Устройство автомобилей
Передний управляемый мост
В зависимости от назначения и возлагаемых функций мосты могут быть ведущими, управляемыми, комбинированными или поддерживающими.
Ведущим называется мост, к колесам которого посредством механизмов трансмиссии подводится крутящий момент от двигателя.
Управляемый мост предназначен для поддержания автомобиля и обеспечения его маневренности. Колеса этого моста не принимают крутящий момент и являются ведомыми.
Комбинированный мост является одновременно и ведущим, и управляемым, т. е. он принимает крутящий момент и одновременно служит для выполнения поворотов и других маневров автомобиля.
Поддерживающий мост предназначен исключительно для поддержания автомобиля, и не способен обеспечивать тягу на колесах или поворот автомобиля.
Устройство переднего управляемого моста
Передний управляемый мост представляет собой поперечную балку с ведомыми управляемыми колесами. Балка переднего управляемого моста обычно выполняется кованой из стали и имеет пространственное сечение для повышения изгибной прочности.
В зависимости от типа подвески управляемых колес передние мосты автомобилей могут быть неразрезными, в которых управляемые колеса связаны непосредственно с балкой моста, и разрезными, в которых управляемые колеса связаны с балкой моста через подвеску.
Схематическое устройство наиболее распространенных типов управляемых передних мостов приведено на рис. 1.
Передний неразрезной управляемый мост (рис. 1, а) выполняется, как правило, в виде кованой стальной балки 4 двутаврового сечения. На концах балки в бобышках закреплены шкворни 3, а на их наружных концах шарнирно закреплены поворотные цапфы 2, на которые посредством подшипников устанавливают колеса. Цапфы могут поворачиваться вокруг своих шкворней вместе с управляемыми колесами, обеспечивая поворот автомобиля.
Связь балки моста с рамой осуществляется посредством элементов подвески – рессор, пружин, амортизаторов, пневматических баллонов и т. п.
Передний разрезной управляемый мост (рис. 1, б) отличается от неразрезного тем, что его поперечная балка 4 связана с управляемыми колесами посредством рычагов независимой подвески 7. В данном случае балка моста связана с несущей системой (чаще всего – кузовом) автомобиля жестко и одновременно служит для размещения опор двигателя.
Управляемые колеса со ступицами, установленные посредством подшипников на поворотных цапфах, могут вращаться вокруг шкворней или шаровых шарниров подвески, либо вместе со стойками (бесшкворневые подвески).
Передний неразрезной управляемый мост
На рис. 2 изображен передний управляемый неразрезной мост грузового автомобиля марки «ГАЗ».
Стальная двутавровая балка 14 с посредством двух рессор крепится к раме автомобиля.
Средняя часть балки выгнута вниз, что позволяет расположить двигатель ниже и оптимизировать компоновку кабины автомобиля.
В концевых бобышках балки посредством стопоров 12 закреплены шкворни 8, а на них через бронзовые втулки поворотная цапфа 7.
На фланцах поворотных цапф закреплены щиты 6 тормозных механизмов, а на осях цапф на конических подшипниках установлены ступицы 3. Закрепленные на ступицах колеса 1 с тормозными барабанами 2 могут вращаться на подшипниках вместе со ступицами вокруг осей поворотных цапф 7 и вместе с поворотными цапфами поворачиваться вокруг шкворней 8.
Передний разрезной управляемый мост
На рис. 3 изображен разрезной передний управляемый мост легкового автомобиля с независимой бесшкворневой рычажно-пружинной подвеской.
Основной частью моста является поперечная балка 4. К ней посредством верхних 3 и нижних 5 рычагов поворотных стоек 2, пружин 6 и амортизаторов 7 подвешены передние управляемые колеса автомобиля.
Колеса вместе со ступицами 9 и тормозными дисками 8 установлены на подшипниках на поворотных стойках 2, к которым прикреплены суппорты 1 тормозных механизмов колес. Управляемые колеса поворачиваются вместе с поворотными стойками, изменяя направление движения автомобиля при маневрировании.
Разрезной управляемый передний мост легкового автомобиля является съемным и жестко крепится болтами к несущему кузову автомобиля. Балка моста одновременно служит для крепления двигателя посредством упругих элементов (подушек двигателя).
Поддерживающий мост
Поддерживающий мост (рис. 4) служит только для поддержания несущей системы автомобиля. Он применяется в качестве заднего моста в переднеприводных легковых автомобилях, а также на прицепах и полуприцепах.
Основной частью моста является U-образная стальная балка 5 с приваренными по концам трубчатыми рычагами 3 и пружинной подвески 4. К концам рычагов прикреплены оси 1, на которых посредством подшипников установлены ступицы 2 с задними поддерживающими колесами.
Другими концами рычаги шарнирно соединены с кузовом автомобиля.
Поддерживающие мосты большегрузных автомобилей, прицепов и полуприцепов могут выполняться подъемными – при полной загрузке транспортного средства они опускаются в рабочее положение и поддерживают вес автомобиля или прицепа (полуприцепа), а при движении порожнего автопоезда могут вместе с колесами подниматься в транспортное положение, не оказывая дополнительного сопротивления качению, что способствует повышению топливной экономичности и уменьшению износа шин. Обычно в качестве подъемного выполняется один из сдвоенных мостов задней тележки.
Управление механизмом подъема поддерживающего моста чаще всего осуществляется посредством гидравлических, пневматических или механических приводов.
1.3. Передний управляемый мост
Управляемый мост (рис. 107 и 108) может быть неразрезным и разрезным. Неразрезной мост состоит из балки и поворотных кулаков, шарнирно соединенных посредством шкворней, обеспечивающих возможность поворота управляемых колес для изменения направления движения автомобиля (на цапфах поворотных кулаков на подшипниках устанавливаются управляемые колеса).
Балка моста должна быть прочной, жесткой и как можно более легкой. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют стальные кованые балки двутаврового сечения. По краям балки двутавровое сечение плавно переходит в прямоугольное с отверстиями для установки шкворней поворотного кулака. Средняя часть балки выгнута вниз, с тем чтобы дать мосту свободу вертикального перемещения. Для крепления элементов подвески на балке предусмотрено наличие соответствующих опорных площадок.
Рис. 107.
Передние мосты автомобилей:
а — ГАЗ-ЗЗ-12; б — ЗИЛ-4314.10;
1 — колесо; 2 — тормозной барабан; 3 — ступица; 4, 5 и 16— подшипники; б — шпилька; 7 — гайка крепления колеса; 8 — маслоотражатель; 9 — тормозной диск; 10 — поворотный кулак; 11 — шкворень; 12 — регулировочная шайба; 13 — рычаг поворотного кулака; 14 — палец рулевой тяги; 15 — стопор; 17 — балка переднего моста; 18 — поперечная рулевая тяга; 19 — продольная рулевая тяга; 20 — болт ограничения поворота колес; 21 — рычаг рулевой трапеции; 22 — масленки; 23 — регулировочная гайка; 24 — замочное кольцо; 25 — гайка
Шкворень поворотного кулака представляет собой стальной цилиндрический палец, неподвижно установленный в балке. Для его фиксации от поворота и осевого смещения обычно используются клиновые болты. Вертикальные нагрузки воспринимаются опорными подшипниками скольжения (подшипник качения). Для регулировки зазора между верхним торцом бобышки балки и поворотным кулаком устанавливают регулировочные прокладки. Поворот кулака относительно шкворня обеспечивается подшипниками скольжения, образованными поверхностью шкворня и запрессованными в отверстии поворотного кулака бронзовыми втулками.
Рис. 108.
Передний разрезной мост автомобилей ГАЗ-24-10 и ГАЗ-З102 «Волга» (с барабанными тормозными механизмами)
: 1 — стопорная шайба; 2 — ступица; 3 — поворотный кулак; 4 — стойка; 5 — верхний рычаг; 6 — регулировочные прокладки; 7 — продольная балка рамы; 8 — балка переднего моста; 9 — нижний рычаг; 10 — шкворень
Разрезной передний мост устанавливают на легковых автомобилях. Он состоит из стойки, которая шарнирно соединена посредством шкворня с поворотным кулаком в средней части и шарнирно соединяется посредством верхнего и нижнего рычагов с балкой переднего моста. Для обеспечения стабилизации управляемых колес оси шкворней наклонены в продольной и поперечной плоскостях.
Устройство переднего управляемого моста грузового автомобиля
Передний управляемый мост с ведомыми управляемыми колесами
Поперечная балка с ведомыми управляемыми колесами, к которым не подводится крутящий момент от двигателя, называется передним управляемым мостом. Этот мост не ведущий и служит для поддержания несущей системы автомобиля и обеспечения его поворота. Передние управляемые мосты различных типов широко применяются на легковых, грузовых автомобилях и автобусах с колесной формулой 4 х 2, а также на грузовых автомобилях с колесной формулой 6×4.
В зависимости от типа подвески управляемых колес передние мосты автомобилей могут быть неразрезными и разрезными. В неразрезных мостах управляемые колеса непосредственно связаны с балкой моста. В разрезных мостах связь управляемых колес с балкой моста осуществляется через подвеску. Неразрезные мосты применяются на грузовых автомобилях и автобусах при зависимой подвеске колес. Разрезные мосты устанавливаются на легковых автомобилях и автобусах при независимой подвеске колес.
Передний неразрезной мост (рис. 4.57, а) представляет собой балку 4 с установленными по обоим концам поворотными цапфами 2. Балка — кованая, стальная, обычно двутаврового сечения. Средняя часть балки выгнута вниз для более низкого расположения двигателя и центра тяжести автомобиля с целью повышения его устойчивости.
Конструкция передних управляемых мостов грузовых автомобилей КамАЗ. Передний управляемый мост грузовых автомобилей КамАЗ (рис. 4.58) — неразрезной. В бобышках стальной балки 17двутаврового сечения стопорными клиньями 14 закреплены шкворни 19, на которых установлены поворотные цапфы 5. Цапфы свободно поворачиваются вокруг шкворней на бронзовых втулках, запрессованных в ушки цапф, и упорных подшипниках 15, находящихся между цапфами и балкой моста.
Рис. 4.58. Передний управляемый мост грузовых автомобилей КамАЗ: 1 — колесо; 2, 7 — гайки; 3, 4 — шайбы; 5 — цапфа; 6 — крышка; 8, 10, 15 — подшипники; 9 — ступица; 11 — тормозной барабан; 12, 16 — рычаги; 13, 18 — тяги; 14 — стопорный клин; 17 — балка; 19 — шкворень; 20 — манжета; 21 —тормозной
К фланцам поворотных цапф прикреплены тормозные механизмы 21 колес. В ушках цапф закреплены рычаги 16 для крепления поперечной рулевой тяги 18 и поворотный рычаг 12 в левой цапфе — для крепления продольной рулевой тяги 13. На поворотных цапфах на роликовых конических подшипниках 8 и 10 установлены ступицы 9 с тормозными барабанами 11 и управляемыми колесами 1. Ступицы колес на поворотных цапфах закреплены гайкой 2, замковыми шайбами 3 и 4 и контргайкой 7. Снаружи ступицы закрыты крышками 6 с прокладками, а изнутри — манжетами 20.
Передний управляемый мост легковых автомобилей АЗЛК. На рис. 4.59 представлен передний управляемый мост легковых автомобилей АЗЛК с независимой бесшкворневой рычажно-пружинной передней подвеской колес. Мост — разрезной, и связь управляемых колес с балкой моста осуществляется с помощью независимой подвески. Основной и базовой частью моста является поперечина 4 подвески, штампосварная, из листовой стали. В средней части поперечина выгнута вниз для более низкого расположения двигателя и снижения центра тяжести автомобиля. Это повышает устойчивость и безопасность автомобиля при высоких скоростях движения.
Рис. 4.59. Передний управляемый мост легковых автомобилей АЗЛК: 1 — суппорт; 2 — стойка; 3, 5 — рычаги; 4 —поперечина; 6 — пружина; 7 — амортиза —
тор; 8 —тормозной диск; 9 — ступица
К поперечине 4 с помощью верхних 3 и нижних 5 рычагов, поворотных стоек 2, пружин 6 и амортизаторов 7 подвешены передние управляемые колеса автомобиля. Колеса вместе со ступицами 9 и тормозными дисками установлены на подшипниках на поворотных стойках 2, к которым прикреплены суппорты 1 тормозных механизмов колес. Управляемые колеса легко поворачиваются вместе с поворотными стойками, обеспечивая изменение направления движения автомобиля.
Поддерживающий мост. Этот мост (Рис.4.) служит только для поддержания несущей системы автомобиля и представляет собой обычно прямую балку, по концам которой на подшипниках смонтированы поддерживающие колеса. Поддерживающие мосты применяют на прицепах и полуприцепах, а также на легковых автомобилях с приводом на передние колеса в качестве задних мостов. Основной частью моста является штампованная из листовой стали U -образной формы балка 5 с приваренными по концам трубчатыми рычагами 3 пружинной подвески 4.
Рис. 4.60. Поддерживающий мост переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ:
1 — ось; 2 — ступица; 3 — рычаг; 4 — подвеска; 5 — балка
Устройство ходовой части
Управляемый мост
Для создания наименьшего сопротивления
движению, уменьшения изнашивания шин
и снижения расхода топлива управляемые
колеса должны катиться в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси автомобиля.
Управляемый мост может быть не разрезным и разрезным. Не разрезной мост состоит из балки и поворотных кулаков, шарнирно соединенных посредством шкворней, обеспечивающих возможность поворота управляемых колес для изменения направления движения автомобиля (на цапфах поворотных кулаков на подшипниках устанавливаются управляемые колеса).
Балка моста должна быть прочной, жесткой и как можно более легкой. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют стальные кованые балки двутаврового сечения. По краям балки двутавровое сечение плавно переходит в прямоугольное с отверстиями для установки шкворней поворотного кулака. Средняя часть балки выгнута вниз, с тем чтобы дать мосту свободу вертикального перемещения. Для крепления элементов подвески на балке предусмотрено наличие соответствующих опорных площадок. Шкворень поворотного кулака представляет собой стальной цилиндрический палец, неподвижно установленный в балке. Для его фиксации от поворота и осевого смещения обычно используются клиновые болты. Вертикальные нагрузки воспринимаются опорными подшипниками скольжения (подшипник качения). Для регулировки зазора между верхним торцом бобышки балки и поворотным кулаком устанавливают регулировочные прокладки. Поворот кулака относительно шкворня обеспечивается подшипниками скольжения, образованными поверхностью шкворня и запрессованными в отверстии поворотного кулака бронзовыми втулками.
Разрезной передний мост устанавливают на легковых автомобилях. Он состоит из стойки, которая шарнирно соединена посредством шкворня с поворотным кулаком в средней части и шарнирно соединяется посредством верхнего и нижнего рычагов с балкой переднего моста. Для обеспечения стабилизации управляемых колес оси шкворней наклонены в продольной и поперечной плоскостях.
Передние управляемые мосты автомобилей:
а — ГАЗ-53-12; б — ЗИЛ-4314.10; 1 — колесо; 2 — тормозной барабан; 3 — ступица; 4, 5 и 16 — подшипники; б — шпилька; 7— гайка крепления колеса; 8 — маслоотражатель; 9 — тормозной диск; 10 — поворотный кулак; 11 — шкворень; 12 — регулировочная шайба; 13 — рычаг поворотного кулака; 14 — палец рулевой тяги; 15— стопор; 17— балка переднего моста; 18 — поперечная рулевая тяга; 19 — продольная рулевая тяга; 20 — болт ограничения поворота колес; 21 — рычаг рулевой трапеции; 22 — масленки; 23 — регулировочная гайка; 24 — замочное кольцо; 25 — гайка.