ТО и ремонт автомобильного транспорта
Тема 1.5 «Устройство и основы теории ходовой части и механизмов управления»
Урок № 1.5.1. Тема: «Ходовая часть. Несущая конструкция автомобиля»
Ходовая часть автомобиля представляет собой тележку, состоящую из несущей конструкции, осей колес и подвески.
Несущей конструкцией автомобиля принято называть остов, который соединяет между собой все его части. Это может быть либо отдельная конструкция, рама, на которую устанавливаются кузов и агрегаты автомобиля (двигатель, механизмы трансмиссии, ведущие и управляемые мосты, подвеска и т. п.), либо сам кузов.
Раму автомобиля с установленными на ней агрегатами называют шасси. Под словом «кузов» в автостроении в большинстве случаев понимают пространство для размещения основного объекта перевозок.
Несущая конструкция автомобиля воспринимает различные виды нагрузок: нагрузки, связанные с массой узлов и агрегатов, установленных на ней, а также массой пассажиров и груза, и динамические нагрузки, возникающие при движении автомобиля по неровной дороге и при изменении режимов работы двигателя. В исключительных случаях, например при дорожно-транспортных происшествиях, несущая конструкция воспринимает нагрузки аварийного характера.
Основное назначение несущей конструкции состоит в объединении в единое целое всех частей автомобиля в процессе его функционирования.
Требования к несущим конструкциям. Из основного назначения несущей конструкции — объединение в единое целое всех частей автомобиля — вытекают главные требования, предъявляемые к ней, — прочность и жесткость. Под прочностью понимают способность несущей конструкции воспринимать эксплуатационные нагрузки без поломок системы в целом или ее элементов, а под жесткостью — ее способность сохранять свою форму без остаточных деформаций и без недопустимых упругих деформаций при воздействии тех же нагрузок.
Классификация несущих конструкций. Несущие конструкции автомобилей могут быть классифицированы по различным признакам.
По способу распределения функций несущие конструкции автомобилей могут быть:
- рамными (несущей конструкцией служит отдельная конструкция — рама, на которой монтируется кузов, полностью или частично освобожденный от функций несущей конструкции);
- с несущими кузовами (функции несущей конструкции выполняет кузов), это типично для большинства легковых автомобилей и автобусов.
Несущие кузова легковых автомобилей могут быть
- каркасные;
- полукаркасные (скелетные);
- оболочковые.
Несущие кузова автобусов могут быть:
- каркасными или скелетными;
- с интегральным основанием.
Рамную конструкцию остова имеют все грузовые автомобили. В легковых автомобилях и большей части автобусов функцию рамы выполняет жесткое основание кузова.
Рама (рис. 1) служит несущим основанием (остовом), на котором установлены двигатель, все механизмы трансмиссии, кузов и другие агрегаты, входящие в конструкцию автомобиля. Через детали подвески рама опирается на оси с колесами.
Рис. 1.Рама автомобиля КамАЗ-5320: 1 — кронштейн крепления переднего буфера; 2 — первая поперечина; 3 — правый лонжерон; 4 — кронштейн передней опоры двигателя; 5 — удлинительная вставка лонжерона переднего моста; 6 — две половины второй поперечины; 7 — кронштейн задней опоры двигателя; 8 — кронштейн крепления поддерживающей опоры силового агрегата; 9 — две половины третьей поперечины; 10— четвертая поперечина; 11 — удлинительная вставка лонжерона промежуточного моста; 12 — две половины пятой поперечины с усиливающими косынками; 13 — удлинительная вставка лонжерона заднего моста; 14 — шестая поперечина; 15 — раскос задней поперечины; 16 — усилительная накладка задней поперечины; 17 — задняя поперечина; 18— косынка раскоса; 19— стяжка раскоса задней поперечины; 20— левый лонжерон; 21 — задний кронштейн передней подвески; 22 — кронштейн крепления верхнего ушка амортизатора; 23 — кронштейн крепления водяного радиатора; 24— передний кронштейн подвески.
Различают лонжеронные (рис. 1) и хребтовые рамы.
Лонжеронная рама состоит из двух продольных штампованных балок швеллерного сечения — лонжеронов, связанных между собой несколькимипоперечинами. Такая рама получила название лонжеронной. Поперечины обычно штампованные, служат не только для соединения между собой лонжеронов и придания всей конструкции необходимой жесткости, но и для крепления различных агрегатов автомобиля. Для изготовления элементов рамы обычно применяется низкоуглеродистая сталь. Соединение лонжеронов и поперечин чаще всего выполняется с помощью заклепок. В необходимых местах к лонжеронам и поперечинам, также заклепками или болтами, крепятся различные кронштейны и другие детали для установки агрегатов автомобиля.
Сварка при изготовлении рам применяется довольно редко, поскольку лонжеронныс рамы грузовых автомобилей относительно податливы на изгиб, и в особенности на кручение, и сварные швы в этих условиях являются источником образования трещин.
Способность рамы деформироваться при скручивающихся нагрузках позволяет избежать излишне высокие напряжения в местах соединений.
Кабина грузового автомобиля закрепляется на раме в трех, четырех точках с помощью упругих устройств, и деформации рамы при движении автомобиля по неровной дороге не вызывают соответствующих деформаций кабины.
В редких случаях на грузовых автомобилях применяется так называемая хребтовая рама, представляющая собой стальную трубу большого диаметра, проходящую вдоль автомобиля по его продольной оси. В передней части рама раздваивается, образуя два продольных лонжерона, служащих для установки двигателя с коробкой передач. Внутри трубы размещается карданная передача. Ведущие мосты автомобиля в этом случае имеют подрессоренные редукторы, от которых крутящий момент подводится к колесам качающимися полуосями. Тягово-сцепное устройство выполняется на усиленной задней поперечине рамы и служит для буксирования прицепов. Тягово-сцепное устройство грузовых автомобилей двустороннего действия позволяет смягчать осевые толчки, возникающие во время движения автопоезда в обоих направлениях.
Тягово-сцепное устройство (рис. 2) представляет собой стальной крюк 8, проходящий внутри упругого резинового элемента 11, зажатого между двух опорных шайб 10.
| Рис. 2.Тягово-сцепное устройство: 1 – колпак гайки крюка; 2 – пресс-масленка; 3 – корпус буксирного прибора; 4 – рама автомобиля; 5 – собачка; 6 – ось собачки; 7 – защелка; 8 – крюк; 9 – крышка корпуса; 10 – опорная шайба; 11 – упругий элемент; 12 – гайка. |
Опорные шайбы вместе с упругим элементом размещаются в массивном цилиндрическом корпусе 3, с одной стороны закрытом колпаком 1, а с другой — крышкой 9, которая болтами крепится к поперечине рамы 4. Упругий резиновый элемент смягчает ударные нагрузки при трогании автомобиля с прицепом с места при движении по неровной дороге. На крюке имеется защелка 7, которая застопорена собачкой 5 и шплинтом с цепочкой, предотвращающими самопроизвольный выход дышла прицепа из зацепления с крюком. На автомобилях, не имеющих тягово-сцепного устройства, устанавливают петли, предназначенные только для кратковременного буксирования автомобиля, но исключающие работу с прицепом.
Тягово-сцепное устройство автомобиля КамАЗ-53212 (рис. 3) — автоматическое, типа «шкворень-петля», обеспечивающее бес зазорную сцепку тягача с прицепом.
| Рис. 3. Тягово-сцепное устройство автомобиля КамАЗ-53212 типа «шкворень-петля»: 1 – ловитель; 2 – корпус исполнительного механизма; 3 – фиксирующий рычаг; 4 – предохранитель саморасцепки; 5 – крышка шкворня; 6 – крышка корпуса механизма; 7 – пружина; 8 – рама; 9 – ручка привода; 10 –шкворень; 11 – седло шкворня. |
Седельно-сцепное устройство (рис. 4) предназначено для буксирования полуприцепа с седельным тягачом, обеспечивает полуавтоматическую сцепку и расцепку тягача с полуприцепом.
Одно из первых седельно-сцепных устройств автопоезда появилось в конце XIX века. Именно тогда на известной автомобильному миру фирме De Dion-Bouton был придуман полуприцеп, который часть вертикальной нагрузки от собственной массы и массы перевозимого груза передавал на раму тягача — трицикла на паровом ходу.
Современное седельно-сцепное устройство (ССУ) включает в себя ряд важных компонентов. Это, прежде всего, опорная плита 10 (рис. 4), разъемно-сцепной механизм, воспринимающий вместе с устройством крепления тяговые и тормозные усилия, а также узел обеспечения гибкости. Сцепная пара образуется после того, как шкворень, закрепленный на полуприцепе, войдет в прорезь опорной плиты и зафиксируется замковыми деталями, шарнирно закрепленными на пальцах.
Рис. 4. Устройство седельно-сцепного устройства: 1 – рама автомобиля; 2 – поперечина седельного устройства; 3 – кронштейн седельного устройства; 4 – пластина стопора; 5, 13 – пресс-масленка; 6 – седло; 7 – опора седельного устройства; 8 – седло седельного устройства; 9 – левая губка; 10 – опорная поверхность плиты седельного устройства; 11 – палец губки; 12 – шплинт; 14 – шпилька крепления рукоятки; 15 – ось предохранительной планки; 16 – предохранитель саморасцепки седельного механизма; 17 – пружина собачки запорного устройства; 18 – ось собачки запорного устройства; 19 – пружина запорного устройства; 20 – собачка запорного устройства; 21 – запорный кулак; 22 – ось запорного кулака; 23 – рукоятка замка захвата; 24 – правая губка; 25 – шарнир; 26 – кронштейн; 27 – наружная втулка; 28 – внутренняя втулка; 29 – ось шарнира.
В настоящее время применяется два вида разъемно-сцепных механизмов: одно- и двухзахватные. Первый распространен преимущественно среди продукции европейских производителей, таких, как Jost, Georg Fischer, Saf Holland, а второй встречается в продукции отечественного автомобилестроения (пример — седельный тягач ЗИЛ-442160). Их принципиальное различие заключается в том, что в двухзахватном механизме тяговые усилия воспринимаются только захватами и сопряженными с ними пальцами, а в однозахватном передаются еще и на массивный запорный кулак, при этом ответственная деталь подвержена лишь сжимающим усилиям. Как следствие — дополнительная надежность и безопасность конструкции.
Д.З. Богатырев А.В. и др. Автомобили. Стр. 314.