Мосты легковых и грузовых автомобилей: классификация, устройство и назначение

Мосты автомобилей — агрегаты колёсных или гусеничных машин, связывающий колеса на одной оси и воспринимающий все виды нагрузок (вертикальные, продольные и поперечные), существующих между колёсами и подвеской. Крепится к раме автомобиля или несущему кузову с помощью подвески, решая задачи соединения колес с кузовом, передачи крутящего момента (актуально в случае если мост ведущий) и тормозных усилий. При разработке мостов важной инженерной задачей является сохранение надежности конструкции при минимальной массе агрегата.

Мосты различаются по назначению, конструкции, виду подвески и количеству колес. В зависимости от конкретного транспортного средства и необходимых задач по эксплуатационным характеристикам подбирается тот или иной вид моста для легковой или грузовой машины.

Виды мостов по назначению

По назначению мосты делятся на: ведущие, управляемые, комбинированные, поддерживающие и проходные.

Ведущие

Ведущий мост соединяет между собой колеса ведущий оси, обеспечивая передачу крутящего момента от двигателя, а следовательно содержит в себе механизмы, необходимые для выполнения этой задачи: главную передачу, дифференциал, полуоси, колёсные ступицы. У автомобилей, привод в которых осуществляется гидравликой или электричеством, некоторые вышеперечисленные элементы не применяются, вместо них используются мотор-колёса.

Ведущий мост грузовика

Ведущий мост может располагаться спереди, сзади, либо одновременно и там и там (последнее чаще встречается у машин повышенной проходимости). Он выполняет следующие функции:

• Передача и преобразование крутящего момента к ведущим колесам;
• Обеспечение разной скорости вращения колес;
• Передача тягового усилия к раме автомобиля или кузову;
• Передача тормозных усилий.

Устройство ведущего моста грузового автомобиля:

1 — ступица; 2 — тормозной барабан; 3 — сапун; 4 — зубчатое колесо главной передачи; 5 — картер главной передачи; 6 — шпилька крепления картера главной передачи; 7 — балка моста; 8, 10 — полуоси; 9 — дифференциал; 11 — тормозная камера; 12 — подшипники ступицы.

Управляемые

Грузовик Tatra T813 S1 8×8 с двумя управляемыми мостами спереди

Управляемый мост содержит в себе механизмы рулевого управления, обеспечивая маневренность транспортного средства, и соединяет колеса управляемой оси. Управляемый мост может быть расположен спереди или сзади, у многоосных транспортных средств таких мостов может быть несколько. В основном управляемый мост располагается спереди за исключением специальной техники вроде зерноуборочных комбайнов, погрузчиков, автомобилей коммунальных служб — у них он располагается сзади.

Основой управляемого моста может служить как балка/поперечина, так и подрамник. У большинства легковых автомобилей (чаще всего они переднеприводные) спереди установлен управляемый ведущий мост или, если говорить корректными терминами, так называемый комбинированный мост.

Устройство управляемого неразрезного моста грузовика «ГАЗ»:

Наиболее часто встречающиеся типы передних управляемых мостов:

Комбинированные

Комбинированный мост сочетает в себе функции ведущего и управляемого мостов. Наиболее распространена такая компоновка в легковых переднеприводных автомобилях. В комбинированном мосте есть главная передача и дифференциал, а привод реализован с помощью карданной передачи с карданными шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС). Внутренние шарниры отвечают за подвижность узла по вертикали, наружные — при повороте колеса.

Пример комбинированного моста — привод управляемых колес переднеприводного автомобиля марки «ВАЗ», где главная передача и дифференциал выполнены в едином с коробкой передач корпусе.

а — общий вид;
б — детали наружного шарнира;
в — привод правого переднего колеса;
1, 3 — наружный и внутренний шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы)
2, 4 — приводные валы;
5 — корпус шарнира;
6 — сепаратор шарнира;
7 — обойма шарнира;
8 — шарики шарнира;
9 — упорное кольцо привода;
10, 13 — хомуты пыльников;
11 — стопорное кольцо;
12 — пыльник.

Поддерживающие

Поддерживающий мост — прямая балка, на концах которой расположены колесные ступицы с подшипниками. Мост такой конфигурации передает только вертикальные нагрузки и тормозные усилия к колесам автомобиля. Поддерживающий мост часто используется на задней оси переднеприводных автомобилей и за счет простоты своей конструкции считается наиболее надежным вариантом задней подвески.

Также поддерживающие мосты нашли свое применение в тяжелых прицепах и полуприцепах, где они устанавливаются для повышения общей грузоподъемности за счет распределения на них вертикальной нагрузки.

Пример поддерживающего (заднего) моста автомобиля марки ВАЗ:

Проходные

Проходной мост — разновидность ведущего моста, который передает часть крутящего момента на следующий ведущий мост (обычно задний) с помощью проходного вала главной передачи. Используется только на многоосных автомобилях с несколькими ведущими мостами.

Проходной мост КАМАЗ

Виды мостов по расположению

По расположению автомобильные мосты делят на передние, задние, промежуточные и подкатные.

Передние

Передний мост связывает колеса передней по ходу движения оси транспортного средства и служит опорой для передней части автомобиля. В зависимости от типа транспортного средства передние мосты могут быть управляемыми (классическая компоновка), ведущими (в передне- и полноприводной технике), управляемыми и ведущими одновременно (в передне- и полноприводных автомобилях, технике повышенной проходимости) и не управляемыми и не ведущими одновременно (в сельскохозяйственных и коммунальных машинах).

Передний мост автомобилей УАЗ (Спайсер)

Задние

Задний мост связывает колеса задней по ходу движения оси транспортного средства и служит опорой для задней части автомобиля. Задние мосты могут быть ведущими (классическая компоновка), управляемыми (например, у вилочных погрузчиков), ведущими и управляемыми одновременно (у сельскохозяйственных, коммунальных и других специальных машин) и не ведущими и не управляемыми одновременно (у переднеприводной техники).

Задний ведущий мост BMW 7 Series

Промежуточные

Промежуточный мост — любой мост, не являющийся передним или задним по своему расположению. В двухосных автомобилях понятия промежуточного моста не существует. Промежуточные мосты у многоосных автомобилей могут быть как ведущими и/или управляемыми, так и просто выполнять поддерживающую функцию, аккумулируя на себе часть нагрузки.

Подкатные

Подкатной мост — отсоединяемый от прицепа или полуприцепа мост, который используется для транспортировки особо тяжелых грузов и обычно выполняет функцию поддерживающего моста.

Виды мостов по конструкции

Конструктивно мосты проектируются в виде полнотелой поперечины или пустотелой балки.

С поперечиной

Мосты с поперечиной изготавливаются в виде двутавра переменного сечения из металлического бруса методом ковки. Часто поперечину по ошибке называют балкой. Обычно центральная часть поперечины двутаврового сечения изогнута вниз с целью более низкого расположения агрегатов (например, двигателя).

С балкой

Мосты с балкой пустотелые с целью размещения внутри балки элементов привода ведущей оси. Существуют мосты с разъемной и неразъемной балкой. Последние имеют значительно более высокую жесткость, поэтому применяются в тяжелой технике. Мосты с разъемной балкой предназначены для легковых автомобилей и грузовиков с небольшой грузоподъемностью,

Задний неразъемный ведущий мост грузовика Mercedes-Benz Actros

Также мосты с балкой отличаются по технологии изготовления. В основном применяются штампованные и литые балки.

• Разъемные — есть поперечный разъем в области картера, соединяемый болтами. Трубчатые рукава полуосей запрессованы в разъемные части картера;
• Неразъемные — балка цельная с литым картером, в который запрессованы рукава полуосей. Плюсом такой компоновки, помимо более высокой жесткости по сравнению с разъемными мостами, также является удобство обслуживания — для доступа к дифференциалу и главной передаче не нужно демонтировать мост целиком;
• Штампованные — изготавливаются из ковкого чугуна методом штамповки с применением сварки, превосходят по жесткости разъемным балки, но уступают по этому параметру литым балкам;
• Литые — наиболее жесткий и надежный вид балок, применяется в тяжелой технике, однако технология изготовления наиболее сложная и дорогостоящая. Материалом для изготовления служат ковкий чугун или сталь.

Виды мостов по типу подвески

По виду подвески мосты делятся на неразрезные и разрезные.

Неразрезные

Неразрезной мост — в таком исполнении колеса автомобиля жестко связаны друг с другом посредством балки. Изменение положения одного колеса, например, при проезде неровностей, напрямую влияет на положение другого колеса на этой же оси.

Разрезные

Разрезной мост — в этом случае колеса автомобиля связаны с балкой моста через подвеску. Изменение положения одного колеса, например, при проезде неровностей, не влияет на положение другого колеса на этой же оси.

Виды мостов по числу колес

Автомобильные мосты также разделяют по количеству колес на оси. Бывают мосты с одинарными и сдвоенными колесами.

Карьерный самосвал NHL NTE330 — спереди мост с одинарными колесами, сзади со сдвоенными

Одинарные

Мост с одинарными колесами — автомобильный мост, на ступицах которого находится по одному колесу. Применяется на легковых автомобилях, легком коммерческом транспорте, спереди на грузовой технике. Это самый распространенный вид мостов.

Сдвоенные

Мост со сдвоенными колесами — автомобильный мост (обычно задний), на ступицах которого находится по паре колес. Иногда спаренные колеса называют «спаркой». Применяется в грузовиках, карьерных самосвалах и различной тяжелой технике.

На этой ноте краткое описание и устройство автомобильных мостов мы заканчиваем. Возможно, вам также будет интересно почитать наш материал про такой элемент подвески как стойки стабилизатора.

Если спереди в подвеске внезапно что-то застучало так, как будто непременно вот-вот отвалятся колеса вместе с рычагами и подрамниками — Далее.

Назначение системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания состоит в отводе тепла от нагретых деталей мотора с помощью охлажденной среды (жидкости, газа Далее.

Необходимость обзавестись автомобилем в кузове универсал обычно приходит не сразу. Вы представьте 18-летнего парня, скажем, на Opel Vectra B в Далее.

Для тех, кто привык видеть в Toyota Mark II «дрифт-корчи», «понторезки» и тюнинг-проекты, по-особому почитаемые как преданными фанатами JDM, так Далее.

Что относится к ходовой части

Ходовая часть автомобиля — комплекс узлов и механизмов, основным назначением которых является перемещение транспортного средства с условием погашения вибраций, тряски и прочих факторов, негативно влияющих на уровень комфорта.

Элементы ходовой части транспортного средства объединяют кузов и колеса машины, уменьшают раскачивание, принимают и обеспечивают передачу действующих сил.

В процессе движения автомобиля люди, которые находятся в салоне, ощущают на себе различные типы колебаний:

• Медленные — отличаются большой амплитудой;
• Быстрые — имеют минимальный уровень раскачивания.

В роли «гасителей» быстрых колебаний выступают сидения, резиновые опоры (КПП и мотора), а также другие «смягчающие» элементы.

От второго типа колебаний (медленных) защищают элементы ходовой части транспортного средства — узлы подвески, покрышки и прочие.

Конструктивно в состав ходовой части машины входит:

• Подвеска (задняя и передняя);
• Шины;
• Колеса.

Ниже рассмотрим каждую составляющую с позиции функций и особенностей предметно.

Передний мост

Передний мост имеет независимую телескопическую подвеску, в которой применяются как гидравлические амортизаторы, так и витые пружины. Поперечный рычаг — нижний с растяжками. Ходовая часть снабжена стабилизатором поперечной устойчивости. Устройство подвески ваз 2109 практически идентично с машинами ваз моделей 2108, 21099.

Узлы и детали ходовой части переднего моста

Передний мост ваз 2109 является, пожалуй, самым сложным элементом ходовой, это связано с тем, что схема трансмиссии автомобиля переднеприводная, но количество основных узлов в его устройстве не так уж и велико. Это:

• Стойка с амортизаторами;
• Поворотный кулак;
• Поперечный рычаг;
• Растяжки;
• Узлы крепления ходовой части к кузову и трансмиссии;

Описание конструкции передней подвески

Ходовая часть переднего моста ваз 2109 содержит довольно много элементов, но все является типичной для машин подобного класса и ее конструкция перекликается с множеством однотипных автомобилей. Основной деталью служит телескопическая стойка с гидравлическим амортизатором. Поверх гидравлического цилиндра устанавливается витая пружина с буфером хода. Верхняя опора также изготавливается из полиуретана и обеспечивает качание стойки, и гашение вибраций. Устройство крепления стойки к кузову (тремя болтами) позволяет гасить вибрации. Также внутри опоры находится шарикоподшипник, который обеспечивает поворот стойки совместно с колесом. Внизу поворотного кулака имеется шаровая опора, для связи с нижним рычагом подвески.

Для компенсации усилий имеются растяжки с резинометаллическими шарнирами. Для установки ступицы колеса в поворотном кулаке монтируется двухрядный упорный подшипник. Ступица крепится одним болтом. Также устройство подвески включает в себя стабилизатор, он через стойки с резиновыми шарнирами связывается с нижними рычагами подвески.

Задний мост

Устройство ходовой заднего моста ваз 2109 гораздо проще, это объясняется тем, что в отличие от автомобиля классической заднеприводной схемы, в нем нет деталей связанных с трансмиссией. А нагрузка, которую воспринимает ходовая часть, гораздо меньше, чем у грузового автомобиля.

Детали ходовой заднего моста

Из-за более мягкого режима работы (по сравнению с задним приводом предыдущих моделей), у конструкторов появилась возможность упростить схему и устройство этого узла ваз 2109. Так в задней подвеске ходовой части отсутствуют растяжки и детали для передачи вращающего усилия колесам, стабилизаторы (так как их роль выполняет балка), это незначительно ухудшило динамические параметры автомобиля, зато значительно повысило безотказность. В схему этого узла ходовой входят:

• Продольные рычаги;
• Центральная балка;
• Кронштейны крепления моста автомобиля к лонжерону;
• Гидравлические амортизаторы;
• Пружины (пара);
• Фланцы для крепления колес.

Конструкция заднего моста

Основным элементом устройства заднего моста ходовой части автомобиля ваз 2109 является балка, которая в свою очередь состоит из трех деталей — двух продольных рычагов и соединителя. Эти три узла соединены сваркой с усилительными накладками. На рычаги привариваются кронштейны для установки амортизаторов автомобиля и фланцы для установки полуосей колес.

В передней части рычагом установлены шарниры, через них проходят болты крепления ходовой части к шарнирам, смонтированным на лонжеронах кузова. Амортизаторы заднего моста автомобиля ваз 2109 — гидравлические с добавленными цилиндрическими пружинами. В своей верхней части через резинометаллические втулки они закрепляются в деталях кузова машины.

Подвеска колес автомобиля

Подвеска предназначена для смягчения и гашения колебаний передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля. Благодаря подвеске колес кузов совершает вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Все эти колебания определяют плавность хода автомобиля.

Давайте разберемся с тем, как в принципе колеса автомобиля связаны с его кузовом. Даже если вы никогда не ездили на деревенской телеге, то, глядя на нее через экран телевизора, вы можете догадаться о том, что колеса телеги жестко закреплены к ее «кузову» и все проселочные «колдобины» отзываются на седоках. В том же телевизоре (в сельском «боевике») вы могли заметить, что на большой скорости телега рассыпается и происходит это именно из-за ее «жесткости».

Чтобы наши автомобили служили подольше, а «седоки» чувствовали себя получше, колеса не жестко связаны с кузовом. К примеру, если поднять автомобиль в воздух, то колеса (задние вместе, а передние по отдельности) отвиснут и будут «болтаться», подвешенные к кузову на всяких там рычагах и пружинах.

Вот это и есть подвеска колес автомобиля. Конечно, шарнирно закрепленные рычаги и пружины – «железные» и выполнены с определенным
запасом прочности, но эта конструкция позволяет колесам перемещаться относительно кузова. А правильнее сказать – кузов имеет возможность
перемещаться относительно колес, которые едут по дороге.

Подвеска может быть зависимой и независимой.

Зависимая подвеска это когда оба колеса одной оси автомобиля связаны между собой жесткой балкой. При наезде на неровность дороги одного из колес, второе наклоняется на тот же угол.

Независимая подвеска это когда колеса одной оси автомобиля не связаны жестко друг с другом. При наезде на неровность дороги, одно из колес может менять свое положение, не изменяя при этом положения второго колеса.

При жёстком креплении удар о неровность полностью передаётся кузову, лишь немного смягчаясь шиной, а колебание кузова имеет большую амплитуду и существенное вертикальное ускорение. При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры), толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность «пробоя» при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).

В современных подвесках, во избежание вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент – амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5-1,5 циклов.

Надёжный контакт колеса с дорогой обеспечивается не только шинами, основными упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.

Таким образом, чтобы автомобиль обеспечивал комфорт и безопасность, между кузовом и дорогой должны быть:

• шины
• основные упругие элементы
• дополнительные упругие элементы
• направляющие устройства подвесок
• демпфирующие элементы.

Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от профиля дороги. Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.

Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую связь автомобиля с дорогой. В процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла или из-за постоянной перегрузки, что
приводит к ухудшению характеристик автомобиля: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль «просел» без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.

Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и
вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин). Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.

Направляющие устройства (системы рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова.
Задача этих устройств в том, чтобы сохранять плоскость вращения колеса двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз при отбое) в положении близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну. Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.

Демпфирующий элемент (амортизатор) гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля предназначен для повышения управляемости и уменьшения крена автомобиля на поворотах. На повороте кузов автомобиля одним своим боком прижимается к земле, в то время как второй бок хочет уйти «в отрыв» от земли. Вот в отрыв-то ему и не дает возможности уйти стабилизатор, который, прижавшись к земле одним концом, вторым своим концом прижимает и другую сторону автомобиля. А при наезде какого-либо колеса на препятствие, стержень стабилизатора закручивается и стремится побыстрее вернуть это колесо на свое место.

Передняя подвеска на примере ВАЗ 2105

Передняя подвеска на примере автомобиля ВАЗ 2105

• подшипники ступицы переднего колеса;
• колпак ступицы;
• регулировочная гайка;
• шайба;
• цапфа поворотного пальца;
• ступица колеса;
• сальник;
• тормозной диск;
• поворотный кулак;
• верхний рычаг подвески;
• корпус подшипника верхней опоры;
• буфер хода сжатия;
• ось верхнего рычага подвески;
• кронштейн крепления штанги стабилизатора;
• подушка штанги стабилизатора;
• штанга стабилизатора;
• ось нижнего рычага;
• подушка штанги стабилизатора;
• пружина подвески;
• обойма крепления штанги амортизатора;
• амортизатор;
• корпус подшипника нижней опоры;
• нижний рычаг подвески.

Пружинная подвеска

Полунезависимая подвеска сегодня все чаще применяется на транспортных средствах. По сути, она представляет собой гибрид независимой и зависимой подвески. Здесь вместо рессор есть пружины. Работает пружинная подвеска по другому принципу. в ней происходит корректировка жесткости балки благодаря равномерному распределению сил при движении автомобиля. Нередко на такой тип подвески устанавливается электромотор. Это позволяет водителю собственными силами контролировать параметры балки. С такой подвеской в автомобилях ведущим всегда будет передний мост.

Что такое независимая подвеска?

Самой популярной подвеской сейчас считается именно независимая конструкция. Почему? Да все потому, что в ней вращение колес независимое. Благодаря такому типу подвески меньше вероятность разрушения ступицы и элементов рулевого управления при резком перепаде высоты. То есть, если одно колесо транспорта угодит в яму. Независимая подвеска удобна тем, что с ней водитель во время движения меньше чувствует все неровности. Такая конструкция очень надежная и способна выдерживать большие нагрузки. Несмотря на то, что стоимость ее дешевле, а она очень надежная, основным минусом независимой подвески можно считать возможность установки только на заднем мосту.

Подробнее о типах автомобильных подвесок пойдет речь в этом видеоролике:

Источник http://https://dr1ver.ru/6491-mosty-kolesnyh-mashin.html
Источник http://https://mobile-dvr.ru/rashodniki/chto-otnositsya-k-khodovoi-chasti.html