Файл: Корниенко А.Г. Конструктивные схемы автомобилей, тракторов и принцип действия их агрегатов и механизмов лекция.pdf

-107 -

Взависимости от расположения подшипников полуоси воспринимают различные нагрузки и по условиям работы подразделяются на два ос­ новных типа: полностью разгруженные и полуразгруженные. Полностью разгруженные полуоси передают только крутящий момент Мк , а все остальные нагрузки воспринимаются кожухом полуоси через установ­ ленные на нем подшипники. Полуразгруженные полуоси передают кру­

тящий момент и воспринимают изгибающие моменты от всех трех реак­ ций ZK, Хки У , действующих.на ведущее колесо. В этом случае

подшипник колеса устанавливается на полуоси.

14.ХОДОВАЯ ЧАСТЬ И МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Входовую часть автомобиля входят рама или несущий кузов, пе­ редняя ось, подвеска и колеса. К механизмам управления относятся рулевое управление и тормоза.

Рама является основанием ходовой части автомобиля и предназна­ чена для установки всех агрегатов, механизмов, кабины и кузова.

В задней части рамы, как правило, устанавливается буксирное уст­ ройство для соединения с прицепом. Большая часть легковых автомо­ билей и некоторые автобусы имеют безрамную конструкцию. Роль рамы выполняет кузов, называемый несущим. Для крепления агрегатов (дви­ гателя, коробки передач и др.) служит короткая рама, которая соеди­ няется с полом несущего кузова.

Передней осью для автомобилей обычной проходимости является балка двутаврового сечения с поворотными цапфами, для автомобилей высокой проходимости - несущие части переднего ведущего моста (картер главной передачи и кожухи полуосей), для легковых автомо­ билей с независимой подвеской - балка передней подвески, поворот­ ные кулаки и система качающихся рычагов.

К подвеске автомобиля относятся все механизмы и детали, пере­ дающие толкающие усилия от трансмиссии к колесам (рессоры, штанги), воспринимающие на себя и поглощающие часть динамических нагрузок и реактивных моментов при движении автомобиля (рессоры, подрессор­ ники, штанги, амортизаторы), обеспечивающие плавность движения и гашение колебаний кузова. Подвеска соединяет подрессоренные и неподрессорснные массы автомобиля.

- 108 -

Приценяется два типа подвесок: зависимая рессорная (почти на всех автомобилях) и независимая рычакно-пружинная (в передней под­ веске легковых автомобилей).

Вперспективе разрабатывается пневматическая подвеска (автобус ЛАЗ-698).

Вкачестве упругого элемента нневматическая подвеска имеет бал­ лон, заполненный сжатым воздухом. При увеличении нагрузки воздух из резервуара поступает в упругий элемент до тех пор, пока не вос­ становится нормальный уровень пола кузова над землей. При уменьше­ нии нагрузки воздух из упругого элемента выпускается в атмосферу.

На грузовых автомобилях и автобусах применяют подвески на полуэллиптических рессорах, расположенных вдоль рамы автомобиля. Зад­

ние рессоры имеют обычно дополнительные рессоры (подрессорники), обеспечивающие одинаковую жесткость подвески при движении автомо­ биля с грузом и без груза.

На современных автомобилях крепление всех рессор к раме выпол­ няется на резиновых подушках. Три резиновые подушки установлены на передних концах рессор и две подушки на задних (ГАЗ-53А). На кон­ цах двух коренных листов прикреплены специальные чашки. В чашках устанавливаются резиновые подушки, которые вместе с концами рессор зажимаются в кронштейнах крышками. В передние кронштейны рессор установлены дополнительные упорные резиновые подушки, воспринима­ ющие усилия, направленные вдоль автомобиля и препятствующие про­ дольному перемещению рессор вперед. Необходимые продольные переме­ щения при прогибах происходят за счет смещения задних концов рес­ сор.

Подвеска автомобиля ГАЗ-66 осуществлена на продольных полуэллиптичи .;их рессорах, одинаковых для передней и задней осей с гидравлическими амортизаторами.

На автомобилях высокой проходимости для спаренных мостов при­ меняйся балансирная подвеска, которая обеспечивает равномерное распределение нагрузки между мостами в условиях их взаимного отно­ сительного перемещения. Толкающие усилия и реактивный момент на раму при балансирной подвеске передаются толкающими реактивными штангами, а не рессорами, как при зависимой рессорной подвеске.

-109 -

Вбалансирной подвеске поперечная ось, на концах которой уста­ новлены балансиры,жестко крепится к раме. К каждому балансиру при помощи стремянок крепится рессора, концы которой свободно опира­ ются на опоры, предохраняющие балки мостов от износа.

На большей части грузовых автомобилей передняя подвеска состоит из двух продольных полуэллиптических рессор и двух телескопических амортизаторов, задняя - из полуэллиптических рессор с подрессорни­ ками.

Независимая передняя подвеска легковых автомобилей уменьшает склонность передних управляемых колес к колебаниям вокруг шквор­ ней и повышает устойчивость его против заноса, а также уменьшает наклоны кузова при наезде колес на препятствия.

На легковых автомобилях и автобусах для уменьшения кренов на поворотах и повышения устойчивости автомобиля в движении применя­ ется в передней подвеске стабилизатор поперечной устойчивости в виде стержня с загнутыми концами. Закручивание этого упругого стержня при различной деформации пружин подвески увеличивает жесткость той пружины, которая имеет большую деформацию, и пре­ пятствует крену автомобиля в эту сторону.

На современных автомобилях для быстрого гашения вертикальных колебаний кузова при движении между рамой и осями устанавливаются гидравлические амортизаторы двустороннего действия телескопическо­ го или рычажного типа. Действие амортизатора основано на сопротив­ лении жидкости, продавливаемой через отверстие с малыми проходными сечениями. Наибольшее распространение получили амортизаторы теле­ скопического типа, так как они имеют сравнительно меньший вес и

гидросмесь АМГ-10 (ГОСТ 6794-53).

Колесо автомобиля состоит из ступицы, диска с ободом и шины. Размеры обода колеса характеризуются посадочными диаметром и ши­ риной для шины.

На современных автомобилях (ГАЗ-53А) применяются колеоа, име­ ющие уширенный обод с коническими полками и съемное разрезное

- но -

бортовое кольцо, одновременно выполняющее функцию замочного коль­ ца. Уширенный обод с коническими полками обеспечивает надежность крепления шины на ободе и увеличивает срок ее службы. На авто­ мобиле ЗИЛ-130 применяются колеса с разрезными замочными и нераз­ резными бортовыми кольцами. На автомобиле ГАЗ-66 - колеса с разъ­

емным ободом. Наличие разъемного обода и распорного кольца допуска-

О

ет движение автомобиля со сниженным давлением (от 2,8 кГ/см нор­ мального до 0,5 кГ/см2). Бортовое кольцо к ободу крепится болта­ ми. В качестве упругого элемента на автомобильном колесе применя­ ется пневматическая шина, которая поглощает толчки от дороги, обе­ спечивая мягкость движения автомобиля,и создает необходимые условия сцепления колеса с дорожным покрытием. От конструкции и состояния шин зависят тяговая и тормозная характеристики автомобиля, его устойчивость, безопасность движения, плавность хода, проходимость и экономичность.

Шины выпускаются высокого 0,49-0,74 мн/м2 (5,0-7,5 кГ/см2), низкого 0,15-0,49 мн/м2 (1,5-5,0 кГ/см2) и сверхнизкого давления менее 0,15, но не менее 0,05 мн/м2 (1,5-0,5 кГ/см2); камерные и бескамерные; с регулируемым и нерегулируемым давлением 0,05- 0,34 мн/м2 (0,5-3,5 кГ/см2).

Кбескамерным шинам относятся арочные и широкопрофильные шины,

атакже пневмокатки.

Внутреннее давление в шине устанавливается в зависимости от марки автомобиля и нагрузки, приходящейся на колесо. На автомоби­ лях высокой проходимости, как правило, устанавливается система регулирования давления воздуха в шинах, которая дает возможность увеличивать проходимость автомобиля, сохранять подвижность в слу­ чае повреждения шины и контролировать состояние их.

Шина состоит из покрышки, камеры, ободной ленты и вентиля. Ос­ новой покрышки является каркас, склеенный из нескольких слоев спе­ циальной прорезиненной ткани, называемой кордом. Толстая беговая часть покрышки, изготовленная из резины высокой износостойкости, называется протектором.

В шинах обычной конструкции нити смежных слоев корда перекре­ щиваются между собой под углом 95-115°, образуя сетку каркаса. Между каркасом и протектором устанавливается подушечный слой или брекер, состоящий из нескольких слоев обрезиненного корда.

- Ill

В отличие от шин обычной конструкции имеются шины типа Р и PC. В шинах Р применено радиальное расположение нитей корда в каркасе (от борта к борту) и установлен жесткий брекер (подушечный слой)

из вискозного или стального обрезиненного корда. Шины Р имеют в 1,5-2,0 раза больше срок службы и меньше сопротивление качению.

В шинах PC применено радиальное расположение нитей корда в кар­ касе и установлены съемные протекторные кольца, которые дают воз­ можность использования шины в разных условиях эксплуатации и уп­ ростить замену изношенного протектора.

Шины Р и PC камерные. Давление воздуха в шинах PC выше, чем в шинах Р, из-за необходимости надежного удержания протекторных ко­ лец. Бескамерные шины имеют самозаклеивающийся герметизирующий ре­ зиновый слой, привулканизированный к внутренней поверхности шины. Герметизация в месте стыка шины с ободом колеса обеспечивается формой бортов и наличием уплотнительного бортового слоя.

Бескамерные шины обеспечивают в эксплуатации большую безопас­ ность движения вследствие замедленного выхода воздуха при проко­ лах. Применение вискозного и нейлонового корда повышает прочность и срок службы бескамерной шины.

На специальных автомобилях высокой проходимости применяются арочные шины и пневмокатки, представляющие собой тип бескамерных шин низкого давления с большой шириной и особой формой профиля. Эти шины допускают большую деформацию, благодаря чему увеличива­ ется площадь контакта шины с дорогой, а следовательно, уменьша­ ется удельное давление на грунт, благодаря чему повышается про­ ходимость автомобиля.

Арочные и широкопрофильные шины устанавливаются вместо обыч­ ных сдвоенных колес автомобилей. Широкий профиль шин, низкое дав­ ление воздуха в них и редко расположенные грунтозацепы дают воз­ можность обеспечить движение автомобиля в условиях бездорожья, на размокших грунтовых, сухих песчаных и заснеженных дорогах.

Шины имеют маркировку и условное обозначение. Условное обозна­ чение шин состоит из цифр, характеризующих размеры ширины профиля и внутреннего диаметра или посадочного диаметра обода в дюймах или миллиметрах. Например, для ЗИЛ-130 шина 26G-5G8P (9,00-20) имеет покрышку с высотой профиля 260 мы (9 дюймов) и внутренний диаметр

- 112 -

508 мы (20 дюймов). На автомобиле ГАЗ-53А устанавливаются шины низкого давления 8,25-20, на автомобиле ГАЗ-66 - шины сверхниз­ кого давления 12,00-18.

На автомобиле ГАЗ-66 установлена система регулирования давле­ ния воздуха в шинах с места водителя как на стоянке, так и на хо­ ду в зависимости от характера дорожного покрытия и скорости дви­ жения автомобиля, а также контроль давления воздуха в шинах. Сни­ жение давления воздуха в шинах при движении по мягкому грунту уменьшает удельное давление на грунт и повышает проходимость авто­ мобиля. При незначительных повреждениях камеры шины система регули­ рования давления в шинах позволяет продолжать движение автомобиля, не прибегая при этом к немедленной смене колеса, поскольку ком­ прессор восполняет утечку воздуха из камеры.

В систему регулирования давления в шинах входят: компрессор, разгрузочный цилиндр, регулятор давления, воздушный баллон, пре­ дохранительный клапан, кран управления, манометр, трубопроводы подвода воздуха к колесам и уплотнительные устройства в цапфах по­ воротных кулаков.

Принцип работы системы регулирования давления в шинах автомоби­ ля ГАЗ-66 состоит в том, что воздух из компрессора поступает в воздушный баллон, который сообщается с краном управления системой накачки шин.

Кран имеет три положения: "Накачка", "Выпуск" и "Нейтральное положение". При положениях "Накачка" воздух при открытых колесных краниках поступает в камеры шин колес, "Выпуск" - из камер выходит в атмосферу.

При открытых колесных кранах камеры колес соединены между со­ бой и давление в них воздуха контролируется манометром. При дли­ тельных стоянках колесные краны необходимо закрывать, чтобы не было утечки воздуха через неплотности соединений и сальников.

При снижении давления в шинах скорость движения автомобиля не должна превышать 20 км/ч при давлении до 1,0 кГ/оы2 и 30 км/ч

при давлении от 1,0 до 2,8 кГ/см2 . При движении со скоростью выше 60 км/ч колесные краны должны быть закрыты. Ручку крана управле­ ния нужно поставить в положение "Выпуск" для выхода оставшегося воздуха и затем поставить в нейтральное положение. Это делается с

- и з -

целью недопущения выхода из строя блока уплотнителей систе­ мы регулирования давления в шинах.

Рулевое управление предназначено для изменения направления дви­ жения автомобиля и состоит из рулевого механизма и рулевого при­ вода. Рулевой механизм состоит из рулевого колеса, вала и червяч­ ной передачи, обеспечивающей значительное увеличение усилий от рулевого колеса к валу рулевой сошки.

Рулевой привод состоит из рулевой сошки, продольных и попе­ речных тяг и рычагов поворотных цапф и предназначен для передачи усилия от вала сошки к управляемым колесам. По конструктивному исполнению рулевой механизм выполняется в виде двухзаходного чер­ вяка и бокового зубчатого сектора (МАЗ-200, КрАЗ-219), глобои­ дального червяка и двухгребневого ролика (М-21), глобоидального червяка и трехгребневого ролика (PA3-53A, ГАЗ-66, ЗИЛ-164А); винта и шариковой гайки-рейки (новый тип на МАЗ-500), винта с гайкой на циркулирующих шариках и поршень-рейки,зацепляющейся с зубчатым сектором (ЗИЛ-130). Картер рулевого механизма автомо­ биля ЗИЛ-130 является одновременно цилиндром гидравлического уси­ лителя рулевого управления.

Одной из наиболее ответственных операций управления автомоби­ лем является поворот его управляемых колес. При большом осевом весе, приходящемся на колеса, такое управление становится затруд­ нительным и требует значительного физического усилия. Эта задача решается путем введения усилителя в рулевой привод автомобиля, который позволяет снизить усилие на рулевом колесе до любой за­ данной величины, кроме того, усилитель амортизирует удары, дей­ ствующие на рулевое управление со стороны колес, позволяет сохра­ нить направление движения автомобиля в случае внезапного разрыва шины переднего колеса при движении с большой скоростью.

Наибольшее распространение получили пневматические и особенно гидравлические усилители. Преимущественное распространение гидрав­ лических усилителей объясняется тем, что они имеют меныие габа­ ритные размеры, так как давление в них применяется 60-100 кГ/см^, а в пневматических только 6-10 кГ/см^, они бесшумны в работе и имеют меньшее время срабатывания.

В настоящее время усилители устанавливаются на легковых авто­ мобилях высшего класса, автобусах больной и особо больной вмести-