Файл: Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального.pdf

В автобусных конструкциях применяются также две схе- мы:
• разъемно-разделительная силовая схема, где имеются два различных элемента — рамное шасси и кузов с ос- нованием;
• рамно-объединенная конструкция, где поперечины име- ют наружные консоли на полную ширину кузова, к кон- цам которых жестко крепятся шпангоуты кузова.
Для грузовых автомобилей и автобусов разделенного типа наибольшее распространение получили лестничные рамы
(рис. 77, а). Для автобусов объединенного типа — рамы с поперечинами, вынесенными на всю габаритную ширину ав- тобуса (рис. 77, б).
Рис. 77. Рамы грузовых автомобилей и автобусов: а — лестничная;
б — объединенная лестничная; в — хребтовая
152

Хребтовые рамы (рис. 77, в) имеют большую прочность на скручивание. Например, такая рама применена на грузо- вых автомобилях «Татра», внутри трубы проходит кардан- ный вал, картеры мостов являются элементами рамы, подвес- ки независимые.
Лонжероны рам грузовых автомобилей и автобусов вы- полняют из толстолистовой стали (до 12 мм), поперечины из прокатного стального листа (до 8 мм) или труб. Для сни- жения массы лонжеронам придают переменное сечение. Наи- большее распространение получили лонжероны корытного профиля. Форму поперечин приспосабливают для установ- ки различных агрегатов автомобиля. В наиболее напряжен- ных зонах рамы применяют усилители. Соединения элемен- тов рамы и крепление кронштейнов осуществляется на бол- тах, заклепках, шовной и точечной электросваркой и др.
Болтовые соединения удобны при ремонте, но требуют пе- риодической подтяжки во время эксплуатации автомобиля.
В грузовых автомобилях наиболее распространены за- клепочные соединения, что обеспечивает простоту производ- ства и ремонта. В конструкциях рам легковых автомобилей применяются сварные соединения.
Литые кронштейны крепятся к лонжеронам на заклеп- ках и болтах, штампованные — шовной электросваркой.
Кронштейны крепятся к стенке лонжерона или к стенке и полке, или к обеим полкам. Поперечины устанавливают в местах крепления кронштейнов подвески, установки сило- вого агрегата и др. Этими соображениями и определяется число поперечин рамы, которое обычно составляет 5...7.
Кузова грузовых автомобилей, как правило, состоят из двух раздельных элементов: кабины водителя и кузова для груза. В зависимости от компоновки автомобиля существу- ют капотные и бескапотные кабины. Кабина закрепляется на раме так, чтобы перекосы рамы не вызвали ее разруше- ния. На современных грузовых автомобилях крепление ка- бины водителя выполняется с рессорами и амортизаторами.
153

Кабины массового производства изготовляют штампо- ванными из листовой стали толщиной до 1 мм. Панели ар- мируются ребрами жесткости и свариваются точечной свар- кой.
Грузовые кузова имеют основание, соединенное с полом и образующее собственно платформу и откидные борта, а также жестко закрепленный передний борт. Боковые борта могут быть расчленены на 2...3 секции в зависимости от га- баритных размеров грузовой платформы. Кузова изготовля- ют из древесины хвойных пород, из стали, дюралюминия и комбинированные.
Фургоны изготовляют обычно по рамно-разделенной схе- ме, и они имеют основание, каркас и облицовку. Для обли- цовки фургонов используются сталь, дюралюминий, слоис- тый пластик и фанера.
Кузова легковых автомобилей. В США большое распро- странение получили рамные конструкции, которые позволя- ют широко варьировать модели кузовов и обеспечивают луч- шую изоляцию кузова от вибрационных нагрузок. В Европе наиболее распространены безрамные силовые схемы, обес- печивающие наименьшую массу автомобиля.
Кузова легковых автомобилей классифицируют на:
• каркасные, выполняемые из массивных открытых или закрытых профилей, облицовка формирует объем ку- зова и повышает его жесткость;
• скелетные, имеющие каркас, образованный из прокат- ных профилей облегченного типа, приваренных к об- лицовке;
• оболочковые, выполняемые из крупных штампован- ных деталей, наружных и внутренних панелей, соеди- ненных точечной сваркой в замкнутую силовую систе- му из стального листа толщиной до 0,8 мм. Кузова такого типа наиболее распространены, так как облада- ют технологическими преимуществами в изготовле- нии
154

Тип кузова легковых автомобилей определяется числом объемов функциональных отсеков и конструктивным выпол- нением. По числу объемов кузова выполняются:
• трехобъемные: моторный отсек, салон, багажник;
• двухобъемные: моторный отсек, салон;
• однообъемные: объединены все три функциональных объема.
Легковые автомобили имеют следующие типы кузовов
(см. приложение):
• закрытый кузов;
• полностью открывающийся кузов;
• грузопассажирский кузов.
Передняя ось (мост) грузовых автомобилей служит для установки управляемых колес. Передает от колес через под- веску на раму автомобиля продольные и боковые силы, воз- никающие при движении автомобиля. Представляет собой стальную балку двутаврового сечения с отогнутыми вверх концами (рис. 78). На концах оси к проушинам шкворнями закреплены поворотные цапфы, на оси которых устанавли- ваются ступицы колес через два конических роликовых подшипника и крепятся гайкой со стопорным шплинтом. Для облегчения управления автомобилем шкворни поворотных цапф имеют продольный и поперечный наклоны, что позво- ляет колесам автомобиля занять положение, соответствую- щее движению по прямой (рис. 79, а). Для разгрузки наруж- ного подшипника ступицы колеса оси цапф наклонены кон- цами вниз (развал колес). Чтобы не допустить проскальзыва- ния колес при движении, их устанавливают с некоторым
схождением (рис. 79, б), то есть расстояние между ободами колес спереди должно быть меньше, чем расстояние на обо- де сзади оси (см. приложение).
На легковых автомобилях с классической компоновкой трансмиссии с независимой подвеской передний мост обра-
155

Рис. 78. Балка (ось) переднего моста

Рис. 79. Углы установки передних колес: а — поперечный наклон
шкворня и развал колес; б — продольный наклон шкворня; в —
схождение колес
157

зуется короткой балкой, прикрепленной к кузову, которая служит и для крепления двигателя.
Задняя ось (мост) воспринимает на себя и передает че- рез подвеску на раму (кузов) автомобиля толкающие усилия от ведущих колес в режиме движения и тормозные усилия при торможении.
Состоит задняя ось автомобилей из картера главной пе- редачи и кожухов полуосей. Картер и кожухи отлиты из ков- кого чугуна или выштампованы из стали. В трехосных авто- мобилях картеры среднего и заднего мостов сварены из сталь- ных штампованных элементов, к которым приварены крыш- ки картеров, фланцы крепления главных передач и суппор- тов тормозных механизмов, цапфы ступиц колес, крон- штейны для крепления реактивных штанг и опоры рессор.
Ступицы колес устанавливаются на полуоси через два конических роликовых подшипника и крепятся гайкой, ко- торая шплинтуется или стопорится.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что включает в себя ходовая часть автомобиля?
2. В чем состоит назначение рамы и несущего кузова авто-
мобиля?
3. Какие существуют конструкции рам грузовых автомоби-
лей и автобусов?
4. Какие существуют типы кузовов легковых автомобилей?
5. Что собой представляет и каково назначение передней и
задней осей грузового автомобиля?
Подвеска автомобиля
Подвеска автомобиля обеспечивает упругое соединение несущей системы (рамы, кузова) с колесами автомобиля. К подвескам автомобиля предъявляют следующие требования:
158

• обеспечение плавности хода;
• обеспечение движения по дорожному полотну без уда- ров в ограничитель;
• ограничение поперечного крена автомобиля;
• согласование перемещения управляемых колес;
• обеспечение затухания колебаний кузова и колес;
• постоянство колеи, углов установки колес;
• надежная передача от колес к кузову продольных и поперечных сил.
По характеру взаимодействия колес и кузова при движе- нии автомобиля все подвески делятся на зависимые и неза- висимые (рис. 80).
Зависимая подвеска имеет жесткую связь между колес- ной парой, в результате чего перемещение одного из колес в
Рис. 80. Схема подвесок автомобилей
159

поперечной плоскости автомобиля передается другому и вызывает крен автомобиля.
Независимая подвеска характеризуется отсутствием же- сткой связи между колесами одного моста (оси), каждое ко- лесо подвешено к раме (кузову) независимо от другого. В результате наезда одного колеса на неровности дорожного полотна поперечные перемещения его не передаются друго- му колесу, тем самым уменьшается возможность наклона кузова и повышается в целом устойчивость автомобиля при движении.
Зависимые (автономные) подвески применяют для двух- осных автомобилей и автобусов, редко для легковых авто- мобилей. Зависимые (балансированные) подвески применя- ют для подрессоривания двух близко расположенных мос- тов, например, на трехосных автомобилях.
При установке пневматических и гидравлических подве-
сок создаются условия для возможности регулирования вы- соты пола или дорожного просвета. Комбинированные под-
вески состоят из основного и дополнительного элементов для корректирования упругой характеристики. Например, лис- товая рессора и пружины, резиновые или пневматические дополнительные элементы.
В самом общем случае подвеска автомобиля состоит из:
• упругого элемента, в роли которого используются: ме- таллические — листовые рессоры; цилиндрические пружины; стержни, работающие на скручивание (тор- сионы) или неметаллические элементы, обеспечиваю- щие работу подвески за счет упругости резины, сжа- того воздуха или жидкости; комбинированные упру- гие элементы, состоящие из металлических и неме- таллических материалов;
• направляющего устройства, обеспечивающего переда- чу толкающих, тормозных и боковых усилий от колес на раму (кузов) автомобиля. При пружинной подвес-
160

ке — это рычаги и штанги; при рессорной — сама ли- стовая рессора;
• гасящего элемента, предназначенного для гашения амплитуды колебаний кузова и колес при наезде на неровности дорожного полотна, с этой целью на авто- мобилях применяют жидкостные амортизаторы.
Устройство зависимой подвески.
В качестве упругих элементов используются продольные полуэллиптические рессоры, работающие совместно с гид- равлическими амортизаторами.
Рессора передней подвески (рис. 81, а) состоит из пакета стальных упругих листов различной длины, скрепленных
Рис. 81. Зависимая рессорная подвеска
161

между собой хомутами и прикрепленных к балке переднего моста стремянками. К лонжерону рамы концы коренного листа прикреплены с помощью кронштейнов с резиновыми подушками. Для облегчения вертикального хода подвески передний конец рессоры зафиксирован в кронштейне, а зад- ний конец рессоры имеет возможность перемешаться при ее прогибах продольно в резиновой подушке кронштейна.
Рессора задней подвески (рис. 81, б) крепится к лонжеро- ну рамы иначе, чем передняя. Передний конец рессоры шар- нирно через палец соединен с рамой. Такое соединение обес- печивает передачу продольных усилий при движении авто- мобиля. Задний конец рессоры свободно перемещается в продольном направлении между сухарями кронштейна при прогибах рессоры. На верхнюю часть основной рессоры стре- мянками закреплена дополнительная рессора, концы кото- рой располагаются возле опорных кронштейнов. В нагружен- ном состоянии концы дополнительной рессоры упираются в кронштейны основной рессоры, и они вместе несут нагрузку на автомобиль. Без нагрузки дополнительные рессоры не ра- ботают. На легковых автомобилях с рессорной подвеской до- полнительные рессоры не применяют.
Устройство независимой подвески.
На легковых автомобилях применяется независимая под- веска передних колес, когда вертикальное перемещение од- ного из колес не зависит от другого. На автомобилях с клас- сической схемой компоновки устанавливаются рычажно-пру- жинные бесшкворневые (ВАЗ, АЗЛК) или шкворневые (ГАЗ) подвески.
Двухрычажная бесшкворневая подвеска (рис. 82) пере- дних колес состоит из:
• верхнего и нижнего рычагов, крепящихся с одной сто- роны на осях к кузову автомобиля (ВАЗ) или к опоре поперечины (АЗЛК) и к поперечине подвески, а с дру- гой стороны — при помощи верхнего и нижнего ша- ровых шарниров к поворотной стойке колеса;
162

Рис. 82. Принципиальная схема устройства передней подвески:
1 — стабилизатор поперечной устойчивости; 5 — рулевая тяга; 6 —
рычаг подвески; 8 и 13 — верхний и нижний рычаги; 9 и 12 —
верхний и нижний шаровые шарниры; 10 и 11 — соответственно
поворотные стойки и цапфа с осью; 14 и 18 — резиновые буферы
сжатия и отбоя; 15 — амортизаторы; 16 — поперечина; 17 — оси
рычагов; I — вертикаль; II — колея;
а
— угол развала колес;
β
—
угол схождения колес;
ω
— угол поворота колеса.
163

• спиральной цилиндрической пружины, которая разме- щена между нижним рычагом и кузовом (ВАЗ) или поперечиной подвески (АЗЛК);
• амортизатора, установленного внутри пружины;
• стабилизатора поперечной устойчивости, который ог- раничивает боковой крен и поперечные колебания ку- зова автомобиля. При возникновении бокового крена кузова стержень стабилизатора закручивается и силой упругости стремится выправить положение кузова.
Однорычажная подвеска типа «Мак-Ферсон» (рис. 83) применяется на переднеприводных автомобилях. Состоит из:
• телескопической гидравлической амортизационной
стойки, которая является основным элементом под- вески, она выполняет функции направляющего устрой- ства, определяющего перемещение колеса относитель-
Рис. 83. Принципиальная схема однорычажной подвески типа
«Мак-Ферсон»:
1 — стабилизатор поперечной устойчивости; 2 — пружина; 3 —
телескопическая стойка; 4 — переднее колесо; 5 — рулевая тяга;
поворота колеса
6 — рычаг подвески; 7 — шаровая опора ;
υ
— угол поперечного
наклона оси поворота колеса;
γ
— угол продольного наклона оси
164

но кузова, а также амортизатора, гасящего колебания кузова;
• спиральной цилиндрической пружины;
• поперечного рычага;
• стабилизатора поперечной устойчивости.
Преимуществами подвески передних колес типа «Мак-
Ферсон» является простота ее конструкции, компактность, значительное расстояние между опорами пружин, снижаю- щее передаваемое от них на кузов усилие, минимальное число шарнирных соединений в подвеске.
Характерной особенностью передней подвески передне- приводных автомобилей является близкое к нулю или даже отрицательное (автомобили АЗЛК) значения углов развала и схождения колес. Расположение передних колес под таки- ми углами обеспечивает их параллельность при движении, когда на них передается крутящий момент от двигателя ав- томобиля.
В отличие от переднеприводных подвеска колес автомо- билей с классической схемой компоновки имеет положитель- ное значение развала и схождения колес.
Амортизаторы
При наезде колес автомобиля на неровности дорожного покрытия возникают колебания кузова, которые продолжа- ются некоторое время после соприкосновения колеса с пре- пятствием. Для гашения этих колебаний в конструкции под- вески предусматриваются амортизаторы, преимущественно жидкостные телескопического типа.
Принцип работы амортизатора основан на сопротивле- нии протеканию жидкости из одной полости амортизатора в другую через узкие каналы. Применяются телескопические амортизаторы двойного действия, которые оказывают сопро- тивление (гасят колебания) при сжатии и ходе отдачи рессор
(пружины).
165