин соединена с валом двигателя, другая с первичным валом коробки передач. При вращении вала двигателя турбина приводит в движение масло, энергия которого передается второй турбине. На малых оборотах коленвала взаимодействие между турбинами незначительное — автомобиль при работающем двигателе стоит на месте, при увеличении оборотов автомобиль плавно трогается с места.

Другой тип гидродинамической передачи — гидротрансформатор, принцип действия которого тот же, что и у гидромуфты. В нем между ведущей и ведомой турбинами помещена третья турбина с управляемыми лопатками, изменяющими направление потока масла. Такая конструкция муфты сцепления на малых оборотах коленчатого вала (при трогании с места) позволяет увеличить крутящий момент двигателя в 2-3 раза, что обеспечивает более быстрое ускорение движения (приемистость). На высоких оборотах вала гидротрансформатор действует как простая гидромуфта.

Коробка передач служит для регулирования крутящего момента (скорости вращения вала) двигателя в зависимости от дорожных условий. Она обеспечивает также движение автомобиля задним ходом и длительную работу двигателя на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях. При зацеплении шестерен с различным числом зубьев величина крутящего момента изменяется во столько же раз, во сколько число зубьев одной шестерни больше числа зубьев другой.

На переднеприводных автомобилях коробка передач состоит из корпуса (картера), первичного и вторичного валов.

На первичном валу жестко закреплены ведомый диск сцепления и несколько (в зависимости от количества передач) шестерен с разным количеством зубьев.

На вторичном валу против каждой шестерни первичного вала расположены шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении с ними. Шестерни вторичного вала свободно вращаются на нем и входят в зацепление с ним только с помощью специальных синхронизаторов.

Синхронизаторы — это особого рода шестерни, которые расположены на вторичном валу между свободно вращающимися шестернями. В отличие от них они соединены шлицами со вторичным валом, вращаются вместе с ним и, скользя по шлицам, могут поочередно входить в боковое зацепление со «свободными» шестернями, передавая их вращение вторичному валу. Отбор мощности на вторичный вал будет осуществляться лишь от той шестерни вторичного вала, к которой рычагом переключения передач будет присоединен синхронизатор.

В начале движения на вторичном валу включается самая большая шестерня (1-я передача), на скоростной трассе — самая малая (4-я или 5-я передача). Для включения заднего хода

используется промежуточная шестерня, которая включается между шестернями первичного и вторичного валов.

Для уменьшения трения в коробку передач заливается специальное трансмиссионное масло.

Таким образом, вращение коленчатого вала двигателя через сцепление передается сразу на все ведущие и ведомые шестерни коробки передач.

На заднеприводных автомобилях коробка передач передает вращение от двигателя через карданную передачу на главную передачу. В переднеприводных автомобилях карданная передача отсутствует, поскольку коробка передач и главная передача находятся в одном корпусе. Вращение передается через полуоси сразу на колеса.

На некоторых автомобилях малого класса используются механизмы для автоматического изменения передач с помощью гидравлической или магнитной муфты.

Карданная передача служит для передачи вращения от коробки передач на главную передачу и состоит из нескольких шарнирно соединенных валов, расположенных под небольшим углом друг к другу.

Главная передача служит для передачи крутящего момента от карданного вала под углом 90° на полуоси колес. Главная передача состоит из двух конических шестерен, одна из которых приводится во вращение карданным валом, другая шестерня закреплена на одной из полуосей ведущих задних колес.

В автомобилях оси ведущих колес всегда разделены на полуоси. Это связано с тем, что на поворотах правое и левое колеса проходят неодинаковый путь, поэтому должны вращаться с разной скоростью. Достигается это с помощью дифференциала — шарнирного устройства, соединяющего две полуоси.

Дифференциал предназначен для равномерного распределения крутящего момента между правым и левым ведущими колесами автомобиля, позволяя тем самым вращаться им с разными скоростями на поворотах.

Главная передача, дифференциал и полуоси размещены в заднем мосту. Балку моста сваривают из двух стальных штампованных половин. Во внутреннюю полость моста заливается трансмиссионное масло. По обоим концам балки к мосту приварены кованые фланцы для крепления тормозных щитов и опорные чашки пружин задней подвески.

Компоновка агрегатов переднеприводных автомобилей показана на рис.

Рис. Компоновка агрегатов переднеприводных автомобилей: 1 — полуось; 2 — двигатель; 3 — шарниры равных угловых скоростей; 4 — коробка передач; 5 — маховик; 6 — первичный вал коробки передач; 7 — промежуточные шестерни коробки передач

На большинстве современных переднеприводных автомобилей узлы сцепления и коробки передач выполнены в одном блоке с двигателем. Ведущая шестерня главной передачи закреплена прямо на конце вторичного вала коробки передач, а ведомая шестерня вместе с дифференциалом находится на одной из полуосей передних колес. В условиях бездорожья, когда одно из ведущих колес буксует, дифференциал становится ненужным: он не дает возможности вращаться колесу, которое находится на твердом покрытии. В некоторых моделях автомобилей имеется возможность в подобном случае заблокировать дифференциал принудительно. В этом случае оба ведущих колеса начинают вращаться вместе, и автомобиль благополучно минует препятствие.

Наилучшую проходимость обеспечивают два ведущих моста. Если задние колеса буксуют, им помогают передние и наоборот. Недостатком полноприводных систем с подключаемыми мостами является то, что путь, проходимый передними и задними колесами за одно и то же время, различен по разным причинам (разная степень износа протектора на шинах колес, разное давление в шинах и др). Это приводит к пробуксовке колес и к их преждевременному износу. Поэтому при передвижении по асфальту дополнительные мосты отключают.

Этот недостаток был устранен впервые в автомобиле «Нива», на котором был установлен межосевой блокируемый дифференциал, устранивший пробуксовку колес и позволяющий вращаться передним и задним колесам с разной скоростью. В условиях бездорожья дифференциалы блокируются, и тогда все колеса вращаются, «гребут», независимо друг от друга. По этой схеме сконструированы многочисленные современные джипы.

Механизмы управления

К механизмам управления относятся рулевое управление и тормозная система.

Рулевое управление

Направление движения всех современных автомобилей изменяется путем поворота передних колес на поворотных пальцах или шаровых шарнирах через тяги и рычаги, приводимые в действие поворотом рулевого колеса в кабине водителя.

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. Различают червячный и реечный рулевые механизмы.

Червячный рулевой механизм включает в себя: рулевое колесо, рулевой вал и червячную передачу от рулевого вала к рулевым тягам. Червячная передача обеспечивает 16-кратное снижение усилия, прилагаемого к рулю для поворота колес.

Реечный рулевой механизм в отличие от червячного передачу усилий от рулевого колеса к рулевым тягам обеспечивает с помощью вала-шестерни и зубчатой рейки. Реечный рулевой механизм более компактный и надежный, к тому же обеспечивает 20-кратное снижение усилий, прилагаемых к рулю.

Рулевое колесо — пластмассовое со стальным каркасом. Оно закрепляется на верхней части рулевого вала через демпфер, который служит для повышения пассивной безопасности (травмобезопасный руль).

Важным параметром рулевого управления является общее передаточное отношение между рулевым колесом и передними колесами. Под ним понимается полное число оборотов рулевого колеса «от упора до упора», необходимое для поворота колес из крайнего левого положения в крайнее правое или наоборот, а также усилие, с которым совершаются эти обороты. Чем больше оборотов, тем меньше требуется усилий для вращения рулевого колеса, но зато времени на разворот тратится значительно больше. Лучшей считается короткоходовая передача с гидравлическим усилителем, при этом управление автомобилем становится быстрым и легким одновременно.

Тормозная система

Автомобили оборудованы двумя тормозными системами: рабочей и стояночной. Рабочая система обеспечивает снижение скорости движения вплоть до остановки, стояночная служит для удержания автомобиля на месте стоянки. Рабочая тормозная система имеет гидравлический привод и действует на все колеса автомобиля при нажатии тормозной педали ногой. Стояночная тормозная система имеет механический привод и действует только на задние колеса с помощью рукоятки тормоза.

На современных автомобилях для повышения безопасности используется двухконтурная рабочая тормозная система с диагональным разделением контуров. Один контур обеспечивает работу правого переднего и левого заднего тормозных механизмов, другой — левого переднего и правого заднего. При отказе одного из контуров рабочей тормозной системы используется второй контур, обеспечивающий остановку автомобиля с достаточной эффективностью

Рабочая тормозная система состоит из тормозных механизмов и привода.

На отечественных автомобилях используются в основном колодочные тормозные механизмы: на передних колесах — дисковые, на задних — барабанные.

Барабанный тормоз (рис.) состоит из барабана, закрепленного на ступице колеса и вращающегося вместе с ним.

Рис. Барабанный тормоз: 1 — тормозные колодки; 2 — тормозной барабан; 3 — фрикционная накладка; 4 — гидроцилиндр с двумя поршнями

К внутренней поверхности барабана помощью гидравлического цилиндра с поршнем прижимаются тормозные колодки, закрепленные неподвижно на стойке задней подвески.

Барабанные тормоза просты и недороги и не требуют больших управляющих усилий. Их серьезный недостаток — сильный нагрев в процессе торможения из-за плохой вентиляции внутри барабана. Это приводит к деформации барабана и к неравномерному прилеганию к нему колодок, что снижает эффект торможения. Применение оребренных алюминиевых барабанов и более широких и длинных металлизированных накладок на тормозные колодки повышает износостойкость барабанных тормозов.

Барабанный тормоз является общим для рабочей и стояночной тормозных систем.

Дисковый тормоз (рис.) состоит из плоского диска, который вращается вместе с колесом, и жестко закрепленной на шасси скобы-суппорта, охватывающего диск. На суппорте может находиться от одного до четырех гидравлических цилиндров с поршнями, которые прижимают колодки к диску. Поршни приводятся в действие ножной педалью через главный цилиндр.

Рис. Дисковый тормоз: 1 — тормозной диск; 2 — вал; 3 — поршни; 4 — тормозные колодки; 5 — шпонка.

Дисковые тормоза рассеивают тепло намного лучше, чем барабанные. Сам диск открыт для доступа атмосферного воздуха; скоба тоже открыта и легко охлаждается. Снижения тормозящего действия практически не происходит.

Недостатки дисковых тормозов — более высокая стоимость и необходимость в усилителе того или иного типа.

Действие дисковых тормозов, особенно с усилителем, настолько сильное, что вращение колес во время движения может прекратиться. Это приводит к заносу (юзу) автомобиля и к потере управления. Чтобы этого не происходило, дисковые тормоза на многих моделях автомобилей комплектуются электронной антиблокировочной системой тормозов (АБС), которая обеспечивает слабое вращение колес во время торможения.

Дисковые тормоза рассеивают тепло намного лучше, чем барабанные. Сам диск открыт для доступа атмосферного воздуха; скоба тоже открыта и легко охлаждается. Снижения тормозящего действия практически не происходит.

Недостатки дисковых тормозов — более высокая стоимость и необходимость в усилителе того или иного типа.

Привод рабочей тормозной системы гидравлический. Он состоит из тормозной педали, главного тормозного цилиндра, рабочих цилиндров передних и задних колес и трубопроводов.

При нажатии на тормозную педаль поршень тормозного цилиндра сжимает жидкость до давления 80-90 кгс/см 2 . Давление жидкости по трубопроводу передается в рабочие тормозные цилиндры колес, при этом поршни в рабочих тормозных цилиндрах расходятся и прижимают тормозные колодки к внутренней поверхности барабана или к диску, замедляя скорость вращения колеса. Для уменьшения усилий, прилагаемых к тормозной педали, в привод могут быть установлены вакуумный усилитель и регулятор давления.

Вакуумный усилитель создает дополнительное усилие для облегчения торможения за счет сильного разрежения воздуха, создаваемого впускным трубопроводом двигателя.

Регулятор давления устанавливает давление жидкости в приводе задних тормозов в зависимости от нагрузки на колеса. При увеличении нагрузки регулятор обеспечивает дополнительное поступление тормозной жидкости в колесные цилиндры задних тормозов, повышая тем самым эффективность торможения.

Тормозной бачок «обеспечивает питание гидравлического привода тормозов тормозной жидкостью. Бачок изготовляется из полупрозрачной пластмассы, что позволяет без снятия крышки контролировать в нем уровень заполнения тормозной жидкостью. Наличие в бачке поплавка с электрическими контактами дает возможность контролировать уровень жидкости с помощью индикаторной лампочки на панели приборов.

Электронная противобуксовочная система. Обычные тормоза действуют строго симметрично, то есть передают одинаковое тормозящее усилие на оба колеса. В условиях бездорожья, когда одно ведущее колесо буксует, было бы полезно это колесо притормозить отдельно, тогда колесо на твердом покрытии благодаря дифференциалу начнет вращаться и автомобиль благополучно минует препятствие.

В новых моделях автомобилей с компьютерным интеллектом установлена электронная противобуксовочная система с индивидуальными датчиками вращения колес и распределителем тормозного усилия на каждое отдельное ведущее колесо.

Стояночная тормозная система. Стояночная тормозная система действует на задние колеса автомобиля и приводится в действие от рукоятки тормоза. В стояночную тормозную систему входят задние тормозные механизмы и механический тормозной привод.

Усилие от рукоятки тормоза передается к колодкам барабанных тормозов через тросы к разжимным рычагам тормозного механизма. Ручной рычаг фиксируется в рабочем положении защелкой, которая управляется кнопкой. Чтобы избежать трогания с места с включенным стояночным тормозом, на панели приборов установлена сигнальная лампочка красного цвета, которая включается микровыключателем, расположенным под рычагом.

Ходовая часть

Ходовая часть автомобиля служит для соединения колес автомобиля с кузовом, для гашения вибраций колес при движении автомобиля по неровным дорогам и обеспечения таким образом необходимого комфорта. Ходовая часть состоит из переднего и заднего мостов, передней и задней подвески, ступиц колес и колес с шинами. Для гашения вибрации колес используются наборы рессор, торсионных штанг и амортизаторов.

Подвески (рис.) служат для обеспечения упругой связи кузова с колесами автомобиля.

Рис. Элементы подвески легкового автомобиля: 1 — передняя подвеска; 2 — задняя подвеска; 3 — спиральная рессора; 4 — верхний монтажный кронштейн амортизатора; 5 — резиновая подушка; 6 — поперечная штанга; 7 — узел крепления штанги; 8 — вал ступицы колеса; 9 — продольный рычаг; 10 — кронштейн продольного рычага с шарниром; 11 — шасси; 12 — амортизатор; 13 — торсионная труба; 14 — ведущие полуоси; 15 — стойка Макферсона; 16 — шаровой шарнир; 17 — нижний рычаг управления; 18 — стабилизатор; 19 — поворотная цапфа

Передняя подвеска автомобилей обычно независимая, рычажно-пружинная, с гидравлическими амортизаторами. Передняя подвеска монтируется на поперечной балке, прикрепленной болтами к кузову автомобиля. При независимой подвеске каждое колесо подвешивается к поперечной балке самостоятельно, поэтому колебания одного колеса не передаются на другое колесо, что повышает устойчивость и управляемость автомобилем.

Задняя подвеска автомобилей, имеющих задний мост, — зависимая, пружинная, с гидравлическими амортизаторами. Пружины и вставленные в них амортизаторы нижними концами закреплены на балке заднего моста, а верхние концы крепятся в опорных чашках на кузове автомобиля. Задние подвески автомобилей «ГАЗ» и «УАЗ» выполнены на продольных листовых рессорах. Так же выпускаются автомобили с независимой задней подвеской, состоящей из комбинации рычага на котором крепится колесо с телескопическим амортизатором со спиральной пружиной.

Листовая рессора представляет собой несколько стальных пластин, скрепленных стопкой. Нагрузка изгибает пластины, которые, стремясь возвратиться в исходное положение, оказывают пружинящее действие. Некоторые листовые рессоры состоят из одного листа, суживающегося от центра к концам для более равномерного распределения нагрузки. Такие рессоры обеспечивают более плавную езду на малых скоростях и наибольшую устойчивость к поперечному перемещению (заносу). Недостатком листовых рессор являются большие габариты и масса.

Спиральные рессоры (цилиндрические пружины) компактны, недороги, хорошо гасят толчки, но их устойчивость к заносу минимальна.

Автомобиль с мягкими пружинными рессорами обеспечивает плавную езду по дороге любого типа, однако с трудом вписываться в поворот из-за сильного крена. Наоборот, автомобиль с жесткой системой подвески, обеспечивающей превосходные характеристики управления, при езде будет испытывать сильные удары и тряску.

В пневматических, или газовых, рессорах пружинящее действие создается сжатым газом в герметичном резервуаре с одной гибкой стенкой (диафрагмой), благодаря которой газ действует как пружина. Они устанавливаются на скоростных автомобилях, так как обеспечивают высокую устойчивость от заносов на крутых поворотах.

Торсионная штанга — это длинный горизонтальный стержень, прикрепленный одним концом к узлу подвески, а другим — к кузову или раме. Его пружинящее действие создается кручением. Наборная торсионная штанга состоит из нескольких полос стали, скрепленных вместе. Торсионные штанги самые дешевые средства подвески.

Любой кузов, подвешенный на нескольких рессорах, при толчках совершает сильные многократные колебания вверх и вниз, что создает большие неудобства для пассажиров. Для гашения этих колебаний используются амортизаторы.

Амортизатор — это гидравлическое устройство с цилиндром и поршнем, прикрепленное одним концом к узлу подвески автомобиля, а другим — к кузову. Когда колеса и поршень движутся вверх, поршень вытесняет вязкое масло из пространства над собой через мелкие отверстия в пространство под собой, при движении поршня вниз масло возвращается обратно, при этом сопротивление движению масла гасит колебания.

Колеса и шины. На легковых автомобилях применяются дисковые колеса с неразборным ободом, на котором монтируется пневматическая шина. Различают стальные штампованные колеса и колеса из легких сплавов. Колеса мотороллеров имеют разборный обод, что существенно облегчает их монтаж. Крепятся колеса на болтах или гайками к ступицам или к фланцам полуосей.

Пневматические шины обладают упругостью, что способствует смягчению толчков от неровностей дороги. Шины бывают камерные и бескамерные.

Камерная шина состоит из покрышки и камеры.

Покрышка имеет каркас, подушечный слой (брекер), протектор, боковины и борта. Каркас состоит из нескольких слоев корда — прорезиненной ткани из вискозных и полиэфирных волокон.

В зависимости от расположения нитей корда автомобильные шины могут быть радиальные, диагональные и диагонально-опоясанные (рис.).

Рис. Типы конструкции шин А — радиальные; Б — диагонально-опоясанные; В — диагональные

В шине с диагональным кордом (справа) кордные нити расположены под углом 45-60° друг к другу. В шине с радиальным кордом (слева) кордные нити проложены параллельно, по кратчайшему расстоянию между бортами, а между слоями кордных нитей и протектором проложены полосы ткани. В диагонально-опоясанной шине (в центре) косая укладка кордных нитей сочетается со слоями ткани под протектором.

Диагональные шины обеспечивают более комфортные условия езды, снижая тряску от неровностей дороги. Радиальное расположение нитей корда обеспечивает высокую жесткость шин, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля.

Для снижения жесткости шин с радиальным расположением нитей между каркасом и протектором формируется подушечный слой — брекер. Как в каркасе, так и в брекере шин высокого качества широко применяются новые синтетические материалы (волокна из кевлара). Эти материалы обеспечивают оптимальные ходовые качества, управляемость и срок службы протектора.

Диагонально-опоясанная шина объединяет преимущества радиальной и диагональной шин. Кордные нити в слоях шины такой конструкции уложены под косым углом, как в диагональной шине, а под протектором проложен подушечный слой (брекер), как в радиальной шине. Наличие брекера примерно в полтора раза увеличивает срок службы диагонально-опоясанной шины по сравнению с диагональной.

На верхней поверхности каркаса размещается жесткая прокладка, состоящая из двух или более слоев прорезиненной кордной ткани, к которой приклеивается протектор.

На каркас при вулканизации навариваются вместе с металлокордом внешние слои резины, образующие боковины и протектор.

Протектор — та часть поверхности покрышки, которая соприкасается с дорогой. Эффективность сцепления шины с дорогой определяется рисунком протектора. Чтобы улучшить сцепление, на протекторе создаются перекрестные углубления. Для езды в условиях бездорожья, а также в снег и гололед применяют шины с крупным направленным рисунком, а иногда с вставленными в протектор стальными шипами, которые, проникая в лед, улучшают сцепление. Стойкие к проколам шины делают самоуплотняющимися, чтобы предотвратить внезапный и потенциально опасный выход воздуха во время прокола.

В бортах покрышки также вставлены кольца из стальной проволоки, которые препятствуют растягиванию бортов под действием давления камеры и способствуют лучшему закреплению покрышки на ободе колеса.

Для изготовления автопокрышек используется смесь из 90% синтетического и 10% натурального каучуков. Натуральный каучук добавляется ввиду его превосходной способности рассеивать тепло (особенно при длительной езде с высокой скоростью), хотя изнашивается он быстрее, чем синтетический. Сочетание каучуков делает шину мягче, эффективнее и долговечнее.

Форма и размер шины оказывают сильное влияние на ее рабочие характеристики. Более широкий протектор обеспечивает лучшее сцепление с дорогой и медленнее истирается. Уплощенное поперечное сечение («низкий профиль») сообщает шине нужную жесткость, большую долговечность и лучшие рабочие характеристики.

Внутрь покрышки вставляется резиновая камера с вентилем, который необходим для накачивания камеры воздухом. Вентиль имеет клапан-золотник, препятствующий прохождению воздуха в обратном направлении.

Бескамерная шина по бортам имеет уплотнительный герметизирующий слой, предотвращающий утечку воздуха. Вентиль для накачивания шины устанавливается непосредственно на ободе.

Современные точные методы изготовления покрышек и ободов колес позволяют устанавливать покрышку на обод без внутренней камеры и обеспечивают надежную изоляцию от атмосферы.

На рис. показана маркировка шины.

Рис. Маркировка шины: 1 — БЛ-85 — модель шины; 2 — 175/70-R13 — 175 — ширина профиля шины в миллиметрах, 70 — индекс серии шины. R — радиальный корд, 13 — посадочный диаметр шины в дюймах; 3 — Tubeless — бескамерная шина (Tubetupe — камерная шина); 4 — 82S — 82 — индекс максимально допустимой грузоподъемности. Если индекс 65, то допустимая грузоподъемность составляет 285 кг, если 75, то — 370 кг, если 80, то — 405 кг. S — индекс максимально допустимой скорости. (L — 120 км/ч, Р — 150 км/ч, Q — 160 км/ч, S — 180 км/ч); 5 — надпись в местах расположения индикаторов износа; 6 — красная метка с номером технического контроля предприятия-изготовителя; 7 — 23 — неделя выпуска шины (от 1 до 52), 9 — год изготовления шины (1999), В — буквенный индекс предприятия-изготовителя, 023412— порядковый номер шины; 8 — товарный знак предприятия-изготовителя; 9 — STEEL — металлокорд в брекере; 10 — белая метка легкого места покрышки, которая при монтаже должна быть совмещена с вентилем; Е — шины, аттестованные в соответствии с правилами № 30 ЕЭК 00

Ассортимент шин весьма разнообразен. Они различаются по высоте и ширине профиля, по расположению нитей корда, по наличию камеры, по грузоподъемности, по наличию металлокорда и др.

Рама, кузов и шасси

Сегодня мы акцентируем ваше внимание на раме, шасси и кузове. Это важнейшие составные части автомобиля. Ведь за ними стоят основание, структура транспортного средства, база, которая связывает ряд других агрегатов и механизмов.

Продолжим детализированно рассматривать устройство, конструкцию автомобиля. Остановимся на том, что из себя представляют рама, кузов и шасси транспортного средства. Сфокусируемся на их основном назначении.

• Рама – несущая структура. Это основание для иных частей транспортного средства. Его каркас. На каркас крепятся двигатель, подвеска, агрегаты трансмиссии (механизмы, служащие для передачи движения) и другие компоненты автомобиля. Изначально рама была у всех автомобилей. Теперь – только у тех, где нет несущего кузова. Это грузовые автомобили, большинство внедорожников. Рамы могут быть хребтовыми (несущие части – трубы) или состоящими из лонжеронов (их производят из швеллеров — металлоизделий, образующих в поперечном сечении букву «П»). Хребтовые рамы более жёсткие, особенно впечатляет жёсткость рамы на скручивание. На базе хребтовой рамы легко создать авто с разным количеством ведущих мостов. Но лонжеронные рамы современные производители используют чаще. Ведь механизмы в случае использования хребтовой рамы приходится устанавливать внутри её, и, если у машины случится поломка, ремонт получается очень сложным.
• Кузов – обрамление автомобиля. Является конструктивной частью. Может крепиться непосредственно к раме или представлять собой самостоятельную несущую систему (у моделей, где не установлена рама – преимущественно, легковых автомобилей). Изготавливается из металла (например, листовой стали, алюминия), углеволокна, пластика, стекловолокна. Предназначается для размещения водителя, пассажиров и груза. В кузов входят ряд составляющих: капот, крылья, подножки. Количество и виды компонентов зависят от того, к какому транспортному средству принадлежит кузов. Например, у коммерческого (грузового) транспорта кузов может быть представлен «формулой» кабина + платформа/цистерна/фургон + крылья, капот, подножки, а кузов легкового транспорта чаще представлен основанием, крышей, боковыми, передней и задней панелями (боковиной, передней и задней частью). Для защиты от коррозии и придания эстетичного внешнего вида кузов автомобиля окрашивается.
• Шасси – совокупность узлов ходовой части, механизмов управления и трансмиссии. Таким образом за шасси стоят все агрегаты и узлы, которые нужны для управления движения транспортного средства. Именно агрегаты, узлы шасси обеспечивают транспортному средству передачу движущей силы. Именно от шасси зависят такие качества как, например, маневренность, грузоподъёмность транспортного средства.

Кузовные и рамные шасси

Если речь идёт о шасси на раме, это законченная конструкция, которую можно передвигать на собственных колёсах или гусеницах. Рамные шасси устанавливают на грузовые автомобили, трактора. При этом на шасси транспортных средств, предназначенных для передвижения в условиях бездорожья, могут устанавливать средства повышения проходимости.

Если же речь идёт о шасси транспортного средства с несущим кузовом, то мы имеем дело с основанием транспортного средства. Именно оно является связующим звеном между агрегатами ходовой части, механизмами управления.

Один из популярных конструктивных вариантов полно-рамная система «кузов над рамой». Это жёсткая конструкция из стержней из стали. Для крепежа автомеханиками используются болты. Такая конструкция особенно подходит для джипов, микроавтобусов.

Шасси же с несущим кузовом (соединение выполнено методом сварки) чаще можно встретить у малых и средних легковых автомобилей. Многие кузовную конструкцию такого типа называют унифицированной, блочной.

По сравнению с рамной кузовная конструкция имеет существенно меньший вес. Благодаря этому у кузовного транспорта – лучшая топливная экономичность.

Рисунок наглядно демонстрирует, что у кузовного транспорта нет отдельной рамы. Несущий кузов транспортного средства сформирован панелями.

A – Кузовная конструкция со съемным шасси.

B – Компоненты шасси. Характерная компоновка для автомобилей Mazda, SAAB. Крепление компонентов к металлическим частям кузовной конструкции выполнено через усиленные поперечные элементы.

Важно также быть знакомым с понятием «самоходное шасси». В этом случае речь идёт не о составной части, а самостоятельном моторизированном транспортном средстве. На самоходное шасси ставится дополнительное оборудование, орудия, приспособления (сварочный аппарат, навесной комбайн, снегоуборочную машину, погрузчик, подъёмник, автокран). Самоходное шасси активно задействуется в коммунальном, сельском и лесном хозяйстве, а также на складах.

Снаряженная масса шасси

Очень часто можно встретиться с понятиями «снаряженная масса шасси», снаряжённая масса автомобиля». Что же это такое?

Снаряжённая масса авто – это суммарная масса автомобиля со всеми эксплуатационными материалами (полным баком бензина, охлаждающей жидкостью, маслом). Масса водителя и пассажиров при этом в расчёт не берётся. Их масса учитывается, если речь идёт о полной массе транспортного средства.

Снаряженная масса у каждого вида автомобиля различна:

• Пикапы и внедорожники. Вес достигает 2,5 т.
• Полноразмерные автомобили, минивены. Вес – около двух тонн.
• Компактные автомобили. Снаряжённая масса – не более 1360 кг.
• Микрокары, микроавтомобили. Снаряжённая масса – около тонны.

Очень часто снаряжённую массу транспортного средства в характеристиках указывают именно в качестве снаряжённой массы шасси. Как правило, производитель пишет «Полная масса транспортного средства» и «Снаряженная масса шасси», иногда же он указывает «Полная масса транспортного средства» и «Снаряжённая масса транспортного средства».

Распределение веса по осям

За то, какой вес автомобиля приходится на колеса передней и задней оси, отвечает характеристика «распределение веса по осям» («распределение нагрузки шасси»).

Эта характеристика напрямую связана с показателями топливной экономичности и способности транспортного средства поворачиваться. Именно от распределения веса по осям зависит способность транспортного средства маневрировать – поворачивать на заданный угол и сохранять устойчивость.

Идеальный вариант для спортивных автомобилей – это распределение веса – 50/50 (одинаково – не переднюю и заднюю ось).

У переднеприводных автомобилей распределение веса по осям – 70/30 (70% нагрузки на переднюю и 30% на заднюю ось). Это важно для оптимизации тягового усилия на ведущие колеса.

Габаритные размеры транспортных средств

Важными характеристиками любого транспортного средства (ТС) являются габаритные размеры. Это длина, ширина, высота, грузоподъёмность, объём кузова.

Чтобы правильно определять габариты, важно чётко ориентироваться в терминологии и уметь корректно производить расчёт расстояния.

Колесная база – расстояние от центральной линии передних колес до центральной линии задних колес. Стандарт для маломерных, компактных авто равен 254 мм (100 дюймов), у полноразмерных авто, пикапов – 381 см.

• Ширина колеи – расстояние между линиями двух колес одной оси. Стандартная ширина колеи для передней оси – 157 см для задней оси -163 см. Чем шире ширина колеи, тем выше способность успешного преодоления на высоких скоростях крутых поворотов (при низкой ширине колеи есть риски опрокидывания транспортного средства).
• Ширина ТС (транспортного средства) – наибольшее расстояние между максимально удаленными частями кузова, находящимися справа и слева него. Измерения проводятся перпендикулярно центральной линии транспортного средства.
• Длина ТС – расстояние от наиболее выразительно выступающей точки на заднем бампере до такой же точки на переднем бампере.
• Высота ТС – высота от дороги до крыши транспортного средства (самой высокой его части).

По габаритам автомобили делятся на несколько групп:

Полноразмерный автомобиль. Рассчитан на перевозку 4-х-5-ти взрослых людей. Большинство полноразмерных легковых авто – четырёхдверные, полноприводные или заднеприводные.

Автомобили среднего размера. Ориентированы на транспортировку 3-4-х человек. На машины этого типа установлены небольшие двигатели, за счет этого наблюдается существенная экономия топлива.

Компактные и мини-компактные автомобили. Большинство из них – переднеприводные. За счёт малого веса, и небольшого аэродинамического сопротивления именно у них отличная топливная экономичность.

Аэродинамические характеристики

Говоря о габаритах, мы уже затронули аэродинамические характеристики. Остановимся на них подробнее. Ведь именно аэродинамическое сопротивление – одна из ключевых проблем, с которой связаны и скорость, и экономия топлива.

Производители кузовов активно заинтересованы в создании таких конструкций, у которых наименее выражено лобовое сопротивление воздушному потоку.

Кузовопроизводители стремятся к минимизации площади фронтальной проекции кузова. Чем меньше высота и ширина кузова, фронтальная проекция, тем лучше аэродинамические характеристики транспортного средства.

Многое зависит и от формы кузова. Аэродинамические характеристики выше у автомобилей с обтекаемым кузовом, низкой посадкой.

Для оценки аэродинамических характеристик кузова используется коэффициент лобового сопротивления. Он показывает отношение силы сопротивления воздуха во время движения транспортного средства к отношению к силе сопротивления движению цилиндра (наибольшее поперечное сечение транспортного средства при этом должно быть равным поперечному сечению цилиндра). Cd = 0,26 – это отличный показатель. Именно такой коэффициент лобового сопротивления – у инновационных спорткаров. Для минивена, пикапа же хороший показатель – Cd = 0,40.

Классификация автомобилей

Классификация автомобилей осуществляется по нескольким критериям:

• Сегментам.
• Типу кузова.

В основе классификации по сегментам – габаритные размеры.

Существует две вариации классификации: на 6 и 8 сегментов. В первом варианте сегменты сформированы на основании размеров. Во второй классификации также учитывается вместимость, стоимость автомобиля.

Классификация с 6-ю сегментами:

A. Длина – до 3,6, ширина – до 1,6 м.

B. Длина – до 3,6…3, 9 и ширина 1,5…1,7 м.

C. Длина – до 3,9…4,4, ширина –1,6…1,75 м.

D. Длина – 4,4…4,8, ширина – 1,7…1,8 м.

E. Длина – более 4,8 и ширина более 1,7 м.

F. Длина более 5,0 и ширина более 1,82 м.

Классификация с 8-ю сегментами:

1. G. Первый спортивный.
2. H. Второй спортивный (спортивные купе премиум-класса).
3. J. Транспорт повышенной проходимости.
4. S. Спорткары – купе, кабриолеты.
5. SUV-1. Небольшие внедорожники.
6. Сегмент SUV-2. Вместительные внедорожники.
7. Сегмент M. Минивэны, универсалы повышенной вместимости.
8. Сегмент MPV. Субкомпактные автомобили с кузовом минивэн.

Классификация по типам кузовов

Седан (Sedan). Легковые автомобили, в которых багажное отделение структурно отделено от пассажирского салона. В задней стенке нет дверцы. Чаще всего седаны – четырёхдверные, но встречаются также двухдверные (тудоры, пример — Chevrolet Monte Carlo) и пятидверные модели. В США седаны часто называют Saloon, в Хорватии – Limuzina. Большинство седанов – хардтопы. У них нет центральных стоек, а на боковых стёклах отсутствуют наружные рамки.

Универсал (Family Cars) – это легковой автомобиль с прямой крышей. Легко узнаваем по закрытому двухобъёмному грузо-пассажирскому кузову. Задний свес у универсала – длиннее или такой же, как на седане.

Хэтчбек – авто с покатой крышей и укороченным свесом кузова. Длина такого кузова достаточно небольшая, поэтому хэтчбек пользуется популярностью в городских условиях. Автоматически решается вопрос с разворотом на узких улицах, во время парковки.

Купе – автомобили с «укороченной» базой. Чаще всего – с двумя дверьми, и двумя «полноценными» местами в первом ряду комфортности. Второй ряд сидений или отсутствует или ограничен по комфортности. Купе – распространённый вариант кузовов у спорткаров.

Кабриолет (Convertible) – легковой автомобиль со складной крышей. К кузову примыкают не стандартные опускающиеся, а съемные боковые окна.

Внедорожники – это автомобили с несущим корпусом –на раме с полным приводом. Транспортные средства отличает высокий клиренс и пониженный ряд передач трансмиссии. Функцию ведущих выполняют передние и задние колёса.

Минивэны (Mini-Van) – семейные автомобили повышенной вместимости с высокой крышей, однообъёмным либо полуторообъёмным кузовом. В большинстве минивенов размещено три ряда кресел (чаще всего складные, съёмные). Характеризуются большой площадью остекления и хорошим обзором.

Информация, которая касается конструкции, устройства автомобиля, постоянно лавинообразно увеличивается. Мониторить информацию каждый день не вариант Тратится куча времени. Но представьте, что в вашем распоряжении есть библиотека, которая без ваших усилий и регулярно — практически каждый день — обновляется свежей информацией по автомобильным технологиям. И такая платформа есть, это cистема дистанционного обучения ELECTUDE. Экономить время и получать актуальную информацию по транспортным технологиям легко!

Источник http://seite1.ru/zapchasti/shassi-avtomobilya-i-vsechto-nuzhno-ob-etom-znat/.html
Источник http://znaytovar.ru/s/SHassi.html
Источник Источник Источник Источник http://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/rama-kuzov-i-shassi/