Составные части шасси автомобиля

Шасси автомобиля.

Объединяет все агрегаты , механизмы и представляет собой совокупность всех механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колёса, передвижения автомобиля и управления им.

Шасси состоят из трёх механизмов:

2. Ходовой части.

3. Механизмов управления.

Трансмиссия – совокупность узлов и механизмов соединяющих двигатель с ведущими колёсами, служащая для передачи и изменения крутящего момента от коленчатого вала двигателя к ведущим колёсам автомобиля. В состав трансмиссии входят:

— раздаточная коробка, если автомобиль полноприводный;

Ходовая частьавтомобиля включает в себя:

— раму, выполняющую функцию несущей системы, если конструкция автомобиля рамная;

— переднюю и заднюю подвески, которые связывают мосты с рамой, смягчают толчки и гасят колебания;

— кожух заднего моста;

Механизмы управления автомобилем включают:

Тормозная система служит для снижения скорости, остановки, и удержания автомобиля на месте. В состав тормозных систем входят:

— привод тормозных механизмов с усилителем;

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля и включает в себя:

— рулевой привод с усилителем;

Кузов.

Предназначен для размещения водителя, пассажиров и груза.

У автобусов и легковых автомобилей в кузове размещаются пассажиры и водитель. Кузов грузового автомобиля состоит из платформы под груз и кабины водителя.

2. Компановочные схемы автомобилей.

Компановка автомобиля может быть самой разнообразной, так как она зависит от:

— взаимного расположения двигателя, кабины и кузова;

— типа рамы (несущей системы);

— числа мостов и расположение их по длине автомобиля;

Различают схемы компановки автомобиля по расположению двигателя:

1. Переднее расположение двигателя (впереди кабины).

Такая компановка позволяет равномерно распределить нагрузку между мостами. При этом, если автомобиль заднеприводный, то он имеет лучшее сцепление шин с дорогой на различных режимах. Обеспечивается хорошая доступность к двигателю.

Если автомобиль переднеприводный, то это упрощает конструкцию трансмиссии, так как сцепление, коробка передач, главная передача с дифференциалом объединены, но при движении на подъём ухудшаются динамические характеристики из-за снижения вертикальной нагрузки на ведущий мост, а при торможении становится неблагоприятным распределение нагрузок.

2. Заднее расположение двигателя.

Такая компановка упрощает трансмиссию заднеприводного автомобиля, так как отсутствует карданный вал и длинная труба глушителя. При этом шум в салоне уменьшается, но усложняется управление двигателем, приводом сцепления и переключение передач.

1. Современные грузовые автомобили имеют, как правило, компановку кабина над двигателем.

Такая компановка обеспечивает увеличение нагрузки на передний мост, позволяет снизить собственную массу автомобиля без уменьшения грузоподъёмности и уменьшить базу автомобиля.

Длина автомобиля является одним из важных параметров для стеснённых городских условий. Для увеличении вместимости городские автобусы выполняют сочленёнными, а вне которых странах двухэтажными

Источник статьи: http://studopedia.ru/15_91143_shassi-avtomobilya.html

Что такое шасси в автомобиле: назначение, принцип работы

Функционально любой автомобиль можно рассматривать, как совокупность пассажирского и грузового отсеков, а также всех механизмов и конструкций, позволяющих транспортному средству передвигаться, то есть кузова и шасси.

Исторически сложилось выделение двигателя в самостоятельную единицу, к шасси не относящуюся, хотя структурно он тоже всегда упоминается в его составе.

Функции шасси в машине

Исходя из основного предназначения автомобиля, шасси должно выполнять следующие задачи:

• принимать крутящий момент от двигателя, преобразовывать его до нужной величины и передавать на ведущие колёса;
• обеспечивать максимальное гашение ударов и толчков от неровностей дороги, сохраняя от перегрузок пассажиров, груз и механизмы автомобиля;
• задавать направление движения, стабильность и безопасность на любых дорогах;
• выполнять служебное, экстренное и стояночное торможение;
• придавать дополнительную прочность и жёсткость кузову.

Некоторые элементы шасси могут монтироваться внутри кузова, сохраняя при этом свою функциональную автономность.

Устройство и конструкция

В соответствии с выполняемыми функциями шасси состоит из отдельных систем:

• Трансмиссия, куда относятся коробка передач, раздаточная коробка, система приводов и карданных валов, редукторы ведущих мостов, полуоси;
• Подвеска с упругими элементами, демпферами (амортизаторами), направляющим аппаратом;
• Колёса и ступичные узлы;
• Рулевое управление, куда входят руль, колонка, усилители, рулевой редуктор (рейка), рулевая трапеция и поворотные кулаки;
• Тормозная система, достаточно сложно устроенная по соображениям эффективности и безопасности.

Конструктивно узлы шасси могут быть скомпонованы вокруг рамы автомобиля или, при её отсутствии, вокруг нижних элементов силовой структуры несущего кузова.

Для повышения комфорта и улучшения управляемости часто на машины устанавливаются передний и задний подрамники. Это прочные пространственные конструкции, к которым крепятся детали подвесок и трансмиссии, а сами они монтируются на кузове.

Так кузов избавляется от многих нежелательных сил, которые прикладывались бы к нему со стороны дороги и силового агрегата.

Большое значение компоновка шасси имеет и для технологичности процессов сборки и ремонта автомобилей. Вместо того, чтобы производить все работы вокруг объёмного и тяжёлого кузова, производится предварительная сборка всех элементов на раме или подрамниках, после чего полученные крупные модули соединяются с кузовом.

Такой подход имеет и свои недостатки, поскольку детали подрамников начинают в свою очередь мешать при сборочно-разборочных операциях. Но преимуществ больше, поэтому подрамники присутствуют почти на всех современных автомобилях.

Трансмиссия

Через трансмиссию проходит путь крутящего момента от коленчатого вала двигателя к ведущим колёсам. При этом он меняется в широком диапазоне, в зависимости от выбираемого водителем или автоматически суммарного передаточного числа трансмиссии.

Это число означает отношение оборотов двигателя к частоте вращения колёс. Ровно во столько же раз, во сколько скорость вращения вала двигателя больше, чем валов на выходе трансмиссии, возрастает крутящий момент.

Это очень важно для реализации всей мощности мотора, поскольку она зависит от частоты вращения вала, но при этом может потребоваться на любой скорости.

В состав классической механической трансмиссии могут входить:

• Сцепление , предназначенное для рассоединения двигателя, всех прочих узлов и плавного их подключения;
• Коробка передач , непосредственно меняющая общее передаточное число, а значит скорость и крутящий момент;
• Раздаточная коробка , используется на полноприводных автомобилях, с её помощью вращение распределяется по разным осям;
• Карданные валы и привода с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС), связывающие между собой узлы трансмиссии и ступицы колёс;
• Главные передачи , где крутящий момент дополнительно умножается, а вращение разворачивается от продольного направления на поперечное;
• Дифференциалы , позволяющие осям и колёсам на одной оси вращаться с разной скоростью.

Трансмиссия в авто с передним приводом.

Трансмиссия в авто с задним приводом.

Чаще всего используется механическая трансмиссия с ручной или автоматической коробкой, но возможно применение гидравлических и электрических трансмиссий, например на гибридных и особо большегрузных автомобилях.

Классификация

Шасси может быть рамного типа или собранным на основе несущего кузова. Рамы, в свою очередь, подразделяются на:

• Лестничного типа в виде двух лонжеронов, соединённых силовыми поперечинами;
• Объёмная, представляющая собой пространственную конструкцию, к которой крепятся навесные детали кузова;
• Хребтовая, когда все нагрузки принимает на себя мощная труба по центру автомобиля, на которую и навешиваются элементы трансмиссии и подвески, часто внутри неё проходят карданные валы;
• Интегрированная, то есть включённая в силовую структуру несущего кузова для принятия на себя основной доли всех нагрузок, но не отделяемая от деталей кузова;
• Распределённая, с отдельными передними и задними подрамниками, соединёнными несущим днищем автомобиля со встроенными лонжеронами и поперечинами.

Применение рам ограничено тяжёлыми автомобилями, грузовиками, а также полноприводными машинами высокой проходимости, где важна прочность и способность постоянно противостоять изгибающим нагрузкам.

Иногда от кузова наоборот требуется высокая жёсткость, тогда используется пространственная рама, например в автоспорте.

Во всех прочих случаях использование отдельной рамы нежелательно, поскольку это увеличивает массу и стоимость машины. Тогда в автомобилях применяется несущий кузов.

Силовая структура, часто из высокопрочных сортов стали, образует каркас кузова, выполняя требования по прочности и безопасности, но в условиях постоянных ударных и скручивающих нагрузок ослабевает из-за усталости металла. Но для дорожных автомобилей это не так важно, зато конструкция получается лёгкой и жёсткой.

Шасси грузовых автомобилей

Практически всегда грузовики строятся на шасси с рамой лестничного типа. Два массивных лонжерона вдоль автомобиля, обычно переменного сечения, обеспечивают независимое размещение кабины с двигателем и грузовой платформы или сцепного устройства для полуприцепа.

Для тяжёлого грузовика именно такой подход очень важен. В кузове, а здесь это означает именно грузовую платформу, размещается очень большая масса, погасить колебания которой с помощью только подвески невозможно.

Плоская рама же обеспечивает гибкость и податливость, груз обретает некоторую свободу и его перемещения в такт неровностям дороги не достигают разрушающих нагрузок. Сама же рама выполнена из упругой стали, восстанавливающей свою исходную форму после снятия напряжения.

Кроме того, рамная конструкция позволяет выполнить шасси грузовика функционально завершённой конструкцией. На нём располагаются двигатель, трансмиссия, подвески и тормоза.

Остаётся навесить на раму любой кузов из предусмотренной линейки, будь то бортовой грузовик, фургон, цистерна или седельный магистральный тягач.

Так же достаточно легко решаются вопросы с изменением количества мостов, размеров, типов кабин и дополнительного оборудования. Модульность конструкции позволяет снизить себестоимость автомобилей.

Вплоть до поставки голых шасси специализированным фирмам для постройки уникальных автомобилей в единичном производстве.

Достоинства и недостатки

Концепция разделения автомобильного конструктива на шасси и кузов имеет свои преимущества:

• возможность территориального разделения кузовных цехов и производителей шасси, с выделением сборочных производств;
• дешевизна расширения номенклатуры автомобилей на единой платформе, вплоть до построения разных марок машин на одном шасси;
• проведение рестайлинга моделей без дополнительных затрат на разработку нового шасси;
• минимальные затраты на проведение крупных ремонтов;
• вынесение мелкосерийного производства за рамки крупных предприятий.

Недостатками будут неизбежные затраты из-за невозможности дублирования функций кузова и шасси одними и теми же узлами:

• некоторое увеличение общей массы автомобиля;
• трудности с распределением массы по осям;
• повышение центра тяжести автомобиля и ухудшение управляемости;
• невозможность перекомпоновки узлов при создании модификаций.

По этим причинам чёткое разделение шасси и кузова не используется в дорогих спортивных и представительских автомобилях, где главными являются их потребительские характеристики, а не вопросы оптимизации производства.

Так же поступают и при конструировании самых дешёвых бюджетных автомобилей, где модели быстро обновляются, а номенклатура модификаций минимальна, гораздо важнее малая масса, то есть общее количество затраченных материалов и деталей.

Источник статьи: http://autovogdenie.ru/chto-takoe-shassi-v-avtomobile.html

Рама, кузов и шасси

Сегодня мы акцентируем ваше внимание на раме, шасси и кузове. Это важнейшие составные части автомобиля. Ведь за ними стоят основание, структура транспортного средства, база, которая связывает ряд других агрегатов и механизмов.

Продолжим детализированно рассматривать устройство, конструкцию автомобиля. Остановимся на том, что из себя представляют рама, кузов и шасси транспортного средства. Сфокусируемся на их основном назначении.

• Рама – несущая структура. Это основание для иных частей транспортного средства. Его каркас. На каркас крепятся двигатель, подвеска, агрегаты трансмиссии (механизмы, служащие для передачи движения) и другие компоненты автомобиля. Изначально рама была у всех автомобилей. Теперь – только у тех, где нет несущего кузова. Это грузовые автомобили, большинство внедорожников. Рамы могут быть хребтовыми (несущие части – трубы) или состоящими из лонжеронов (их производят из швеллеров — металлоизделий, образующих в поперечном сечении букву «П»). Хребтовые рамы более жёсткие, особенно впечатляет жёсткость рамы на скручивание. На базе хребтовой рамы легко создать авто с разным количеством ведущих мостов. Но лонжеронные рамы современные производители используют чаще. Ведь механизмы в случае использования хребтовой рамы приходится устанавливать внутри её, и, если у машины случится поломка, ремонт получается очень сложным.
• Кузов – обрамление автомобиля. Является конструктивной частью. Может крепиться непосредственно к раме или представлять собой самостоятельную несущую систему (у моделей, где не установлена рама – преимущественно, легковых автомобилей). Изготавливается из металла (например, листовой стали, алюминия), углеволокна, пластика, стекловолокна. Предназначается для размещения водителя, пассажиров и груза. В кузов входят ряд составляющих: капот, крылья, подножки. Количество и виды компонентов зависят от того, к какому транспортному средству принадлежит кузов. Например, у коммерческого (грузового) транспорта кузов может быть представлен «формулой» кабина + платформа/цистерна/фургон + крылья, капот, подножки, а кузов легкового транспорта чаще представлен основанием, крышей, боковыми, передней и задней панелями (боковиной, передней и задней частью). Для защиты от коррозии и придания эстетичного внешнего вида кузов автомобиля окрашивается.
• Шасси – совокупность узлов ходовой части, механизмов управления и трансмиссии. Таким образом за шасси стоят все агрегаты и узлы, которые нужны для управления движения транспортного средства. Именно агрегаты, узлы шасси обеспечивают транспортному средству передачу движущей силы. Именно от шасси зависят такие качества как, например, маневренность, грузоподъёмность транспортного средства.

Кузовные и рамные шасси

Если речь идёт о шасси на раме, это законченная конструкция, которую можно передвигать на собственных колёсах или гусеницах. Рамные шасси устанавливают на грузовые автомобили, трактора. При этом на шасси транспортных средств, предназначенных для передвижения в условиях бездорожья, могут устанавливать средства повышения проходимости.

Если же речь идёт о шасси транспортного средства с несущим кузовом, то мы имеем дело с основанием транспортного средства. Именно оно является связующим звеном между агрегатами ходовой части, механизмами управления.

Один из популярных конструктивных вариантов полно-рамная система «кузов над рамой». Это жёсткая конструкция из стержней из стали. Для крепежа автомеханиками используются болты. Такая конструкция особенно подходит для джипов, микроавтобусов.

Шасси же с несущим кузовом (соединение выполнено методом сварки) чаще можно встретить у малых и средних легковых автомобилей. Многие кузовную конструкцию такого типа называют унифицированной, блочной.

По сравнению с рамной кузовная конструкция имеет существенно меньший вес. Благодаря этому у кузовного транспорта – лучшая топливная экономичность.

Рисунок наглядно демонстрирует, что у кузовного транспорта нет отдельной рамы. Несущий кузов транспортного средства сформирован панелями.

A – Кузовная конструкция со съемным шасси.

B – Компоненты шасси. Характерная компоновка для автомобилей Mazda, SAAB. Крепление компонентов к металлическим частям кузовной конструкции выполнено через усиленные поперечные элементы.

Важно также быть знакомым с понятием «самоходное шасси». В этом случае речь идёт не о составной части, а самостоятельном моторизированном транспортном средстве. На самоходное шасси ставится дополнительное оборудование, орудия, приспособления (сварочный аппарат, навесной комбайн, снегоуборочную машину, погрузчик, подъёмник, автокран). Самоходное шасси активно задействуется в коммунальном, сельском и лесном хозяйстве, а также на складах.

Снаряженная масса шасси

Очень часто можно встретиться с понятиями «снаряженная масса шасси», снаряжённая масса автомобиля». Что же это такое?

Снаряжённая масса авто – это суммарная масса автомобиля со всеми эксплуатационными материалами (полным баком бензина, охлаждающей жидкостью, маслом). Масса водителя и пассажиров при этом в расчёт не берётся. Их масса учитывается, если речь идёт о полной массе транспортного средства.

Снаряженная масса у каждого вида автомобиля различна:

• Пикапы и внедорожники. Вес достигает 2,5 т.
• Полноразмерные автомобили, минивены. Вес – около двух тонн.
• Компактные автомобили. Снаряжённая масса – не более 1360 кг.
• Микрокары, микроавтомобили. Снаряжённая масса – около тонны.

Очень часто снаряжённую массу транспортного средства в характеристиках указывают именно в качестве снаряжённой массы шасси. Как правило, производитель пишет «Полная масса транспортного средства» и «Снаряженная масса шасси», иногда же он указывает «Полная масса транспортного средства» и «Снаряжённая масса транспортного средства».

Распределение веса по осям

За то, какой вес автомобиля приходится на колеса передней и задней оси, отвечает характеристика «распределение веса по осям» («распределение нагрузки шасси»).

Эта характеристика напрямую связана с показателями топливной экономичности и способности транспортного средства поворачиваться. Именно от распределения веса по осям зависит способность транспортного средства маневрировать – поворачивать на заданный угол и сохранять устойчивость.

Идеальный вариант для спортивных автомобилей – это распределение веса – 50/50 (одинаково – не переднюю и заднюю ось).

У переднеприводных автомобилей распределение веса по осям – 70/30 (70% нагрузки на переднюю и 30% на заднюю ось). Это важно для оптимизации тягового усилия на ведущие колеса.

Габаритные размеры транспортных средств

Важными характеристиками любого транспортного средства (ТС) являются габаритные размеры. Это длина, ширина, высота, грузоподъёмность, объём кузова.

Чтобы правильно определять габариты, важно чётко ориентироваться в терминологии и уметь корректно производить расчёт расстояния.

Колесная база – расстояние от центральной линии передних колес до центральной линии задних колес. Стандарт для маломерных, компактных авто равен 254 мм (100 дюймов), у полноразмерных авто, пикапов – 381 см.

• Ширина колеи – расстояние между линиями двух колес одной оси. Стандартная ширина колеи для передней оси – 157 см для задней оси -163 см. Чем шире ширина колеи, тем выше способность успешного преодоления на высоких скоростях крутых поворотов (при низкой ширине колеи есть риски опрокидывания транспортного средства).
• Ширина ТС (транспортного средства) – наибольшее расстояние между максимально удаленными частями кузова, находящимися справа и слева него. Измерения проводятся перпендикулярно центральной линии транспортного средства.
• Длина ТС – расстояние от наиболее выразительно выступающей точки на заднем бампере до такой же точки на переднем бампере.
• Высота ТС – высота от дороги до крыши транспортного средства (самой высокой его части).

По габаритам автомобили делятся на несколько групп:

Полноразмерный автомобиль. Рассчитан на перевозку 4-х-5-ти взрослых людей. Большинство полноразмерных легковых авто – четырёхдверные, полноприводные или заднеприводные.

Автомобили среднего размера. Ориентированы на транспортировку 3-4-х человек. На машины этого типа установлены небольшие двигатели, за счет этого наблюдается существенная экономия топлива.

Компактные и мини-компактные автомобили. Большинство из них – переднеприводные. За счёт малого веса, и небольшого аэродинамического сопротивления именно у них отличная топливная экономичность.

Аэродинамические характеристики

Говоря о габаритах, мы уже затронули аэродинамические характеристики. Остановимся на них подробнее. Ведь именно аэродинамическое сопротивление – одна из ключевых проблем, с которой связаны и скорость, и экономия топлива.

Производители кузовов активно заинтересованы в создании таких конструкций, у которых наименее выражено лобовое сопротивление воздушному потоку.

Кузовопроизводители стремятся к минимизации площади фронтальной проекции кузова. Чем меньше высота и ширина кузова, фронтальная проекция, тем лучше аэродинамические характеристики транспортного средства.

Многое зависит и от формы кузова. Аэродинамические характеристики выше у автомобилей с обтекаемым кузовом, низкой посадкой.

Для оценки аэродинамических характеристик кузова используется коэффициент лобового сопротивления. Он показывает отношение силы сопротивления воздуха во время движения транспортного средства к отношению к силе сопротивления движению цилиндра (наибольшее поперечное сечение транспортного средства при этом должно быть равным поперечному сечению цилиндра). Cd = 0,26 – это отличный показатель. Именно такой коэффициент лобового сопротивления – у инновационных спорткаров. Для минивена, пикапа же хороший показатель – Cd = 0,40.

Классификация автомобилей

Классификация автомобилей осуществляется по нескольким критериям:

В основе классификации по сегментам – габаритные размеры.

Существует две вариации классификации: на 6 и 8 сегментов. В первом варианте сегменты сформированы на основании размеров. Во второй классификации также учитывается вместимость, стоимость автомобиля.

Классификация с 6-ю сегментами:

A. Длина – до 3,6, ширина – до 1,6 м.

B. Длина – до 3,6…3, 9 и ширина 1,5…1,7 м.

C. Длина – до 3,9…4,4, ширина –1,6…1,75 м.

D. Длина – 4,4…4,8, ширина – 1,7…1,8 м.

E. Длина – более 4,8 и ширина более 1,7 м.

F. Длина более 5,0 и ширина более 1,82 м.

Классификация с 8-ю сегментами:

1. G. Первый спортивный.
2. H. Второй спортивный (спортивные купе премиум-класса).
3. J. Транспорт повышенной проходимости.
4. S. Спорткары – купе, кабриолеты.
5. SUV-1. Небольшие внедорожники.
6. Сегмент SUV-2. Вместительные внедорожники.
7. Сегмент M. Минивэны, универсалы повышенной вместимости.
8. Сегмент MPV. Субкомпактные автомобили с кузовом минивэн.

Классификация по типам кузовов

Седан (Sedan). Легковые автомобили, в которых багажное отделение структурно отделено от пассажирского салона. В задней стенке нет дверцы. Чаще всего седаны – четырёхдверные, но встречаются также двухдверные (тудоры, пример — Chevrolet Monte Carlo) и пятидверные модели. В США седаны часто называют Saloon, в Хорватии – Limuzina. Большинство седанов – хардтопы. У них нет центральных стоек, а на боковых стёклах отсутствуют наружные рамки.

Универсал (Family Cars) – это легковой автомобиль с прямой крышей. Легко узнаваем по закрытому двухобъёмному грузо-пассажирскому кузову. Задний свес у универсала – длиннее или такой же, как на седане.

Хэтчбек – авто с покатой крышей и укороченным свесом кузова. Длина такого кузова достаточно небольшая, поэтому хэтчбек пользуется популярностью в городских условиях. Автоматически решается вопрос с разворотом на узких улицах, во время парковки.

Купе – автомобили с «укороченной» базой. Чаще всего – с двумя дверьми, и двумя «полноценными» местами в первом ряду комфортности. Второй ряд сидений или отсутствует или ограничен по комфортности. Купе – распространённый вариант кузовов у спорткаров.

Кабриолет (Convertible) – легковой автомобиль со складной крышей. К кузову примыкают не стандартные опускающиеся, а съемные боковые окна.

Внедорожники – это автомобили с несущим корпусом –на раме с полным приводом. Транспортные средства отличает высокий клиренс и пониженный ряд передач трансмиссии. Функцию ведущих выполняют передние и задние колёса.

Минивэны (Mini-Van) – семейные автомобили повышенной вместимости с высокой крышей, однообъёмным либо полуторообъёмным кузовом. В большинстве минивенов размещено три ряда кресел (чаще всего складные, съёмные). Характеризуются большой площадью остекления и хорошим обзором.

Информация, которая касается конструкции, устройства автомобиля, постоянно лавинообразно увеличивается. Мониторить информацию каждый день не вариант Тратится куча времени. Но представьте, что в вашем распоряжении есть библиотека, которая без ваших усилий и регулярно — практически каждый день — обновляется свежей информацией по автомобильным технологиям. И такая платформа есть, это cистема дистанционного обучения ELECTUDE. Экономить время и получать актуальную информацию по транспортным технологиям легко!

Источник статьи: http://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/rama-kuzov-i-shassi/