Ходовая часть транспортного средства — Википедия
Ходовая часть у разных видов локомотивов выполняется по-разному, в зависимости от вида силовой установки. В настоящее время локомотивы, как правило, опираются на 2 (реже 3) тележки, обеспечивающие локомотиву максимальную плавность хода и вписывание в кривые. Тележки могут быть двухосными или трёхосными. Трёхосные тележки делаются для мощных локомотивов с большой силой тяги. В случае необходимости дальнейшего увеличения мощности локомотив делают многосекционным, соединяя локомотивные секции между собой. Каждая такая секция может быть как самоходной (то есть с возможностью использования в качестве отдельного локомотива), так и рассчитанной только на использование совместно с другими секциями (например в случае размещения недублируемого оборудования в разных секциях).
Тележки электровоза[править | править код]
Электровоз (раздел Конструкция)
Тележка электровоза состоит из рамы, колёсных пар с буксами, рессорного подвешивания и тормозного оборудования. К тележкам крепят тяговые электродвигатели. У электровозов с несочленёнными тележками тяговые усилия передаются упряжными приборами (автосцепками), расположенными на раме кузова. Рама кузова опирается на тележки через специальные опорные устройства.
- Рама тележки состоит из двух продольных балок — боковин и соединяющих их поперечных балок.
- Колёсные пары воспринимают вес электровоза, на них передается крутящий момент тяговых электродвигателей.
На современных электровозах применяют, как правило, индивидуальный привод. При этом различают два вида подвески тяговых электродвигателей — опорно-осевую и рамную.
Тележки тепловоза[править | править код]
У большинства тепловозов главная рама кузова опирается на две трехосные тележки через восемь боковых опор. Тележки имеют раму, опоры, буксы, колёсные пары, рессорное подвешивание и тормозное оборудование.
Тележки вагонов: а) — типа ЦНИИ-Х3-0 грузового вагона: 1 — колесная пара; 2 — боковина; 3 — рессорный комплект; 4 — клиновый гаситель колебаний; 5 — букса; б) — типа КВЗ-ЦНИИ пассажирского вагона: 1 — тормозная колодка; 2 — буксовое рессорное подвешивание; 3 — скользун; 4 — подпятник; 5 — рама; 6 — букса; 7 — центральное рессорное подвешивание; 8 — гаситель колебаний.
Сход вагонной тележкиХодовая часть вагонов включает в себя колёсные пары, буксы с подшипниками и рессорное подвешивание, воспринимающие от вагона нагрузку и обеспечивающие его безопасное и плавное движение. В четырёхосных и многоосных вагонах эти элементы объединены в тележки, обеспечивающие более легкое прохождение вагонами кривых участков и более плавный ход.
Колесные пары[править | править код]
Колёсная пара, состоящая из оси и двух напрессованных на ней под давлением колес диаметром 950…1050 мм, воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы в процессе движения подвижного состава.
Буксы[править | править код]
Буксы служат для передачи давления от вагона на шейки осей колёсных пар, а также ограничения продольного и поперечного перемещений колёсной пары.
Рессоры[править | править код]
Для смягчения ударов и уменьшения амплитуды колебаний вагона при прохождении по неровностям пути между рамой вагона и колёсной парой размещают систему упругих элементов и гасителей колебаний (ресорное подвешивание). В качестве упругих элементов применяют винтовые пружины, листовые рессоры, резинометаллические элементы и пневматические рессоры (резинокордовые оболочки, заполненные воздухом).
Гасители колебаний[править | править код]
Гасители колебаний предназначены для создания сил, устраняющих или, хотя бы, уменьшающих амплитуды колебаний вагона или его частей. На железных дорогах Российской Федерации наиболее широкое распространение получили гидравлические и фрикционные гасители колебаний. Принцип действия гидравлических гасителей заключается в последовательном перемещении вязкой жидкости под действием растягивающих или сжимающих сил с помощью поршневой системы из одной полости цилиндра в другую.
Во фрикционных гасителях колебаний силы трения возникают при вертикальном и горизонтальном перемещениях клиньев гасителя, трущихся о фрикционные планки, укреплённые на колонках боковин тележек.
Тележки вагона[править | править код]
Тележками называются устройства, которые обеспечивают безопасное движение вагона по рельсовому пути, с минимальным сопротивлением и необходимой плавностью хода. Тележки составляют основу вагонных ходовых частей и являются одним из важнейших узлов грузовых и пассажирских вагонов, обеспечивающих взаимодействие подвижного состава с верхним строением пути железнодорожного полотна. В тележках объединяются рамой колесные пары с буксами, система рессорного подвешивания и части тормозной рычажной передачи. Благодаря возможности размещения в тележках нескольких последовательно расположенных ступеней (ярусов) рессор в сочетании с различного рода гасителями колебаний и устройствами, обеспечивающими устойчивость положения кузова, создаются условия для достижения хорошей плавности хода вагона. Конструкция соединения тележек с кузовом позволяет без затруднения при необходимости выкатить их. Это облегчает осмотр и ремонт ходовой части вагона. Тележки могут свободно поворачиваться относительно кузова вагона благодаря наличию пятника на раме кузова и подпятника на тележке.
По числу осей тележки бывают двух-, трех-, четырёх- и многоосные. В настоящее время наиболее распространены двухосные тележки.
На тележках пассажирских вагонов устанавливаются гидравлические гасители колебаний совместно с пружинными рессорами. Для смягчения боковых толчков от набегания реборды колёс на рельсы при входе в кривые тележки оборудуют возвращающими устройствами (люльками). Тележки пассажирских вагонов имеют двойное рессорное подвешивание, обеспечивающие бо́льшую плавность хода. (см. нижний рисунок)
В тележках грузовых вагонов используются фрикционные гасители колебаний, они не имеют люлечного устройства и имеют, как правило, одноуровневое рессорное подвешивание. (см. верхний рисунок). Восьмиосные полувагоны и цистерны устанавливаются на четырёхосные тележки, основой которых являются те же двухосные, но связанные между собой штампосварной соединительной балкой.
Тележки большинства изотермических вагонов отличаются от прочих грузовых тележек двойным рессорным подвешиванием — центральное подвешивание на листовых замкнутых рессорах, буксовое на пружинах.
Тележки скоростного поезда[править | править код]
В поездах TGV одна колёсная тележка на два смежных вагона. Такая конструкция необходима для того, чтобы в случае схода поезда с рельсов он не перевернулся и для предотвращения эффекта телескопичности (вагоны входят друг в друга при лобовом столкновении поезда с каким либо препятствием, нанося серьёзные повреждения пассажирам). Собственную тележку имеют только головные (собственно головной и хвостовой) вагоны.
Хотя трамвай и движется по рельсам подобно железнодорожному подвижному составу, конструкция его ходовой части существенно отличается. Это обусловлено меньшим весом трамвайного вагона, меньшей скоростью движения, необходимостью проходить кривые малого радиуса и ограничениям по шумности. Современные трамвайные вагоны выполняются (за редкими исключениями, такими как ULF или Bombardier Cobra) с тележечными ходовыми частями.
Современные трамвайные вагоны имеют колеса с упругими резиновыми элементами, что снижает шумность при движении. Высокопольные вагоны могут иметь тележки мостового или рамного типа с колесными парами. Тележки низкопольных вагонов могут не иметь колёсных пар: каждое колесо подвешивается на раме тележки через индивидуальную буксу.
Тележки трамвайных вагонов могут иметь одно- и двухуровневое (двойное) подрессоривание. При одноуровневом подрессоривании буксы колесных пар подвешиваются на раме тележки через резиновые упругие элементы, а рама тележки к кузову — через рессоры или пружины. На вагонов старых типов встречалась схема жесткого подвешивания рамы тележки к кузову и рессорного подвешивания колёсных пар.
При двойном подрессоривании буксы колесных пар (или колёс) подвешиваются к раме тележки через упругие элементы и рама тележки к кузову тоже подвешивается через упругие элементы.
Обе схемы подвешивания имеют свои достоинства и недостатки. Схема с одноуровневым подвешиванием имеет большую неподрессоренную массу, что увеличивает её вредное воздействие на рельсовый путь. Однако такая конструкция позволяет трамвайному вагону двигаться с большей скоростью.
Тележки с двойным подрессориванием менее шумны, оказывают меньшее воздействие на рельсовый путь, но часто не позволяют вагону развивать большие скорости.
Своим узнаваемым внешним видом трамвайная тележка обязана электромагнитному рельсовому тормозу — висящей между колес над самым рельсом стальной балке.
Ходовая часть состоит из:
- рамы
- балок мостов
- передней и задней подвески колес
- колес (дисков и шин)
Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль.
Находясь в салоне легкового автомобиля, водитель и пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами, и быстрые колебания с малыми амплитудами. От быстрых колебаний защищает мягкая обивка сидений, резиновые опоры двигателя, коробки передач и так далее. Защитой от медленных колебаний служат упругие элементы подвески, колеса и шины.
Входит в состав шасси.
Ходовая часть бронетанковой техники НАТО[править | править код]
Многоколёсное, обычно парное шасси состоит из тележек, в ряде случаев со своими качалками, амортизаторами, механизмами подкоса и другими сложными инженерными решениями.
- Общий курс железных дорог / Ю. И. Ефименко, М. М. Уздин, В. И. Ковалёв — М.: Издательский центр «Академия», 2005. ISBN 5-7695-2046-9
Устройство ходовой части автомобиля
Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге, причем с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы действующие на автомобиль.
Находясь в салоне легкового автомобиля, водитель и пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами, и быстрые колебания с малыми амплитудами. От быстрых колебаний защищает мягкая обивка сидений, резиновые опоры двигателя, коробки передач и так далее. Защитой от медленных колебаний служат упругие элементы подвески, колеса и шины. Ходовая часть состоит из передней подвески, задней подвески, колес и шин.
Подвеска колес автомобиля
Подвеска предназначена для смягчения и гашения колебаний передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля. Благодаря подвеске колес кузов совершает вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Все эти колебания определяют плавность хода автомобиля.
Давайте разберемся с тем, как в принципе колеса автомобиля связаны с его кузовом. Даже если вы никогда не ездили на деревенской телеге, то, глядя на нее через экран телевизора, вы можете догадаться о том, что колеса телеги жестко закреплены к ее «кузову» и все проселочные «колдобины» отзываются на седоках. В том же телевизоре (в сельском «боевике») вы могли заметить, что на большой скорости телега рассыпается и происходит это именно из-за ее «жесткости».
Чтобы наши автомобили служили подольше, а «седоки» чувствовали себя получше, колеса не жестко связаны с кузовом. К примеру, если поднять автомобиль в воздух, то колеса (задние вместе, а передние по отдельности) отвиснут и будут «болтаться», подвешенные к кузову на всяких там рычагах и пружинах.
Вот это и есть подвеска колес автомобиля. Конечно, шарнирно закрепленные рычаги и пружины – «железные» и выполнены с определенным
запасом прочности, но эта конструкция позволяет колесам перемещаться относительно кузова. А правильнее сказать – кузов имеет возможность
перемещаться относительно колес, которые едут по дороге.
Подвеска может быть зависимой и независимой.
Зависимая подвескаЗависимая подвеска это когда оба колеса одной оси автомобиля связаны между собой жесткой балкой. При наезде на неровность дороги одного из колес, второе наклоняется на тот же угол.
Независимая подвескаНезависимая подвеска это когда колеса одной оси автомобиля не связаны жестко друг с другом. При наезде на неровность дороги, одно из колес может менять свое положение, не изменяя при этом положения второго колеса.
При жёстком креплении удар о неровность полностью передаётся кузову, лишь немного смягчаясь шиной, а колебание кузова имеет большую амплитуду и существенное вертикальное ускорение. При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры), толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность «пробоя» при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).
В современных подвесках, во избежание вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент – амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5-1,5 циклов.
Надёжный контакт колеса с дорогой обеспечивается не только шинами, основными упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.
Таким образом, чтобы автомобиль обеспечивал комфорт и безопасность, между кузовом и дорогой должны быть:
- шины
- основные упругие элементы
- дополнительные упругие элементы
- направляющие устройства подвесок
- демпфирующие элементы.
Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от профиля дороги. Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.
Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую связь автомобиля с дорогой. В процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла или из-за постоянной перегрузки, что
приводит к ухудшению характеристик автомобиля: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль «просел» без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.
Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и
вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин). Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.
Направляющие устройства (системы рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова.
Задача этих устройств в том, чтобы сохранять плоскость вращения колеса двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз при отбое) в положении близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну. Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.
Демпфирующий элемент (амортизатор) гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.
Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля предназначен для повышения управляемости и уменьшения крена автомобиля на поворотах. На повороте кузов автомобиля одним своим боком прижимается к земле, в то время как второй бок хочет уйти «в отрыв» от земли. Вот в отрыв-то ему и не дает возможности уйти стабилизатор, который, прижавшись к земле одним концом, вторым своим концом прижимает и другую сторону автомобиля. А при наезде какого-либо колеса на препятствие, стержень стабилизатора закручивается и стремится побыстрее вернуть это колесо на свое место.
Передняя подвеска на примере ВАЗ 2105Передняя подвеска на примере автомобиля ВАЗ 2105
- подшипники ступицы переднего колеса;
- колпак ступицы;
- регулировочная гайка;
- шайба;
- цапфа поворотного пальца;
- ступица колеса;
- сальник;
- тормозной диск;
- поворотный кулак;
- верхний рычаг подвески;
- корпус подшипника верхней опоры;
- буфер хода сжатия;
- ось верхнего рычага подвески;
- кронштейн крепления штанги стабилизатора;
- подушка штанги стабилизатора;
- штанга стабилизатора;
- ось нижнего рычага;
- подушка штанги стабилизатора;
- пружина подвески;
- обойма крепления штанги амортизатора;
- амортизатор;
- корпус подшипника нижней опоры;
- нижний рычаг подвески.
Ходовая часть автомобиля. Виды, устройство, особенности
Без ходовой части автомобиль попросту не смог бы двигаться, поскольку силовой установке вместе с трансмиссией и приводом попросту некуда бы было передавать крутящий момент.
Ходовая часть авто включает в себя колеса, которые и воспринимают этот крутящий момент, вращаются и передвигают автомобиль. Однако это не основная задача ходовой части. Автомобиль передвигается не по идеально ровной поверхности, всегда на дороге имеются изгибы, выступы, ухабы, ямы и т. д.
Если бы колеса крепились к кузову авто или раме без подвески – второй составляющей ходовой части, то о комфортабельности говорить бы не приходилось – практически все неровности сразу бы передавались на кузов, лишь немного снижаясь амортизацией пневматической шиной колеса. Так что ходовая часть не только приводит в движение авто, но еще и обеспечивает комфортабельность путем снижения колебательных движений от колеса на кузов.
Подвеску, снижающую колебательные движения, начали применять еще до появления самого автомобиля. Некоторые кареты оснащались элементами из пружинистой листовой стали. Данные элементы состояли из двух стальных дуг, соединенных между собой шарнирно. Верхняя дуга крепилась к самой карете, а нижняя – к оси колес. При движении эти пружинистые дуги частично воспринимали на себя и гасили вибрацию от оси колес. Подвеска кареты и стала прообразом зависимой подвески автомобиля.
Суть же самой подвески – возможность вертикального перемещения колеса относительно кузова или рамы при движении по неровностям. Благодаря элементам подвески воздействие, которое воспринимает колесо от дорожного покрытия, не передается на кузов, а поглощается. То есть, крепление колеса в автомобиле является не жестким относительно кузова.
Зависимая подвеска. Типы, особенности конструкции
Содержание статьи
Всего на автотранспорте применяется два вида подвески – зависимая и независимая. На данный момент такой тип подвески, как зависимая — считается вроде и устаревшей, однако применяется она еще достаточно широко на грузовых авто, полноразмерных рамных внедорожниках и обычных легковых авто. Такое применение на транспорте зависимая подвеска получила из-за простоты и надежности конструкции.
Рессорная подвеска
Основным элементом данной подвески является рессора. Состоит она из пакета листов пружинистой стали, немного загнутой в дугу. Причем этот пакет зачастую имеет пирамидальную форму. Своими концами рессора крепится к раме авто, а к ее центральной части крепится ось. На авто применяется по две рессоры, установленные ближе к колесам. Эти рессоры, благодаря пружинистой стали воспринимают на себя неровности дороги, позволяя перемещаться колесу относительно кузова.
Задняя зависимая подвеска переднеприводного автомобиля
Однако в этом есть и негативное качество – работа рессоры сопровождается инерционными колебательными движениями. То есть, при восприятии неровности дороги рессора получает энергию, которая приводит к ее колебательным движениям. И хоть со временем амплитуда колебаний будет снижаться, пока не затухнет, но они будут передаваться на раму. Автомобиль будет раскачиваться даже по ровной дороге после прохождения неровности.
Чтобы значительно сократить время колебания рессоры, в конструкцию подвески включены амортизаторы, которые и поглощают колебательную энергию. Если по-простому, то амортизатор останавливает рессору после неровности, не давая ей раскачивать авто.
Пружинная подвеска
Существует еще один тип зависимой подвески – пружинная. В этой подвеске вместо рессор применяются винтовые пружины. Они более удобны в применении, поскольку обладают значительно меньшими габаритами.
Видео: Ходовая часть автомобиля
Но здесь тоже есть свою нюансы. Если рессора сама выступала в качестве крепежного элемента, соединяющего раму с осью колеса, то пружина в таком качестве выступать не может. Поэтому в конструкцию пружинной подвески включена система тяг и рычагов, которые шарнирно соединяют кузов с осью (балкой, мостом).
Пружина, как и рессора, тоже в результате воздействия на нее получает инерционные колебательные движения, поэтому без использования амортизаторов в такой подвеске не обошлось.
Были и другие виды зависимой подвески, к примеру, торсионная, однако она широкого применения на автотранспорте не получила.
Основным недостатком зависимой подвески является частичная передача перемещения одного колеса относительно кузова на второе. Колеса закреплены на оси, и она передает эти перемещения. Поэтому зависимая подвеска не очень подходит для установки на управляемую ось.
Но она еще широко используется на задней оси, как ведущей, так и ведомой. На рамных внедорожниках последних поколений все еще встречается рессорная подвеска. Пружинную же подвеску часто используют на легковых переднеприводных авто. Причем в технических характеристиках авто не всегда указывается, что задняя подвеска – зависимая, зачастую ее называют подпружиненной балкой.
Независимая подвеска. Устройство, особенности
Независимая подвеска
Второй тип подвески – независимый, характеризуется тем, что каждое колесо оси имеет свою систему крепежа и гашения колебаний, которая не передает движения одного колеса на другое. По сути, в независимой подвеске отсутствует ось колес (балка, мост) как таковая.
Самое большое распространение получила независимая подвеска типа «МакФерсона». Схема такой подвески достаточно проста – ступица колеса шарнирно крепится к кузову авто посредством рычагов. Типов этих рычагов и их расположение может отличаться. Встречаются А-образные рычаги, одинарные, сдвоенные, нижние верхние. Самая простая независимая подвеска состоит из одного нижнего рычага.
Подвеска МакФерсон
Дополнительно ступица крепится к кузову амортизационной стойкой, выполняющей еще и роль поворотного кулака. Основными элементами этой стойки является винтовая пружина и амортизатор. Сама стойка – это корпус, в который помещен амортизатор, а поверх стойки расположена пружина.
Вверху стойка упирается в кузов. Между ними установлена подушка стойки, на которую она и опирается. Установленный внутри упорный подшипник дает возможность вращаться стойке вокруг оси. Благодаря этому осуществляется возможность поворота колеса.
Как бы отлично не работала амортизационная стойка, существует возможность передачи колебаний на кузов. Это может привески к поперечному раскачиванию кузова. Чтобы этого не произошло, в конструкцию включен стабилизатор поперечной устойчивости, соединяющий обе подвески колес. Работая на скручивание этот стабилизатор гасит поперечные колебания.
Это основные элементы независимой подвески. Но имеется и большое количество вспомогательных элементов, без которых не обойтись. Таким элементом, к примеру, является подушка стойки. Также к ним относятся все резинотехнические элементы:
- сайлентблоки;
- шаровые опоры;
- втулки.
Все они тоже задействованы в гашении колебаний. Сайлентблоки, шаровые опоры и втулки помещаются везде, где производится соединение элементов подвески – рычагов с кузовом и ступицей, стабилизатора поперечной устойчивости со ступицами и подрамником и т. д.
Основные неисправности и диагностика подвески
Поскольку подвеска, какой бы она не была – зависимой или независимой, осуществляет перемещение колес относительно кузова и гасит все колебания, то она испытывает значительные нагрузки, приводящие к выходу из строя того или иного элемента.
В зависимой подвеске самыми распространенными неисправностями является потеря работоспособности амортизатора из-за утечки масла, физическое его повреждение. Также зачастую приходится менять все резинотехнические элементы, которые тоже присутствуют в данном типе подвески. Со временем происходит «старение» резиновой составляющей – она садится, начинает расслаиваться. Вполне возможно и разрушение рессор или пружин, из-за значительных нагрузок они могут лопнуть.
В независимой подвеске неисправности те же:
- износ резинотехнических элементов и шаровых опор;
- выход из стоя амортизатора;
- разрушение пружины или стабилизатора поперечной устойчивости.
Поэтому за подвеской следить нужно постоянно, своевременно проводить замену расходных материалов, контролировать состояние амортизаторов, пружин и рессор.
Устройство ходовой части
Устройство ходовой части — это раздел в котором вы найдете информацию о подвеске автомобиля, кузове, раме, колесах, балках мостов. Устройство подвески, схема подвески и конструкция подвески в статьях и рисунках. Советы опытных мастеров в ремонте подвески.
Ходовая часть автомобиля служит для перемещения транспортного по дороге. Ходовая часть устроена таким образом, чтобы человеку было удобно, комфортно передвигаться.
Для того, чтобы автомобиль мог передвигаться детали ходовой части соединяют кузов с колесами, гасят колебания во время движения, смягчают, воспринимают толчки и усилия. А для того, чтобы не возникало тряски и излишней вибрации во время езды ходовая часть включает в себя следующие элементы и механизмы: упругие элементы подвески, колеса и шины.
Ходовая часть автомобиля состоит из следующих основных элементов:
1. Рамы
2. Балок мостов
3. Передней и задней подвески колес
4. Колес (диски, шины)
Типы подвесок автомобиля:
Подвеска Макферсон
Устройство подвески Макферсон — Подвеска макферсон это так называемая подвеска на направляющих стойках. Этот тип подвески подразумевает использование в качестве основного элемента амортизационной стойки. Подвеска Мак-Ферсон может использоваться как для задних, так и для передних колес.
Независимой подвеска называется, потому что колёса одной оси не связаны жестко, это обеспечивает независимость одного колеса от другого (колеса не оказывают друг на друга никакого влияния).
Конструкция современной подвески. Современная подвеска это элемент автомобиля, который выполняет амортизационные и демпфирующие свойства, что связано с колебаниями автомобиля в вертикальном направлении. Качество и характеристики подвески позволят пассажирам испытать максимальный комфорт передвижения. Среди основных параметров комфортабельности автомобиля можно признать плавность колебания кузова.
Устройство балансирной подвески — балансирная подвеска особенно уместна для задних колес автомобиля, у которых есть передняя ведущую ось, это аргументируется тем, что такая подвеска почти совсем не занимает места на раме. Балансирная подвеска применяется в основном на трехосных автомобилях, средний и задний ведущие мосты у которых расположены рядом друг к другу. Иногда ее применяют на четырехосных автомобилях, а также многоосных прицепах. Балансирная подвеска бывает двух типов: зависимой и независимой. Зависимые подвески получили большую популярность.
Устройство подвески грузового автомобиля — это раздел в котором можно изучить строение, назначение, принцип работы подвески грузового автомобиля. Подвеска автомобиля ЗИЛ — раздел, в котором подробно описано устройство подвески грузового автомобиля ЗИЛ 130.
Подвеска обеспечивает упругую связь между рамой или кузовом с мостами автомобиля или непосредственно с его колесами, воспринимая вертикальные усилия и задавая требуюмую плавность хода. Также, подвеска служит для восприятия продольных и поперечных усилий и реактивных моментов, которые действуют между опорной плоскостью и рамой. Подвеска обеспечивает передачу толкающих и скручивающих усилий.
— Устройство задней подвески автомобиля
— Устройство балансирной подвески
— Зависимые подвески
— Задняя подвеска трехосного автомобиля
Элементы ходовой части автомобиля:
— Управляемый мост — управляемый мост представляет собой балку, в которой на шарнирах установлены поворотные цапфы и соединительные элементы. Жесткая штампованная балка представляет собой основу управляемого моста. Соответственно передний управляемый мост это обычная поперечная балка с ведомыми управляемыми колесами, к которым не подводится крутящий момент от двигателя. Этот мост не ведущий и служит для поддерживания несущей системы автомобиля и обеспечения его поворота. Существует большой перечень различных типов управляемых мостов, которые применяются на грузовых (6х2) и легковых автомобилях (4х2).
— Упругие элементы подвески машины — упругие элементы подвески автомобиля предназначены для смягчения толчков и ударов, а также снижения вертикальных ускорений и динамической нагрузки, которая передается на конструкцию при движении автомобиля. Упругие элементы подвески позволяют избежать прямого воздействия дорожных неровностей на профиль кузова и обеспечивают необходимую плавность хода. Пределы оптимальной плавности хода колеблются от 1-1,3 Гц.
— Конструкция листовых рессор
— Пружины
— Упругие пневматические элементы
— Упругие гидропневматические элементы
— Упругие резиновые элементы
— Направляющее устройство
— Рычаги направляющих устройств
— Гасители колебаний
— Строение амортизатора
— Устройство телескопической стойки
— Однотрубный амортизатор
— Устройство стабилизатора поперечной устойчивости
— Конструкция автомобильных шин
— Камеры
— Строение вентиля
— Ободная лента шины
— Устройство бескамерных шин
— Устройство шин и колес
Устройство ходовой части автомобиля
Рессора состоит изнескольких листов, стянутых хомутами. Каждый хомут прикреплен к нижнему скрепляемому листу рессоры и стянут болтом, на который надета распорная трубка, препятствуюящая зажатию листов рессоры.
К концам двух коренных листов и прикреплены чашки, которые упираются в резиновые опоры, зажатые вместе с концами рессор в кронштейнах и с крышками.
Развитие подвесок
Анализ развития подвесокгрузовых автомобилей как в нашей стране, так и за рубежом показал, что на грузовых автомобилях средней грузоподъемности применяются зависимые подвески с листовыми рессорами. Широкое распространение таких подвесок объясняется простотой их изготовления и обслуживания, а также тем, что они обеспечивают вполне удовлетворительные плавность хода и устойчивость автомобиля при современных скоростях движения. В подвеске, где полуэллиптическая листовая рессора выполняет функции направляющего устройства, большое значение имеет правильный выбор конструкции крепления рессор к раме автомобиля. Это связано с тем, что коренные листы рессор подвергаются воздействию комплекса сил и моментов, значительно возрастающих при эксплуатации автомобилей в тяжелых дорожных условиях. Если недооценить влияния этих нагрузок, эксплуатационная надежность подвески резко снизится. Поэтому при выборе типа крепления рессор к раме был рассмотрен и проанализирован ряд наиболее распространенных на грузовых автомобилях конструкций с учетом их надежности, удобства и простоты обслуживания (количество точек смазки), а также экономической целесообразности.
Основные типы крепления концов рессоры к раме или кузову автомобиля
— фиксированного конца рессоры(т. е. конца рессоры, воспринимающего все силы, действующие на подвеску) — с витым или отъемным ушком или на резиновой опоре;
— свободного конца рессоры(т. е. конца рессоры, воспринимающего все силы, кроме продольных, возникающих при движении автомобиля) — на серьге, на резиновой или скользящей опоре.
Сочетание креплений концов рессоры может быть самым различным. На практике чаще всего применяется крепление фиксированного конца рессоры с витым ушком и свободного конца на серьге или скользящей опоре. Резиновые опоры обычно используют одновременно для крепления обоих концов рессоры. На автомобиле ЗИЛ-130 было решено применить отъемное ушко для крепления переднего конца рессоры и скользящую опору для заднего.
Соображения, которыми при этом руководствовались, приведены ниже. Крепление фиксированного конца рессоры с витым ушком отличается простотой конструкции, малой стоимостью и наименьшей массой по сравнению с креплениями других типов. Однако применение такого типа крепления на автомобилях, эксплуатируемых в тяжелых дорожных условиях, встречает ряд затруднений, связанных с обеспечением необходимой прочности ушка.
Наиболее распространенный и простой способ повышения прочности ушка путем увеличения толщины коренного листа не всегда дает положительный результат. Если увеличивать толщину только одного коренного листа, оставляя толщину остальных листов неизменной, то это может привести к значительному снижению долговечности рессоры из-за преждевременной усталостной поломки утолщенного коренного листа. Если одновременно увеличить толщину коренного и остальных листов, то для сохранения заданных в расчете прогиба и среднего расчетного напряжения потребуется удлинить рессору, что не всегда возможно по компоновочным соображениям, и, кроме того, может привести к нерациональному увеличению массы рессоры в связи с уменьшением числа листов.
Крепление концов рессор на резиновых опорах используется в подвесках автобусов и некоторых моделей грузовых автомобилей. Резиновые опоры являются хорошим изолятором от шума и гасителем вибраций, их не надо смазывать и, кроме того, они позволяют при необходимости повысить долговечность рессор, когда по соображениям компоновки нельзя существенно увеличить их длину. Тем не менее эта конструкция в мировой практике автомобилестроения получила весьма ограниченное применение на грузовых автомобилях по следующим причинам: повышенная масса узла по сравнению с узлами с другими способами крепления; большая стоимость узла из-за необходимости применения резины высокого качества; снижение долговечности резиновых опор при работе с большими угловыми и продольными перемещениями.
Следует добавить, что при износе резиновых опор передних рессор передний мост получает возможность перемещаться в продольном направлении, в связи с чем нарушается кинематика рулевого управления. Это обстоятельство в сочетании с другими причинами способствует возникновению вынужденных колебаний, которые при определенной скорости автомобиля вступают в резонанс с собственными колебаниями всей системы управляемых колес.
Крепление фиксированною конца рессоры с отъемным ушком применяется в тех случаях, когда витые ушки не обеспечивают надежного соединения. При этом креплении толщина коренного листа, а следовательно, н длина рессоры определяются в зависимости только от вертикальных нагрузок. Отъемные ушки, так же как и резиновые опоры, позволяют при необходимости повысить долговечность рессор, когда по компоновочным соображениям нельзя значительно увеличить их длину.
Отъемное ушко имеет отверстие правильной геометрической формы, поэтому втулку можно подвергнуть термообработке, что значительно повышает долговечность шарнира. Данная конструкция по сравнению с витым ушком отличается несколько повышенной трудоемкостью изготовления и большей массой.
Крепление свободного конца рессоры с помощью скользящей опоры было выбрано для подвески автомобиля ЗИЛ-130 прежде всего потому, что в этом случае наипростейшим образом исключаются точки смазки. По долговечности указанный узел после соответствующей доводки конструкции не уступает креплению с помощью серьги н превосходит крепление на резиновой опоре.
Ходовая часть
Рессора состоит изнескольких листов, стянутых хомутами. Каждый хомут прикреплен к нижнему скрепляемому листу рессоры и стянут болтом, на который надета распорная трубка, препятствуюящая зажатию листов рессоры.
К концам двух коренных листов и прикреплены чашки, которые упираются в резиновые опоры, зажатые вместе с концами рессор в кронштейнах и с крышками.
Развитие подвесок
Анализ развития подвесокгрузовых автомобилей как в нашей стране, так и за рубежом показал, что на грузовых автомобилях средней грузоподъемности применяются зависимые подвески с листовыми рессорами. Широкое распространение таких подвесок объясняется простотой их изготовления и обслуживания, а также тем, что они обеспечивают вполне удовлетворительные плавность хода и устойчивость автомобиля при современных скоростях движения. В подвеске, где полуэллиптическая листовая рессора выполняет функции направляющего устройства, большое значение имеет правильный выбор конструкции крепления рессор к раме автомобиля. Это связано с тем, что коренные листы рессор подвергаются воздействию комплекса сил и моментов, значительно возрастающих при эксплуатации автомобилей в тяжелых дорожных условиях. Если недооценить влияния этих нагрузок, эксплуатационная надежность подвески резко снизится. Поэтому при выборе типа крепления рессор к раме был рассмотрен и проанализирован ряд наиболее распространенных на грузовых автомобилях конструкций с учетом их надежности, удобства и простоты обслуживания (количество точек смазки), а также экономической целесообразности.
Основные типы крепления концов рессоры к раме или кузову автомобиля
— фиксированного конца рессоры(т. е. конца рессоры, воспринимающего все силы, действующие на подвеску) — с витым или отъемным ушком или на резиновой опоре;
— свободного конца рессоры(т. е. конца рессоры, воспринимающего все силы, кроме продольных, возникающих при движении автомобиля) — на серьге, на резиновой или скользящей опоре.
Сочетание креплений концов рессоры может быть самым различным. На практике чаще всего применяется крепление фиксированного конца рессоры с витым ушком и свободного конца на серьге или скользящей опоре. Резиновые опоры обычно используют одновременно для крепления обоих концов рессоры. На автомобиле ЗИЛ-130 было решено применить отъемное ушко для крепления переднего конца рессоры и скользящую опору для заднего.
Соображения, которыми при этом руководствовались, приведены ниже. Крепление фиксированного конца рессоры с витым ушком отличается простотой конструкции, малой стоимостью и наименьшей массой по сравнению с креплениями других типов. Однако применение такого типа крепления на автомобилях, эксплуатируемых в тяжелых дорожных условиях, встречает ряд затруднений, связанных с обеспечением необходимой прочности ушка.
Наиболее распространенный и простой способ повышения прочности ушка путем увеличения толщины коренного листа не всегда дает положительный результат. Если увеличивать толщину только одного коренного листа, оставляя толщину остальных листов неизменной, то это может привести к значительному снижению долговечности рессоры из-за преждевременной усталостной поломки утолщенного коренного листа. Если одновременно увеличить толщину коренного и остальных листов, то для сохранения заданных в расчете прогиба и среднего расчетного напряжения потребуется удлинить рессору, что не всегда возможно по компоновочным соображениям, и, кроме того, может привести к нерациональному увеличению массы рессоры в связи с уменьшением числа листов.
Крепление концов рессор на резиновых опорах используется в подвесках автобусов и некоторых моделей грузовых автомобилей. Резиновые опоры являются хорошим изолятором от шума и гасителем вибраций, их не надо смазывать и, кроме того, они позволяют при необходимости повысить долговечность рессор, когда по соображениям компоновки нельзя существенно увеличить их длину. Тем не менее эта конструкция в мировой практике автомобилестроения получила весьма ограниченное применение на грузовых автомобилях по следующим причинам: повышенная масса узла по сравнению с узлами с другими способами крепления; большая стоимость узла из-за необходимости применения резины высокого качества; снижение долговечности резиновых опор при работе с большими угловыми и продольными перемещениями.
Следует добавить, что при износе резиновых опор передних рессор передний мост получает возможность перемещаться в продольном направлении, в связи с чем нарушается кинематика рулевого управления. Это обстоятельство в сочетании с другими причинами способствует возникновению вынужденных колебаний, которые при определенной скорости автомобиля вступают в резонанс с собственными колебаниями всей системы управляемых колес.
Крепление фиксированною конца рессоры с отъемным ушком применяется в тех случаях, когда витые ушки не обеспечивают надежного соединения. При этом креплении толщина коренного листа, а следовательно, н длина рессоры определяются в зависимости только от вертикальных нагрузок. Отъемные ушки, так же как и резиновые опоры, позволяют при необходимости повысить долговечность рессор, когда по компоновочным соображениям нельзя значительно увеличить их длину.
Отъемное ушко имеет отверстие правильной геометрической формы, поэтому втулку можно подвергнуть термообработке, что значительно повышает долговечность шарнира. Данная конструкция по сравнению с витым ушком отличается несколько повышенной трудоемкостью изготовления и большей массой.
Крепление свободного конца рессоры с помощью скользящей опоры было выбрано для подвески автомобиля ЗИЛ-130 прежде всего потому, что в этом случае наипростейшим образом исключаются точки смазки. По долговечности указанный узел после соответствующей доводки конструкции не уступает креплению с помощью серьги н превосходит крепление на резиновой опоре.
Ходовая часть автомобиля. Общие сведения
Ходовая часть автомобиля состоит из трех основных элементов:
- остова;
- движителя;
- подвески.
Остов
Остов является основанием машины, связывающим все механизмы в единое целое. Он может быть рамным, полурамным и безрамным. У легковых автомобилей роль рамы выполняет кузов, называемый несущим. Для крепления двигателя и передней подвески служит короткая рама, прикрепленная к полу кузова.
Движитель
Различают следующие типы движителей:
- колесные
- гусеничные
- полугусеничные
Колесный движитель представляет собой колеса с пневматическими шинами. У гусеничного движителя опорные катки катятся по гладкому искусственному пути, который образуется бесконечной гусеничной цепью. Полугусеничный движитель состоит из резинометаллической гусеницы, установленной между ведущим колесом с пневматической шиной и натяжным колесом.
Пневматическое колесо состоит из:
- диска
- обода
- эластичной шины
По устройству различают шины:
- камерные
- бескамерные
Основные части камерной шины — покрышка, камера с вентилем и ободная лента. Ободную резиновую ленту размещают между камерой и ободом, предотвращая трение между ними. Ободные ленты применяют только в колесах грузовых автомобилей.
Бескамерные шины широко применяют на легковых и грузовых автомобилях и тракторах. В таких шинах пространство, заполняемое воздухом, образуется в результате герметичного соединения обода колеса с покрышкой, а вентиль при этом размещается на ободе. Герметичная посадка бескамерной шины на обод достигается при помощи специальной конструкции борта, плотно прижимающегося к закраинам обода внутренним давлением воздуха.
Бескамерные шины могут быть обычного типа, широкопрофильные и арочные. Арочные шины способствуют повышению проходимости автомобиля в трудных дорожных условиях. Это шины низкого давления (0,05…0,08 МПа).
Внутреннее давление воздуха в шинах автомобилей колеблется в пределах 0,17…0,5 МПа, тракторов — 0,08…0,25 МПа.
Подвеска
Остов с колесами соединяет подвеска. Она предназначена для смягчения возникающих во время движения толчков и ударов, повышения плавности хода машины.
Различают подвески двух основных типов: зависимые и независимые. В зависимой подвеске оба колеса подвешены к раме 4 (рисунок а) на общей оси 1, вследствие чего перемещение каждого из них происходит вместе с осью. В независимой подвеске каждое колесо подвешено к раме 2 (рисунок б) независимо от другого при помощи рычагов 1, 4 и стойки 5. В качестве упругих элементов в различных подвесках используют рессоры, пружины, торсионы, резиновые баллоны и др. У автомобилей подвеской оборудованы передние и задние мосты, у тракторов — только передние, так как их задний мост составляет часть остова.
Подвески грузовых автомобилей зависимые. Их чаще всего выполняют на пластинчатых рессорах. Такая рессора представляет собой балку, опирающуюся на раму в двух точках — опорах, одна из которых выполнена в виде шарнира, а другая допускает некоторое перемещение. Средняя часть рессоры соединена стремянками 12 с передним или задним мостом.
Рисунок. Схемы подвесок трактора и автомобиля: а — зависимой: 1 — передняя ось; 2 — цапфа колеса; 3 — рессора; 4 — рама; б — независимой: 1 — верхний рычаг; 2 — рама автомобиля; 3 — пружина; 4 — нижний рычаг; 5 — стойка; в — с индивидуальным подрессориванием колеса: 1 — передняя ось; 2 — кронштейн; 3 — направляющая; 4 — пружинная рессора; 5 — цапфа колеса.
При движении автомобиля по неровностям дороги возникают колебания, которые частично гасятся за счет трения в рессорах. Однако это трение относительно мало, и для эффективного гашения колебаний применяют специальные устройства — амортизаторы 7. Наиболее распространены гидравлические амортизаторы двустороннего действия. Их работа основана на том, что при относительных перемещениях подрессоренных и неподрессоренных масс автомобиля (трактора) находящаяся в амортизаторе жидкость перетекает из одной его полости в другую через небольшие проходные сечения, вследствие чего создается сопротивление, поглощающее энергию колебаний.
Рисунок. Передняя подвеска автомобиля ЗИЛ-130: 1 — передний кронштейн; 2 — стремянка ушка; 3 — рессора; 4 — рама; 5 — буфер рессоры; 6 — накладка; 7 — амортизатор; 8 — буфер на раме; 9 — обойма; 10 — хомут; 11 — задний кронштейн; 12 — стремянки.