29.03.2016
Несущая система автомобиля представляет собой группу узлов, которые несут ответственность за жесткость и устойчивость транспортного средства. Основные элементы несущей системы - кузов и рама. Вспомогательные задачи - обеспечить место для крепежа основных частей транспортного средства.
Особенности
Несущая система - ответственный узел, который наиболее требователен к качеству применяемых материалов и имеет наибольшую цену. Если взять в сумме затраты на материал при изготовлении транспортного средства, то стоимость несущей системы может быть более 50 процентов. Ресурс жизни зависит от соблюдения сроков капитального ремонта. Своевременность облуживания имеет ключевое значение, ведь от состояния и исправности несущей конструкции зависят характеристики транспортного средства.
Основные типы
На современном этапе не существует единого вида несущих систем, ведь от последних зависит не только «жесткость» автомобиля, но и его будущая компоновка, тип. Существует два основных типа конструкций:
- Безрамные. Особенность такого исполнения в том, что основную нагрузку берет на себя кузов (именно он несет вес автомобиля).
Несущая система рамного типа используется на грузовых авто, при создании полуприцепов и прицепов, а также на легковых транспортных средствах, имеющих высокий уровень проходимости, и автобусах. В некоторых автомобилях основная система комплектуется кроме базовой рамы еще и дополнительной рамой (надрамником). Такие изделия обязательны при наличии на транспортном средстве подъемных механизмов.
Несущая система, построенная на рамном принципе, отличается простой конструкции, технологичностью и универсальностью. Такой вариант подходит для всех типов автомобиля, что делает его наиболее востребованным для многих производителей. Еще один плюс - возможность выпуска на идентичном шасси отличных друг от друга модификаций авто с разными кузовами.
Что касается кузовной несущей системы, то она более востребована на легковых авто среднего, малого и прочих классов (может использоваться в процессе производства автобусов). Применение такой конструкции позволяет решить сразу несколько задач - снизить массу транспортного средства и его высоту, перенести центр тяжести и сделать машину более устойчивой.
Рамно-кузовная система - вариант, который актуален только для автобусов. Главная особенность - отсутствие основания, как такового. Каркас и рама транспортного средства работают в паре и берут на себя основной вес транспортного средства и нагрузки, возникающие в процессе движения. Рамно-кузовной вариант системы отличается простотой конструкции, технологичностью и легкостью в восстановлении. В отличие от описанных выше систем, у рамно-кузовной конструкции ниже масса кузова и больше высота пола.
Требования
Так как несущая система - основа автомобиля, а надежность является ключевым фактором безопасности, то к узлу предъявляется ряд требований. В процессе эксплуатации именно несущая система берет на себя большие нагрузки, испытывает воздействие кручения и изгиба. При этом работоспособность устройства зависит от жесткости и прочности основных узлов и их способности выдерживать динамические нагрузки.
Требования следующие:
- Срок жизни несущей системы должен быть соизмерим или выше ресурса основных элементов транспортного средства.
- Жесткость - характеристика, подразумевающая надежность узла и способность выполнения своих функций всеми механизмами и агрегатами.
- Простота установки, низкое расположение центра тяжести, небольшая погрузочная высота и максимальные углы поворота.
Виды рам
Рамы автомобиля могут быть двух основных типов:
- Лонжеронная.
- Хребтовая.
Рассмотрим особенности каждой из рам:
- Лонжеронная рама - конструкция, которая выполнена из пары лонжеронов, установленных продольно. Для создания такой конструкции применяются специальные швеллера, имеющие различную высоту сечения. В местах наибольшей нагрузки предусматривается максимальная высота конструкции.
Что касается поперечин, то они могут иметь различное исполнение. Встречаются поперечины в форме букв «Х» и «К». Есть также обычные и прямые устройства. Для обеспечения монтажа механизмов на поперечинах и лонжеронах монтируются кронштейны. Чтобы зафиксировать разные рамные элементы применяется система болтов, заклепочная технология и классическая сварка.
Периферийная система - разновидность лонжеронной рамы. Ее главной особенностью является особое изгибание во время изготовления. Это, в свою очередь, приводит к появлению в центральной части большего расстояния. Главная цель конструкторов в данном случае - опустить дно как можно ниже к асфальту;
- Хребтовая рама - конструкция, в основе которой лежит труба, объединяющая силовой узел и основные узлы трансмиссии. Как следствие, основные детали машины (сцепление, мотор, КПП и основная передача) становятся частью общей рамы. Все элементы закреплены жестко. Момент вращения от мотора к трансмиссии передает вал, монтируемый внутри трубки. Применение такого варианта рамы возможно в том случае, когда колеса имеют независимую подвеску.
Преимущество хребтовой конструкции - в легкости, простоте создания машин с несколькими ведущими мостами, способности выдерживать максимальные усилия на скручивание. Главный минус - сложность обслуживания и ремонта, ведь многие узлы находятся внутри рамы.
Что касается вильчато-хребтовой рамы, как одной из разновидностей, то здесь отсутствует жесткая фиксация главных узлов (трансмиссии и мотора) к одной трубе. В качестве альтернативы выбран вариант с монтажом специальных вилок, на которые и монтируется мотор с трансмиссией.
Кузова и особенности
На современных авто применяется множество разных типов кузовов, от которых зависит не только конечная стоимость транспортного средства, но и его габариты, качества и активность продаж.
Служит для установки и крепления всех агрегатов и механизмов автомобиля. Она воспринимает изгибающие и крутящие моменты двигателя, трансмиссии и мостов автомобиля, подвергается воздействию сил ускорения, торможении, воздействию узлов подвески, гасящих ударов при наезде колёс на неровные дороги.
Устройство рамы (КамАЗ):
Тяговое - цепное устройство, задняя поперечина, кронштейны задней опоры двигателя, задний кронштейн передней подвески, кронштейн передней опоры двигателя, скоба подвески радиатора, буксирные крюки, передний буфер (бампер).
Несущей системой является рама или кузов, и тогда он называется несущим.Существуют также рамно – кузовные несущие системы при этом рама и основание кузова объединены в одну конструкцию.
Преимущества:
1. Простота конструкций
2. Технологичность при производстве и ремонте
3. Универсальность
Несущие кузова применяются на легковых автомобилях особо малого, малого и среднего класса, а также на большинстве автобусов.
Преимущества:
1. Уменьшение массы и высоты автомобиля
2. Понижение центра тяжести автомобиля
3. Нагрузка распространяется по всей конструкции автомобиля
Лонжеронные рамы состоят из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин, также называемых «траверсами», а также креплений и кронштейнов для установки кузова и агрегатов. Форма и конструкция лонжеронов и поперечин могут быть различными. Так различают трубчатые, к – образные, х – образные поперечины. Лонжероны, как правило, имеют сечение швеллера, причём обычно переменное по длине – в наиболее нагруженных участках высота сечения зачастую увеличена.
Периферийная лонжеронная рама имеет наибольшее применение на рамных легковых автомобилях. Она состоит из лонжеронов замкнутого (коробчатого) профиля, которые проходят по периферии пола кузова автомобиля и создают ему естественный порог. Это увеличивает сопротивление кузова при боковых ударах. Рама имеет свободную среднюю часть, позволяющую опустить низко пол кузова, понизить центр тяжести автомобиля.
Хребтовая разъёмная рама имеет центральную несущую балку, которая состоит из картеров отдельных механизмов трансмиссии автомобиля, соединённых между собой специальными патрубками. Между картерами устанавливаются кронштейны для крепления кабины, грузового кузова, двигателя и других агрегатов и механизмов автомобиля.
Решетчатые рамы имеют вид пространственной формы, обладающие очень высоким отношением крутильной жёсткости к массе (т.е. они лёгкие и очень прочные на кручении). Такие рамы применяют либо на спортивных и гоночных автомобилях, для которых важна масса при высокой прочности, либо на автобусах, для угловатых кузовов, которых она очень удобна и технологична в производстве.
Интегрированная в кузов рама . Такая рама повторяет по конструкции обычную, но физически неотделима от кузова, т.е. непосредственно вварена в него. От обычно несущего кузова такая схема отличается тем, что у несущего кузова имеются как минимум лишь подрамники в оконечностях, а интегрированная рама имеет настоящие лонжероны, идущие от переднего бампера до заднего.
Тяговое сцепное устройство (ТСУ).
Предназначено для буксировки караванов и легковых прицепов транспортным средством.
Классификация:
1. Фаркоп до 3,5 т.
2. Рокингер
3. Ронгфедер
Устройство ТСУ: крюк, буфер, корпус, колпак, крышка, защёлка, собачка.
Кузов и кабина.
Кузов предназначен для размещения грузов, пассажиров и груза или специального оборудования.
Классификация:
1. По назначению: грузовые, легковые, автобусные, грузопассажирские, специальные
2. По конструкции: каркасные, полукаркасные, бескаркасные
3. По нагруженности: несущие, полунесущие, разгруженные
Классификация легкового автомобиля.
По числу объёмов:
1. Трёхобъёмные
2. Двухобъёмные
3. Однообъёмные
По конструкции:
2. Кабриолет
3. Родстер
5. Лимузин
8. Универсал
9. Хэтчбэк
11. Брегам
Трёхобъёмный кузов состоит из пассажирского салона, отделения для двигателя, отделения для багажа.
Двухобъёмный кузов состоит из пассажирского салона, объединённого с багажником, и отделения для двигателя.
Однообъёмный кузов имеет один видимый объём, в котором объединены пассажирский салон, отделения для двигателя и багажа.
Лимузин – закрытый трёхобъёмный кузов с двумя или тремя рядами сидений, имеющий застеклённую перегородку позади переднего сидения.
Седан – закрытый трёхобъёмный двух - или четырёхдверный кузов с двумя рядами сидений.
Купе – закрытый трёхобъёмный двух дверный кузов с одним рядом сидений
Универсал – двухобъёмный закрытый трёх- или пятидверный грузопассажирский кузов.
Хэтчбэк – двухобъёмный закрытый трёх- или пятидверный кузов с двумя рядами сидений.
Фаэтон – полностью двух- или трёхобъёмный кузов, имеющий 2 или 4 двери, два ряда сидений.
Кабриолет – частично открывающийся трёхобъёмный двух- или четырёхдверный кузов с двумя рядами сидений.
Родстер – полностью открывающийся двух- или трёхобъёмный кузов с одним рядом сидений.
Пикап – двухоьъёмный грузопассажирский кузов на базе легковой модели с закрытой кабиной, одним рядом сидений и грузовой платформой.
Тарга – это купе со снимающейся крышей.
Брегам – это тип седан с открывающимся верхом над передним рядом сидений.
Ландо – тип седан класса люкс с открывающимся верхом над задним рядом сидений.
Классификация автобуса.
По компановке:
1. Капотные
2. Вагонные
ПО назначению:
1. Городской
2. Междугородний
3. Туристический
4. Специальные
Имеющий несущий кузов каркасного типа, изготовленный из прямоугольных труб и штампованных стальных элементов, соединённых между собой заклёпками или сваркой и облицованных стальными листами или листами из алюминиевого сплава.
Кузов грузового автомобиля.
Кузов грузового автомобиля включает в себя кабину и сам грузовой кузов.
Классификация грузового кузова:
По компановке:
1. Капотные
2. Безкапотные
По числу мест:
1. Одноместные
2. Двухместные
3. Трёхместные
Капотная кабина отделена от двигателя в отдельный объём. Двигатель располагается впереди кабины.
Бескапотная кабина объединяет отделение для водителя и отделение для двигателя, которое находится под кабиной.
Подвеска автомобиля.
Это совокупность устройств соединяющих несущую систему (рама, кузов) автомобиля с его колёсами.
Назначение:
1. Обеспечивает плавность хода автомобиля
2. Повышает безопасность движения автомобиля
Классификация:
1. Зависшая: автономная, балансированная, независшая: шкворневая, бесшкворнеевая
2. Типы подвесок по упругому элементу: рессорная, пружинная, торсионная, пневматическая, комбинированная
3. Тип подвески по гасящему элементу: с амортизаторами, без амортизаторов.
Устройство:
1. Упругий элемент – смягчает толчки и удары
2. Гасящий элемент – быстро гасит колебания
3. Направляющее устройство – передаёт продольные и поперечные усилия, определяет характер перемещения колёс
4. Стабилизирующее устройство – уменьшает боковой крен и поперечные угловые колебания.
Пакет стальных листов выгнутой формы, различной длины (прямоугольное, треугольное и т-образное сечение), смазывается графитной смазкой, стягивается хомутами, крепится в трёх точках: передний конец жёсткий – шарнирно, задний конец – свободно, средняя часть – с помощью стремянок к мосту.
Материал: конструкционная сталь.
«+»: 1. Простота в изготовлении и хорошая ремонтно-пригодность; 2. Универсальность.
«-»: 1.большая масса; 2. небольшая долговечность;3. наличие трения; 4. необходимость в ТО; 5.недостаточное обеспечение плавного хода.
Это упругий элемент, применяется, как правило, на независших подвесках.
Материал: специальная хромокремниевая сталь.
«+»: 1. небольшая масса; 2. высокая долговечность; 3.высокаяплавность хода; 4.простота в изготовлении; 5.нет потребности в ТО и ТР.
«-»: 1.невозможность передачи толкающего усилия; 2.необходим специальный направляющий элемент; 3.необходимость в гасящем элементе; 4.усложнение конструкции пружинной подвески.
Пневмобаллоны применяются на пневморессорных передних зависимых подвесках автобусов.
Пневмобаллоны являются не только упругим элементом подвески, но и гасящим элементом.
«+»: 1.возможность изменения жёсткости подвески; 2.сохранение постоянства ходов подвески; 3.небольшая масса; 4.поддержание постоянного дорожного просвета; 5.длительный срок службы.
«-»: 1.усложнение конструкций; 2.большая сложность изготовления; 3.высокая стоимость; 4.сложность в обслуживании.
Стальной упругий стержень, работающий на кручении.
«+»: 1.минимальное место для компановки; 2.легко устанавливается; 3.малая масса; хорошие динамические качества и устойчивое положение автомобиля; 5.теже, что и у пружины.
«-»: 1.необходима очень точная геометрия; 2.избыточная поворачиваемость; 3.высокий центр крена; 4.снижена максимальная нагрузка; 5.применение дорогих технологий; 6.менее долговечны.
Амортизатор.
Специальное устройство, предназначенное для быстрого гашения колебаний рамы (кузова).
Классификация:
1. Характер действия: односторонний, двухсторонний.
2. Конструкция: рычажная, телескопическая, однотрубные, двухтрубные
3. Материал сжатия: гидравлические, газонаполненные.
Устройство амортизатора: пружина, кожух, обойма уплотнительной манжеты, уплотнительная манжета, перепускной клапан, отверстия в поршне, клапан отдачи, пружины, впускной клапан, клапан сжатия, отверстия в корпусе, поршень, трубка, цилиндр, шток, отверстие.
Устройство газонаполненного амортизатора: уплотнительная манжета штока, запорное кольцо, резиновая шайба, фасонная шайба, рабочая жидкость, газ, корпус, плавающий (разделительный) поршень, уплотнение поршня, гайка, канал, поршень, диски, дроссельная шайба, опорная шайба, шток, направляющая штока.
Принцип работы.
Во время хода сжатия рессоры поршень амортизатора движется вниз. При этом основная часть рабочей жидкости через перепускной клапан со слабой пружиной перетекает в надпоршневую полость, встречая незначительное сопротивление. Другая часть её переходит в кольцевую компенсационную полость между цилиндром и трубкой. При резком сжатии открывается разгрузочный клапан, вследствие чего уменьшается нарастание сопротивления перетеканию жидкости в компенсационную полость.
При ходе отбоя, когда поршень перемещается вверх, жидкость перетекает в нижнюю полость через каналы в поршне калибрированное отверстие в клапане. В это же время жидкость через отверстие, преодолев сопротивление впускного клапана, поступает в цилиндр.
Балансирная подвеска.
Устройство: нижние и верхние штанги соответственно, кронштейн, балки заднего и среднего моста, рессора, ось балансира, ступица.
Применяется на грузовых автомобилях средний и задний мост.
Независимая подвеска переднеприводного автомобиля.
Устройство: опоры, буфер, пружина, рычаги, стойки, шайба, регулировочный болт, кронштейны, поворотный кулак, тормозной диск, кольца, ступица, колпаки, хвостовик, штифт, подшипники, шарнир, регулировочные шайбы, стабилизатор, растяжка, кожух.
Колёса и шины.
Это узел шасси автомобиля, связывающий его с дорогой, и обеспечивающий движение и повороты.
Назначение:
1. Воспринимает всю массу автомобиля и динамические нагрузки, передаваемые на раму и кузов автомобиля
2. Смягчает толчки и удары
3. Обеспечивает движение
4. Обеспечивает изменение направления движения
Классификация колёс:
По назначению:
1. Ведущие
2. Управляемые
3. Комбинированные
4. Поддерживающие
По конструкции:
1. Дисковые
2. Бездисковые
3. Спицевые
Устройство колеса: шина, обод, ступица, соединительный элемент (диск, бортовое кольцо, замочное кольцо).
Классификация шин:
По конструкции:
1. Диагональная
2. Радиальная
3. С регулированным давлением
По профилю:
1. Обычные (0,9)
2. Широкопрофильные (0,6 – 0,9)
3. Низкопрофильные (0,7 – 0,9)
4. Сверхнизкопрофильные (0,3 – 0,6)
5. Арочные (0,4 – 0,5)
6. Пневмокатки (0,4 – 0,5)
1. Малогабаритные (0,8 м)
2. Среднегабаритные (1,5 м)
3. Крупногабаритные (3 м)
По назначению:
1. Для легковых автомобилей
2. Для грузовых автомобилей
По герметизации:
1. Камерные
2. Бескамерные
По рисунку протектора:
1. Универсальные
2. Дорожные
3. Повышенной проходимости
4. Ассиметричные
5. Карьерные
6. Зимние (3 – 6 шипов)
7. Направленные
Устройство шины: каркас, брекер, покрышка, протектор, боковина, борт.
Геометрия шины:
Корд представляет собой специальную ткань, состоящую в основном из продольных нитей диаметра 0,6 – 0,8 мм с очень редкими поперечными нитями.
Протектор представляет собой толстую резиновую полосу, расположенной по боковой части покрышки с рисунком на наружной поверхности, выполненным в виде выступов и канавок между ними.
Боковина эластичный слой, предназначенный для предохранения их от механических повреждений, попадание влаги и др., толщина 1,5 – 3,5 мм
Брекер – подушечный слой, представляет собой резинотканевую или резиновую прослойку толщиной 3 – 8 мм, продолженную между каркасом и протектором по всей связи окружности покрышки для надёжной, прочной и эластичной связи протектора с каркасом.
Маркировка шин.
1. Размер шин
3. Индекс грузоподъёмности
4. Дата изготовления
Диагональная шина B (ширина), d (посадочный диаметр) в мм или дюймах.
Радиальная шина обозначается тремя числами и буквой R - 165 / 70 R 13. 1 размер - мм, 2 - в дюймах, 165 – ширина профиля шины,70 - процентное отношение высоты (Н) к ширине профиля (В), R - условное обозначение радиальной шины, 13 - посадочный размер (d).
Размер шин специальных типов обозначается в мм:
D x B – d - для широкопрофильных шин (1200 х 500 – 508)
D x B - для арочных шин (1400 х 700)
D x B x d - для пневмокатов (1000 х 1000 х 250)
Модели шин зашифрован разработчик шины и порядковый номер разработки М – 191. М - Московский шинный завод, 191 - порядковый номер разработки.
Индекс грузоподъёмности.
Индекс грузоподъёмности Допустимая масса на шину,кг
Дата изготовления указывается в четырёх цифрах, например,
В 404, где буквенный индекс «В» означает завод изготовитель – Воронежский шинный завод, две первые цифры – неделю выпуска, последняя цифра – год.
Дополнительная информация:
1. TT = Tube Ture - камерная шина
2. Tubeless - бескамерная шина
3. HC – 10 (10 PR = Ply Rating - норма слойности
4. С – повышенная норма слойности
5. Стрелка – направление вращения
6. M + S – для зимней эксплуатации (снег + грязь)
7. Steel – стальной корд
8. All season – всесезонное
9. Товарный знак.
Классификация: 1. По способу изготовления: штампованные, кованные, стальные; 2. По материалу: стальные, алюминиевые, магниевые, композитные.
Маркировка.
7 , 5 j x 16 H 2 5 / 112 ET 35 d 66.6
1. Ширина обода
2. Диск неразъёмный
3. Посадочный диаметр обода
4. Конструкция бортовых закраин
5. 2 симметричных хэмпа
6. 5 – число крепежей, 112 – диаметр расположения крепежа
7. вылет диска
8. Диаметр ступицы
Дата изготовления: 0403- неделя и год. 4 неделя 03 года.
SaE, YSO , TUV, PCT - клеймо контролирующего органа
MAX LOAD 2000 LB - обозначение максимальной нагрузки на колесо (кг или фунты)
MAX PSI 50 COLD - давление в шине не больше 50 фунтов на квадратный дюйм.
Рулевой привод.
Обеспечивает кинематическую связь рулевого механизма и управляемых колёс. Он должен преобразовывать вращение вала рулевого механизма или поступательное движение рейки во вращение управляемых колёс вокруг вертикальной оси. Обязательным элементом рулевого привода является рулевая трапеция. Обеспечивающая поворот управляемых колёс на различных углах. Воздействие на рулевую трапецию осуществляется механическим приводом.
Рулевое управление.
Это совокупность устройств, служащих для изменения направления движения автомобиля и обеспечивающих его движение в заданном направлении.
Поворот управляемых осей применяется на некоторых колёсных тракторах, имеющих колёса большого диаметра и на гусеничных машинах.
Наиболее распространённым является управление поворотом управляемых колёс. В этом случае оси управляемых колёс поворачиваются вокруг поворотных шкворней таким образом, что в плоскости поворота они пересекаются в одной точке, назыв. центром поворота.
Поворот колёс на разные углы обеспечивается рулевой трапецией, представляющей собой шарнирный четырёхзвенник, образованный балкой моста, поперечной тяги и поворотными рычагами.
Для улучшения манёвренности и проходимости по пересечённой местности со сложной геометрией иногда в трёхосных автомобилях управляемыми являются колёса передней и задней оси.
Рулевой механизм – часть рулевого управления, обеспечивающая управление автомобилем, благодаря значительному передаточному числу в редукторе.
Травмо – безопасное рулевое управление.
1. Изменена конструкция спиц
2. Утоплена спица рулевого колеса
3. Несоосный рулевой карданный вал
4. «Китайский фонарик»
5. Перфорированный вал
6. Резиновые эластичные муфты.
Рулевой механизм.
Классификация: 1.червячные (роликовый, секторный); 2.винтовые(реечный, рычажной); 3.зубчатые (шестерённый, реечный).
Передаточное число рулевого механизма – это отношение углов поворота рулевого колеса и вала сошки рулевого механизма.
ВАЗ - 1111 126 / 3 = 25
Рулевой механизм: червяк – ролик применяется на легковых автомобилях.
Устройство: картер, крышки, подшипник скольжения, червяк, вал сошки.
Рулевой механизм.
Рейка- шестерня, картер, вал, подшипники, крышка, фланец, шестерня, рейка, колпак, стопорное кольцо, рейки, тяги, пыльник.
Рулевой механизм с передачей типа винт-гайка-рейка- сектор с усилителем (на грузовых автомобилях).
Рулевой усилитель служит для создания дополнительного силового воздействия, позволяющего уменьшить прикладываемое к рулевому колесу усилие, необходимое для управления автомобилем, а также для повышения манёвренности автомобиля и безопасности движения.
1. Электроусилитель
2. Гидроусилитель
3. Механический усилитель
4. Пневмоусилитель
Электрический усилитель.
Электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу.
ЭУР состоит из следующих основных элементов:
1. Рулевой вал с торсионным валом
2. Электромеханизм
4. Датчик величины крутящего момента
Гидравлический усилитель.
Гидравлический усилитель рулевого управления включает в себя следующие элементы: гидронасос с баком, распределительное устройство (клапан управления) и силовой цилиндр, который создаёт дополнительное силовое воздействие на рулевой привод.
Элементы гидравлического усилителя могут располагаться в одном корпусе, в этом случае усилитель рулевого управления называется интегральным. Или компоноваться в других вариантах:
1. Распределительное устройство и силовой цилиндр объединены в одном агрегате, рулевой механизм отдельно
2. Распределительное устройство и рулевой механизм – в агрегате, силовой цилиндр – отдельно
3. Все элементы усилителя рулевого управления разделены
Наибольшее применение нашли усилители интегрального типа, конструкцию и работу которого рассмотрим на автомобиле КамАЗ - 5320
Устройство: радиатор, насос, перепускной клапан, вал сошки с зубчатым сектором, полости силового цилиндра, поршень-рейка, сошка, продольная тяга, поперечная тяга, переднее колесо, шариковая гайка, винт, картер рулевого механизма, корпус клапана управления, золотник, упорный подшипник, центрирующая пружина, угловой редуктор.
Гидроусилитель автомобиля ЗИЛ – 431410.
Тип винто-реечный, передаточное число 20, усилие на руле 100Н, масса 20 кг, вместимость жидкости 3 л, давление насоса 6,5 – 7 мПА, передаточное число насоса – 1,5.
Рулевой привод = задняя не разрезная трапеция, ГУР – гидроусилитель интегрального типа, V насоса от 7 до 14 л/м.
Принцип работы: между двумя шарикоподшипниками установлен золотник (имеет 3 выступа, а в корпусе 3 клапана) он удерживается в нейтральном положении шестью парами плунжеров. Золотник может перемещаться вдоль оси на 1,1 мм. При нейтральном положении (движение прямо) золотник закрывает левый и правый канал. Насос работает в холостую, при повороте винт смещается вместе с золотником, который отключает одну из полостей гидроцилиндра, увеличивая подачу в другую полость.
Следующее действие достигается за счёт центрирования золотника при помощи плунжеров и давления масла.
Чувство дороги водителем достигается за счёт действия различного усилия плунжеров и возрастание давления полости цилиндра.
При неработающем насосе поворот колёс осуществляется водителем, а масло в усилителе просто перетекает из одной полости в другую через обратный клапан.
Гидронасос.
Устройство: статор насоса, канал подачи масла в полость давления, вал ротора насоса, канал подачи масла, коллектор насоса, бачок насоса, батистовый фильтр, сетчатый кольцевой фильтр, сапун бачка, канал возврата масла, шариковый предохранительный клапан, демпфилирующий канал предохранительного клапана.
Тормозная система. Общие сведения.
Это совокупность устройств, приборов и деталей, предназначенных для замедления скорости движения автомобиля, полной его остановки и удержания на месте. Помогает поддерживать постоянную скорость и обеспечивает безопасность движения в любых дорожных условиях.
Устройство тормозной системы:
1. Тормозной механизм обеспечивает затормаживание силовой передачи
2. Тормозной привод обеспечивает работу тормозного механизма.
Виды тормозных систем:
1. Рабочая тормозная система (РТС)
2. Стояночная тормозная система (СТС)
3. Запасная тормозная система (ЗТС)
4. Вспомогательная тормозная система (ВТС), предназначена для длительного поддержания постоянной скорости на затяжных спусках (горный тормоз). Устанавливается на грузовых автомобилях больше 7,5 тонн и автобусах, работающих в горах.
5. Прицепная тормозная система (ПТС)
6. Аварийная тормозная система (АТС) с прицепами
Классификация приводов:
1. Механический
2. Гидравлический
3. Пневматический
4. Комбинированный
Способы торможений:
1. Торможение двигателем
2. Торможение силовой передачей
3. Торможение тормозной системой с отсоединённым двигателем
4. Торможение тормозной системой с двигателем
5. Торможение с периодическим отключением тормозной системы
6. Торможение тормозом – замедлителем
Тормозные механизмы.
Осуществляют процесс торможения автомобиля и служат для его принудительного замедления.
Классификация:
По принципу действия:
1. Фрикционные
2. Гидравлические
3. Электрические
4. Компрессорные
По расположению:
1. Колёсные
2. Трансмиссионные
3. Расположенные на кузове
4. Расположенные у двигателя
По форме поверхностей трения:
1. Барабанные
2. Дисковые
3. Шкивные
По форме элемента трения:
1. Ленточные
2. Колодочные
Устройство тормозного механизма:
1. Вращающая часть (барабан, диск)
2. Тормозной элемент (колодки с накладками)
3. Прижимное устройство (кулачковое, поршневое)
4. Регулировочное устройство (эксцентрики)
5. Охлаждающее устройство (ребро, каналы)
Тормозной механизм заднего колеса.
Устройство: тормозной барабан, опорный подшипник, сальник, колодки с накладками, стяжная пружина, рабочий цилиндр, стойки колодок, тормозной щит.
Передний тормозной механизм.
Устройство: трубка, клапан прокачки, колёсный цилиндр, колодка, упорное кольцо, поршень, стяжная пружина, эксцентрик опорного пальца, опорный палец, тормозной щит, метка.
Дисковые тормозные механизмы.
«+»: 1.большая площадь охлаждения; 2.эффективность торможения не зависит от износа накладок; 3.возможность работы с малыми зазорами; 4.более равномерное распределение давления.
«-»: 1.быстрее изнашивается; 2.малая площадь, 3.увеличенная толщина накладок; 4.механизм не уравновешен; 5.нет защиты от пыли и грязи.
Устройство: тормозной диск, тормозная скоба, корпус скобы, колодка с накладками, поршень, уплотнительные кольца, пыльник, направляющий болт, палец.
Материал изготовления накладок: прессованное асбестовое волокно, пропитанное бакелитом или синтетической смолой.
Тормозной привод.
Это совокупность устройств, предназначенных для передачи усилия, создаваемое водителем на педали к тормозным механизмам.
1.Механический
2.Пневматический
3. Гидравлический
4. Комбинированный
Механический используется на стояночно-тормозной системе.
Устройство: рычаг, зубчатый сектор, рычаг переднего троса, трос передний, ролик, направляющая скоба, регулировочная гайка.
Несущая система - важнейший элемент любого ТС. Она воспринимает все нагрузки, действующие на машину. Кроме того, несущая система является остовом ТС, к ней скрепятся все основные агрегаты и узлы (двигатель, механизмы трансмиссии, движитель через подвеску и т. д.).
Несущая система любого ТС должна быть достаточно прочной и жесткой при наименьшей массе, обладать высокой надежностью и необходимой технологичностью в производстве, быть достаточно коррозионностойкой, способствовать повышению проходимости машины и понижению ее центра тяжести, позволять наиболее удобно и экономно размещать и закреплять все монтируемые на ней агрегаты и узлы, а также допускать значительные ходы подвески.
Несущие системы колесных машин должны также допускать поворот управляемых колес на большие углы. Кроме общих требований к несущим системам отдельных типов ТС могут предъявляться дополнительные (специальные) требования. Например, необходимо, чтобы кузова легковых автомобилей имели форму, создающую минимальное сопротивление воздуха во время движения, и способствовали обеспечению безопасности и комфорта для водителя и пассажиров, а корпуса военных бронированных машин были пуле- и снарядостойкими.
Различают следующие типы несущих систем ТС: рамы, корпуса, кузова, металлоконструкции прицепов и полуприцепов.
Рамы в качестве несущих элементов используются в основном на грузовых автомобилях общетранспортного и многоцелевого назначения, колесных тягачах и длиннобазных шасси, а также на тракторах и ТС со специальными движителями. Кроме того, рамы имеют некоторые автобусы, гусеничные транспортеры, тягачи и легковые автомобили высшего класса. Рамы относительно просты по конструкции, технологичны в производстве и ремонте, универсальны (например, на одну и ту же раму можно установить различные кузова).
По конструкции рамы подразделяются на три типа: лонжеронные, хребтовые и комбинированные.
Наиболее широко распространены лонжеронные рамы (рис. а-в), состоящие из двух продольных балок (лонжеронов), нескольких поперечных балок (траверс), местных усилителей (там, где это необходимо) и переходных элементов (косынки, накладки и др.).
Лонжероны чаще всего представляют собой тонкостенные балки открытого поперечного сечения. Типичными сечениями являются швеллер (см. рис. а), двутавр и Z-образный профиль (рис. в). Иногда лонжероны имеют замкнутый профиль поперечного сечения (прямоугольник или квадрат). У наиболее распространенных лонжеронов швеллерного типа отношение высоты поперечного сечения к ширине полки составляет 2,8…3,5, а толщина стенки - 5… 10 мм. Балки лонжеронов обычно штампуют из стального листа, реже выполняют из стандартного проката.
Штампованные лонжероны легче и могут иметь переменный профиль по длине рамы (см. рис. а), благодаря чему достигается их повышенная равнопрочность. У большинства рам грузовых автомобилей наибольшее сечение лонжерона находится в средней части, а наименьшее - по краям.
Рис. Конструкции лонжеронных (а, в), хребтовых (г) и комбинированных (д, е) рам
Поперечины, соединяющие лонжероны друг с другом, перпендикулярны к ним (см. рис. а, в) или имеют в плане Х-образную форму (см. рис. б). Их сечения могут быть открытыми или замкнутыми. Как и лонжероны, поперечины обычно штампуют из стального листа и устанавливают по мере возможности регулярно в местах крепления кронштейнов рессор, двигателя и топливных баков, в местах установки оси балансирной тележки и т. д. В рамах автомобилей общетранспортного назначения высота профилей поперечин близка к высоте лонжеронов, что приближает эти конструкции к рамам плоского типа. С увеличением грузоподъемности ТС высота профилей лонжеронов существенно возрастает. Для установки агрегатов используются объемы, заключенные между лонжеронами в пределах их высоты. Поперечины в этом случае уже не выполняются равновысокими с лонжеронами. Размеры сечений поперечин существенно уменьшаются, а их число увеличивается (см. рис. в).
Лонжероны с поперечинами соединяются преимущественно с помощью клепки в холодном состоянии, реже - сварки. Сварные рамы более жесткие. Их недостатками являются сложность ремонта и наличие после сварки остаточных напряжений. Поперечины крепятся к полкам или стенкам лонжеронов. Возможно также их крепление и к полкам, и к стенкам одновременно.
Хребтовые рамы могут быть разъемными и неразъемными. Чаще всего применяются разъемные рамы. Они имеют одну центральную продольную балку, обычно трубчатого сечения (рис. г). Эта балка составлена из картеров агрегатов трансмиссии (коробка передач, главные передачи) и патрубков, соединяющих эти картеры. Патрубки и картеры соединяются друг с другом с большой точностью при помощи призонных шпилек и болтов. Кроме центральной продольной балки хребтовая рама имеет поперечно расположенные кронштейны с лапами, служащими опорами для крепления кабины, грузовой платформы, двигателя и других агрегатов.
Хребтовые рамы имеют следующие преимущества по сравнению с лонжеронными: меньшая масса и материалоемкость машины, так как картеры агрегатов трансмиссии используются в качестве несущих элементов; более высокая крутильная жесткость, что особенно важно для эксплуатируемых в тяжелых дорожных условиях полноприводных многоосных автомобилей; возможность на основе одних и тех же агрегатов и узлов создавать автомобили с разным числом осей и различной базой. К недостаткам таких рам относятся затрудненный доступ к механизмам трансмиссии при обслуживании и ремонте, необходимость использования высокопрочных легированных сталей, повышенная коцструктивная сложность трансмиссии и подвески, высокие требования к точности изготовления и сборке.
Комбинированные рамы (рис. д, е) содержат элементы как лонжеронных, так и хребтовых рам, т. е. имеют центральную балку, лонжероны и поперечинй. Центральная балка обычно располагается в средней части рамы, а.лонжероны с поперечинами - по краям.
Корпуса в качестве несущих систем применяются чаще всего на гусеничных транспортерах и тягачах, бронированных колесных и гусеничных машинах, а также на.амфибийных машинах. Существует большое разнообразие конструкций корпусов. Они различаются по размерам, форме, применяемым материалам, способам соединения элементов корпуса и другим параметрам. Конструкция корпуса зависит от назначения машины, области ее применения, типов сухопутного и водоходного (у амфибийных машин) движителей и т. д.
Корпуса могут быть открытыми и закрытыми. У открытых корпусов профиль поперечного сечения открытый (корытообразный), у закрытых - замкнутый. По конструктивной схеме различают корпуса с несущей рамой и несущие.
Корпуса с несущей рамой применяются на колесных машинах, обладающих плавучестью. У них все основные нагрузки воспринимаются рамой (к ней крепятся все агрегаты и движители), а сам корпус, обеспечивая машине герметичность, плавучесть и остойчивость, испытывает лишь гидростатические и гидродинамические воздействия при движении по воде. Несущий корпус представляет собой единую пространственную несущую конструкцию, воспринимающую все нагрузки.
Несущие корпуса подразделяются на два типа:
- бескаркасные
- каркасные
Бескаркасные корпуса применяются там, где сама обшивка обеспечивает необходимую прочность и жесткость. Такие корпуса представляют собой жесткие сварные коробки из толстых стальных листов. Ими оборудуют бронированные, а также некоторые небронированные машины малой и средней грузоподъемности. Весьма перспективный материал для несущих бескаркасных корпусов - трехслойные панели типа «сандвич». Внешние, слои таких панелей образованы из тонких листов достаточно плотного материала (обычно алюминиевые сплавы или стеклопластик); внутренний, более широкий слой выполнен из материала с малой плотностью (пенополиуретан). Корпус, изготовленный из панелей типа «сандвич» и отличающийся малой массой в сочетании с высокой прочностью и жесткостью, способен эффективно уменьшать вибрацию и противостоять коррозии.
Несущий корпус каркасного типа включает в себя пространственный стержневой каркас и тонкую листовую обшивку. Каркас состоит из продольных и поперечных балок, вертикальных и наклонных стоек, раскосов и т.д. Элементы каркаса выполняются, как правило, из тонкостенных гнутых профилей и труб круглого или прямоугольного сечения. Листы обшивки приваривают снаружи к элементам каркаса, обеспечивая корпусу герметичность и необходимое водоизмещение (у амфибийных машин). Для увеличения местной жесткости обшивочные листы могут иметь зиги.
Кузова в качестве несущих систем применяются на легковых автомобилях и автобусах. Их конструкции весьма сложны и многообразны. Кузова, как правило, сочетают в себе пространственный каркас, выполненный из штампованных стальных элементов, и обшивку в виде тонкостенных разнопрофильных оболочек. Соединение элементов кузова осуществляется чаще всего с помощью точечной сварки.
По назначению кузова подразделяют на:
- грузовые
- пассажирские
- грузопассажирские
- специальные (для размещения различного мобильного оборудования)
По характеру воспринимаемых нагрузок различают следующие типы кузовов: несущие (без рамы), полунесущие (они жестко соединены с рамой и воспринимают часть нагрузки, действующей на ТС) и разгруженные (с рамой соединены не жестко, а через упругие прокладки).
В зависимости от типа ТС применительно к кузовам может использоваться и другая классификация. Например, по общей структуре и визуальному восприятию кузова легковых автомобилей могут быть одно-, двух- и трехобъемными.
Металлоконструкции прицепов и полуприцепов имеют сходство с рамами, У прицепов малой и средней грузоподъемности рамы, как правило, плоские. Прицепы, предназначенные для перевозки тяжеловесных грузов (трейлеры), имеют низкую грузовую платформу. Их металлоконструкции чаще всего выполняются пространственными. Полуприцепы имеют рамы глагольного типа (ступенчатые). Это связано с необходимостью понизить уровень грузовой платформы при относительно высоком расположении тягово-сцепного устройства.
Для изготовления рам используют в основном углеродистые и низколегированные стали. Они относительно дешевы и более технологичны в производстве, чем высоколегированные. Кроме того, эти стали легче поддаются гибке и холодной штамповке. Низколегированные стали свариваются хуже, чем углеродистые, и поэтому применяются главным образом в клепаных конструкциях.
Корпусные несущие системы изготавливают из разнообразных материалов, чаще всего из углеродистых сталей. Могут использоваться также легкие сплавы (например, алюминиевые) и пластмассы, которые, уменьшают массу корпуса и повышают его коррозионную стойвдсть.
Для изготовления кузовов легковых автомобилей и автобусов массовых моделей применяются в основном низкоуглеродистые специальные стали. Детали кузова (крылья, арки колес, днище), подверженные сильной коррозии, часто выполняют из оцинкованной стали. В последнее время для изготовления кузовов автомобилей все шире используютря алюминиевые сплавы и пластмассы.
46 47 48 49 ..36. Характеристика несущей системы автомобиля. Конструкция рамной, кузовной и рамно-кузовной несущих систем
36.1. Назначение и типы несущих систем автомобиля
Несущей системой называется рама или кузов автомобиля. Несущая система служит для установки и крепления всех частей автомобиля. Несущая система - одна из наиболее ответственных, материалоемких и дорогостоящих систем автомобиля.
Несущая система существенно влияет на многие эксплуатационные свойства автомобиля. На автомобилях применяются различные типы несущих систем. В зависимости от типа несущей системы автомобили подразделяют на рамные и безрамные.
В рамных автомобилях роль несущей системы выполняет 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.
Рамная несущая система применяется на всех грузовых автомобилях, прицепах и полуприцепах, легковых автомобилях повышенной проходимости, большого и высшего классов и отдельных автобусах.
Несущая система автомобилей-самосвалов, кроме основной рамы включает еще дополнительную укороченную раму - надрамник, на котором устанавливается грузовой кузов и крепятся устройства подъемного механизма кузова.
Рамная несущая система проста по конструкции, технологична при производстве и ремонте, а также универсальна, так как обеспечивает унификацию обычных и специальных автомобилей. Кроме того, рамная несущая система позволяет выпускать на одном шасси различные по типу кузова модификации автомобиля.
Кузовная несущая система применяется на легковых автомобилях особо малого, малого и среднего классов, а также на большинстве современных автобусов. Кузовная несущая система позволяет уменьшить массу автомобиля, его общую высоту, снизить центр тяжести и, следовательно, повысить его устойчивость.
Недостатки: кузовная несущая система не обеспечивает хорошей изоляции пассажирского салона от вибрации и шума работающих агрегатов и механизмов, а также от шума шин, возникающего при их качении по поверхности дороги.
Рамно-кузовная несущая система применяется только на автобусах. При рамнокузовной несущей системе кузов автобуса не имеет основания. Рама и основание кузова объединены в единую конструкцию. Шпангоуты (поперечные дуги) каркаса кузова жестко прикрепляются к поперечинам рамы. Рама и каркас кузова работают совместно, воспринимая все нагрузки.
Рамно-кузовная несущая система имеет простую конструкцию, технологична при производстве и удобна в ремонте. По сравнению с рамной несущей системой рамно-кузовная имеет несколько меньшую массу кузова и более низкую высоту пола.
36.2. Характеристика рамных несущих систем
Рама служит для установки и крепления кузова и всех систем, агрегатов и механизмов автомобиля. Рама является одной из ответственных и наиболее металлоемких частей автомобиля. Раму имеют все грузовые автомобили, легковые автомобили повышенной проходимости, большого и высшего классов, отдельные автобусы, прицепы и полуприцепы. На автомобилях применяются рамы различных типов (рис. 5.1). Наибольшее распространение получили лонжеронные рамы.
Рис. 5.1. Типы рам
Лонжеронная рама грузового автомобиля (рис. 5.2) состоит из двух лонжеронов 1 (продольных балок), которые соединены между собой отдельными поперечинами 2.
Рис. 5.2. Лонжеронная рама грузового автомобиля: 1 - лонжерон; 2, 4 - попере-
Чины; 3 - буксирное устройство; 5 - буфер; 6 -крюк
Лонжероны отштампованы из листовой стали и имеют швеллерное сечение переменного профиля. В зависимости от типа автомобиля и его компоновки лонжероны могут быть установлены один относительно другого параллельно или под углом, а также могут быть изогнуты в вертикальной и горизонтальной плоскостях. К лонжеронам обычно приклепывают различного рода кронштейны для крепления кузова, устройств подвески колес, механизмов трансмиссии, систем управления и др.
Поперечины, как и лонжероны, выполнены штампованными из листовой стали. Они имеют форму, обеспечивающую крепление к раме соответствующих агрегатов и механизмов. Так, например, передняя поперечина 4 приспособлена для установки передней части двигателя. Лонжероны и поперечины соединены между собой клепкой или сваркой.
Устройство рам легковых автомобилей. Лестничная рама (рис. 5.3, а) состоит из двух лонжеронов 1, соединенных поперечинами 3. Лонжероны отштампованы из листовой стали и имеют профиль преимущественно закрытого типа.
Рис. 5.3.а. Лестничная рама легковых автомобилей: 1 - лонжероны; 2- крон-
Штейны; 3- поперечины
К лонжеронам прикреплены различные кронштейны 2, предназначенные для установки и крепления кузова автомобиля, механизмов трансмиссии, передней и задней подвесок, систем управления и т.д. Рама имеет выгибы в вертикальной плоскости в местах расположения передних и задних колес автомобиля.
Эти выгибы обеспечивают большие ходы колес, снижение центра тяжести автомобиля и повышение его устойчивости при высоких скоростях движения.
Х-образная лонжеронная рама (рис. 5.3, б) состоит из короткой средней балки 5 трубчатого или коробчатого профиля, передней 4 и задней 7 вильчатых частей, выполненных из лонжеронов коробчатого профиля. Передняя вильчатая часть предназначена для размещения силового агрегата, а задняя - заднего моста.
Рис. 5.3.б. Х-образная рама легковых автомобилей: 6 - кронштейны; 4, 7 - вил-
Ки; 5-балки
В средней части рамы имеются консольные кронштейны 6 для крепления кузова, а вильчатые части рамы снабжены поперечинами для установки передней и задней подвесок. Х-образная рама позволяет увеличить углы поворота управляемых колес, уменьшить радиус поворота автомобиля и улучшить его маневренность. Кроме того, рама обеспечивает понижение пола кузова, центра тяжести автомобиля и повышение его устойчивости.
Периферийная лонжеронная рама (рис. 5.3, в) имеет наибольшее применение на рамных легковых автомобилях.
Рис.5.3,в
Она состоит из лонжеронов 8 замкнутого (коробчатого) профиля, которые проходят по периферии пола кузова автомобиля и создают ему естественный порог. Это увеличивает сопротивление кузова при боковых ударах. Рама имеет свободную среднюю часть, позволяющую опустить пол кузова, снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость. Для увеличения хода колес автомобиля лонжероны рамы имеют выгибы в вертикальной плоскости над передним и задним мостами. Средняя часть рамы расположена ниже этих выгибов.
Хребтовая неразъемная рама (рис. 5.3,г ) состоит из одной центральной продольной несущей балки 9, к которой прикреплены поперечины 10 и различные установочные кронштейны. Центральная балка рамы обычно имеет трубчатое сечение, внутри нее размещается карданная передача. Рама обладает высокой жесткостью на кручение, а размещение карданной передачи внутри хребтовой трубы рамы обеспечивает компактность конструкции.