Несущая система автомобиля требования

Несущая система автомобиля: рама, кузов

Несущая система служит своего рода каркасом автомобиля. Благодаря надежному несущему основанию важнейшие части кузова, двигатель, подвеска и элементы трансмиссии крепятся образуя цельную конструкцию. Исторически все транспортные средства проектировались на “раме”. Однако, с появлением несущего кузова о раме в легковых автомобилях подзабыли. В настоящее время несущая система авто используется в основном при строительстве лимузинов, внедорожников, тракторов и грузовых машин.

Рамный принцип соединения основных систем был заимствован создателями первых машин у конструкторов железнодорожного транспорта. В автомобилестроении несущая система получила название шасси. По сути, такое рамное шасси может использоваться автономно, без какого-либо кузова.

В качестве материала для первых рам применялись ценные породы древесины, а также металл в виде круглых труб. Серийные модели рам из штампованного профиля с прямоугольным сечением появились в начале 20 века. Однако, спустя всего 30 лет на смену рамным автомобилям пришли «легковушки» с самонесущим кузовом.

Какие виды рамных конструкций существуют?

Традиционная рама автомобиля состоит из балок, к которым с помощью креплений присоединены основные автомобильные системы, в том числе силовые агрегаты и элементы ходовой (мосты, подвеска, колёса с дисками и шинами). Кузов автомобиля как часть несущей части служит местом размещения пассажиров и грузов, а также выполняет декоративную функцию.

Любая рамная конструкция предполагает функциональное разделение несущих элементов кузова и декоративных деталей, иногда усиленных особым каркасом. Прочный каркас может фиксироваться рядом с дверными проемами. Такой вариант не предполагает поддержку в процессе силовых нагрузок, неизбежных при эксплуатации автомобиля. В зависимости от вида используемой кузовной несущей, все рамы делятся на:

1. лонжеронные;
2. хребтовые;
3. периферийные;
4. вильчато-хребтовые;
5. решетчатые рамы;
6. несущие элементы, встроенные в кузов.

Также существуют комбинированные типы автомобильных рам, состоящие из элементов различных конструкций.

Преимущества и недостатки

Важным преимуществом рамочной конструкции считается высокая прочность несущей кузова автомобиля. По этой причине рама идеально подходит для грузовиков и внедорожников, даже несмотря на то, что общая масса транспортного средства с рамной несущей заметно больше.

Ещё одним положительным качеством рамы является универсальный характер ее использования. При производстве унифицированных узлов и агрегатов, совместимых с шасси, возможен выпуск различных моделей авто, отличающихся только внешним видом кузова и оформлением салона. Некоторые автоконцерны используют этот «хитрый» принцип при создании рестайлинговых модификаций в целях экономии средств. Примечательно, что сборка автомобилей с рамным основанием проще, а ремонт, как правило, менее трудозатратен.

И все же несущий кузов пользуется сегодня гораздо большей популярностью. Связано это с существенными недостатками рамных машин, среди них:

• большая масса автомобиля вследствие разделения назначений рамы и кузова;
• массивные лонжероны, расположенные под кузовом авто. Их объем компенсируется за счёт пространства для пассажиров, при этом внушительная высота порогов делает посадку в автомобиль менее комфортной;
• низкий уровень пассивной безопасности по причине возможного смещения при аварии рамной конструкции относительно кузова;
• более низкий показатель жёсткости на кручение по сравнению с характеристиками несущего кузова.

В стремлении сделать легковой автомобиль соответствующим современным требованиям безопасности и комфорта автоконцерны заменили рамную конструкцию на несущий кузов. Но обойтись без рамного авто в условиях бездорожья, повышенной вибрации во время движения, а также чрезмерной нагрузки на шасси, по-прежнему, невозможно.

Особенности рам разного типа

Разработка чешской компании Tatra была впервые применена при производстве авто этой фирмы. Рама с каркасом в виде трубы, соединяющей между собой детали трансмиссии и силовой агрегат, хорошо себя зарекомендовала и получила распространение среди других автопроизводителей.

Конструктивно хребтовая рама представляет собой единое целое с двигателем, сцеплением и коробкой передач, ведь каждый из элементов системы надежно связан с рамной конструкцией жестким креплением. Вал внутри трубы рамы посредством вращения выполняет крутящий момент от мотора к составляющим трансмиссии. Специфика механизма заключается в обязательной независимой подвеске для всех колес.

Хребтовая рама привлекает автомобилистов высоким показателем жесткости на скручивание. Применение хребтовой технологии позволяет быстро и эффективно создавать модели с несколькими ведущими мостами без потери в качестве и безопасности управления транспортным средством. Вот только обслуживание и ремонт деталей может оказаться непростым, ведь часть механизмов труднодоступны, так как находятся внутри конструкции рамы.

Разновидность хребтовой рамы также придумана командой инженеров компании Tatra. Вильчато-хребтовая конструкция оборудована своего рода вилками для мотора с трансмиссией, установленными по обе стороны основной трубы несущей. Трезубцы, венчающие раму спереди и сзади, служат кронштейнами, местом соединения с лонжеронами, к которым крепятся детали подвески и другие агрегаты.

Уникальность этого типа рам заключается в использовании обычного карданного вала и отсутствием жесткой сцепки между рамой, мостами и двигателем. К сожалению, размещение силового агрегата в задней части авто повлекло за собой проблемы с управляемостью, поэтому вильчато-хребтовые системы практически не применяются при проектировании современных ТС.

Особый вид лонжеронных рам стал известен в Европе шестидесятых годов прошлого века, когда периферийную конструкцию начали использовать при производстве габаритных легковых машин и «дредноутов» из США. Лонжероны в рамах такого вида расположены у порогов на большой ширине друг от друга так, так что высокий пол автомобиля по площади больше, чем в стандартном корпусе. При этом высота машины с периферийной рамой существенно меньше. Относительно низкая прочность поперечины рамы ввиду ее особого расположения заставила инженеров предусмотреть в авто более надежный и жесткий кузов, выдерживающий даже мощные боковые удары.

Один из самых сложных типов конструкции рамы применяется при создании спорткаров. Тонкие трубы из легированного металла устойчивы к кручению, но все же поддаются изгибу. В современном автомобилестроении доверие завоевали монококи, представляющие собой пространственную конструкцию, внешняя оболочка которой служит основным несущим элементом.

Независимо от того, какая несущая система у Вашего автомобиля, “основа” транспортного средства требует максимум заботы и внимания. Специалисты официальных сервисных центров ГК FAVORIT MOTORS проводят компьютерную диагностику состояния ходовой части, важнейших узлов и агрегатов авто. Опытные мастера осуществляют грамотное техническое обслуживание, своевременно выявляют и устраняют любые неисправности. Все работы выполняются точно в срок и по доступным ценам. Обращайтесь к профессионалам!

Источник статьи: http://favorit-motors.ru/articles/ekspluataciya-avto/system-auto/

Назначение, виды и устройство несущих систем легковых автомобилей.

Несущей системой называется рама или кузов автомобиля, служащие для установки и крепления всех частей автомобиля. Несущая система автомобиля предназначена для размещения всех узлов, агрегатов и систем автомобиля и соединения их в единую конструкцию, по сути, и являющуюся автомобилем.

Несущие системы бывают:

В рамном автомобиле роль несущей системы играет 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.

Это означает, что двига­тель, агрегаты трансмиссии, подвеску ходовой части, а также механизмы управления и дополнительное оборудование устанавливают не на раме (как у гру­зовиков, автобусов и мотоциклов), а непосредствен­но на нем, т.е. именно кузов несет всю нагрузку. Кроме того, в кузове располагаются водитель и пас­сажиры, размещается груз.

Кузовную несущую систему применяют на легковых автомобилях особо малого, малого и среднего классов, а также на большинстве современных автобусов.

Назначение, виды и устройство несущих систем грузовых автомобилей

В качестве несущей конструкции системы грузового автомобиля чаще всего применяется рама.

Различают следующие виды рам.

Лонжеронная рама состоит из двух продольных штампованных балок швеллерного сечения — лонжеронов, связанных между собой несколькими поперечинами. 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 лонжеронные 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.

Назначение, виды, и устройство несущих систем автобусов

Несущие кузова автобусов по характеру конструктивных элементов подобны кузовам легковых автомобилей, но имеют существенные отличия. В автобусных кузовах чаще, чем в кузовах легковых автомобилей, используется алюминий в виде листов и различных профилей. Соединение элементов кузова между собой часто осуществляется заклепками. Каркас кузова автобуса состоит в основном из продольных и поперечных элементов, к которым заклепками или точечной сваркой (при стальных деталях) прикрепляются наружные панели, часто представляющие собой плоские листы металла.

Из-за наличия пассажирских дверей силовая схема автобусного кузова обычно несимметрична, и для придания всей структуре необходимой жесткости дверные проемы усиливаются по периметру дополнительными частями.

Часто основание автобусного кузова выполняется в виде самостоятельно работающей системы, на которой устанавливается собственно каркас кузова, который в этом случае воспринимает относительно небольшую нагрузку. Такое основание называется несущим или интегральным. Интегральное основание позволяет вносить изменения в конструкцию кузова и выпускать одновременно автобусы с различными кузовами. Пространство между отдельными элементами интегрального основания используется для размещения топливных баков, ресиверов пневмосистемы, аккумуляторных батарей и других устройств, а на междугородных и туристических автобусах – для размещения багажа.

Требования к колесам с пневматическими шинами. Классификация шин и их маркировка

Требования, предъявляемые к шинам.

1. Обеспечение высокой комфортабельности — шина и подвеска, работая последовательно в вертикальном направлении, обеспечивают требуемую частоту собственных колебаний подрессоренной части конструкции. Помимо этого, влияние шины на комфортабельность автомобиля определяется следующим:

• уровнем шума при прямолинейном и криволинейном движении;

• сопротивлением повороту управляемых колес;

• радиальным и боковым биениями, которые передаются на рулевое управление.

2. Обеспечение безопасности движения — реализация этого требования в основном определяется прочностью каркаса шины, способного противостоять действию внутреннего давления и ударным нагрузкам. Безопасность шины определяется следующими ее свойствами:

• устойчивостью прямолинейного движения;

• способностью двигаться с высокими скоростями без опасности возникновения сильных вибраций и разрушения;

• хорошими сцепными свойствами как в продольном, так и в боковом направлениях, а также на дорогах с мокрым, загрязненным, заснеженным и обледенелым покрытиями.

3. Высокие экономические показатели — экономичность шины определяется ее стоимостью и эксплуатационными затратами.

4. Удобство компоновки (с позиции размещения колес и шин на автомобиле они должны иметь минимально допустимые размеры) заключается в следующем:

• уменьшается высота и ширина колесной ниши, что позволяет увеличить объем салона, моторного отсека и багажного отделения легкового автомобиля или улучшить планировку салона автобуса;

• уменьшается высота легкового автомобиля;

• уменьшается высота пола автобуса или положение грузовой платформы грузового автомобиля, что важно для ускорения погрузки и выгрузки;

• уменьшается пространство, занимаемое запасным колесом. В настоящее время на легковых автомобилях применяются колеса диаметром обода не менее 13» (дюймов), а на грузовых — 18».

Шины различают по назначению, геометрическим параметрам, конструктивным признакам и эксплуатационным характеристикам.

По назначению различают шины:

• для легковых автомобилей;

• для грузовых автомобилей и автобусов;

• для автомобилей повышенной и высокой проходимости;

• для специальных машин.

В зависимости от дорожного покрытия и его состояния они различаются по типу рисунка протектора:

• дорожные (для дорог с усовершенствованным покрытием);

• универсальные (для дорог с различным покрытием);

Учитывая различное состояние покрытия в зависимости от времени года шины бывают:

• летние (со стандартным дорожным рисунком);

• для грязи и снега;

• для грязи, снега и льда.

Обозначение шин

Европейская экономическая комиссия в сотрудничестве с технической организацией европейских производителей шин и ободьев в 1975 г. приняла Правило ЕЭК ООН, определяющее типовые испытания шин и их дополнительные обозначения, необходимые для проведения этих испытаний. Согласно принятым международным правилам и Правилу 30 ЕЭК ООН, обозначение шин строится следующим образом: • ширина профиля шины в дюймах/миллиметрах для диагональных конструкций или только в миллиметрах для радиальных шин; • через знак «/» серия шины; • знак «—»; • посадочный диаметр в дюймах; • индекс грузоподъемности; • индекс скорости. Маркировка: 205/55 R 16 (205-Номинальная ширина покрышки, 55-отношение высоты к ширине, R-тип каркаса шин, 16- диаметр обода в дюймах) Согласно приведенному перечню, обозначение шины выглядит следующим образом: • 6,15/155—13 75 Р — для диагональной; • 155/70—13 78 S — для радиальной. Индекс грузоподъемности — условное целое число, соответствующее максимальной грузоподъемности в килограммах или тоннах. Базовая скорость — максимальная скорость шины, соответствующая оптимальной нагрузке на нее. В случае необходимости на шину наносят дополнительные обозначения в виде надписей, например, со следующей информацией: • тип каркаса шины: RADIAL — радиальный; • бескамерная шина: TUBELESS; • материал корда и число его слоев в каркасе: 2 PLIES RAYON — 2 слоя вискозного корда; • для радиальных шин может быть описан состав брекера: TREAD 4 PLIES (2 PLIES RAYON + 2 PLIES STEEL) — пояс из четырех слоев (2 вискозных слоя + 2 стальных слоя); • фирма-изготовитель; • обозначение рисунка протектора; • обозначение «М & S» — для зимних шин.

Конструкция элементов колес

Колесо − это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей.

Колеса транспортных средств подразделяются на одинарные и сдвоенные(спарка).

Колесо состоит из 2х основных элементов: шина, диск.

Шина автомобиля воспринимает вертикальную нагрузку от веса автомобиля и все усилия, возникающие в пятне контакта шины с дорогой при ускорении, торможении и повороте автомобиля, смягчая силовые воздействия на автомобиль .

На легковых автомобилях применяются пневматические камерные и бескамерные шины, при этом последние имеют преимущественное использование.

Каркас шины − главный силовой элемент покрышки, который отвечает за прочность и гибкость. Представляет из себя один или несколько слоев обрезиненного корда.

Брекер − подушечный слой (пояс) автомобильного колеса, представляет из себя резинотканевую или металлокордную прослойку, которая проходит по всей окружности между каркасом и протектором. Брекер состоит из двух и более слоев обрезиненного корда.

Протектор – «беговая» часть шины, он контактирует с дорогой и во многом определяет характеристики покрышки. Представляет собой толстый слой специальной износостойкой резины, которая состоит из сплошной полосы (закрывающей брекер) и наружной рельефной части − протектора, рисунок которого определяет приспособленность шины к тем или иным дорожным условиям.

Боковина шины − это тонкий эластичный слой резины толщиной 1,5 — 3,0 мм на боковых стенках каркаса. Он защищает каркас от механических повреждений и проникновения влаги.

Борт − это жесткая посадочная часть покрышки для ее надежной фиксации на ободе колеса. Состоит из слоя корда каркаса, завернутого вокруг проволочного кольца , и твердого наполнительного резинового шнура.

В случае прокола шины, не позволяющего продолжить движение в комплекте автомобиля должно находится обычное колесо, или колесо уменьшенного объема «докатка».

Маркировка: 205/55 R 16 (205-Номинальная ширина покрышки, 55-отношение высоты к ширине, R-тип каркаса шин, 16- диаметр обода в дюймах)

Диски колес, применяемые на легковых автомобилях, разделяются на стальные и легкосплавные. Стальные колеса изготавливают методом штамповки из листового металла с последующей сваркой составляющих элементов. Достоинствами стальных колес являются сравнительно невысокая стоимость и хорошие эксплуатационные качества. К недостаткам следует отнести большую массу колеса и несколько широкое поле допусков на изготовление, что требует тщательной балансировки. Легкосплавные колеса изготавливают методом литья или ковки. Материалами для колес являются сплавы на основе алюминия, магния и титана, поэтому стоимость таких колес значительно выше. Колеса на основе магниевых сплавов требуют специального антикоррозионного покрытия.

Источник статьи: http://infopedia.su/5x74ed.html