Куда уходит рама? Изучаем классическую силовую конструкцию автомобиля

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 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.

Несущее днище

Несущее основание автомобиля — это промежуточный этап между рамной конструкцией и несущим кузовом. В этом варианте рама объединяется с полом кузова. Самым массовым и самым известным обладателем несущего днища является германский «Фолькваген Жук», у которого кузов крепился к плоской панели пола на болтах. Также по схожему принципу выполнен другой массовый автомобильчик из соседней Франции — Renault 4СV аналогичной с «Жуком» заднеприводной компоновки.

Такая конструкция достаточно технологична при крупносерийном производстве, и притом удается обеспечить низкий центр тяжести машины и низкий уровень пола в салоне. У большинства современных автобусов днище также является несущим, только кузов к нему приваривается, а не прикручивается.

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, и «Снаряженная масса шасси», иногда же он указывает «Полная масса транспортного средства» и «Снаряжённая масса транспортного средства».

Как сварить раму автомобиля

В любом автомобиле, кузов – является важной неотъемлемой составляющей, которая защищает все внутренние узлы. Грузовой автомобиль, как и любой другой, требует постоянного обслуживания, а в случае поломки – ремонта

Очень часто в грузовике приходится варить раму. Именно об этом процессе пойдет речь в данной статье.

О сварке кузова автомобиля можно прочесть тут.

Общие сведения

Рамой в автомобиле называется силовой каркас, выступающий основанием для крепления всех кузовных деталей, двигателя, коробки, приводов и т.д. Прибегать к такой технологии как сварка рамы, обычно следует при незначительных деформациях этой детали.

Например, если образовались трещины, сколы, складки, то в данном случае, варить раму будет целесообразно.

Однако, следует точно соблюдать технологию сварки, ведь от этого будет зависеть не только качество рамы, но и в будущем безопасность пользования автомобилем.

Выполнение ремонта и процесс сварки рамы грузовика

Очень часто, грузовые автомобили, например камаз, занимающиеся перевозкой больших грузов, могут выйти из строя прямо на трассе. Чтобы не допустить возникновения такой неприятной ситуации, следует постоянно контролировать в каком состоянии находится рама и производить своевременный ремонт этой детали.

Для того, чтобы в процессе сварки рамы грузового автомобиля, соединение получился прочным и надежным, нужно соблюдать ряд правил и требований.

Первое, что стоит отметить, так это необходимость следить за тем, чтобы на том участке, где образуется шов, металл не перегрелся. Варить шов надо маленькими отрезками, длина которых не превышает показатель в 5 мм.

Обязательно выжидайте некоторое время, пока место сварки не остынет

• Далее нужно обработать кромки. Осуществляется это посредством плазменного резака либо болгарки, т.к. это наиболее подходящий вариант для резки металла.
• Осуществляя сварку рамы, следите за тем, чтобы переходы с дополнительного металла на основной были как можно более ровными. Следите за тем, чтобы не образовывались подрезы, т.к. именно этот дефект приведет к потрескиванию рамы. Помимо этого, корень должен провариваться по всей длине, иначе весь процесс будет бессмысленным.

Учитывая тот факт, что со многими грузовыми автомобилями, которые не очень большие по размеру, работать достаточно сложно и рама очень часто склонна поломке, вне зависимости от качества выполненного шва, то здесь, есть только один выход – нужно усилить место поломки. Для этого подойдет швеллер и болтовое соединение.

Как сварить раму автомобиля своими руками

Прежде чем приступать непосредственно к процессу сварки, следует хорошо подготовить деталь

Важно верно определить повреждения, для этого надо снять все кузовные элементы и осмотреть пораженный участок. Место, где заканчивается трещина, надо засверлить

Это поможет предотвратить развитие повреждения.

Совет! Используйте сверла с диаметром 5 мм.

Подобные сварочные работы выполняются полуавтоматом.

Подробнее о процессе сварки. Как уже отмечалось, процесс сварки осуществляется в несколько проходов.

При первом проходе горелки – проваривается корень. Проварка осуществляется электродами, в качестве которых выступает проволока с толщиной в 1,2 мм с индексом Св08. Сварочные работы выполняются под воздействием тока в 100 А.

На втором и третьем проходе, показатель тока должен быть 110 А с той же сварочной проволокой, при этом валики должны быть как можно тоньше и перекрывать собой друг друга. На четвертом проходе, ток увеличивается до 120 А.

Важно, чтобы варка проводилась без прерывания дуги. Только так вы сможете получить максимально ровный и качественный шов

Обработка шва после сварки

Все швы после окончания сварочных работ нужно правильно обработать. Металл нужно защитить от негативного воздействия окружающей среды. Участок соединения надо отмыть, затем обработать пескоструйкой, обезжирить, прогрунтовать и покрасить.

В завершении стоит отметить, что сварка рамы грузовика – процесс, требующий концентрации и внимательности. Для того, чтобы шов получился максимально прочным и качественным, сварщик должен иметь некоторый опыт работы.

Поскольку рама – это важная деталь, от которой зависит безопасность управления автомобилем. Не забывайте о безопасности и выполняя сварку, обязательно наденьте специальную защитную одежду.

[Всего : 0 Средний: 0/5]

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.

Что такое лонжерон на машине

Здесь многое зависит от особенностей кузова (грузовой транспорт, легковой или грузовой автомобиль). Расположение бывает следующим:

• Горизонтальным и небольшим изгибом.
• Параллельным и горизонтальным по отношению друг к другу;
• Вертикальным, с небольшим изгибом;
• Горизонтальным и минимальным углом;

Тип конструкции, которая упомянута первой, нашла применение в грузовом транспорте.

Рама грузового автомобиля Mercedes-Benz с параллельно-горизонтальным расположением лонжеронов. Что касается остальных вариантов, то они популярны и применяются в легковых машинах.

Задний левый лонжерон пола ВАЗ 21099. У каждой конструкции есть преимущества. Так, «угловые» лонжероны позволяют колесу поворачиваться на больший угол, а устройства с вертикальным изгибом — приспустить центр тяжести авто и снизить уровень днища.

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.

Преимущества и недостатки лонжеронного элемента

Для чего нужен адсорбер топливной системы, принцип работы

Начнём с изучения положительных моментов:

• лёгкий вес обеспечивает хорошую управляемость, отличные характеристики динамики и низкое потребление топлива;
• высокая жёсткость на скручивание;
• пассивная безопасность гарантируется особыми зонами, которые поглощают силу удара.

Такой список преимуществ несколько меркнет перед отрицательными моментами. Их список приведён ниже;

• все элементы, из которых состоит несущий кузов, находятся в тесной взаимосвязи, следовательно, при выходе одного из них, страдают все остальные детали;
• распределение конструктивной нагрузки осуществляется по всей системе;
• низкая ремонтопригодность.

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:

• Сегментам.
• Типу кузова.

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:

1. A. Длина – до 3,6, ширина – до 1,6 м.
2. B. Длина – до 3,6…3, 9 и ширина 1,5…1,7 м.
3. C. Длина – до 3,9…4,4, ширина –1,6…1,75 м.
4. D. Длина – 4,4…4,8, ширина – 1,7…1,8 м.
5. E. Длина – более 4,8 и ширина более 1,7 м.
6. 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!

Инструмент для ремонта лонжеронов Rail saver

Тим Гер­хардс (Tim Gerhards), аме­ри­кан­ский спе­ци­а­лист по ремон­ту кузо­ва, рабо­та­ю­щий в этой обла­сти с 1986 года, при­ду­мал инстру­мент, помо­га­ю­щий устра­нять вмя­ти­ны и изги­бы на лон­же­ро­нах, воз­дей­ствуя на неров­но­сти изнут­ри. Это доста­точ­но новое изоб­ре­те­ние. Инстру­мент назы­ва­ет­ся Rail saver (бук­валь­но пере­во­дит­ся как спа­са­тель лон­же­ро­на). Он пред­став­ля­ет собой метал­ли­че­ский кор­пус, к одно­му кон­цу кото­ро­го при­кру­чи­ва­ет­ся гид­рав­ли­че­ский цилиндр, под­клю­чён­ный к насо­су. Внут­ри кор­пу­са нахо­дит­ся метал­ли­че­ская тру­ба.

На один конец этой тру­бы воз­дей­ству­ет гид­рав­ли­че­ский цилиндр, а на дру­гом кон­це рас­по­ло­жен клин, кото­рый посте­пен­но под­ни­ма­ет часть кор­пу­са, где тоже рас­по­ло­жен клин. Полу­ча­ет­ся что-то вро­де длин­но­го дом­кра­та, кото­рый встав­ля­ет­ся внутрь лон­же­ро­на до того места, где нахо­дит­ся изгиб и про­из­во­дит­ся воз­дей­ствие на изгиб или вмя­ти­ну изнут­ри лон­же­ро­на. К месту в инстру­мен­те, кото­рое под­ни­ма­ет­ся, могут при­кру­чи­вать­ся нако­валь­ни раз­ных форм, кото­рые идут в ком­плек­те. Таким обра­зом, этот инстру­мент может воз­дей­ство­вать на вмя­ти­ны и склад­ки, обра­зо­вав­ши­е­ся при сме­ще­нии лон­же­ро­на, изнут­ри.

Инстру­мент для выправ­ле­ния лон­же­ро­нов изнут­ри Rail saver поме­щён внутрь лон­же­ро­на. Стрел­кой пока­за­но место, где нахо­дит­ся склад­ка, кото­рую выпра­вит инстру­мент.

При необ­хо­ди­мо­сти, с внеш­ней сто­ро­ны неров­ность про­сту­ки­ва­ет­ся молот­ком, а инстру­мент для выправ­ле­ния лон­же­ро­нов дей­ству­ет как под­держ­ка. Так как для дей­ствия инстру­мен­та при­ме­ня­ет­ся гид­рав­ли­че­ский цилиндр с насо­сом, то реаль­но убрать дефор­ма­цию на метал­ле лон­же­ро­на любой тол­щи­ны без осо­бых уси­лий. Самое глав­ное пра­виль­но рас­по­ло­жить инстру­мент в нуж­ном месте. Для это­го нуж­но изме­рить место рас­по­ло­же­ния дефор­ма­ции и рас­по­ло­жить инстру­мент внут­ри лон­же­ро­на на нуж­ную дли­ну. На кор­пу­се инстру­мен­та име­ет­ся изме­ри­тель­ная шка­ла.

В зави­си­мо­сти от раз­ме­ров лон­же­ро­на, мож­но под­кла­ды­вать дере­вян­ные бло­ки в его полость, что­бы как мож­но луч­ше рас­по­ло­жить инстру­мент.

Инстру­мент Rail saver был про­те­сти­ро­ван и одоб­рен ком­па­ни­ей General Motors для ремон­та ава­рий­ных авто­мо­би­лей в офи­ци­аль­ных сер­вис­ных цен­трах. Пре­иму­ще­ство это­го инстру­мен­та в том, что при его исполь­зо­ва­нии отпа­да­ет необ­хо­ди­мость выре­зать сег­мен­ты в лон­же­роне для досту­па к обрат­ной сто­роне повре­жде­ния. Отпа­да­ет необ­хо­ди­мость нагре­ва метал­ла, тем более, что совре­мен­ная высо­ко­проч­ная сталь чув­стви­тель­на к нагре­ву и зна­чи­тель­но ослаб­ля­ет­ся и теря­ет свой­ства.

Кон­струк­ция инстру­мен­та Rail saver доста­точ­но про­стая и если её дос­ко­наль­но понять, то мож­но изго­то­вить такой инстру­мент само­сто­я­тель­но.

Сле­ва в верх­ней части кор­пу­са инстру­мен­та виден клин, на кото­рый воз­дей­ству­ет дру­гой клин, под­ни­мая его. Тру­бу с кли­ном внут­ри кор­пу­са тол­ка­ет гид­рав­ли­че­ская рас­тяж­ка. Место с кли­ном, кото­рое под­ни­ма­ет­ся при воз­дей­ствии гид­рав­ли­ки, нуж­но уста­но­вить напро­тив склад­ки, внут­ри лон­же­ро­на. К этой части инстру­мен­та могут при­кру­чи­вать­ся спе­ци­аль­ные наковальни/поддержки.

Общее устройство грузового автомобиля

История создания шасси

Шасси транспортного средства, передвигающегося по грунту или искусственному дорожному покрытию — это совокупность различных агрегатов и устройств составляющих ходовую часть, трансмиссию и элементы управления, которые собраны в единую конструкцию. В классическом понимании — это механическое устройство имеющее колеса или гусеницы без кабины, ДВС и кузова.

Точкой отсчета в истории создания шасси наземного транспортного средства можно считать изобретение колеса со ступицей. Такие колеса насаживались на неподвижную ось и вращались независимо друг от друга. На повозку обычно устанавливали одну, две оси. С развитием гужевого транспорта появилась рессорная подвеска, которая вошла в конструкцию этого простейшего шасси.

первое простейшее шасси транспортного средства

С возникновением самодвижущихся повозок в конструкции шасси появляются новые элементы, такие как управляемые передние колеса и трансмиссия, которая приводила во вращательное движение ведущие колеса автомобиля. В середине восьмидесятых годов XIX века была изобретена пневматическая шина и шасси приобретает вид близкий к современному.

Шасси автомобиля Татра Т11

По мере развития техники шасси различной конструкции появляется в авиации, железнодорожном и водном транспорте.

Характеристики шасси

Назначение шасси наземного ТС

Шасси наземного ТС предназначено:

• для того чтобы обеспечить движение путем передачи крутящего момента от коленвала двигателя на ведущие колеса, изменяя его параметры в требуемых для движения пределах;
• для уменьшения нагрузок на ТС при движении по неровностям;
• для выдерживания заданного направления или изменения траектории движения ТС, а также для торможения и обеспечения стояночного положения ТС.

Виды шасси

У наземных ТС имеется несколько видов шасси, в зависимости от типа средства.

1. Автомобильное шасси — для легковых и грузовых машин, прицепов и полуприцепов.
2. Тракторное шасси — оно может быть колесным и гусеничным.
3. Шасси для мотоциклов, трициклов и квадрациклов.
4. Шасси для самоходной и несамоходной специальной техники. Это шасси также может быть как на колесном ходу, так и на гусеничном.
5. Шасси для трамваев и железнодорожного транспорта.
6. Шасси для вездеходов типа «амфибия».

Все эти виды имеют отличительные особенности в конструкции, но в наиболее общем виде они подразделяются на:

• шасси ТС, монтирующееся на сварной раме, изготовленной из высокопрочных стальных швеллеров — это законченная конструкция, которая способна передвигаться на колесах или гусеницах. Такую конструкцию используют при изготовлении грузовых автомобилей, тракторов, прицепов и полуприцепов, внедорожников (типа SUV), вездеходов, специальной техники и железнодорожных вагонов;
• шасси ТС, крепящееся на жесткий, несущий кузов, с подрамником или без него;
• самоходное шасси — особый вид рамной конструкции на которую установлен двигатель и сиденье оператора с рулевой колонкой. Такие самоходные шасси используются для установки на них спецоборудования или какого-либо вооружения;
• шасси для мотоциклов, у которых рама имеет особую конструкцию и выполнена из труб.

рамное автомобильное шасси гусеничное шасси каркасное шасси шасси для мотоцикла

Другое значение термина

В настоящее время автомобильные заводы выпускают базовые грузовые автомобили под маркировкой «шасси», которые не попадают под классическое определение этой конструкции.

Отличие заключается в том, что на полнокомплектную рамную конструкцию шасси устанавливается двигатель с выхлопной системой, кабина со всеми приборами, прокладывается электрооборудование и устанавливается весь комплект светотехники.

Такие модели автомобилей с маркировкой «шасси» предназначены для последующей доукомплектации различными видами кузовов, или установки на них разнообразного специального оборудования, типа кранов, манипуляторов, гидроподъемников, буровых установок и цистерн разного назначения.

Шасси Камаз-43118

Шасси для спецтехники

Компании, выполняющие надстройки на шасси дорожных машин, предлагают многочисленные их вариации: эвакуаторы, краны-манипуляторы, автокраны, ломовозы и мусоровозы, гидравлические погрузчики, автобетоносмесители. Такие грузовики выполняют широкий спектр задач, и перечислять возможные надстройки можно долго. Владельцы спецтехники высоко оценили экономическую выгоду от использования шасси с надстройками. Нередко именно спецмашина приносит больше прибыли, нежели ее дорожная версия.

Примером эффективного использования может служить грузовик, между кабиной и бортовой платформой которого установлен кран-манипулятор, такое оборудование освобождает от простоя в ожидании погрузки и разгрузки. В спецтехнике созданы все условия для беспрепятственного перемещения груза с грузовой платформы или на нее, при этом подъемным устройством можно пользоваться без каких-либо ограничений. Существует возможность дополнительного заработка на погрузо-разгрузочных манипуляциях. Мы привели лишь один пример из множества возможностей, которые предоставляет владельцу автотранспортного средства установка надстройки.

Шасси и смонтированная надстройка должны составлять гармонично функционирующую систему. Если выбор одной из составляющих будет некорректным, то от машины не удастся добиться максимальной прибыли, могут возникнуть поломки, вызванные дисбалансом надстройки, что повлечет за собой ощутимые траты для владельца машины.

Составные элементы шасси

Классический комплект автомобильного или колесного тракторного шасси состоит из следующих агрегатов.

Трансмиссия

Она включает в себя сцепление, КПП, карданную передачу, полуоси, главную передачу, дифференциал. Для машин с полным приводом в трансмиссию включается раздаточная коробка.

Сцепление. В схеме трансмиссии ТС находится непосредственно в контакте с маховиком двигателя и в нужное время отключает соединение с коленвалом, прекращая передачу крутящего момента на шестеренки коробки передач.

Конструктивно сцепление бывает «сухим» (на автомобилях и тракторах фрикционные диски работают в воздушной среде) и «мокрым» (работающее в масляной ванне, такой тип стоит на мотоциклетных движках с поперечным расположением). Также оно бывает однодисковым — на легковых автомобилях и малых грузовиках, или двухдисковым — на тяжелых грузовиках и тракторах.

Коробка переключения передач. КПП бывают механические, полуавтоматические и автоматические. Коробка передач служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя на средних оборотах коленчатого вала, при разных скоростях движения транспорта и при разных условиях движения (дорога, бездорожье). Обеспечивается это путем изменения угловой скорости и как следствия, крутящего момента, на выходном валу КПП, по отношению к входному валу. Достигается это за счет использования шестерней с различными передаточными числами.

Раздаточная коробка. Служит для распределения крутящего момента между ведущими осями автомобиля и для повышения крутящего момента.

Дифференциал. Механическое устройство, которое распределяет крутящий момент от входного вала (карданного вала), на приводные валы колес (полуоси). Бывает блокируемый и не блокируемый.

Коротенькое видео, как работает дифференциал.

Ходовая часть

К ходовому блоку ТС относятся оси (передние и задние), на грузовых машинах и внедорожниках мосты (передний и задний), подвеска (передняя и задняя), ступицы и колеса, на ж/д составах тележки. Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге, причем с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль. Железнодорожный транспорт опирается на специальную ходовую часть, представленную в виде тележек. Тележки в свою очередь состоят из 2 или 3 колесных пар с буксами, рессорного подвешивания, тормозного оборудования.

торсионная подвеска автомобильная подвеска ж/д подвеска

Подвеска автомобильного транспорта.

Это устройство непосредственно соединяет колеса, оси и неразъемные мосты с несущей конструкцией, рамой или кузовом. Вместе с колесами оно снижает вибрации и гасит колебания, передаваемые от дорожного покрытия на несущую конструкцию, а также обеспечивает нужное положение колес относительно рамы.

В состав подвески входят следующие элементы:

• рессоры, пружины или торсионы, создающие упругость конструкции;
• амортизаторы, которые выполняют роль гасящего устройства;
• направляющие устройства, определяющие положение колеса и передающие на несущую конструкцию вибрации и усилия. Это система рычагов, а также поперечных и продольных тяг;
• шаровая опора, обеспечивающая правильную работу поворотного механизма колеса. На современных автомобилях в основном устанавливают по одной опоре на передние колеса, на внедорожниках их может быть по две штуки на колесо.

По типу подвески подразделяются на: Независимые, называются так, потому что между колесами нет связей. Это такие конструкции как:

• «МакФерсон», которая применяется на большинстве легковых автомобилей и малых грузовиков. Такая подвеска предназначена для езды по дорогам с хорошим покрытием;
• торсионно-рычажная;
• двухрычажная;
• многорычажная.

Зависимые, это когда противоположные колеса жестко соединены между собой балкой. Они могут быть:

• на продольных рессорах;
• на поперечных рессорах;
• когда парные рычаги являются направляющими;
• когда имеется два продольных рычага;
• с дышлом.

Колесо с подвеской соединяется ступицей. Основным ее элементом является подшипниковый узел.

Система управления

Данная система нужна по двум причинам — изменение направления движения и изменения скорости движения. А также удержания направления и скорости движения.

Она включает в себя рулевое управление, управляющий механизм (руль и педали), усилитель РУ и тормозную систему с гидро или пневмоприводом.

Шасси грузовых автомобилей

Наиболее распространенными считаются лонжеронные рамы. Они представляют собой две продольные балки, соединенные поперечинами. Форма таких балок может быть совершенно разной: трубчатой, Х- или К-образной. В наиболее нагруженной части рама имеет увеличенное сечение швеллера. Параллельная схема лонжеронов (балки располагаются на равном расстоянии на всем протяжении шасси) применяется на грузовых автомобилях. В легковых автомобилях повышенной проходимости могут применятся лонжероны, которые имеют некоторое расхождение осей как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Хребтовая рама представляет собой одну несущую продольную балку, на которую крепятся поперечины. Зачастую эта балка имеет круглое сечение, благодаря чему в ней могут размещаться элементы трансмиссии. Такая рама обеспечивает большую стойкость к кручению, чем лонжероны. Также использование шасси хребтового типа предполагает использование независимой подвески всех колес.

Вильчато-хребтовая рама имеет разветвление продольной балки в задней или передней части. То есть она совмещает в себе лонжероны и хребтовую балку.

Остальные типы рамы шасси не используются для грузовых автомобилей.

Спецификация

При описании шасси для наземного ТС используется специальная терминология:

• геометрические размеры платформы;
• колесная формула;
• колесная база;
• колея передних и задних колес;
• дорожный просвет;
• нагрузка на переднюю ось;
• нагрузка на заднюю ось (или тележку);
• размер колесного диска;
• размер шины.

При описании геометрических размеров определяют длину, ширину и высоту конструкции по раме, или крайним частям подвески. Так например, для КАМАЗ 63501 это будет выглядеть следующим образом:

• размеры — 9930х2470х1240 мм;
• колесная формула «8х8», что означает восемь колес, четыре оси и все ведущие;
• колесная база — 1940+3690+1320 мм;
• колея — 2050 мм;
• дорожный просвет — 390 мм.

Для легкового автомобиля марки «Рено Логан» это описание будет выглядеть несколько иначе:

• размеры — 4300х1733 мм;
• колесная формула «2х4»;
• колесная база — 2634 мм;
• колея — 1480 мм;
• клиренс — 155 мм.

Особенности конструкции шасси для ТС перемещающихся в водной среде и в авиации

Для транспортных средств, основной средой рабочего применения которых является вода, шасси, подобного классическим конструкциям для наземного транспорта, не существует.

Тем не менее, используя определение одного из назначений этой конструкции, как движущего устройства, преобразующего крутящий момент двигателя в поступательное движение ТС, можно предположить, что движущие механизмы старых колесных пароходов являются таким шасси для водного транспорта.

В современных условиях на лодках малого водоизмещения активно используются транцевые колеса. Их устройство является достаточно простым. Это колесо с пневмошиной, имеющее подшипник вращения, который одевается на поворотный рычаг. Этот рычаг является жесткой стойкой. При фиксации в нижнем положении эти транцевые колеса обеспечивают перемещение лодки по прибрежной поверхности. После захода в воду колеса на рычагах поворачиваются в верхнее положение и не мешают дальнейшему передвижению по воде.

Энтузиасты конструируют небольшие ТС типа «Сармат», которые благодаря пневматическим колесам особо большого размера держатся на плаву и способны передвигаться в водной среде.

Характерными представителями класса «амфибия», то есть машин способных передвигаться как по суше, так и по воде являются серийно выпускаемые плавающие вездеходы и болотоходы. Они могут быть колесными, как например плавающее колесное шасси БАЗ 5937 или ЗИС-485(БАВ), или гусеничными, как например ТМ-140 или МЛТБ.

ЗИС-485(БАВ)

Отличительными особенностями устройства шасси для этих машин является наличие специальных поплавков и полная герметизация кузова и агрегатов машин. Кроме того они оборудуются дополнительным водометным двигателем, для более энергичного передвижения по воде.

Конструкция шасси современных самолетов предназначена для обеспечения передвижения авиационного аппарата по аэродрому и максимального смягчения энергии удара при касании колесами самолета при посадке.

Для этих целей передняя стойка является поворотной, а на основных колесах оборудованы тормоза, имеющие возможность несинхронного растормаживания, с целью обеспечения эффективного разворота.

Стойки выполняют роль несущих конструкций и одновременно являются амортизирующими устройствами. Для прочности конструкции имеется система рычагов и опор. Кроме колес, самолеты могут комплектоваться лыжами для посадки на снег и поплавками для посадки на воду.

Факторы, влияющие на изменения в конструкции шасси ТС

Шасси наземных транспортных средств изменялись с самого момента их изобретения и установки на повозки. Вначале это касалось облегчения конструкции колеса. В деревянном круге делались пропилы для облегчения конструкции. С появлением металлических спиц их стали устанавливать в колеса. С изобретением подшипников они стали устанавливаться на оси для облегчения вращения колеса и увеличения срока службы колесной оси.

Кузов на каретных повозках вначале подвешивали на ремнях или на цепях. Затем на них принялись устанавливать подрессоренную подвеску в виде пружин, которые стали устанавливать и на другие повозки, если такое желание высказывал хозяин. В начале XIX века была изобретена рессора. Их сразу же стали устанавливать на кареты и другие повозки. В период безраздельного господствования гужевого транспорта многие части шасси ТС изготавливались из дерева.

Такая тенденция сохранялась и при производстве первых самоходных колясок. Однако с развитием автомобильного транспорта изменялся подход к обеспечению безопасности водителя во время езды. Деревянные детали менялись на металлические. Мягкость хода на первых моделях автомашин обеспечивалась за счет рессор и пружин. С появлением амортизаторов их стали устанавливать в подвеску машин.

На современных автомобилях все силовые элементы конструкции шасси ТС изготавливаются из качественной стали. В элементах крепления рессор и в пружинах устанавливают резиновые или пластиковые отбойники, а некоторые элементы подвески, типа шаровых опор, закрывают резиновыми пыльниками.

Дальнейшее развитие элементов шасси приведет к использованию в конструкции новых конструктивных материалов, такие как композитные материалы и нано-материалы, которые будут способны восстанавливать свою структуру. А в системе подвески претерпит изменение связи, т.е. переход от механической связи подвески к магнитной и электромагнитной подвески.

Появление крайне необычного как идеологически, так и внешне автобуса МАЗ-131.020
породило волну интереса. Вспоминаем историю таких автобусов.

На заре автобусостроения почти все они строились на грузовых шасси. Но с развитием технологий помаленьку их заменяли специальные, автобусные. И теперь уже бусы на грузовой основе встречаются крайне редко.

. Типовой облик мирового автобуса 1930-60-х годов прошлого века. В данном случае построенный на шасси швейцарского
Saurer 5B
, работавший в Эстонии, и сохраненный тамошним
дорожным музеем
.

. Своеобразным, но гармоничным обликом обладали автобусы Японии. Их строили как все четыре грузовых производителя (Isuzu, Hino, Mitsubishi и Nissan Diesel), так и сторонние ателье на их шасси.

. Наши северные соседи, финны, несмотря на вполне современные технологии, долго сохраняли в программах фирм автобусы на грузовой основе. На фото — продукт известной и поныне фирмы
Kiitokori
на шасси Kontio-Sisu для работы в маленьких северных городках.

. Ближний Восток ничем не отличался от прочих. Кузов и грузовое шасси английской марки Leyland этого экземпляра было собрано дочерним предприятием в Иране.

Фото Джона Уарда
05

. А этот архаично выглядящий «бус» выпускался еще в 90-х в Египте. В основе – лицензионная копия немецкого Магируса по имени
Эль-Наср
. В бедной, но многолюдной стране они до сих пор встречаются на улицах.

. Самый известный автобус на грузовом шасси – это знаменитый американский «school-bus». Они продолжают выпускаться десятком фирм в огромных количествах.

. Но основное назначение таких автобусов нынче – перевозка на бездорожье. Поэтому все чаще они встречаются в полноприводных версиях, как этот
Nissan Diesel
из Абу-Даби.

Фото Ярослава Ворцеховского
09

. Чешский Liaz 4×4 часто использовался местной Каросой для постройки пожарных машин с автобусным обликом. Но этот был доработан польским
Emibus
до полноценного автобуса.

Фото Юрая Главача
10

. Наибольшее поголовье современных бусов на грузовых шасси нынче можно встретить в Исландии, вроде этого полноприводного Мерседеса Атего. Тут они используются для доставки туристов к вулканам и гейзерам. При этом внутри они вполне комфортны, и ничем не уступают традиционным собратьям.

. В завершение — «король» туристических «грузобусов» Исландии, да и, пожалуй, не только Исландии — пятиосный полноприводной
GINAF X5450
. Нет мест, куда ему было бы не добраться.

Фото Теренса Уайтхеда
Как видим, автобусы на шасси грузовиков — удел не обязательно бедных африканских стран. В странах вполне цивилизованных таким машинам тоже есть применение.

Достоинства и недостатки шасси наземного ТС

Современные ТС, будь то автомобиль, трактор или специальное самоходное устройство оснащается шасси, которое укомплектовано по последнему слову конструкторской мысли.

Положительным качеством шасси современных автомобилей является их высокая надежность и ресурс агрегатов, который позволяет без замены им работать не один десяток тысяч километров. А использование в виде опоры землю, дает ТС на базе данного шасси перемещать огромные грузы, на большие расстояния с малой затратой топлива и оптимальной скоростью.

Основным недостатком шасси наземных ТС является отсутствие универсальности при переходе работы из одной среды в другую.

https://euroautoufa.ru/sovety/chto-takoe-rama.html
https://retrotruck.ru/gruzovoj-transport/samohodnoe-shassi-b-u-kupit.html