|
Рама
|
Рама — це основний несучий елемент вантажного
автомобіля. На неї встановлюють і закріплюють двигун, агрегати шасі, кабіну
й кузов автомобіля. Рама сприймає навантаження від маси автомобіля, а також
навантаження, що виникають під час руху. Застосування рами дає можливість
дати для несучої частини високу міцність. Тому її використовують у
вантажівках і позашляховиках. Також вона дає можливість максимальної
уніфікації вузлів і механізмів між моделями різних класів.
|
|
|
|
На легкових автомобілях за раму
править кузов, каркас якого становить жорстку зварну конструкцію, підсилену
зовнішніми облицювальними панелями. Загальна жорсткість кузова досягається
відповідним з'єднанням сталевих панелей облицювання, в які заформовують підсилювальну арматуру у вигляді різних
тонкостінних профілів.
|
|
Призначення, будова та класифікація мостів автомобіля
|
|
|
|
Міст автомобіля – це агрегат, що зв'язує колеса на одній осі і
сприймає всі види навантажень (вертикальні, поздовжні та поперечні), що
існують між колесами та підвіскою. Кріпиться до рами автомобіля або
несучого кузова за допомогою підвіски, вирішуючи завдання з'єднання коліс з
кузовом, передачі крутного моменту (якщо міст ведучий) і гальмівних зусиль.
При розробці мостів важливим інженерним завданням є збереження надійності
конструкції за мінімальної маси агрегату.
|
|
|
|
|
Мал. 5.1. Будова ведучого
моста вантажного автомобіля:
1 - маточина; 2 – гальмівний барабан; 3 – сапун; 4 – зубчасте колесо
головної передачі;
5 – картер головної передачі; 6 – шпилька кріплення картера головної
передачі; 7 – балка
моста; 8, 10 – півосі; 9 – диференціал; 11
– гальмівна камера; 12 - підшипники маточини
|
Підвіска
|
Під час руху автомобіля всі коливання, що
виникають від нерівностей дороги, передаються на
кузов. Завдання
підвіски – пом’якшувати чи гасити подібні коливання.
Додатковою функцією є забезпечення з’єднання кузова та коліс, при цьому
колеса мають можливість змінювати розташування незалежно від кузова,
регулюючи напрямок руху. Разом з колесами, підвіска входить до обов’язкових
елементів ходової частини машини. Підвіска складається з пружин, які
накопичують кінетичну енергію, що виникає в результаті тертя під час руху
автомобіля на високій швидкості по вибоїстій дорозі. Ця енергія передається
амортизаторам, які, своєю чергою, перетворюють її на теплову енергію.
Рідина, присутня в амортизаторах, розсіює цю енергію, запобігаючи перегріванню.
Поєднання пружин і амортизаторів забезпечує максимальний захист і комфорт
для пасажирів.
|
|
|
|
|
Мал. 5.2. Будова пружинної
підвіски на двох поперечних важелях
|
 
|
Пружини
Їхня основна функція полягає в накопиченні кінетичної енергії.
Кількість запасеної енергії залежить здебільшого від їхнього матеріалу та
довжини. Пружини бувають трьох типів: спіральні, пневматичні та листові.
|
|
|
|
|
|
Амортизатори
Вони також відомі як демпфери – перетворюють кінетичну енергію,
накопичену в пружинах, у теплову енергію. Вони знаходяться між колесами і
рамою автомобіля. Верхня частина амортизаторів прилягає до автомобіля, а
нижня – до коліс.
|
|
|
|
|
Стабілізатор поперечної стійкості – це елемент підвіски авто, який перешкоджає боковому крену
кузова на поворотах. Розташований на задній або передній осі авто.
Принцип роботи – перерозподіл
навантаження між елементами підвіски. «Вмикається» у роботу при повороті,
коли відбувається крен автомобіля. У цей момент стабілізатор опускає
піднесений бік і послаблює притиснуту частину машини. Конструкція
стабілізатора включає стрижень П – подібної форми, дві стійки або тяги,
елементи кріплення. На всіх сучасних марках авто використовується передній
стабілізатор, рідше
– встановлюється додатковий задній.
|
|
|
|
Стійка стабілізатора відповідає за зниження кренів
автомобіля при проходженні поворотів та при русі по нерівностях.
Основні функції стійки стабілізатора:
ü Підвищення стійкості автомобіля на дорозі, що особливо важливо при
великих швидкостях та на поворотах.
ü Зниження зносу шин завдяки рівномірному розподілу навантаження на
колеса, що збільшує строк їх служби.
ü Покращення керованості та передбачу-ваності
автомобіля, забезпечуючи більш точне слідування заданому курсу.
ü Підвищення комфорту під час поїздки за рахунок згладжування коливань
та зменшення кренів кузова.
|
|
колеса
|
Колесо і шина
утворюють разом колісний рушій, який призначено для здійснення зв’язку
автомобіля з дорогою, забезпечення руху автомобіля, зміни напрямку руху і
передачі вертикальних навантажень від автомобіля до дороги і навпаки.
Простіше кажучи, саме завдяки рушію ми можемо рухатися і керувати
автомобілем, тому від правильного вибору коліс і шин безпосередньо залежить
поведінка автомобіля на дорозі.
|
|
|
|
Мал. 5.3. Будова
колісного рушія:
1 — пневматична шина;
2 — обід;
3 — диск;
4 — маточина
|
|
Колесо зазвичай прилаштовують на маточину, яка в свою чергу
встановлена в поворотний кулак і вільно обертається на роликових
підшипниках. Виготовляють колесо з листового металу способом штампування і
наступного зварювання елементів. Колеса можуть бути відлиті з легкосплавних
матеріалів (наприклад, алюмінієвого і магнієвого сплаву), а можуть бути і
кованими, які поєднують у собі легкосплавний матеріал і штампування. Також
колеса бувають дискові й бездискові.
|
|
|
|
Автомобільна шина – один з найважливіших елементів, який
представляє собою пружну оболонку, розташовану на ободі колеса. Шина
призначена для поглинання незначних коливань, викликаних недосконалістю
дорожнього покриття, компенсації погрішності траєкторій коліс, реалізації
та сприйняття сил, що виникають у плямі контакту та забезпечення високого коефіцієнта
зчеплення.
|
|
|
Основними матеріалами для виробництва шин є гума, яка
виготовляється з натуральних та синтетичних каучуків та
корд. Корд – відносно жорсткий матеріал, з якого виготовляється каркас
шини. Кордова тканина може бути виготовлена з металевих ниток
(металокорд), полімерних та текстильних ниток.
|
|
|
|
Мал. 5.4. Конструкція
радіальної шини
|
|
Є два поняття
щодо кожної моделі шини: типорозмір та індекси.
Наприклад, зазначений типорозмір —
255/55 R16, де:
255 — ширина профілю шини в
міліметрах;
55 — відношення висоти профілю
шини (від посадкового обода до зовнішнього краю
колеса) до ширини профілю в процентах;
R — радіальна конструкція корду,
складові нитки корду в шарах каркаса мають радіальне розташування
(спрямовані від борта до борта);
16 — посадковий діаметр обода в дюймах.
В індексах вказуються параметри макси-мального
навантаження на одну шину в кілограмах та індекс швидкості — макси-мальна допустима швидкість руху в кілометрах на
годину, а також додаткові індекси, що характеризують властивості конкретної
шини.
|
|
|
Основними матеріалами для виробництва шин є гума, яка
виготовляється з натуральних та синтетичних каучуків та
корд. Корд – відносно жорсткий матеріал, з якого виготовляється каркас
шини. Кордова тканина може бути виготовлена з металевих ниток
(металокорд), полімерних та текстильних ниток.
|
|
|
|
Мал. 5.5. Конструкція
радіальної шини
|
 
|
|
|
Мал. 5.6. Розміри колеса
|
|
Під час руху автомобіля дорогою або по тому, що
віддалено можна назвати дорогою, колеса, підвішені на елементах ходової
частини, постійно переміщаються, змінюють своє положення щодо кузова автомобіля.
Перед інженерами постала проблема, пов’язана з постійністю контакту шини
колеса з поверхнею, якою воно котиться. Найпростішим рішенням стало
введення такого геометричного параметра, як розвал коліс. Розвал (англ.
Camber) — кут між вертикаллю і площиною обертання
колеса.
|
|
|
|
Мал. 5.7. Розвал коліс
|
|
|
Розвал став компенсаційним
параметром, що дозволяє зберегти контакт колеса з дорогою. Якщо в
позначенні розвалу стоїть мінус, то верхня частина колеса спрямована
всередину кузова, якщо значення розвалу позитивне — колесо спрямоване
назовні.
|
|
Сходження коліс — кут між напрямком руху і площиною обертання
колеса. Вимірюється в міліметрах або кутах. Колесо підвішене на елементах
ходової частини тільки з одного боку. Під час руху поверхнею (якщо це
колесо кероване), на нього діють сили і моменти, пов’язані з опором
коченню. Ці сили намагаються вивернути колесо назовні, для їх компенсації
колеса зводять.
|
|
|
|
Мал. 5.8. Сходження передніх
керованих коліс
|
|
|
Сходження коліс застосовується
переважно на легкових автомобілях. Але існує і зворотний сходженню параметр
— розбіжність. Розбіжність коліс застосовують на спортивних автомобілях, де
потрібна підвищена чутливість машини до керування.
|
|
Поздовжній кут нахилу осі повороту колеса (Caster, кастер)
— кут між вертикаллю і проєкцією осі повороту
колеса на поздовжню площину автомобіля (малюнок 6.30). Необхідний для
кращої стабілізації автомобіля під час руху. Функція, так би мовити,
виключно динамічна. Під стабілізацією в цьому випадку слід розуміти
здатність керованих коліс чинити опір відхиленню від нейтрального
(відповідного прямолінійному руху) положення і автоматично повертатися до
нього після припинення дії зовнішніх сил, що викликали відхилення. Якщо
уявити собі підвіску, що конструктивно виключає
наявність кастера, то всі дії по стабілізації
автомобіля лягли б на плечі водія.
Мал. 5.9. Поздовжній нахил
осі повороту колеса
|
|
|
Кут поперечного нахилу (англ. Kingpin inclination, KPI) — кут між вертикаллю і проєкцією осі повороту колеса на поперечну площину
автомобіля. Кут поздовжнього нахилу осі повороту стабілізує автомобіль на
швидкості. А що робити, якщо швидкість руху відносно невелика? Так чи
інакше, рульове колесо має стабілізуватися. Для цього в кінематику підвіски
ввели параметр «Поперечний кут нахилу осі повороту колеса». У такому разі
колесо, повертаючись, опускається. Отже, коли автомобіль стоїть на
поверхні, при повороті коліс кузов піднімається, і, як результат, виникають
додаткові зусилля, які прагнуть повернути колеса в початкове положення.
Мал. 5.10. Поперечний кут
нахилу осі повороту колеса
|
|
|
Кути повороту керованих коліс
При повороті керовані колеса автомобіля
проходять різні відстані. І якщо обидва колеса повертатимуться на однаковий
кут, автомобіль буде зміщуватися з траєкторії, при цьому шини коліс будуть
значно швидше зношуватися. Для того щоб цього уникнути, рульове керування проєктують таким чином, щоб забезпечити поворот
внутрішнього колеса на більший кут щодо зовнішнього колеса.
|
|
|
|
Мал. 5.11. Схема
повороту автомобіля
|
кузов
|
Кузов –
частина автомобіля, автобуса чи вантажівки, призначена
для розміщення пасажирів та вантажу. Кузов кріпиться до рами автомобіля.
Бувають також безрамні (тримальні)
кузови, що виконують одночасно і функцію рами — до них кріплять інші
вузли та агрегати автомобіля.
|
|
|
Залежно від функцій, які виконує кузов, він
може виступати в якості несучої системи або бути її окремим елементом.
Більшість легкових автомобілів мають несучий кузов, який сприймає
всі навантаження, що діють на автомобіль. Легкові автомобілі
підвищеної прохідності – позашляховики обладнуються розвантаженим
кузовом, який має пружне з’єднання з рамою. Такий кузов сприймає
тільки вагові навантаження пасажирів і вантажу, що перевозиться. Проміжне
становище між несучим і розвантаженим кузовами займає повнонесучий кузов, жорстко з’єднаний з рамою
автомобіля і підсилює її конструкцію.
Основу кузова становить корпус
(каркас), до якого шарнірно прикріплені капот, кришка багажника,
двері, передній і задній бампери, декоративні накладні елементи та інше.
Корпус являє собою жорстку зварену конструкцію, що складається з окремих
елементів: основи (підлоги), передньої частини, задньої частини, лівої і
правої боковин, даху.
|
|
|
|
Мал. 5.12. Будова кузова легкового
автомобіля:
1 – передній лонжерон; 2 – передній щит; 3 – передня стійка; 4 –
дах;
5 – задня стійка; 6 – заднє
крило; 7 – панель багажника; 8 – середня
стійка; 9 – поріг; 10 – центральний тунель; 11 – основа; 12 –
бризговики
|
|
|
|
Мал. 5.13. Основні елементи кузова і
його оперення:
1 - заднє крило; 2 - задні двері; 3 - передні двері; 4 - підлога; 5
- переднє крило (ліве); 6 - стійка бризговика; 7 - бризговики; 8 -
кронштейн переднього бампера; 9 - бічна накладка переднього бампера; 10 -
передній бампер; 11 - гумовий буфер; 12 - нижня панель передка; 13 -
переднє крило (праве); 14 - капот; 15 - боковина; 16 - рамка вітрового
скла; 17 - панель даху; 18 - кришка багажника; 19 - накладка задньої стійки
даху; 20 - задня перегородка; 21 - панель задка
|
|
Вантажні автомобілі загального призначення
мають кузови у вигляді бортової платформи. На спеціальних автомобілях
кузови мають форму, пристосовану для перевезення того чи іншого вантажу
(самоскиди, фургони, цистерни та інші).
У вантажному автомобілі до кузова відносять:
Ø кабіну
Ø бортову платформу
Ø оперення
|
|
|
|
Кабіна є робочим місцем водія. Кабіна
металева, зібрана з каркаса, верхньої панелі, бічних панелей, панелі даху і
задньої панелі, з'єднаних зварюванням. У кабіні розташовані сидіння водія і
пасажирів та всі органи управління. Вона обладнана протисонячними
козирками, склоочисниками, пристосуванням для обмивання вітрового скла,
обігрівачем. Двері кабіни оснащені замками і склом, що опускається. У
автомобілів ГАЗ-66, КамАЗ, МАЗ-500А та інших кабіна розташована над
двигуном. При такому розташуванні кабіни може бути зменшена колісна база,
що призводить до підвищення маневреності, поліпшується оглядовість у водія.
Для доступу до двигуна кабіну, розташовану над двигуном,
роблять відкидною. Кабіна вантажного автомобіля капотної конструкції
складається з каркаса, кришки капоту, верхньої, задньої і бічних панелей,
між якими встановлено двері. Кабіни автомобілів ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КрАЗ,
«УРАЛ» кріплять до рами на гумових подушках.
|
|
Кузови вантажних автомобілів можуть бути універсальними
і спеціалізованими. Встановлюють їх на рамі за кабіною. Універсальний кузов призначений
для перевезення різних вантажів і складається із дерев'яної з металевою
оковкою вантажної платформи, переднього, заднього та бокових бортів. Задній
і обидва бічних борта відкидаються на петлях, а в піднятому положенні
утримуються запірними гаками.
|
|
|
Спеціалізовані кузова пристосовані для перевезення будь-якого одного
виду вантажів. Найчастіше це закриті кузова-фургони, кузова-самоскиди і
кузова-цистерни.
|
|
|
|
|
|
|
Питання для самоконтролю
1. Які елементи встановлюються на рамі легкового і вантажного
автомобіля?
2. Які за конструкцією бувають рами автомобілів?
3. Вкажіть призначення та класифікацію мостів автомобіля.
4. Назвіть загальну будову мостів легкових і вантажних автомобілів.
5. Перерахуйте основні функції ведучих мостів.
6. Поясніть, для чого призначена підвіска автомобіля.
7. Назвіть основні типи підвісок автомобіля.
8. Поясніть загальну будову та принцип роботи
підвіски автомобіля.
9. Поясніть переваги і недоліки залежної
та незалежної підвісок.
10. Які є види колісних рушіїв?
11. Назвіть загальну будову колісної шини.
12. За якими критеріями класифікують
колісні шини?
13. Що означає маркування автомобільних шин?
14. Для чого виконується розвал і
сходження коліс?
15. Яке призначення кузова автомобіля?
16. Назвіть основні елементи кузова і його
оперення.
|
|
